杜　鋒，劉　帥，史圣兵，秦少剛,張宏江

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

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單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)評(píng)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(xué)院 裝備試用與培訓(xùn)大隊(duì)，北京100072；2．63863部隊(duì)，吉林 白城137001)

摘要：隨著戰(zhàn)爭(zhēng)模式和作戰(zhàn)樣式的變化，武器裝備試驗(yàn)鑒定要求傳統(tǒng)的性能試驗(yàn)向作戰(zhàn)試驗(yàn)轉(zhuǎn)型，以考核武器裝備在接近真實(shí)作戰(zhàn)環(huán)境下的性能和能力。本文全面分析了作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)關(guān)鍵要素，基于層次分析法建立了作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)考核指標(biāo)體系，提出了針對(duì)評(píng)價(jià)因素的客觀、定量評(píng)價(jià)原則，并采取層次分析法和模糊綜合法綜合給出了作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)評(píng)估方法，并應(yīng)用于某型手持式紅外熱像儀靶場(chǎng)作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)，取得了很好的試驗(yàn)效果。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)伪怆妭刹煅b備；作戰(zhàn)適用性；試驗(yàn)考核指標(biāo)體系

作戰(zhàn)試驗(yàn)重點(diǎn)就是在接近真實(shí)的作戰(zhàn)使用環(huán)境中檢驗(yàn)武器裝備的作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性。作戰(zhàn)適用性是指在考慮可靠性、可維修性、自然環(huán)境效果與影響等因素的情況下，武器裝備投入戰(zhàn)場(chǎng)并維持的滿意程度[1-2]。

當(dāng)前，有關(guān)作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)研究主要集中在兩方面，一是作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)體系框架研究[3-6]，二是作戰(zhàn)適用性評(píng)估方法研究[7-9]，對(duì)開(kāi)展單體級(jí)武器裝備作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)具有一定的指導(dǎo)性，但可操作性不強(qiáng)。本研究針對(duì)單兵光電偵察裝備特點(diǎn)，建立了單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)指標(biāo)體系，給出了試驗(yàn)實(shí)施和評(píng)估方法，并結(jié)合某型單兵手持式紅外熱像儀靶場(chǎng)作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了試驗(yàn)評(píng)估。

1作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)關(guān)鍵要素分析

科學(xué)、合理地評(píng)估武器裝備作戰(zhàn)適用性，關(guān)鍵要對(duì)影響作戰(zhàn)適用性評(píng)估結(jié)果的重要因素進(jìn)行認(rèn)真、全面分析，確保評(píng)估結(jié)果客觀、公正。單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合單兵光電偵察裝備特點(diǎn)，在充分分析作戰(zhàn)適用性諸多影響因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建試驗(yàn)指標(biāo)體系，研究作戰(zhàn)適用性評(píng)估方法。

1.1單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性影響因素

根據(jù)作戰(zhàn)適用性定義可知，影響武器裝備作戰(zhàn)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(huán)境因素，如自然環(huán)境、電磁環(huán)境等；還有輔助保障因素，如保障設(shè)備等。通過(guò)分類合并，作戰(zhàn)適用性影響因素可分為作戰(zhàn)使用適用性、作戰(zhàn)環(huán)境適用性和作戰(zhàn)保障適用性3大類。

作戰(zhàn)使用適用性主要是考慮單兵光電偵察裝備在使用過(guò)程中能否滿足作戰(zhàn)要求，即可靠性、安全性、人機(jī)結(jié)合性是否滿足操作使用要求。

可靠性表現(xiàn)了單兵光電偵察裝備的綜合性能，但其優(yōu)劣可由平均故障間隔時(shí)間指標(biāo)體現(xiàn)；安全性通常包括電氣安全性、機(jī)械安全性和其他安全性3類近70項(xiàng)影響因素，對(duì)單兵光電偵察裝備來(lái)講，其中防插錯(cuò)、尖角銳邊等4項(xiàng)是重要的，對(duì)安全使用影響最大；人機(jī)結(jié)合性目的就是考核戰(zhàn)士有異常操作時(shí)，單兵光電偵察裝備能否保證性能正常，是否能影響任務(wù)完成度。

作戰(zhàn)環(huán)境適用性主要是考慮單兵光電偵察裝備能否適應(yīng)各種環(huán)境并發(fā)揮應(yīng)有能力，即在自然環(huán)境、電磁環(huán)境等條件下的使用能力。

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

作戰(zhàn)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(fù)作戰(zhàn)的能力，即維修保障性、使用保障性等。

1.2作戰(zhàn)適用性評(píng)估的時(shí)機(jī)和特點(diǎn)

開(kāi)展作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)的時(shí)機(jī)要選在武器裝備技術(shù)性能滿足指標(biāo)要求后進(jìn)行。只有基本性能滿足設(shè)計(jì)要求后，才能按照作戰(zhàn)使命設(shè)計(jì)與開(kāi)展作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)。

