通信裝備作戰(zhàn)試驗評估指標(biāo)體系研究*

李 崑，彭 潔，宋 爽

（1.軍事科學(xué)院評估論證研究中心，北京 100091；2.軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院，北京 100141；3.軍事科學(xué)院戰(zhàn)爭研究院，北京 100091）

0 引 言

裝備作戰(zhàn)試驗是在裝備研制生產(chǎn)部門完成基礎(chǔ)工程技術(shù)試驗后，由裝備試驗單位組織考核裝備的作戰(zhàn)保障效能、部隊適用性，確保裝備在近實戰(zhàn)條件下能夠滿足實戰(zhàn)效能、體系貢獻率等要求[1]。現(xiàn)代通信裝備系統(tǒng)復(fù)雜，戰(zhàn)時環(huán)境突變，如何在實戰(zhàn)下考核其完成任務(wù)的能力是目前作戰(zhàn)試驗的基本目標(biāo)。文章從通信裝備的作戰(zhàn)任務(wù)使命入手，分別從裝備作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適應(yīng)性兩方面提出效能指標(biāo)，包括指標(biāo)內(nèi)涵、度量方法以及計算模型，全面考核通信裝備能否滿足作戰(zhàn)使用要求，同時提出體系貢獻率的算法來綜合評估裝備在體系作戰(zhàn)背景下的效用，最終提出效能聚合評估方法，為通信裝備的驗收采購和體系貢獻率評估提供科學(xué)參考。

1 現(xiàn)狀分析

論不能全面反映新裝備在作戰(zhàn)行動中的實際狀況。鑒于此，急需研究與裝備體制相對應(yīng)的作戰(zhàn)試驗評估機制，包括試驗評估理論、技術(shù)、評估指標(biāo)、方法模型和數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)等，為裝備體系各單元的研制、生產(chǎn)、編配和調(diào)整提供決策依據(jù)，為新裝備列裝定型提供基礎(chǔ)理論支撐。

當(dāng)前，裝備作戰(zhàn)試驗在評估理論上缺乏相應(yīng)的試驗評估指標(biāo)體系與技術(shù)支撐。在試驗流程方面，簡單延續(xù)裝備工程技術(shù)試驗的技術(shù)指標(biāo)，只是抽取其部分指標(biāo)進行測試，并沒有對作戰(zhàn)條件下的效能指標(biāo)、能力滿足度等指標(biāo)進行描述分析，沒有強調(diào)評估新裝備在大系統(tǒng)中的體系貢獻度；在試驗環(huán)境方面，大多是傳統(tǒng)的單裝型號試驗，沒有構(gòu)建聯(lián)合對抗的作戰(zhàn)環(huán)境，沒有考慮在聯(lián)合作戰(zhàn)背景下體系效能的發(fā)揮；在數(shù)據(jù)采集方面，沒有構(gòu)建與實際作戰(zhàn)行動相符合的數(shù)據(jù)采集環(huán)境，由此得出的檢驗結(jié)

2 通信裝備作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

通信裝備作戰(zhàn)效能是裝備在預(yù)期或規(guī)定的實際使用條件下，由具有代表性的人員使用，完成作戰(zhàn)任務(wù)情況的程度。主要從完成作戰(zhàn)任務(wù)的付出代價和獲取效益出發(fā)，全面考核被試裝備完成作戰(zhàn)使用性能的程度、功能的完備性、設(shè)計的合理性以及相關(guān)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的符合程度等。具體作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)如圖1所示，部分重點指標(biāo)如下述相應(yīng)描述。

圖1 通信裝備作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

（1）通信保障覆蓋率：通信覆蓋范圍能夠保障此次作戰(zhàn)的比率，即：

能夠保障的通信范圍/任務(wù)所需的保障范圍×100% （1）

（2）傳輸業(yè)務(wù)種類滿足度：能夠支持傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型（數(shù)據(jù)、短消息、圖像、話音、視頻等）能夠滿足此次作戰(zhàn)任務(wù)的比例，即：

能夠支持傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型數(shù)量/全部業(yè)務(wù)類型數(shù)量×100% （2）

（3）用戶接通率：用戶通過接入設(shè)備能成功接入通信網(wǎng)絡(luò)的比率，即：

能夠成功接入通信網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)/全部要求接入通信的用戶數(shù) （3）

（4）用戶接入時效性：能夠按時間要求接入網(wǎng)絡(luò)的能力，即：

能夠按照時間要求接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量/任務(wù)要求接入網(wǎng)絡(luò)的用戶總數(shù)量×100% （4）

