江天嬌，滑　楠

（1.空軍工程大學信息與導航學院，西安　710077；2.解放軍95880部隊，北京　100843）

基于模糊綜合評估的體系作戰(zhàn)力量組織運用效能評估*

江天嬌1，2，滑楠1

（1.空軍工程大學信息與導航學院，西安710077；2.解放軍95880部隊，北京100843）

針對體系作戰(zhàn)力量的組織運用效能評估問題，利用模糊綜合評判方法進行了探索。首先從評估方法的選擇入手，確定評估的手段，其次圍繞體系作戰(zhàn)能力的特點建立評估指標體系，最后綜合運用評估方法和評估指標體系，構建出以模糊綜合評估為基礎的評估體系，并模擬評估過程進行分析計算，得出符合實際的評估結論。

體系作戰(zhàn)，效能評估，模糊綜合評估

0　引言

體系作戰(zhàn)能力的生成和提升問題是我軍應對信息化戰(zhàn)爭背景下體系作戰(zhàn)的關鍵問題，對體系作戰(zhàn)力量組織運用效能進行客觀評估，既是提升我軍體系作戰(zhàn)能力的迫切需要，又是如何合理使用各類作戰(zhàn)力量的重要課題。雖然目前國內關于體系作戰(zhàn)力量的相關理論研究已經比較成熟，但對于體系作戰(zhàn)力量組織運用的效能評估方法研究卻很少，還沒有一套有效的理論和方法來指導作戰(zhàn)實踐。體系作戰(zhàn)力量的組織運用效能評估，是一項系統(tǒng)的、復雜的長期性工作，必須通過量化分析來研究論證體系作戰(zhàn)力量運用的可行性和有效性，從而通過科學的方法提升體系作戰(zhàn)能力。

1　綜合評估方法的選擇

根據不同的標準，綜合評估方法主要有兩種分類方式。

按評估方法的性質可分為3類：一是主觀評估法，如專家調查法、Delphi法等；二是客觀評估法，如回歸分析法、加權分析法、因子分析法等；三是定性與定量相結合的方法，如模糊綜合評判法、層次分析法、灰色關聯分析法、聚類分析法和人工神經網絡等。

按評估所采用的數學方法也可以分為3類：一是統(tǒng)計法，即應用數理統(tǒng)計的方法，根據實戰(zhàn)、演習和試驗所獲得的大量統(tǒng)計資料來進行評估；二是解析法，根據解析式來進行計算，如Lanchester方程；三是作戰(zhàn)模擬（仿真）法，根據仿真實驗所得到的數據來進行評估［1-3］。

在選擇綜合評估的方法時需要考慮以下兩點：首先，評估方法并不是越復雜越好。有些看似簡單的評估方法理論性強、條理清晰，具有很強的實用性；而有些復雜的評估方法可能反而會把簡單問題復雜化，不利于問題的解決，況且有些復雜評估方法的理論基礎和原理的有效性還有待論證。其次，評估方法并不具有可比性。評估結果的差異本質不在于兩種方法本身的優(yōu)劣，而在于評估主體在評估時，方法中要素的選擇和構建的主觀任意性。

以模糊綜合評判法和灰色評估法的對比為例，當使用模糊綜合評判法進行評估時，隸屬函數的選擇至關重要，直接關系著評估結果的科學合理性。而隸屬函數的確定是由評估主體來完成的，帶有很強的主觀性，因此，可以說評估效果的優(yōu)劣與評估主體本身直接相關；同理，當選擇灰色評估法進行效能評估時，白化函數的選擇成為關鍵因素，直接影響著評估結果，它也是由評估主體主觀確定的。假設評估者從評估結果中認定灰色評估法優(yōu)于模糊綜合評判法，只要更換隸屬函數或白化函數就可能會得到相反的結論。