另外，作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)不是以發(fā)現(xiàn)裝備的重大技術(shù)缺陷為主要目的，而是重點(diǎn)檢驗(yàn)其是否有利于作戰(zhàn)使用。因此，定性和定量相結(jié)合方式非常適合作戰(zhàn)適用性評(píng)估。

2作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)考核指標(biāo)體系構(gòu)建

對(duì)于國(guó)家靶場(chǎng)來(lái)講，由于作戰(zhàn)適用性體系中各層次的每一項(xiàng)內(nèi)容都包含了很多的試驗(yàn)項(xiàng)目，要想在靶場(chǎng)試驗(yàn)階段完成全部試驗(yàn)項(xiàng)目很難實(shí)現(xiàn)。因此，從靶場(chǎng)職能、測(cè)試能力、試驗(yàn)進(jìn)度等方面出發(fā)，充分考慮經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性、操作性等因素，在試驗(yàn)品質(zhì)與試驗(yàn)進(jìn)度協(xié)調(diào)統(tǒng)一的條件下，構(gòu)建科學(xué)可行的基地試驗(yàn)考核指標(biāo)體系是十分必要的。

根據(jù)上文分析，作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)層次體系如圖1所示。

圖1　作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)層次體系

董健等通過(guò)對(duì)美軍作戰(zhàn)適用性研究，結(jié)合我軍實(shí)際提出了面向作戰(zhàn)任務(wù)需求的作戰(zhàn)適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[10]，但無(wú)法直接應(yīng)用于靶場(chǎng)作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)。因此，依據(jù)單兵光電偵察裝備特點(diǎn)和作戰(zhàn)使命任務(wù)，采用層次分析法對(duì)作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)層次體系進(jìn)行優(yōu)化。下面，以單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)環(huán)境適用性體系優(yōu)化為例，說(shuō)明如何構(gòu)建基地試驗(yàn)考核指標(biāo)體系。

2.1構(gòu)建判斷矩陣

多年來(lái)，國(guó)家靶場(chǎng)在武器裝備環(huán)境試驗(yàn)方面積累了大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)并在該方面進(jìn)行了專門(mén)研究，根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和方法，作戰(zhàn)環(huán)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(quán)的方式構(gòu)建，打分如表1所示。

表1　作戰(zhàn)環(huán)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(mén)、國(guó)家靶場(chǎng)、作戰(zhàn)部隊(duì)、研制單位等；研究成果重要度評(píng)判是依據(jù)靶場(chǎng)積累的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)課題研究成果選取。數(shù)據(jù)處理原則如下：

1)專家評(píng)分與研究成果各占50%，專家打分按等權(quán)重進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

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

以上述原則為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，就會(huì)得到判斷矩陣P2：

2.2一致性檢驗(yàn)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(fù)平均值，作為度量判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo)，即用

檢查一致性。N為矩陣階數(shù)。

對(duì)于判斷矩陣P2，其最大特征值及其對(duì)應(yīng)的特征向量(歸一化處理)為：

計(jì)算判斷矩陣P2的隨機(jī)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(diào)整。

對(duì)作戰(zhàn)使用適用性和作戰(zhàn)保障適用性試驗(yàn)，可采用同樣的分析方法，獲得作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)考核指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2　作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)考核指標(biāo)體系

3作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)評(píng)估

作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)評(píng)估方法很多，如層次分析法、模糊綜合法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色綜合評(píng)價(jià)法等。本研究采取層次分析法和模糊綜合法綜合評(píng)估方式，將定性和定量相結(jié)合，利用層次分析法給出權(quán)重系數(shù)，用模糊綜合進(jìn)行評(píng)判。該綜合方法核心就是確定權(quán)重系數(shù)向量A和評(píng)判矩陣r。

3.1權(quán)重系數(shù)向量A確定

應(yīng)用層次分析法確定權(quán)重系數(shù)向量A，關(guān)鍵就是構(gòu)建判斷矩陣，根據(jù)上文指標(biāo)體系構(gòu)建中對(duì)指標(biāo)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(duì)于判斷矩陣o、N1和N2，計(jì)算最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量(歸一化處理)，分別為：

由于3個(gè)判斷矩陣具有滿意的一致性，不需調(diào)整。所以可得各性能指標(biāo)對(duì)作戰(zhàn)適用性的權(quán)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(biāo)層次總排序

3.2評(píng)判矩陣R確定

確定評(píng)判矩陣R，重要的就是將評(píng)價(jià)因素分類并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此評(píng)價(jià)原則的構(gòu)件十分關(guān)鍵。

根據(jù)作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)考核指標(biāo)體系(圖2)，將評(píng)價(jià)因素分為兩級(jí)，具體內(nèi)容如表3所示。

