單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗評估方法

杜　鋒，劉　帥，史圣兵，秦少剛,張宏江

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

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單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗評估方法

杜鋒1，劉帥1，史圣兵2，秦少剛2,張宏江1

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

摘要：隨著戰(zhàn)爭模式和作戰(zhàn)樣式的變化，武器裝備試驗鑒定要求傳統(tǒng)的性能試驗向作戰(zhàn)試驗轉型，以考核武器裝備在接近真實作戰(zhàn)環(huán)境下的性能和能力。本文全面分析了作戰(zhàn)適用性試驗關鍵要素，基于層次分析法建立了作戰(zhàn)適用性試驗考核指標體系，提出了針對評價因素的客觀、定量評價原則，并采取層次分析法和模糊綜合法綜合給出了作戰(zhàn)適用性試驗評估方法，并應用于某型手持式紅外熱像儀靶場作戰(zhàn)適用性試驗，取得了很好的試驗效果。

關鍵詞：單兵光電偵察裝備；作戰(zhàn)適用性；試驗考核指標體系

作戰(zhàn)試驗重點就是在接近真實的作戰(zhàn)使用環(huán)境中檢驗武器裝備的作戰(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)場并維持的滿意程度[1-2]。

當前，有關作戰(zhàn)適用性試驗研究主要集中在兩方面，一是作戰(zhàn)適用性試驗體系框架研究[3-6]，二是作戰(zhàn)適用性評估方法研究[7-9]，對開展單體級武器裝備作戰(zhàn)適用性試驗具有一定的指導性，但可操作性不強。本研究針對單兵光電偵察裝備特點，建立了單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗指標體系，給出了試驗實施和評估方法，并結合某型單兵手持式紅外熱像儀靶場作戰(zhàn)適用性試驗數(shù)據(jù)進行了試驗評估。

1作戰(zhàn)適用性試驗關鍵要素分析

科學、合理地評估武器裝備作戰(zhàn)適用性，關鍵要對影響作戰(zhàn)適用性評估結果的重要因素進行認真、全面分析，確保評估結果客觀、公正。單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗設計應結合單兵光電偵察裝備特點，在充分分析作戰(zhàn)適用性諸多影響因素的基礎上，構建試驗指標體系，研究作戰(zhàn)適用性評估方法。

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，如保障設備等。通過分類合并，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程中能否滿足作戰(zhàn)要求，即可靠性、安全性、人機結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間指標體現(xiàn)；安全性通常包括電氣安全性、機械安全性和其他安全性3類近70項影響因素，對單兵光電偵察裝備來講，其中防插錯、尖角銳邊等4項是重要的，對安全使用影響最大；人機結合性目的就是考核戰(zhàn)士有異常操作時，單兵光電偵察裝備能否保證性能正常，是否能影響任務完成度。

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各種環(huán)境并發(fā)揮應有能力，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雜電磁環(huán)境下的性能，和電磁頻譜特性緊密相關。

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)適用性評估的時機和特點

開展作戰(zhàn)適用性試驗的時機要選在武器裝備技術性能滿足指標要求后進行。只有基本性能滿足設計要求后，才能按照作戰(zhàn)使命設計與開展作戰(zhàn)適用性試驗。

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

2作戰(zhàn)適用性試驗考核指標體系構建

對于國家靶場來講，由于作戰(zhàn)適用性體系中各層次的每一項內容都包含了很多的試驗項目，要想在靶場試驗階段完成全部試驗項目很難實現(xiàn)。因此，從靶場職能、測試能力、試驗進度等方面出發(fā)，充分考慮經(jīng)濟性、科學性、操作性等因素，在試驗品質與試驗進度協(xié)調統(tǒng)一的條件下，構建科學可行的基地試驗考核指標體系是十分必要的。

根據(jù)上文分析，作戰(zhàn)適用性試驗層次體系如圖1所示。

圖1　作戰(zhàn)適用性試驗層次體系

董健等通過對美軍作戰(zhàn)適用性研究，結合我軍實際提出了面向作戰(zhàn)任務需求的作戰(zhàn)適用性評價指標體系[10]，但無法直接應用于靶場作戰(zhàn)適用性試驗。因此，依據(jù)單兵光電偵察裝備特點和作戰(zhàn)使命任務，采用層次分析法對作戰(zhàn)適用性試驗層次體系進行優(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，說明如何構建基地試驗考核指標體系。

2.1構建判斷矩陣

多年來，國家靶場在武器裝備環(huán)境試驗方面積累了大量試驗數(shù)據(jù)并在該方面進行了專門研究，根據(jù)已有的經(jīng)驗和方法，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的方式構建，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、國家靶場、作戰(zhàn)部隊、研制單位等；研究成果重要度評判是依據(jù)靶場積累的試驗數(shù)據(jù)及相關課題研究成果選取。數(shù)據(jù)處理原則如下：

