（海軍工程大學(xué) 武漢 430033）

1 引言

對武器裝備進行實裝訓(xùn)練，存在造價高昂、操作復(fù)雜、維護費用高的問題，因此，裝備虛擬訓(xùn)練日益受到各國軍方的重視。虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)是一種安全、經(jīng)濟、高效的裝備訓(xùn)練方式，使受訓(xùn)人員在實驗室就可以方便進行操作及特情處置訓(xùn)練等，同時也大大方便了教員對訓(xùn)練全過程的跟蹤和控制［1～2］。在虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)中，需要引入一種評價方法客觀評估受訓(xùn)人員虛擬操作的水平，以便更準(zhǔn)確地把握訓(xùn)練目標(biāo)實現(xiàn)情況［3～4］。為此，本文從需求分析、指標(biāo)體系、系統(tǒng)框架三個方面對裝備虛擬訓(xùn)練中的訓(xùn)練評估問題進行了研究。

2 需求分析

對訓(xùn)練情況實施實時和非實時的評估，是虛擬訓(xùn)練的一個重要環(huán)節(jié)。合理的效能評估手段能夠檢驗訓(xùn)練的效果，不斷改進訓(xùn)練的方法，提高訓(xùn)練的針對性。

虛擬訓(xùn)練效果主要從兩個方面進行評估［5］：一是對武器系統(tǒng)的效能評估，從微觀層面出發(fā)，是虛擬訓(xùn)練效果評估的基礎(chǔ)；二是對各種條件下受訓(xùn)對象反應(yīng)能力與處置能力的評估，從宏觀層面出發(fā)，是訓(xùn)練效果評估的重點和目標(biāo)。兩者是一個辯證的綜合體，應(yīng)當(dāng)滿足以下三個方面的需求。

1）實時點評與事后評估相結(jié)合。訓(xùn)練中的實時點評一方面會對后續(xù)訓(xùn)練進程產(chǎn)生直接影響，可以及時發(fā)現(xiàn)和糾正問題，另一方面也可以增強評估成績的說服力，避免假成績、假結(jié)果的現(xiàn)象；事后評估是一種系統(tǒng)、完整、全面地分析和比較，更能客觀、公正地評估整個訓(xùn)練過程中指揮操作的合理性、有效性和及時性，改變以往重形式、輕結(jié)果的弊端。

2）單項評估與綜合評估相結(jié)合。這樣既可以規(guī)范評估指標(biāo)和評估內(nèi)容，確保評估的全面性和完整性，又可以針對各單項評估指標(biāo)建立合適的評估模型，降低建立評估模型的難度，解決了訓(xùn)練評估一直在低層次停滯不前的難題。

3）定性評估與定量評估相結(jié)合［6］。量化分析和評估，能夠以客觀、公正的數(shù)據(jù)得到評估的結(jié)果，便于進行分析和比較，科學(xué)性較強。但由于訓(xùn)練內(nèi)容的特殊性，一些涉及到人為因素和主觀性較強的指標(biāo)無法量化，只能采取定性分析。兩者緊密結(jié)合，使訓(xùn)練評估的結(jié)果更客觀、更精確。

3 評估指標(biāo)體系的構(gòu)建

評估指標(biāo)體系是訓(xùn)練評估整體狀況的客觀反映。在進行訓(xùn)練評估時，依據(jù)不同的評估對象和評估目的，能否建立科學(xué)、合理的評估指標(biāo)體系是決定評估工作成功與否的關(guān)鍵［7］。

裝備虛擬訓(xùn)練評估指標(biāo)體系是由若干個評估指標(biāo)按照部隊裝備訓(xùn)練的內(nèi)在規(guī)律和邏輯結(jié)構(gòu)排列組合而成的有機整體或集合，構(gòu)建它是一項很困難的工作。通常情況下，評估指標(biāo)的范圍越寬，數(shù)量越多，確立評估指標(biāo)就越難，處理和建模過程就越復(fù)雜，歪曲系統(tǒng)本質(zhì)特性的可能性就越大，因此需要遵從科學(xué)性、完備性、獨立性、客觀性、可比性、可測性、動態(tài)性、簡明性等一系列原則。

3.1 構(gòu)建方法

構(gòu)建裝備虛擬訓(xùn)練評估指標(biāo)體系首先要對訓(xùn)練的目標(biāo)進行分析，查找出所涉及的各個基本要素，然后對每個要素進行進一步的分析，確定其特征屬性及信息來源，之后初步擬定評估指標(biāo)體系，并對擬定的指標(biāo)體系中的各項指標(biāo)進行歸類、合并、篩選，進一步簡化指標(biāo)體系［8］。在初步確定的指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，將之放在實踐中進行檢驗，或者請專家進行評判，使之更加貼近部隊實際，符合部隊需要，最終形成科學(xué)合理的評估指標(biāo)體系。

3.2 構(gòu)建結(jié)果

通過上述的一系列構(gòu)建過程后，可以得到裝備虛擬訓(xùn)練評估指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 裝備虛擬訓(xùn)練評估指標(biāo)體系

