單兵光電偵察裝備作戰適用性試驗評估方法

杜　鋒，劉　帥，史圣兵，秦少剛,張宏江

(1.裝甲兵工程學院 裝備試用與培訓大隊，北京　100072；2．63863部隊，吉林 白城　137001)

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單兵光電偵察裝備作戰適用性試驗評估方法

杜鋒1，劉帥1，史圣兵2，秦少剛2,張宏江1

(1.裝甲兵工程學院 裝備試用與培訓大隊，北京100072；2．63863部隊，吉林 白城137001)

摘要：隨著戰爭模式和作戰樣式的變化，武器裝備試驗鑒定要求傳統的性能試驗向作戰試驗轉型，以考核武器裝備在接近真實作戰環境下的性能和能力。本文全面分析了作戰適用性試驗關鍵要素，基于層次分析法建立了作戰適用性試驗考核指標體系，提出了針對評價因素的客觀、定量評價原則，并采取層次分析法和模糊綜合法綜合給出了作戰適用性試驗評估方法，并應用于某型手持式紅外熱像儀靶場作戰適用性試驗，取得了很好的試驗效果。

關鍵詞：單兵光電偵察裝備；作戰適用性；試驗考核指標體系

作戰試驗重點就是在接近真實的作戰使用環境中檢驗武器裝備的作戰效能和作戰適用性。作戰適用性是指在考慮可靠性、可維修性、自然環境效果與影響等因素的情況下，武器裝備投入戰場并維持的滿意程度[1-2]。

當前，有關作戰適用性試驗研究主要集中在兩方面，一是作戰適用性試驗體系框架研究[3-6]，二是作戰適用性評估方法研究[7-9]，對開展單體級武器裝備作戰適用性試驗具有一定的指導性，但可操作性不強。本研究針對單兵光電偵察裝備特點，建立了單兵光電偵察裝備作戰適用性試驗指標體系，給出了試驗實施和評估方法，并結合某型單兵手持式紅外熱像儀靶場作戰適用性試驗數據進行了試驗評估。

1作戰適用性試驗關鍵要素分析

科學、合理地評估武器裝備作戰適用性，關鍵要對影響作戰適用性評估結果的重要因素進行認真、全面分析，確保評估結果客觀、公正。單兵光電偵察裝備作戰適用性試驗設計應結合單兵光電偵察裝備特點，在充分分析作戰適用性諸多影響因素的基礎上，構建試驗指標體系，研究作戰適用性評估方法。

1.1單兵光電偵察裝備作戰適用性影響因素

根據作戰適用性定義可知，影響武器裝備作戰適用性的因素很多，有武器裝備自身固有因素，如可靠性、安全性等；有外界環境因素，如自然環境、電磁環境等；還有輔助保障因素，如保障設備等。通過分類合并，作戰適用性影響因素可分為作戰使用適用性、作戰環境適用性和作戰保障適用性3大類。

作戰使用適用性主要是考慮單兵光電偵察裝備在使用過程中能否滿足作戰要求，即可靠性、安全性、人機結合性是否滿足操作使用要求。

可靠性表現了單兵光電偵察裝備的綜合性能，但其優劣可由平均故障間隔時間指標體現；安全性通常包括電氣安全性、機械安全性和其他安全性3類近70項影響因素，對單兵光電偵察裝備來講，其中防插錯、尖角銳邊等4項是重要的，對安全使用影響最大；人機結合性目的就是考核戰士有異常操作時，單兵光電偵察裝備能否保證性能正常，是否能影響任務完成度。

作戰環境適用性主要是考慮單兵光電偵察裝備能否適應各種環境并發揮應有能力，即在自然環境、電磁環境等條件下的使用能力。

自然環境就是通常所講的氣候環境，如高溫、低溫、濕熱等，很多地方都具備氣候環境模擬能力；若有條件，還應該考慮地表環境，如林地、草原、沙漠等；電磁環境就是要考核單兵光電偵察裝備在復雜電磁環境下的性能，和電磁頻譜特性緊密相關。

作戰保障適用性主要是指在一定保障資源下單兵光電偵察裝備維持或恢復作戰的能力，即維修保障性、使用保障性等。

1.2作戰適用性評估的時機和特點

開展作戰適用性試驗的時機要選在武器裝備技術性能滿足指標要求后進行。只有基本性能滿足設計要求后，才能按照作戰使命設計與開展作戰適用性試驗。

另外，作戰適用性試驗不是以發現裝備的重大技術缺陷為主要目的，而是重點檢驗其是否有利于作戰使用。因此，定性和定量相結合方式非常適合作戰適用性評估。

2作戰適用性試驗考核指標體系構建

對于國家靶場來講，由于作戰適用性體系中各層次的每一項內容都包含了很多的試驗項目，要想在靶場試驗階段完成全部試驗項目很難實現。因此，從靶場職能、測試能力、試驗進度等方面出發，充分考慮經濟性、科學性、操作性等因素，在試驗品質與試驗進度協調統一的條件下，構建科學可行的基地試驗考核指標體系是十分必要的。

