自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估框架研究*

蘭小平，鄧偉倩*，盧大斌，李鳳霞，劉照茜

（1.中國兵器工業(yè)信息中心，北京 100089；2.瞬態(tài)沖擊技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 101200；3.哈爾濱龍江特種裝備有限公司，哈爾濱 150050）

0 引言

自動(dòng)步槍隨著新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新技術(shù)的發(fā)展而大量運(yùn)用，向小口徑化、輕量化、通用化、槍族化、高精度化的方向發(fā)展，其戰(zhàn)斗力和系統(tǒng)效能更是產(chǎn)生了極大的飛躍［1］。針對(duì)自動(dòng)步槍研究與創(chuàng)新系統(tǒng)效能評(píng)估方法，對(duì)于分析研究我軍和外軍的自動(dòng)步槍的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和系統(tǒng)效能，了解和掌握我軍自動(dòng)步槍在世界上的技術(shù)先進(jìn)性和所處的位置，清晰定位發(fā)展水平、頂層規(guī)劃路線，明確發(fā)展方向與重點(diǎn)等基礎(chǔ)工作，具有非常重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能是全面評(píng)估自動(dòng)步槍優(yōu)劣最主要、最有效的手段，為論證設(shè)計(jì)、作戰(zhàn)運(yùn)用、軍事部署提供依據(jù)，是自動(dòng)步槍在作戰(zhàn)對(duì)抗過程和作戰(zhàn)結(jié)果中判定作用的主要方法，對(duì)于全面搞好裝備建設(shè)和裝備論證具有十分重要的意義［2］。

對(duì)于評(píng)估指標(biāo)體系，自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系是由一系列評(píng)估指標(biāo)構(gòu)成。唐世慶、柯鏵等建立的指標(biāo)體系主要考慮了機(jī)動(dòng)性和火力性能指標(biāo)［1-2］；張靜等考慮了火力、機(jī)動(dòng)、人機(jī)功效指標(biāo)等［3］；AYDOGAN 等主要考慮了命中概率、最大射程和戰(zhàn)斗射速等因素建立指標(biāo)體系［4］。這些文獻(xiàn)建立的步槍指標(biāo)體系只是側(cè)重火力性能和機(jī)動(dòng)性指標(biāo)或者指標(biāo)細(xì)化不夠、體系不完備，不能對(duì)自動(dòng)步槍的系統(tǒng)效能作出全面綜合的評(píng)估。

在自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估方法上，OKUL 等針對(duì)系統(tǒng)效能信息的不完備性，提出組合隨機(jī)多屬性效度分析和理想解排序的機(jī)槍動(dòng)態(tài)效能評(píng)估方法［5］。王軍鵬對(duì)步兵班組武器、編配、人員綜合建立評(píng)估指標(biāo)體系后，建立指數(shù)模型評(píng)估不同班組的作戰(zhàn)效能［6］；張宇等針對(duì)地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)，以能力構(gòu)想為核心，基于感知、決策、行動(dòng)作戰(zhàn)環(huán)路建立評(píng)估指標(biāo)體系，基于作戰(zhàn)試驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)，多維對(duì)比分析作戰(zhàn)效能［7］；章勇等基于視景仿真對(duì)抗，建立數(shù)值仿真模型，評(píng)估槍械的作戰(zhàn)效能［8］。這些方法主要采用某一種方法進(jìn)行作戰(zhàn)效能評(píng)估，存在著片面性和不合理性，而且數(shù)據(jù)來源是仿真數(shù)據(jù)，對(duì)于系統(tǒng)效能評(píng)估并不適合。

針對(duì)自動(dòng)步槍的系統(tǒng)效能大多注重單項(xiàng)性能指標(biāo)的提升，尤其是直射距離、命中率、毀傷能力等火力性能指標(biāo)，在作戰(zhàn)使用中暴露出來的可靠性不高、作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)性不強(qiáng)等問題比較突出，缺少從系統(tǒng)角度多種綜合作用下的系統(tǒng)效能評(píng)估。為解決上述問題，本文提出一種自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估框架，從評(píng)估指標(biāo)體系、評(píng)估模型和評(píng)估結(jié)果等方面，從整個(gè)系統(tǒng)上提升其綜合作戰(zhàn)能力，采用多種評(píng)估模型，綜合提高評(píng)估的科學(xué)性、合理性，正確分析和評(píng)估自動(dòng)步槍能力存在的薄弱環(huán)節(jié)，為自動(dòng)步槍武器裝備建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展方向提供定量的數(shù)據(jù)支持。