體系作戰(zhàn)力量的組織與運用的關鍵因素涉及多個方面，這些因素都是動態(tài)變化的，具有不確定性、模糊性，難以直接應用某個數學公式或定理進行論證。因此，在驗證體系作戰(zhàn)力量組織運用的可行性和有效性時，需要選擇一種綜合評估方法。正如前述的評估方法選擇問題，結合體系作戰(zhàn)力量評估的實際，采用模糊綜合評判法。該方法以模糊數學為基礎，應用模糊關系合成原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，從多個因素對被評對象隸屬等級狀況進行綜合評估的一種方法。其優(yōu)點是可以較好地解決包含難以精確定量表達的評估因素的評估問題，且無需通過參照其他評估對象評估結果的相對排序來確定評估等級。其缺點是不能給出具有明確物理意義的定量評估結果，并且隸屬函數的建立還沒有系統(tǒng)的方法。

實踐證明，模糊綜合評判結果可靠性和準確性依賴于命題選取因素、因素的權重分配和綜合評估的合成算子等，其模型如圖1所示：

圖1　模糊綜合評判模型

2　評估指標體系的構建

關于體系作戰(zhàn)力量的組織與運用的評估問題，所研究的對象比較復雜，影響因素較多，基于模糊綜合評判法對體系作戰(zhàn)力量的組織運用問題進行綜合評估，首先應當針對評估對象建立科學的評估指標體系。

2.1指標體系構建的方法

評估指標體系的建立是反復深入的過程，需經過目標分析、系統(tǒng)分析、特征屬性分析、信息來源分析、權重分析和歸一化分析后，才能形成初步的評估指標體系。

建立評估指標體系的方法有很多，Delphi法是最常用且有效的一種。研究采用Delphi法建立空軍戰(zhàn)略戰(zhàn)役信息支援保障效能評估的指標體系。

2.1.1Delphi法的基本思想

Delphi法是一種專家咨詢法。作為集中多位專家意見的有力方法，它被廣泛應用于規(guī)劃、計劃、評估和預測等方面。Delphi法的流程圖如圖2所示。

圖2　Delphi法專家咨詢流程圖

2.1.2重要性指標的篩選

通過Delphi法得到的專家們對指標重要性大小的意見后，便可依據這些意見作重要性指標的篩選。假設被評對象有n個指標I1，I2，…，In，其重要性大小分別為x1，x2，…，xn，且均為正數，其值越大，表明相應的指標越重要。從n個指標中篩選出重要的指標，剔出不重要的指標，即所謂的重要性指標的篩選。

2.1.3評估指標體系的簡化

為了追求評估指標體系的完備性，有時會導致指標體系復雜、指標數量偏多等問題，為效能評估工作帶來很大的困難。因此，有必要簡化指標體系，增強評估實施的可行性。指標體系的簡化主要有兩種形式：一是指標數量的減少；二是組合方式的簡化。具體的簡化方法有：指標合并、指標刪除、指標添加、指標替代、指標重組以及指標類型轉換。簡化

后的評估指標體系必須經過檢驗，以驗證評估模型是否可靠、簡化方法是否合理。

2.2評判指標體系的構建

體系作戰(zhàn)力量組織運用效能的評判指標體系，是按照前述的原則和方法而建立的。依據前面對體系作戰(zhàn)力量的組織運用效能關鍵因素的分析，從作戰(zhàn)體系構建能力、體系運用組織能力、體系運維管理能力、信息支援能力、數據信息服務能力、網絡空間防御能力和電磁頻譜管控能力等7個方面，對其進行評估，并運用Delphi法建立評估的指標體系［4］。

作戰(zhàn)體系構建能力（U1）包括體系構建的完整性（U11）、信息融合的高效性（U12）、信息傳輸的實時準確性（U13）和作戰(zhàn)體系的抗毀抗擾性（U14）4項指標，主要考查體系作戰(zhàn)力量的組織結構是否合理、互連互通能力、傳輸能力和抗毀抗擾性是否能滿足需要等。

體系運用組織能力（U2）包括方案的設計制定能力（U21）、體系結構動態(tài)調整能力（U22）、信息支援保障資源調配能力（U23）和體系運用功能驗證能力（U24）和信息支援保障效能評估能力（U25）5項指標，主要考查空軍信息支援的方案是否完善、保障資源分配是否合理、保障能力是否適合空軍信息支援保障的客觀需要等。

體系運維管理能力（U3）包括全網域實施監(jiān)測能力（U31）、運維力量動態(tài)調控能力（U32）和運維力量綜合運用能力（U33）3項指標，主要考查體系作戰(zhàn)力量能否為網絡化作戰(zhàn)體系穩(wěn)定可靠運行提供支撐。