（5）業(yè)務(wù)承載滿足度：機動過程中能夠承載的業(yè)務(wù)比率，即：

機動過程中能夠承載的業(yè)務(wù)數(shù)量/要求承載的業(yè)務(wù)數(shù)量總數(shù)×100% （5）

（6）動態(tài)組網(wǎng)時間：機動網(wǎng)構(gòu)建完成以及與主干網(wǎng)聯(lián)通的全部用時，即：

動態(tài)組網(wǎng)時間=網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時間+溝通聯(lián)絡(luò)時間

（6）

（7）接入成功率：機動狀態(tài)用戶能夠成功接入的比率，即：

在機動中能成功接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)/要求接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)×100% （7）

（8）信息傳輸時效性：信息（包括數(shù)據(jù)、話音、視頻等業(yè)務(wù)類型）能夠?qū)崟r無延誤傳輸?shù)谋嚷剩矗?/p>

在機動中信息（包括數(shù)據(jù)、話音、視頻等業(yè)務(wù)類型）能夠無延誤實時傳輸?shù)拇螖?shù)/任務(wù)要求傳輸?shù)目倲?shù)×100% （8）

（9）應(yīng)急通信保障率：干擾環(huán)境下能夠保障通信的重要用戶所占的比例，即：

能夠保障通信的用戶數(shù)量/要求保障通信的用戶總數(shù)量×100% （9）

（10）鏈路備份滿足度：在干擾或者毀傷情況下鏈路備份的滿足程度，即：

鏈路實際備份數(shù)量/干擾毀傷情況下所需的鏈路備份數(shù)量×100% （10）

（11）業(yè)務(wù)恢復(fù)率：在干擾或者毀傷情況下系統(tǒng)業(yè)務(wù)的恢復(fù)情況，即：

系統(tǒng)實際業(yè)務(wù)恢復(fù)數(shù)量/干擾或毀傷情況下系統(tǒng)所需恢復(fù)的業(yè)務(wù)數(shù)量×100% （11）

（12）干擾規(guī)避能力：能夠成功規(guī)避敵方干擾的能力，即：

能夠成功規(guī)避敵方干擾的次數(shù)/已知的敵方干擾的總次數(shù)×100% （12）

（13）互聯(lián)互通率：可與本系統(tǒng)互聯(lián)互通互操作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)量的覆蓋情況，即：

實際可與本系統(tǒng)互聯(lián)互通互操作的數(shù)量/任務(wù)所需互操作的系統(tǒng)數(shù)量總數(shù)×100% （13）

（14）安全等級：系統(tǒng)能夠達到的安全等級，根據(jù)GJB5612標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的五級安全等級體系確定。

（15）可傳輸信息密級：可傳輸信息的最高密級（絕密、機密、秘密、公開）。

（16）用戶身份識別率：可通過通信系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)的用戶身份識別情況，即：

能夠識別并允許接入的用戶數(shù)量/任務(wù)所需接入的用戶數(shù)量總數(shù)×100% （14）

（17）設(shè)備入網(wǎng)識別率：能夠識別的設(shè)備在全部入網(wǎng)設(shè)備中所占的比例，即：

能夠進行識別的設(shè)備數(shù)量/入網(wǎng)設(shè)備總數(shù)量×100% （15）

3 裝備作戰(zhàn)適用性指標(biāo)體系

裝備作戰(zhàn)適用性與作戰(zhàn)效能最大的區(qū)別在于重點評估裝備對戰(zhàn)場環(huán)境適應(yīng)能力和裝備在部署與持續(xù)使用過程中令人滿意的程度。美國空軍AFI99-102《作戰(zhàn)試驗與評價管理》中給作戰(zhàn)適用性定義為“在考慮可用性、兼容性、運輸性、后勤保障性、自然環(huán)境效應(yīng)與影響、文件以及訓(xùn)練要求的情況下，系統(tǒng)令人滿意地投入外場使用的程度”，目的是為部隊提供實時適地、快速高效、精確適量的裝備平時和戰(zhàn)時的技術(shù)保障任務(wù)，確保各類裝備的戰(zhàn)備完好率和持續(xù)的戰(zhàn)斗能力[2]。具體考核指標(biāo)如圖2所示，對部分重點指標(biāo)的描述如下所述。

圖2 通信裝備作戰(zhàn)適用性指標(biāo)體系

3.1 可靠性

3.1.1 平均無故障運行率

平均無故障運行率是從裝備開始運行到某時刻時間內(nèi)能正常運行的概率R(t)：

其中λ為故障率。

3.1.2 故障率

故障率是單位時間內(nèi)出現(xiàn)故障的次數(shù)與裝備在總的使用階段累計工作時間的比值，即：

其中，NG是單位時間內(nèi)出現(xiàn)故障的次數(shù)；TZ為裝備在總的使用階段累計的工作時間，可以為統(tǒng)計值。

3.1.3 試驗過程故障數(shù)