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

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

以上述原則為基礎進行數(shù)據(jù)處理，就會得到判斷矩陣P2：

2.2一致性檢驗及層次單排序

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平均值，作為度量判斷矩陣偏離一致性的指標，即用

檢查一致性。N為矩陣階數(shù)。

對于判斷矩陣P2，其最大特征值及其對應的特征向量(歸一化處理)為：

計算判斷矩陣P2的隨機一致性比率CR，有

因此判斷矩陣P2具有滿意的一致性，不需調整。

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

圖2　作戰(zhàn)適用性試驗考核指標體系

3作戰(zhàn)適用性試驗評估

作戰(zhàn)適用性試驗評估方法很多，如層次分析法、模糊綜合法、神經(jīng)網(wǎng)絡法、灰色綜合評價法等。本研究采取層次分析法和模糊綜合法綜合評估方式，將定性和定量相結合，利用層次分析法給出權重系數(shù)，用模糊綜合進行評判。該綜合方法核心就是確定權重系數(shù)向量A和評判矩陣r。

3.1權重系數(shù)向量A確定

應用層次分析法確定權重系數(shù)向量A，關鍵就是構建判斷矩陣，根據(jù)上文指標體系構建中對指標相互間重要性分析，可得o-N、N1-M及N2-M的判斷矩陣分別為

對于判斷矩陣o、N1和N2，計算最大特征值對應的特征向量(歸一化處理)，分別為：

由于3個判斷矩陣具有滿意的一致性，不需調整。所以可得各性能指標對作戰(zhàn)適用性的權重，如表2所示。

表2　某型單兵手持式紅外熱像儀各性能指標層次總排序

3.2評判矩陣R確定

確定評判矩陣R，重要的就是將評價因素分類并對其進行評價，因此評價原則的構件十分關鍵。

根據(jù)作戰(zhàn)適用性試驗考核指標體系(圖2)，將評價因素分為兩級，具體內容如表3所示。

將評價因素分為兩類：一類是多指標因素，即只有對影響該因素的若干指標或條款評價后，才能綜合評價該因素，如安全性、自然環(huán)境等；另一類是單指標因素，即通過試驗只用一個指標或結果就可評價的因素，如可靠性、維修性等。

表3　作戰(zhàn)適用性試驗二級評價因素

對第一類因素的評價原則如下：

1)首先對構成該因素的指標或條款進行評價，評價原則如下：

① 若指標或條款完全滿足要求，則評價該指標或條款為優(yōu)；

② 若指標或條款不完全滿足要求，對功能或使用有影響但不影響任務完成，則評價該指標或條款為良；

③ 若指標或條款對任務完成有影響，但在維修時間內能完成維修，不影響任務完成，則評價該指標或條款為合格；

④ 若指標或條款對任務完成有影響，則評價該指標或條款為差；

⑤ 若裝備更改設計后，對功能類指標或條款，可重新按上述原則評定；對性能類指標或條款，若進行了充分試驗進行驗證考核，可重新按上述原則評定，否則由于對后續(xù)是否有影響不能肯定，至多評價為合格；

⑥ 若指標或條款對裝備造成嚴重損壞，采取一票否決，則裝備整體評價為差。

2)對構成該因素的各指標或條款采取等權重處理。

對第二類因素的評價原則如下：

① 若該因素試驗結果不滿足要求，評價該因素為差；

② 若該因素試驗結果滿足要求，評價該因素為合格；

③ 若該因素試驗結果滿足要求，且比要求提高25%以上，評價該因素為良；

④ 若該因素試驗結果滿足要求，且比要求提高50%以上，評價該因素為優(yōu)；

⑤ 若裝備更改設計后進行了充分試驗進行驗證考核，可重新按上述原則評定，否則由于對后續(xù)是否有影響不能肯定，至多評價為合格；

⑥ 若該因素對裝備造成嚴重損壞，采取一票否決，裝備整體評價為差。

利用上述原則，根據(jù)單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗結果，確定評價矩陣R。

3.3綜合評估

有了權重系數(shù)向量A和評價矩陣r，就可應用公式：

(1)

從而得到評價結果向量B，通過對B運用某種處理方法，即可得到單兵光電偵察裝備最終的評判結果。

4試驗應用舉例

某型單兵手持式紅外熱像儀集紅外偵察、激光測距、定位定向等功能于一體，在技術性能滿足指標要求后開展了作戰(zhàn)適用性試驗，其試驗結果如表4所示。

表4　某型單兵手持式紅外熱像儀作戰(zhàn)適用性試驗結果

依據(jù)上述評判矩陣構建原則進行處理，可以得到對應第二級因素集的評判矩陣：

由3.1可得到與r1、r2和r3相對應的權重系數(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

運用式(1)，可得到：

再運用式(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，則評判結果為

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

即該手持式紅外熱像儀作戰(zhàn)適用性評價結果為優(yōu)秀。

5結束語

本文給出的單兵光電偵察裝備作戰(zhàn)適用性試驗及評估，還可以推廣到武器裝備系統(tǒng)級的作戰(zhàn)適用性評估。通過作戰(zhàn)適用性試驗，可以更科學地評價武器裝備的作戰(zhàn)適用性，同時可以指導部隊更合理地使用武器裝備，更科學地運用各種戰(zhàn)術，從而提高部隊戰(zhàn)斗力。

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(責任編輯周江川)

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)適用性試驗評估方法[J].兵器裝備工程學報，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】10.11809/scbgxb2016.05.009

收稿日期：2015-08-10；修回日期：2015-10-20

作者簡介：杜鋒(1976—)，男，工程師，主要從事裝備試驗學研究。

中圖分類號：TJ06;E919

文獻標識碼：A

文章編號：2096-2304(2016)05-0036-05