信息支援能力（U4）包括信息伴隨保障能力（U41）、信息開發(fā)、運用能力（U42）和信息管控能力（U43）3項指標，主要考查體系作戰(zhàn)力量能否為武器平臺實施遠程大區(qū)域作戰(zhàn)、各類支撐要素機動伴隨保障，提供全維化的信息支援。

數據信息服務能力（U5）包括匯總能力（U51）、存儲能力（U52）、處理能力（U53）、維護管理能力（U54）和依定制分發(fā)能力（U55）5項指標，主要考查體系作戰(zhàn)力量能否為各級指揮所和部隊提供統(tǒng)一的戰(zhàn)場態(tài)勢，按需提供信息應用服務。

網絡空間防御能力（U6）包括網絡安全態(tài)勢監(jiān)察能力（U61）和安全事件查處能力（U62）2項指標，主要考查體系作戰(zhàn)力量能否有效確保網絡空間和信息安全。

電磁頻譜管控能力（U7）包括用頻規(guī)劃能力（U71）、用頻管理能力（U72）、用頻指配能力（U73）、用頻協(xié)調能力（U74）和戰(zhàn)場電磁環(huán)境監(jiān)察能力（U75）5項指標，主要考查體系作戰(zhàn)力量能否有效確保各類信息化武器裝備、支撐保障要素用頻安全。

3　基于模糊綜合評判的綜合評估

3.1建立綜合評判模型

3.1.1數學模型

設定兩個有限論域：U=（u1，u2，…，um），V=（v1，v2，…，vn），其中U代表指標集，V代表評語集。那么U、V構成一個模糊評判空間S=｛U，V，R｝，其中R是從集合U到集合V上的一個模糊變換關系。于是，在空間S上，模糊綜合評判的模糊變換表示為X?R=Y，其中，X是U上的模糊子集，Y是V上的模糊子集，符號“?”表示廣義的合成運算。

3.1.2合成算子的選擇

模糊合成算子“?”的選擇對模糊綜合評估的結果有著直接影響，使用時要根據實際情況進行合理選擇。

理論上模糊合成算子有無窮多種，但在實際應用當中主要有以下3種：

由式（1）可知，使用該算子時評估結果只取決于評估中起主要作用的那個因素，適于單因素最優(yōu)計算，能夠綜合最優(yōu)情況，但其過于強調極值作用，其余因素均不影響評估結果。當因素較多或較少時都可能丟失大量單因素評估信息，在某種程度上失去效能評估的意義。

顯而易見，應用該模糊算子最終也只有一個因素被考慮，但也或多或少地考慮了其他指標的影響，它的評價結果要比第一種算子的結果“細膩”。這種模型適用于模型“，”失效，需要“加細”的情況。

該算子不僅考慮了所有因素的影響，而且保留了單因素評估的全部信息，體現出整體特性，可以用于需要全面考慮各個因素的影響和全面考慮各單因素評估結果的情況。對于復雜對象的模糊綜合評估，由于其構成系統(tǒng)的復雜性，為了綜合考慮各因素對于系統(tǒng)整體能力的影響，一般選用加權平均型模糊算子，使評價結果更合理。

3.1.3權重的確立

權重由評審專家的打分算出。評審專家的選擇要根據評估對象或系統(tǒng)的實際情況確定。根據空軍地面通信組織綜合保障能力綜合評估的特點，專家的選擇可考慮作戰(zhàn)指揮員、參謀人員、技術保障人員、士官以及業(yè)內專家［5］。權重的確立可采用層次分析法，步驟如下：

①構造兩兩比較判斷矩陣

先將指標體系中各級指標對上一級某指標的相對重要性進行兩兩比較，然后運用1～9比率標度法將比較判斷定量化，并寫成矩陣形式（bij）。

②計算指標權重并進行一致性檢驗

根據式（5）計算各指標的權重，構成權重向量W=（w1，w2，…，wn）。

表1　平均隨機一致性檢驗表

若CR＜0.1，則認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就需要調整判斷矩陣，使其具有滿意的一致性。