試驗過程故障數(shù)記錄作戰(zhàn)試驗過程中裝備出現(xiàn)的故障數(shù)，按照故障個數(shù)給定成績。

計算方法：先根據(jù)表1的標(biāo)準(zhǔn)做定量描述，再歸一化量化處理。

表1 試驗過程故障數(shù)評估標(biāo)準(zhǔn)表

3.2 保障性

3.2.1 人力資源保障

（1）人員配套率：用來表示維修人數(shù)與實際需要人數(shù)的配套程度，即：

其中，N2為某個保障方案中可投入的維修人數(shù)，N1為任務(wù)期間維修工作實際需要的人數(shù)。

（2）維修技術(shù)水平：對于基層級維修人員，維修水平高低主要考慮能否根據(jù)經(jīng)驗準(zhǔn)確判斷故障部位，正確快速地拆卸和更換故障件，以及進行一些簡單修理工作，屬于定性指標(biāo)。

3.2.2 設(shè)備設(shè)施保障

（1）設(shè)施完好率：是指處于完好狀態(tài)的維修設(shè)施數(shù)量與維修設(shè)施總數(shù)的比值，即：

其中，N2為處于完好狀態(tài)的維修設(shè)施數(shù)量，N1為維修設(shè)施總數(shù)。

（2）數(shù)量配套率：反映了保障系統(tǒng)實有的維修設(shè)備數(shù)量與維修工作需要的設(shè)備數(shù)量之間的匹配程度，即：

其中，Nit為品種i維修工具設(shè)備編制數(shù)量，Nif為品種i維修設(shè)備的實有數(shù)量。

3.2.3 信息資源保障

（1）計算機資源配套率：是維修所需的計算機資源數(shù)量，包括軟件和硬件數(shù)量與實際到位的計算機數(shù)量的比值，即：

其中，Rs表示實際到位的計算機數(shù)量，Rd表示維修所需的計算機數(shù)量。

（2）軟件維護度：主要反映現(xiàn)有軟件在版本更新、內(nèi)容擴充、故障排除等軟件維護上的全面度，可根據(jù)實際情況結(jié)合維修時對軟件資源的需求定性給出。

3.2.4 備件保障

（1）平均備件延誤時間：在特定時期內(nèi)，參與維修的備件延誤時間總和與備件數(shù)量的比值，即：

（2）備件合格率：抽查一定數(shù)量的備件合格備件數(shù)量與抽查總數(shù)的比值[3]，抽查總量不能過少，一般要大于10，計算方法為：

其中，Qh表示抽查備件的合格數(shù)值，Qz表示抽查備件的總數(shù)。

3.3 維修性

3.3.1 維修可達性

維修設(shè)備時能夠迅速方便地達到維修部位的特性，即維修部位能夠“看得見、夠得著、定位準(zhǔn)”。例如，有些設(shè)備支持可熱插拔，有些修一塊單板卻需要取下五塊單板。

3.3.2 維修標(biāo)準(zhǔn)化和互換性程度

裝備維修的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模件（塊）化和互換性，不僅有利于產(chǎn)品工作，還可簡化維修，描述標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，再將定性描述量化歸一。

表2 標(biāo)準(zhǔn)化和互換性評估標(biāo)準(zhǔn)表

3.3.3 防插錯措施及識別標(biāo)記

外形相似、大小相近的零部件，采取措施防止維修差錯，從結(jié)構(gòu)設(shè)計上消除差錯的可能性。零部件、插頭、插座等只有裝對時，才能裝得上，裝錯、裝反將無法完整安裝操作。

3.3.4 維修的安全性

維修的安全性是防止維修時損傷人員、損傷裝備的一種特性。維修安全性通常是裝備處于故障狀態(tài)、分解狀態(tài)下進行操作的，包括防機械損傷、防電擊、防火、防爆和防毒等，描述標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 維修安全性評估標(biāo)準(zhǔn)表

3.4 兼容性

接口（協(xié)議）兼容性主要描述與現(xiàn)役裝備或不同廠家的不同接口（協(xié)議）的兼容性。

3.5 人機工程

3.5.1 標(biāo)識提示

關(guān)鍵操作部位是否設(shè)置永久性提示標(biāo)識牌或圖形，說明是否清晰明確，描述標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 標(biāo)識提示評估標(biāo)準(zhǔn)表

3.5.2 硬件操作合理性

硬件結(jié)構(gòu)、開關(guān)的類型/布局、指示燈類型/含義是否合理。

3.6 環(huán)境適應(yīng)性

考察實際工作環(huán)境下的溫度變化、濕度變化、氣壓變化以及粉塵對設(shè)備性能的影響程度。

3.7 運輸性

3.7.1 可攜行性

考察裝備的物理尺寸和特性與規(guī)劃的運輸模式是否相適應(yīng)，是否易于攜行。

3.7.2 抗震抗毀性

考察裝備的抗毀抗震類指標(biāo)，評估裝備在作戰(zhàn)條件下的抗毀、抗震能力。

3.7.3 易拆裝性

考察裝備是否便于拆卸和搬運，利于機動。

3.8 電磁兼容性

3.8.1 受干擾兼容性

考察在網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)下其他電磁設(shè)備對裝備的干擾程度和對裝備性能的影響[4]。

