基于貝葉斯方法的地空導彈裝備保障效能評估*

閆永玲，張慶波，盛 偉，晁 鑫

（空軍工程大學防空反導學院，西安 710051）

0 引言

地空導彈裝備保障系統(tǒng)性能的高低，直接影響到裝備保障任務完成程度，進而影響到整個作戰(zhàn)任務的成敗。所以保障效能評估是當前我國地空導彈武器系統(tǒng)在作戰(zhàn)運用中面臨的重大問題之一，合理地運用綜合方法進行評估，可對其發(fā)展和建設提供輔助決策的科學依據。

1 地空導彈裝備保障的特點及選取評估方法

地空導彈裝備保障是一個復雜適應體系。地空導彈武器系統(tǒng)多由地面設備（即制導系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)等）與導彈設備組成，兩者在裝備保障需求和特點上存在較為顯著的差別[1-3]。因此，地空導彈裝備保障工作內容繁多，難度很大。其保障效能不僅取決于裝備保障系統(tǒng)自身的組成要素及其相互關系，而且還綜合考慮了戰(zhàn)場環(huán)境、保障部署、作戰(zhàn)準備等其他諸多因素，故其評估問題是一個多屬性問題。目前，地空導彈裝備保障效能評估大都采用專家法或解析法，這些方法受主觀影響大，評估效果不明顯，難以保障建立模型的準確性[4]。貝葉斯方法是以圖論和概率論為基礎，由網絡結構和概率分布兩部分組成，具有表達問題直觀，邏輯推理性強的優(yōu)勢[5]。故此方法逐漸成為研究不確定問題的重要方法之一。

2 基于貝葉斯方法的地空導彈裝備保障效能評估模型

2.1 建立指標體系

習慣上從可用性、可靠性以及能力3方面考慮地空導彈裝備保障效能評估要素。其中可用性可視為地空導彈裝備保障的評價主觀因素，可靠性可視為評價的客觀條件，能力即為評價主體，這樣地空導彈裝備保障效能可視為主觀因素、評價主體及客觀條件的綜合。可得地空導彈裝備保障效能評估指標體系，如圖1所示。

圖1 地空導彈裝備保障效能評估指標體系

2.2 建立評估標準體系

2.2.1 定性指標評估標準

地空導彈裝備保障效能評估指標包括定量和定性兩種，其中定性指標評估標準劃分為4個等級，分別是優(yōu)、良、中、差，如下頁表1所示。

2.2.2 定量指標評價標準

定量指標由解析法進行計算。

1）人員理論水平

指保障人員對相關保障理論掌握程度，用理論考試合格率表示。

2）在位率

指保障人員在規(guī)定的時間內到達規(guī)定保障地點的概率。

式中，k為時間限定系數；j為保障天數；m為總天數。

3）設備使用

指保障人員在保障過程中科學使用保障設備，正確操作保障設備和對保障設備維護的情況。該指標主要通過設備使用率、設備損壞率等內容來考察[6]。

4）設備修復率

指在修理時間已達到某個時刻但尚未修復的設備，在該時刻后的單位時間內完成修理的概率[7-9]。可用在相應的條件下和時間內，裝備在相應的維修級別上被修復的故障總數與在級別上修復性維修總故障數之比來表示。

5）設備修復時間

指設備由故障狀態(tài)轉為正常工作狀態(tài)時維修時間的平均值，可用在相應的條件下和時間內，設備在任一規(guī)定的維修級別上，修復性維修時間與在該級別上被修復故障的總時間之比來表示。

式中，ti為第i次修復時間，N為修復的次數。

6）保障設備完好率

指處于完好狀態(tài)維修設備數量和維修設備總數的比值[4]，反應裝備保障中設備技術狀況和評價裝備保障水平。

表1 地空導彈裝備保障效能評估標準體系

2.3 構建地空導彈裝備保障效能評估貝葉斯網絡模型

分析圖1，可得各要素節(jié)點，并將其按照性質不同劃分為保障能力節(jié)點、中間要素節(jié)點、裝備性能節(jié)點、效能指標節(jié)點4類。如表2所示。

分析以上要素節(jié)點，運用貝葉斯網絡分析法，得到地空導彈裝備保障效能的評估模型。如圖2所示。

表2 貝葉斯網絡模型節(jié)點

圖2 貝葉斯網絡效能評估模型

3 實例驗證

設1、2兩個地空導彈營為裝備保障效能評估對象，對“人員編配”、“保障計劃”、“組織管理”、“通信保障準備”、“物資器材準備”、“環(huán)境因素”等保障想定因素設定“優(yōu)，良，中，差”4個實驗因素參考值。設1營較2營在某些保障性指標有明顯提升，具體見表3所示。

表3 1營、2營地空導彈裝備保障初始參數表

下面分析在兩種不同保障條件下，運用GeNIe貝葉斯軟件分別求得1營、2營地空導彈裝備保障效能評估結果。

3.1 實例1

在本實例中設定的前提條件為“人員編配-優(yōu)秀”、“保障計劃-良好”、“組織管理-良好”、“通信保障準備-優(yōu)秀”、“物資器材準備-良好”、“環(huán)境因素-優(yōu)秀”。運用GeNIe軟件分別得1營、2營地空導彈裝備保障的效能值，結果見表4、表5。

表4 1營、2營地空導彈裝備保障參數表（條件1）

3.2 實例2

在本實例中設定的前提條件為“人員編配-良好”、“保障計劃-優(yōu)秀”、“組織管理-良好”、“通信保障準備-優(yōu)秀”、“物資器材準備-良好”、“環(huán)境因素-差”。計算結果見表6所示。

3.3 結果分析

由以上結果可見，在環(huán)境因素良好及其他保障因素樂觀的情況下，1營地空導彈裝備保障總體效能明顯優(yōu)于2營。當保障因素不利時，兩營保障的總體效能均有大幅下降。但2營保障總體效能仍劣于1營，這與給定的軍事想定一致。

表6 1營、2營地空導彈裝備保障效能值（條件2）

4 結論

本文建立了基于貝葉斯網絡的地空導彈裝備保障效能評估模型，清晰反應了保障要素間的相互關系及影響程度，有效解決了裝備保障效能評估中的多屬性問題，為保障指揮決策提供準確指導[6]。