3.1.4模糊隸屬矩陣的建立

專家采用百分制進行打分，即U=［0，100］。每一項指標的評測值都可以分為優(yōu)（85≤u≤100）、良（75≤u＜85）、中（60≤u＜75）、差（0≤u＜60）4級，它們均為U上的模糊子集，可以分別用A、B、C、D表示。根據模糊分布，建立如下的隸屬度函數：

上述隸屬度函數確定的合理性在于：假定某專家對某項指標打分為86分，則它在A（u）所隸屬函數中的值為0.489 0，在B（u）所隸屬函數中的值為0.511 0，在C（u）所隸屬函數中的值為0，在D（u）所隸屬函數中的值為0。這與客觀實際中以百分制的86分認定為良相吻合。

3.1.5模糊綜合評判步驟

對于多因素的模糊綜合評判過程主要包括以下6個步驟；

①確定評估因素論域：U=（u1，u2，…，um）（設有m個評估指標）；

②確定評語等級論域：V=（v1，v2，…，vn）（設有n個評語等級）；

③確定模糊隸屬矩陣R：

其中，rij是因素ui具有vj的程度；

④確定權重向量：W=（w1，w2，…，wn）；

⑤單因素模糊評判：相應于每個因素的指標評估所構造的矩陣為R，R是從集合U到V上的一個模糊變換關系；

⑥多層模糊綜合評判：先從最低層指標層開始，以子目標uk的屬性指標權重向量wk和單因素模糊評估矩陣Rk進行模糊矩陣的合成運算，得到子目標uk的綜合評判向量，即Bk=Wk?Rk。從而單因素模糊評判矩陣R=（r1，r2，…，rk）。然后一層一層依次往上評價，一直到最高層，最后得出總目標層U的綜合評價結果。

3.2進行模糊綜合評判

根據上述體系作戰(zhàn)力量綜合組織運用效能評估模式，需要通過計算相應的綜合評估值來分析組織運用效能，從而作出綜合評估，給出指導建議。由5名專家對每個指標進行打分（采用百分制），然后根據模糊綜合評判法的原理和步驟，分別評估優(yōu)化調整前后空軍戰(zhàn)略戰(zhàn)役信息支援保障力量綜合組織運用效能。

3.2.1分項能力的計算

以計算u1為例，步驟如下：

①確定評估因素論域u1和評語等級論域V

u1=｛u11，u12，u13，u14｝；V=｛優(yōu)，良，中，差｝

②建立模糊隸屬矩陣R1

5位專家打分的綜合值（采用百分制）如表2所示。

表2　專家對于作戰(zhàn)體系構建能力各指標的打分情況

根據專家的打分情況，利用上節(jié)中的隸屬度函數，得到模糊隸屬矩陣R1為：

③確定權重向量W1

為了得到空軍信息支援保障網絡結構的量化權重值，需要建立成對比較矩陣，給定網絡結構4項內容的評判指標Vi和Vj，用Vij記Vi與Vj的重要性程度比。由5位專家對于指標u1內的各指標的重要性進行比較，比較結果記為Vij（k）=（Vi/Vj）（k）。

設v1，v2，…，vn的權重系數分別為W1，W2，…，Wn（Wi＞0，i=1，2，…，n），有如下線性方程組。

由于v11=1（i=1，2，…，n），第2個方程是恒等式，將其略去，解剩下的n個方程，可解出體系作戰(zhàn)力量綜合組織運用評判指標體系的權重向量。

由5位專家對圖3中網絡結構各評判指標的重要性進行比較分析，并打出評語，成對比較的結果如表3所示。

表3　專家對于作戰(zhàn)體系構建能力各指標重要性對比結果

專家對于體系作戰(zhàn)力量作戰(zhàn)體系構建能力各項評估指標的打分只是一種成對比較的結果，繼續(xù)進行評判，則需要將比較結果代入式（11），由此，得方程組：

解得權重向量W1=（W11，W12，W13，W14）為：

W1=（0.073 5，0.141 9，0.377 5，0.407 1）

④計算模糊合成值u1

這里選用加權平均型模糊合成算子。該算子不僅考慮了所有因素的影響，而且保留了單因素評估的全部信息，體現出整體特性，使評價結果更具合理性。其計算見式（3）和式（4）。