將評(píng)價(jià)因素分為兩類：一類是多指標(biāo)因素，即只有對(duì)影響該因素的若干指標(biāo)或條款評(píng)價(jià)后，才能綜合評(píng)價(jià)該因素，如安全性、自然環(huán)境等；另一類是單指標(biāo)因素，即通過(guò)試驗(yàn)只用一個(gè)指標(biāo)或結(jié)果就可評(píng)價(jià)的因素，如可靠性、維修性等。

表3　作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)二級(jí)評(píng)價(jià)因素

對(duì)第一類因素的評(píng)價(jià)原則如下：

1)首先對(duì)構(gòu)成該因素的指標(biāo)或條款進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)原則如下：

① 若指標(biāo)或條款完全滿足要求，則評(píng)價(jià)該指標(biāo)或條款為優(yōu)；

② 若指標(biāo)或條款不完全滿足要求，對(duì)功能或使用有影響但不影響任務(wù)完成，則評(píng)價(jià)該指標(biāo)或條款為良；

③ 若指標(biāo)或條款對(duì)任務(wù)完成有影響，但在維修時(shí)間內(nèi)能完成維修，不影響任務(wù)完成，則評(píng)價(jià)該指標(biāo)或條款為合格；

④ 若指標(biāo)或條款對(duì)任務(wù)完成有影響，則評(píng)價(jià)該指標(biāo)或條款為差；

⑤ 若裝備更改設(shè)計(jì)后，對(duì)功能類指標(biāo)或條款，可重新按上述原則評(píng)定；對(duì)性能類指標(biāo)或條款，若進(jìn)行了充分試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證考核，可重新按上述原則評(píng)定，否則由于對(duì)后續(xù)是否有影響不能肯定，至多評(píng)價(jià)為合格；

⑥ 若指標(biāo)或條款對(duì)裝備造成嚴(yán)重?fù)p壞，采取一票否決，則裝備整體評(píng)價(jià)為差。

2)對(duì)構(gòu)成該因素的各指標(biāo)或條款采取等權(quán)重處理。

對(duì)第二類因素的評(píng)價(jià)原則如下：

① 若該因素試驗(yàn)結(jié)果不滿足要求，評(píng)價(jià)該因素為差；

② 若該因素試驗(yàn)結(jié)果滿足要求，評(píng)價(jià)該因素為合格；

③ 若該因素試驗(yàn)結(jié)果滿足要求，且比要求提高25%以上，評(píng)價(jià)該因素為良；

④ 若該因素試驗(yàn)結(jié)果滿足要求，且比要求提高50%以上，評(píng)價(jià)該因素為優(yōu)；

⑤ 若裝備更改設(shè)計(jì)后進(jìn)行了充分試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證考核，可重新按上述原則評(píng)定，否則由于對(duì)后續(xù)是否有影響不能肯定，至多評(píng)價(jià)為合格；

⑥ 若該因素對(duì)裝備造成嚴(yán)重?fù)p壞，采取一票否決，裝備整體評(píng)價(jià)為差。

利用上述原則，根據(jù)單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)結(jié)果，確定評(píng)價(jià)矩陣R。

3.3綜合評(píng)估

有了權(quán)重系數(shù)向量A和評(píng)價(jià)矩陣r，就可應(yīng)用公式：

(1)

從而得到評(píng)價(jià)結(jié)果向量B，通過(guò)對(duì)B運(yùn)用某種處理方法，即可得到單兵光電偵察裝備最終的評(píng)判結(jié)果。

4試驗(yàn)應(yīng)用舉例

某型單兵手持式紅外熱像儀集紅外偵察、激光測(cè)距、定位定向等功能于一體，在技術(shù)性能滿足指標(biāo)要求后開(kāi)展了作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4　某型單兵手持式紅外熱像儀作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)上述評(píng)判矩陣構(gòu)建原則進(jìn)行處理，可以得到對(duì)應(yīng)第二級(jí)因素集的評(píng)判矩陣：

由3.1可得到與r1、r2和r3相對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)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(yùn)用式(1)，可得到：

再運(yùn)用式(1)，可得：

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

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

即該手持式紅外熱像儀作戰(zhàn)適用性評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)秀。

5結(jié)束語(yǔ)

本文給出的單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)及評(píng)估，還可以推廣到武器裝備系統(tǒng)級(jí)的作戰(zhàn)適用性評(píng)估。通過(guò)作戰(zhàn)適用性試驗(yàn)，可以更科學(xué)地評(píng)價(jià)武器裝備的作戰(zhàn)適用性，同時(shí)可以指導(dǎo)部隊(duì)更合理地使用武器裝備，更科學(xué)地運(yùn)用各種戰(zhàn)術(shù)，從而提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。

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(責(zé)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(zhàn)適用性試驗(yàn)評(píng)估方法[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，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(shù)】10.11809/scbgxb2016.05.009

收稿日期：2015-08-10；修回日期：2015-10-20

作者簡(jiǎn)介：杜鋒(1976—)，男，工程師，主要從事裝備試驗(yàn)學(xué)研究。

中圖分類號(hào)：TJ06;E919

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-2304(2016)05-0036-05