根據上文分析，作戰適用性試驗層次體系如圖1所示。

圖1　作戰適用性試驗層次體系

董健等通過對美軍作戰適用性研究，結合我軍實際提出了面向作戰任務需求的作戰適用性評價指標體系[10]，但無法直接應用于靶場作戰適用性試驗。因此，依據單兵光電偵察裝備特點和作戰使命任務，采用層次分析法對作戰適用性試驗層次體系進行優化。下面，以單兵光電偵察裝備作戰環境適用性體系優化為例，說明如何構建基地試驗考核指標體系。

2.1構建判斷矩陣

多年來，國家靶場在武器裝備環境試驗方面積累了大量試驗數據并在該方面進行了專門研究，根據已有的經驗和方法，作戰環境適用性判斷矩陣采用專家打分和已獲得的研究成果兩方面加權的方式構建，打分如表1所示。

表1　作戰環境適用性打分表

專家組由15名專家組成，成員覆蓋了論證部門、國家靶場、作戰部隊、研制單位等；研究成果重要度評判是依據靶場積累的試驗數據及相關課題研究成果選取。數據處理原則如下：

1)專家評分與研究成果各占50%，專家打分按等權重進行數據處理；

2)綜合后的重要度離1、3、5、7、9中誰最近，則取該值；若到兩個數的距離一樣，則以研究成果為準。

以上述原則為基礎進行數據處理，就會得到判斷矩陣P2：

2.2一致性檢驗及層次單排序

在層次分析法中，引入判斷矩陣最大特征根以外的其余特征根的負平均值，作為度量判斷矩陣偏離一致性的指標，即用

檢查一致性。N為矩陣階數。

對于判斷矩陣P2，其最大特征值及其對應的特征向量(歸一化處理)為：

計算判斷矩陣P2的隨機一致性比率CR，有

因此判斷矩陣P2具有滿意的一致性，不需調整。

對作戰使用適用性和作戰保障適用性試驗，可采用同樣的分析方法，獲得作戰適用性試驗考核指標體系，如圖2所示。

圖2　作戰適用性試驗考核指標體系

3作戰適用性試驗評估

作戰適用性試驗評估方法很多，如層次分析法、模糊綜合法、神經網絡法、灰色綜合評價法等。本研究采取層次分析法和模糊綜合法綜合評估方式，將定性和定量相結合，利用層次分析法給出權重系數，用模糊綜合進行評判。該綜合方法核心就是確定權重系數向量A和評判矩陣r。

3.1權重系數向量A確定

應用層次分析法確定權重系數向量A，關鍵就是構建判斷矩陣，根據上文指標體系構建中對指標相互間重要性分析，可得o-N、N1-M及N2-M的判斷矩陣分別為

對于判斷矩陣o、N1和N2，計算最大特征值對應的特征向量(歸一化處理)，分別為：

由于3個判斷矩陣具有滿意的一致性，不需調整。所以可得各性能指標對作戰適用性的權重，如表2所示。

表2　某型單兵手持式紅外熱像儀各性能指標層次總排序

3.2評判矩陣R確定

確定評判矩陣R，重要的就是將評價因素分類并對其進行評價，因此評價原則的構件十分關鍵。

根據作戰適用性試驗考核指標體系(圖2)，將評價因素分為兩級，具體內容如表3所示。

將評價因素分為兩類：一類是多指標因素，即只有對影響該因素的若干指標或條款評價后，才能綜合評價該因素，如安全性、自然環境等；另一類是單指標因素，即通過試驗只用一個指標或結果就可評價的因素，如可靠性、維修性等。

表3　作戰適用性試驗二級評價因素

對第一類因素的評價原則如下：

1)首先對構成該因素的指標或條款進行評價，評價原則如下：

① 若指標或條款完全滿足要求，則評價該指標或條款為優；

② 若指標或條款不完全滿足要求，對功能或使用有影響但不影響任務完成，則評價該指標或條款為良；

③ 若指標或條款對任務完成有影響，但在維修時間內能完成維修，不影響任務完成，則評價該指標或條款為合格；

④ 若指標或條款對任務完成有影響，則評價該指標或條款為差；

⑤ 若裝備更改設計后，對功能類指標或條款，可重新按上述原則評定；對性能類指標或條款，若進行了充分試驗進行驗證考核，可重新按上述原則評定，否則由于對后續是否有影響不能肯定，至多評價為合格；

⑥ 若指標或條款對裝備造成嚴重損壞，采取一票否決，則裝備整體評價為差。

2)對構成該因素的各指標或條款采取等權重處理。

對第二類因素的評價原則如下：

① 若該因素試驗結果不滿足要求，評價該因素為差；

② 若該因素試驗結果滿足要求，評價該因素為合格；

③ 若該因素試驗結果滿足要求，且比要求提高25%以上，評價該因素為良；

④ 若該因素試驗結果滿足要求，且比要求提高50%以上，評價該因素為優；

⑤ 若裝備更改設計后進行了充分試驗進行驗證考核，可重新按上述原則評定，否則由于對后續是否有影響不能肯定，至多評價為合格；

⑥ 若該因素對裝備造成嚴重損壞，采取一票否決，裝備整體評價為差。

利用上述原則，根據單兵光電偵察裝備作戰適用性試驗結果，確定評價矩陣R。

3.3綜合評估

有了權重系數向量A和評價矩陣r，就可應用公式：

(1)