由此可得，模糊合成向量：

同理可得：

分別將U1，U2，U3，U4歸一化，并設分數集F為：

則可得到體系作戰(zhàn)力量的作戰(zhàn)體系構建能力、體系運用組織能力、體系運維管理能力、空天信息支援能力、數據信息服務能力、網絡空間防御能力和電磁頻譜管控能力等各指標的綜合評估分數如下：

3.2.2綜合評估的計算

根據層次分析法得到權重向量W為：

則得到體系作戰(zhàn)力量作戰(zhàn)體系構建能力的評估分數為：

同樣，按照本節(jié)中的方法，還可以對不同背景條件下的空軍信息支援保障的作戰(zhàn)體系構建能力、體系運用組織能力、體系運維管理能力、空天信息支援能力、數據信息服務能力、網絡空間防御能力和電磁頻譜管控能力等各指標進行評估，假設這是經過系統(tǒng)改造建設調整之后的情況，又可得到一項綜合評估值，計算結果如下：

以上評估結果，還可以給出優(yōu)化調整前后的綜合評估收益，如表4表示。

表4　體系作戰(zhàn)力量作戰(zhàn)體系構建能力綜合評估結果

3.3綜合評估結果的分析

從表4的評估數據，可以看出經過優(yōu)化調整后，各項指標值均有所提高，以上評估結果如圖3所示。

圖3　優(yōu)化調整前后關鍵因素的對比

由表4可知，經過優(yōu)化調整后，空軍作戰(zhàn)體系構建能力提高了16.54%，作戰(zhàn)體系構建能力、體系運用組織能力、體系運維管理能力、空天信息支援能力、數據信息服務能力、網絡空間防御能力和電磁頻譜管控能力等各指標都有一定的提高。其中，體系運用組織能力指標提高幅度最大，達到了46.43%。

4　結論

本文在模糊綜合評判方法的基礎上，結合體系作戰(zhàn)力量的本質特點，建立了適用于分析體系作戰(zhàn)力量組織運用效能的評價模型，明確其評價指標體系和具體賦值方法，實現了體系作戰(zhàn)力量組織運用效能的量化分析與評價。該方法對于分析體系作戰(zhàn)能力、不同力量實現的效能方面提供分析思路，為戰(zhàn)時的指揮決策和作戰(zhàn)能力建設提供參考。上述過程中有許多不足之處，有待在日后的研究中加以完善和改進。

［1］卜先錦.軍事組織協(xié)同的建模與分析［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2009.

［2］胡曉峰.戰(zhàn)爭復雜系統(tǒng)建模與仿真［M］.北京：國防大學出版社，2005.

［3］戴鋒，邵金宏，王力.軍事運籌學概論［M］.北京：軍事誼文出版社，2002.

［4］李立甫，李紅亮，李海文.聯合作戰(zhàn)通信與指揮控制系統(tǒng)組織運用效能評價［J］.火力與指揮控制，2013，38（7）：20-21.

［5］張強，李建華，孫祿.面向體系作戰(zhàn)的信息共享效益建模仿真［J］.火力與指揮控制，2014，39（2）：42-45.

Efficiency Evaluation of Organization of System Combat Forces Based on Com prehensive Fuzzy Evaluation

JIANG Tian-jiao1，2，HUA Nan1
（1.School of Information and Navigation，Air Force Engineering University，Xi’an 710077，China；2.Unit 95880 of PLA，Beijing 100843，China）

In view of organization of system combat forces，the comprehensive fuzzy theory is used to explore.Firstly，the appropriateeffectiveness evaluation method is confirmed.Then，based on the characteristics of system combat forces，the operational effectiveness evaluation index system is put forward.Finally，effectiveness evaluation method and evaluation index system are used to build the evaluation model，and through the analysis of simulated evaluation progress，it is concluded that the results tally with the actual situation.

system combat，efficiency evaluation，comprehensive fuzzy evaluation

E96

A

1002-0640（2016）08-0058-06

2015-06-12

2015-07-26

國家社會科學基金資助項目（13GJ003-156）

江天嬌（1989-），女，河南鄭州人，碩士研究生。研究方向：空軍信息網絡系統(tǒng)組織與指揮。