近程反導艦炮武器系統日常訓練射擊效果評估*

漆政昆 王海濱 高 峰

(1.安徽省蚌埠市禹會區燕山路1454號五系 蚌埠 233012)(2.91040部隊 青島 266231)

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近程反導艦炮武器系統日常訓練射擊效果評估*

漆政昆1王海濱2高 峰1

(1.安徽省蚌埠市禹會區燕山路1454號五系 蚌埠 233012)(2.91040部隊 青島 266231)

針對艦艇部隊訓練中存在實彈射擊少,日常訓練效果不好的問題,采用德爾菲法選取適當的評估指標,利用模糊層次分析法確定各指標的權重,最后運用模糊綜合評判得出日常射擊訓練操作的成績并給出改進建議,實現了日常訓練射擊效果的綜合評估。

近程反導艦炮武器系統; 模糊綜合評價; 射擊效果

Class Number TP206

1 引言

近程反導艦炮武器系統是水面艦艇抗擊反艦導彈的最后屏障,具備發射速率高、反應時間短、適裝性強等特點。為了使近程反導艦炮武器系統的所屬人員能夠熟練掌握和運用武器裝備,部隊進行了大量的日常射擊訓練。但目前在訓練過程中存在以下問題:

1) 實彈射擊訓練消耗大量的人力、物力,保障困難,因此訓練次數有限,難以滿足訓練大綱的要求。

2) 在日常訓練過程中,存在可對飛行目標實施跟蹤,但不能真實射擊而導致無法判定射擊效果。

3) 在日常訓練過程中,無法評判操作是否正確,很難找到失敗的真正原因,無法找出提高操作水平的有效措施。

為了使近程反導艦炮武器系統日常訓練擺脫上述問題,提高訓練的質量與效益,需要一套能根據操作人員的實際操作動作進行綜合評估,并對其技術水平做出量化評判的方法。本文采用德爾菲法[1]選取適當的評估指標,利用模糊層次分析法確定各指標的權重,最后運用模糊綜合評判得出日常射擊訓練操作的成績并給出改進建議,實現了日常訓練射擊效果的綜合評估。

2 評價指標體系的建立

對于近程反導艦炮武器系統,與操作員對其日常訓練射擊效果有關的因素有很多,如果都考慮進來的話,勢必會大大增加系統的復雜性,使評價變得非常困難。因此在確定評價指標時,應考慮體系的系統性。德爾菲法是一種最為常用的確定評價指標的方法,通過對多位專家的調查可收集廣泛的意見,使初擬指標更加系統全面,再多輪反復調查將分散的意見集中,進行篩選,整個實施過程既具有發散的作用又有收斂指標項的功能。

圖1 德爾菲法基本步驟

采用德爾菲法確定指標體系的具體步驟[2]如圖1所示。在整個實施過程中以輪為單位來進行,每一輪都有不同的任務。

1) 第一輪調查。這一輪的主要任務是請專家針對調查列表中列出的主題提出預測事件,之后管理者回收調查表進行匯總整理,抽取主要事件制成下一輪的調查表。這一輪需要注意的。是調查表的設計具有開放性,不要帶任何具有約束性的條框,以免限制太多使專家遺漏問題。第一輪調查情況如表1所示。

表1 第一輪調查情況表

2) 第二輪調查。在這一輪中需要專家對表中列出的主要事件進行詳細評價,之后對調查表進行回收統計得到初擬指標項,將統計結果整理完善,作為第三張調查表。第二輪調查情況如表2所示。

3) 第三輪調查。這一輪的重點任務是請專家再次權衡指標項重要程度并作出取舍意見,尤其是針對意見不統一的項目。回收統計后查看專家意見是否統一,如果統一則可以結束調查,不統一將按相同原理進行下一輪調查。第三輪調查情況如表3所示。

表2 第二輪調查情況表

表3 第三輪調查情況表

4) 指標體系的確立

利用德爾菲法,綜合專家意見選取操作時間、操作步驟和命中精度作為評估指標體系,如圖2所示。

圖2 評估指標體系

(1)操作時間

所有的訓練任務都有時間上的要求,每一項操作動作都有一個時間限定,通過對完成時間或者單位工作量可衡量受訓人員的操作熟練程度,完成任務的時間越短或單位工作量越大,則操作人員操作越熟練[3]。

(2)操作步驟

不同訓練任務對出現錯誤操作的容忍程度不同,但出現誤操作的次數越少越好。通過記錄受訓人員的操作序列,與參考操作步驟進行比較,而后扣除相應的失誤分數,基本上可以衡量參訓人員的操作正確度[4]。

(3)命中精度

命中精度是指彈著點對瞄準點(目標中心)的偏移程度,通常以射擊偏差來表示。彈著點是指火炮實際發射后彈丸的實際落點或炸點,瞄準點是指火控解算后期望彈丸的落點或炸點[5]。由于在訓練中不實際發射彈丸,無法觀測射擊偏差,因此采用火控計算機解算出的射擊諸元與模擬發射瞬間火炮架位反饋數據之間的偏差來確定命中精度。

3 指標權重的確定

指標體系確立之后,利用模糊層次分析法[6]計算各指標的權重,具體步驟如下:

1) 構造模糊互補判斷矩陣

模糊互補判斷矩陣R表示針對上一層某元素,本層次與有關元素之間重要性的比較,假定上一層次的元素C同下一層次中的元素a1,a2…an有聯系,則模糊一致判斷矩陣可表示為

Ca1a2…ana1r11r12…r1na2r21r22…r2n……………anrn1rn2…rnn

rij的實際意義是:元素ai和元素aj相對于元素C進行比較時,ai和aj具有模糊關系“…比…重要得多”的隸屬度。根據這個判斷尺度,元素a1,a2,…,an相對于上一層元素C進行比較,可得到如下的模糊判斷矩陣:

R具有如下性質:

(1)rii=0.5,i=1,2,…,n;

(2)rij=1-rji,i=1,2,…,n;j=1,2,…,n;

為了確定元素ai相對于aj對重要性,需要建立一種0.1～0.9的模糊判斷尺度[7],如表3所示。

表3 0.1～0.9的判斷尺度

設a1為操作時間,a2為操作步驟,a3為命中精度,邀請五位部隊專家進行打分,對打分表進行整理后分別構造五位專家的模糊互補判斷矩陣如下所示,專家1～5分別對應R1～R5。

2) 將模糊互補判斷矩陣改造成模糊一致矩陣

3) 計算指標權重

按照上述公式進行計算可得ω1=0.323,ω2=0.253,ω3=0.424。

4 模糊綜合評判

1) 確定因素集和評語集

因素集:U={u1、u2、u3}={操作時間、操作步驟、命中精度};評語集V=[a,b]=[0,100];

2) 建立各個評價因素的最優隸屬函數

(1)操作時間

對每一科目,操作時間是評價操作手的重要方面。具體方法是:對每一個訓練科目,系統都設一個參考操作時間Tj(第j種科目),設實際時間為tj,采用邀請操作經驗豐富的臺位操作手評分直接給出操作時間的隸屬度,然后在實際操作中不斷修改調整,最后得出操作成績為優的隸屬函數r1j:

(2)操作步驟

操作步驟應包含兩點,一是對于給定的科目,操作手反饋的操作步驟必須與參考步驟(每一科目都可預先設置)相符,二是操作步驟的順序應該合理[4]。設第j種科目的操作匹配點的個數百分比為αj,步驟匹配數百分比為βj,操作成績為優的隸屬函數為r2j,則規定

r2j=100αj·βj

(3)命中精度

命中精度是指火控計算機解算出的射擊諸元與發射瞬間火炮架位反饋數據之間的偏差[10]。由于系統規定的系統動態精度指標為方位誤差(平均值和均方差絕對值):2.0mrad、高低誤差(平均值和均方差絕對值):2.0mrad。所以命中精度為優的隸屬度函數r3j為

其中Δx為方位偏差,Δy為高低偏差。

3) 綜合評判結果計算

根據前面確定的指標權重,利用下式求得該科目的綜合評判結果。

5 實例分析

在某次日常射擊訓練中操作員的具體操作步驟按照步驟序號依次為:1、3、4、5、6、7、8、9、10(誤操作)、11(不達標)、12、14、13、15、16。按照前面所述的評估方法,最終判定操作手的成績為81.9分,如圖3所示。可以看到在總共16步操作中,操作員操作并沒有完全按照操作流程來,除了一步漏掉(步驟2復位)的操作,但是復位操作在火控臺沒有連續運行的情況下并不影響操作結果,關機操作步驟順序與操作流程并不一致,但是符合操作規則(14、13),系統對操作步驟的判定也是符合實際情況的。

圖3 綜合評估結果

6 結語

本文對近程反導艦炮武器系統日常訓練射擊效果評估進行了研究,實現了日常射擊訓練效果的綜合評判,從而有效地提高了訓練效率,節省了訓練成本,解決了日常訓練射擊過程中對目標只能跟蹤、不能打,不能進行射擊效果評判的問題。

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[5] 李學起,汪德虎,關慶云.艦炮對敵發射點射擊效果實時評估研究[J].射擊學報,2008(4):8-10.

[6] 張吉軍.模糊層次分析法(FAHP)[J].模糊系統與數學,2000,14(2):80-88.

[7] 周艷美,李偉華.改進模糊層次分析法及其對任務方案的評價[J].計算機工程與應用,2008,44(5):212-214.

[8] 徐澤水.模糊互補判斷矩陣排序的一種算法[J].系統工程學報,2001,16(4):311-314.

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Estimation of Fire Effect for Daily Training of Shipborne Close-In Weapon System

QI Zhengkun1WANG Haibin2GAO Feng1

(1. The Fifth Department, NO.1454 Yanshan Road, Yuhui District, Bengbu 233012)(2. No. 91040 Troops of PLA, Qingdao 266231)

The effect of daily training was poor because of the lack of ball firing on warship. In order to evaluate the effect of daily training comprehensively, firstly, the evaluation indexes were selected based on Delphi method; then the FAHP was used to determine the index weights; at last, the operating performance was calculated through fuzzy comprehensive evaluation and advices were gave to improve it.

shipborne close-in weapon system, fuzzy comprehensive evaluation, fire effect

2014年9月3日,

2014年10月28日

漆政昆,男,碩士研究生,講師,研究方向:兵器科學。王海濱,男,講師,研究方向:艦炮武器。高峰,男,講師,研究方向:兵器科學。

TP206

10.3969/j.issn1672-9730.2015.03.009