從而得到評價結果向量B，通過對B運用某種處理方法，即可得到單兵光電偵察裝備最終的評判結果。

4試驗應用舉例

某型單兵手持式紅外熱像儀集紅外偵察、激光測距、定位定向等功能于一體，在技術性能滿足指標要求后開展了作戰適用性試驗，其試驗結果如表4所示。

表4　某型單兵手持式紅外熱像儀作戰適用性試驗結果

依據上述評判矩陣構建原則進行處理，可以得到對應第二級因素集的評判矩陣：

由3.1可得到與r1、r2和r3相對應的權重系數向量：

A=[0.258,0.637,0.105]

Ar1=[0.200,0.600,0.200]

Ar2=[0.428,0.428,0.144]，Ar3=1

運用式(1)，可得到：

再運用式(1)，可得：

從B中可以看出，該裝備被判為優、良、合格的比率分別為79%、16%、4%，若采用最大隸屬度原則，則評判結果為

f=max(Bi)=0.79,i=1,2,3,4

即該手持式紅外熱像儀作戰適用性評價結果為優秀。

5結束語

本文給出的單兵光電偵察裝備作戰適用性試驗及評估，還可以推廣到武器裝備系統級的作戰適用性評估。通過作戰適用性試驗，可以更科學地評價武器裝備的作戰適用性，同時可以指導部隊更合理地使用武器裝備，更科學地運用各種戰術，從而提高部隊戰斗力。

參考文獻：

[1]王凱，趙定海，閆耀東,等．武器裝備作戰試驗[M]．北京：國防工業出版社，2012.

[2]曹裕華，劉淑麗．裝備作戰試驗與鑒定概念內涵及關鍵問題研究[J]．裝備學院學報，2013，24(4)：123-126.

[3]羅小明，池建軍，周躍．裝備作戰試驗概念設計框架[J]．裝甲兵工程學院學報，2012，26(4)：5-10.

[4]閆耀東，王凱，杜曉坤，等．陸軍裝甲裝備作戰試驗問題研究[J]．裝甲兵工程學院學報，2012，26(1)：14-20.

[5]洛剛，尚娜，胡曉楓,等．國家靶場開展裝備作戰試驗問題研究[J]．裝備學院學報，2013，24(1)：114-118.

[6]史圣兵，秦少剛，陳振興,等．單兵光電偵察裝備作戰效能試驗技術研究[J]．兵工學報，2015，36(3)：566-570.

[7]溫成，易曉山．指揮控制系統作戰適用性模型建立[J]．兵工自動化，2008，27(12)：61-63.

[8]高江，李春峰，劉波．基于Bayes SPRT方法的魚雷作戰適用性試驗設計[J]．魚雷技術，2009，17(4)：77-80.

[9]王亞．軍事綜合電子信息系統作戰適用性分析與評估方法[J]．火力與指揮控制，2010，35(8)：75-79.

[10]董健，胡海波，陳桂明,等．面向任務需求的武器裝備作戰適用性評價指標體系研究[J]．價值工程，2014(26)：312-313．

(責任編輯周江川)

本文引用格式：杜鋒，劉帥，史圣兵，等.單兵光電偵察裝備作戰適用性試驗評估方法[J].兵器裝備工程學報，2016(5):36-40.Citation format:DU Feng,LIU Shuai,SHI Sheng-bing,et al.Assessment Method Study on Operational Suitability Evaluation of Portable Photoelectric Reconnaissance Equipment[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(5):36-40.

Assessment Method Study on Operational Suitability Evaluation of Portable Photoelectric Reconnaissance Equipment

DU Feng1,LIU Shuai1,SHI Sheng-bing2,QIN Shao-gang2,ZHANG Hong-jiang1

(1.Brigade of Equipment Trial and Training,Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072,China；2.The No.63863rdTroop of PLA,Baicheng 137001,China)

Abstract:With the change of war mode and battle modality,traditional performance test is required to change to operational test for assessing capacity of weapon system under the condition of similar war circumstance.Roundly analysis of key elements of operational suitability test was processed,and index system of operational suitability test on AHP method was established,and evaluation method of operational suitability test based on AHP and Fuzzy Synthesis was constructed,and above method was applied to one portable infrared imaging device test and obtained good test performance.

Key words:portable photoelectric reconnaissance equipment；operational suitability；test index system

doi:【裝備理論與裝備技術】10.11809/scbgxb2016.05.009

收稿日期：2015-08-10；修回日期：2015-10-20

作者簡介：杜鋒(1976—)，男，工程師，主要從事裝備試驗學研究。

中圖分類號：TJ06;E919

文獻標識碼：A

文章編號：2096-2304(2016)05-0036-05