整個評估指標(biāo)體系采用分層的方式確定，層層遞進，具體可分為指揮能力、維修能力、供應(yīng)能力、管理能力、防衛(wèi)能力和戰(zhàn)場機動能力六個一級指標(biāo)，分別對應(yīng)裝備虛擬訓(xùn)練中六大類主要考慮的訓(xùn)練方向［9］。每個一級指標(biāo)又可具體細(xì)分為若干個二級指標(biāo)進行進一步細(xì)化，以指揮能力指標(biāo)為例，其下可劃分為決策能力、信息能力、控制能力、協(xié)同能力和態(tài)勢分析能力五部分。通過這次劃分，可以進一步明確和規(guī)范評估的具體內(nèi)容和方向。最后，落實到具體的細(xì)化評分時需要量化的數(shù)據(jù)支撐，因此將二級指標(biāo)再次細(xì)化，每個二級指標(biāo)劃分為若干個事前約定好數(shù)值范圍的三級指標(biāo)。以信息能力為例，其下劃分為信息獲取率、信息時效性、信息準(zhǔn)確性和信息共享率四個三級指標(biāo)，至此評估指標(biāo)體系構(gòu)建完畢。各指標(biāo)意義明確、分類清晰，相互獨立，相輔相成，缺一不可，基本上可以反映裝備虛擬訓(xùn)練的效果。

4 虛擬訓(xùn)練評估系統(tǒng)框架設(shè)計

根據(jù)之前的需求分析，需要單獨設(shè)計一個訓(xùn)練評估系統(tǒng)接入已有的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)［10］，該系統(tǒng)能在虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)運行的全過程中跟蹤采集相關(guān)數(shù)據(jù)，實時進行數(shù)據(jù)分析和評估，最終得出評估結(jié)論。其中，數(shù)據(jù)的相關(guān)性判斷主要依據(jù)構(gòu)建好的評估指標(biāo)體系中的第三級指標(biāo)來確定。虛擬訓(xùn)練評估系統(tǒng)的框架如圖2所示。

圖2 虛擬訓(xùn)練評估系統(tǒng)框架

訓(xùn)練評估系統(tǒng)由數(shù)據(jù)記錄模塊、信息處理模塊、訓(xùn)練效果評估模塊、專用數(shù)據(jù)庫模塊和結(jié)果記錄顯示模塊等組成。

專用數(shù)據(jù)庫模塊主要包括演習(xí)數(shù)據(jù)庫和模型庫。演習(xí)數(shù)據(jù)庫又包括紅藍(lán)軍裝備數(shù)據(jù)庫、訓(xùn)練過程記錄數(shù)據(jù)庫、訓(xùn)練效果評估結(jié)果數(shù)據(jù)庫等；模型庫則包括作戰(zhàn)效能計算模型庫、訓(xùn)練效果分析模型庫、訓(xùn)練效果評判模型庫、武器仿真模型庫等。專用數(shù)據(jù)庫模塊為訓(xùn)練評估提供了全面的數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)記錄模塊是訓(xùn)練評估系統(tǒng)與虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)的接口，它的功能是在虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)運行的全過程中對仿真信息進行收集、監(jiān)視和轉(zhuǎn)發(fā)，包括指揮信息、訓(xùn)練信息、裝備仿真數(shù)據(jù)等。

信息處理模塊依托于專用數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)記錄模塊提供的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，比如數(shù)據(jù)篩選、邏輯性檢查、格式轉(zhuǎn)換、部分過程數(shù)據(jù)計算等，并將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給訓(xùn)練效果評估模塊。

訓(xùn)練效果評估模塊是訓(xùn)練評估系統(tǒng)核心功能實現(xiàn)所在，它根據(jù)評估人員設(shè)定的參數(shù)，以及輸入的訓(xùn)練信息、仿真信息，以評估指標(biāo)體系為計算依據(jù)，運行評估計算模型得到評估結(jié)果［11］。訓(xùn)練效果評估模塊可進一步分為效能計算、效果評估、效果評判三個模塊。效能計算模塊調(diào)用相關(guān)裝備性能數(shù)據(jù)，根據(jù)紅藍(lán)雙方裝備的對抗關(guān)系，計算出裝備在仿真設(shè)定條件下的作戰(zhàn)效能，并在此基礎(chǔ)上計算出在合同作戰(zhàn)或紅藍(lán)方攻防對抗作戰(zhàn)的整體效能；效果評估模塊根據(jù)訓(xùn)練過程記錄內(nèi)容和評估設(shè)置，讀取訓(xùn)練效果評估知識庫，調(diào)用訓(xùn)練效果評估模型，分析計算參訓(xùn)人員的訓(xùn)練正確率和有效率；效果評判模塊根據(jù)評估設(shè)置和訓(xùn)練效果評估結(jié)果，調(diào)用訓(xùn)練效果評判模型和各類評估分析工具，分析計算各評估指標(biāo)值，并可生成評判報告，方便教員進行訓(xùn)練講評。

結(jié)果記錄顯示模塊對訓(xùn)練效果評估模塊運行得到的所有數(shù)據(jù)和結(jié)果進行記錄和存儲，然后通過圖表、文字等多種形式直觀形象顯示訓(xùn)練效果評判和對比分析結(jié)果。

5 結(jié)語

本文在對虛擬訓(xùn)練評估進行需求分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了評估指標(biāo)體系，并設(shè)計了一個評估系統(tǒng)框架，最終得到一個虛擬訓(xùn)練評估的解決方案。在此方案的基礎(chǔ)上，可引入“實時仿真+事后分析+人員打分”的多種評估方式［12］，設(shè)計綜合性的訓(xùn)練評估算法，從而克服單一評估方式的局限性，進一步提高了評估結(jié)果的可信度。