3.8.2 對其他設(shè)備的電磁干擾

考察在網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)下對其他設(shè)備工作的電磁干擾程度。描述標(biāo)準(zhǔn)如表5所示，再將定性描述量化歸一。

表5 對其他設(shè)備電磁干擾評估標(biāo)準(zhǔn)表

4 通信裝備體系貢獻率

體系貢獻率主要是考核被試系統(tǒng)對裝備作戰(zhàn)體系內(nèi)各系統(tǒng)作戰(zhàn)能力及體系作戰(zhàn)能力的影響作用或者涌現(xiàn)效應(yīng)的度量[5]。度量方法是將被試系統(tǒng)使用后的新裝備體系作戰(zhàn)效能的變化量與原裝備體系效能做對比，比值即為新裝備的體系貢獻率，具體計算流程如下：

（1）根據(jù)能力指標(biāo)體系，通過仿真、解析計算、實驗等方法計算各個指標(biāo)數(shù)值，并將底層指標(biāo)值規(guī)范化，根據(jù)指標(biāo)屬性類型規(guī)范化函數(shù)如下：

①效益型：

其中Ti表示四個屬性類型；xij表示第i個方案關(guān)于第j個屬性fj的屬性值；αj表示fi( j∈T3)的最佳穩(wěn)定值，的最佳穩(wěn)定區(qū)間。

（2）通過專家評分法構(gòu)造各層指標(biāo)體系的兩兩判決矩陣，通過一致性檢驗計算單一權(quán)重向量w1,w2,w3…,wn。

（3）計算各指標(biāo)項完成任務(wù)程度結(jié)果，采用綜合評價的加權(quán)平均型模型，綜合為本級能力項完成任務(wù)程度，即：

（4）對于底層能力項完成任務(wù)程度結(jié)果，采用冪指數(shù)方法，綜合為裝備體系的完成任務(wù)程度結(jié)果：

（5）將納入被試裝備或替換原有裝備后的效能差值與原有裝備作戰(zhàn)效能值相除，比值為被試裝備對體系的貢獻率：

其中，EY為原有裝備下體系的作戰(zhàn)效能，EX為納入新裝備后或替換原有裝備后體系的作戰(zhàn)效能。

5 聚合評估方法

裝備作戰(zhàn)試驗效能評估方法的選取主要取決于評估目的、評估指標(biāo)特性、給定的條件、評估精度要求以及評估對象的特性等各方面因素，通常包含主觀評定法、數(shù)學(xué)解析法、統(tǒng)計分析法以及仿真模擬法等[6]。這些方法都有優(yōu)缺點，可根據(jù)評估任務(wù)進行針對性選取。對于通信裝備來說，仿真模擬法能夠比較詳細地考慮裝備實際作戰(zhàn)過程中戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能、作戰(zhàn)編成、戰(zhàn)場環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法等因素，同時可加入保障人員訓(xùn)練水平等人為影響，能在一定程度上反映對抗條件和交戰(zhàn)情況。同時，可考慮裝備編配和協(xié)同在全過程作戰(zhàn)中不同的體現(xiàn)，便于提出優(yōu)化方案，因此更適用于作戰(zhàn)效能的預(yù)測評估。

裝備作戰(zhàn)適用性的評估方法有定性和定量兩種。基于這項復(fù)雜工程涉及的因素指標(biāo)很多，且指標(biāo)的不確定性很強，難以量化和統(tǒng)一，指標(biāo)間往往也存在不同層次，因此在評估方法上可使用多層次綜合評判[7]的方法，把裝備的適用性和保障效能指標(biāo)進行層次分解，把評估系統(tǒng)中的各種因素劃分為相互聯(lián)系的上下有序?qū)哟危趸说闹饔^因素，減少指標(biāo)的不確定性，以增強評估結(jié)果的可信度和客觀性。

6 結(jié) 語

通信裝備作為軍事信息系統(tǒng)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，對部隊作戰(zhàn)奪取信息優(yōu)勢、打贏現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在近實戰(zhàn)背景下開展通信裝備作戰(zhàn)試驗，從評估裝備作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適應(yīng)性以及體系貢獻率三方面入手，發(fā)現(xiàn)裝備問題缺陷及時向研制生產(chǎn)部門反饋，在裝備列裝定型前促進試驗場與戰(zhàn)場的緊密銜接，以及裝備建設(shè)與裝備運用的有機融合。