1 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估框架

1.1 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能

自動(dòng)步槍是指首發(fā)后靠火藥氣體壓力及彈簧的作用力完成推彈、閉鎖、擊發(fā)、退殼和供彈等一系列動(dòng)作的連發(fā)步槍。

系統(tǒng)效能又稱綜合效能，指武器系統(tǒng)在一組特定任務(wù)要求的能力（度量）；或者說是系統(tǒng)在規(guī)定條件下達(dá)到規(guī)定使用目標(biāo)的能力?！耙?guī)定條件”指的是環(huán)境條件、時(shí)間、人員、使用方法等因素；“規(guī)定使用目標(biāo)”指的是所要達(dá)到的目的；“能力”則是指達(dá)到目標(biāo)的定量或定性程度［9］。

自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估是自動(dòng)步槍在規(guī)定條件下完成特定任務(wù)的能力進(jìn)行度量的過程。針對(duì)自動(dòng)步槍全武器系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，反映的是整個(gè)自動(dòng)步槍系統(tǒng)的效能，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，它分析因素全面，是系統(tǒng)地分析武器裝備完成任務(wù)的有力工具，自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能的這種“本領(lǐng)”，既取決于武器裝備本身的性能，又取決于武器裝備系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。

1.2 評(píng)估框架

自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估框架如下頁圖1 所示，該框架分為4 部分：軍事需求分析、系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系、評(píng)估模型、評(píng)估結(jié)果的綜合。評(píng)估的主要流程是在分析自動(dòng)步槍的典型作戰(zhàn)和環(huán)境（山地和城市），總結(jié)其使用特點(diǎn)和環(huán)境要求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于自動(dòng)步槍戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能數(shù)據(jù)的系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系，深入剖析自動(dòng)步槍的性能數(shù)據(jù)和評(píng)估指標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確定各單項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的聚合模型，根據(jù)需要選擇多種評(píng)估算法進(jìn)行評(píng)估，將多個(gè)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分析，再將評(píng)估結(jié)果進(jìn)行組合，得到最終的評(píng)估結(jié)果。

圖1 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估框架Fig.1 System effectiveness evaluation framework of automatic rifles

2 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估軍事需求分析

自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能的發(fā)揮與作戰(zhàn)樣式聯(lián)系緊密，其作戰(zhàn)的地形特征、自然環(huán)境與氣候特點(diǎn)都極大地限制或影響著自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能的發(fā)揮，其中，自動(dòng)步槍使用最為典型的作戰(zhàn)樣式是山地作戰(zhàn)和城市作戰(zhàn)，因此，自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估分析山地作戰(zhàn)和城市作戰(zhàn)對(duì)自動(dòng)步槍的各種要求，匯總到自動(dòng)步槍的系統(tǒng)效能評(píng)估中。

2.1 山地作戰(zhàn)

山地作戰(zhàn)對(duì)自動(dòng)步槍最基本的要求就是能適應(yīng)山地惡劣的自然環(huán)境，在作戰(zhàn)使用過程中可靠性高，易于日常維護(hù)［10］。

根據(jù)山地自然環(huán)境的特點(diǎn)以及作戰(zhàn)使用的方便性等因素，對(duì)自動(dòng)步槍要求具有較高的首發(fā)命中率、較強(qiáng)的持續(xù)火力、操作簡便、便于偽裝、方便安裝觀瞄設(shè)備，以及高可靠性，維修保養(yǎng)簡單。山地作戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)海拔差異大，要求自動(dòng)步槍不能太重，外形尺寸不能太長，不僅要方便人員攜行，也要便于車輛運(yùn)輸和補(bǔ)給。在高海拔地區(qū)，士兵負(fù)荷越輕越好，自動(dòng)步槍必須輕量化、精確化，以適應(yīng)未來山地作戰(zhàn)的特點(diǎn)，減少山地對(duì)自動(dòng)步槍的影響。

2.2 城市作戰(zhàn)

城市作戰(zhàn)是未來信息化作戰(zhàn)樣式中的非常重要的一種形式，它將在錯(cuò)綜復(fù)雜、緊張激烈的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中展開，其城市建筑密集、街區(qū)復(fù)雜、地下設(shè)施完善，利于隱蔽，地形變化速度大。

城市作戰(zhàn)對(duì)自動(dòng)步槍要求最好槍身短、重量輕、威力大，功能集成，武器模塊化、通用性強(qiáng)。作戰(zhàn)人員在巷戰(zhàn)中，甚至小房間、船艙、城市下水通道時(shí)，能夠迅速發(fā)揚(yáng)火力，消滅敵人。還具有全天候作戰(zhàn)能力，瞄準(zhǔn)裝置的體積和質(zhì)量更小。需要靈活便攜，射出的槍彈不反跳，實(shí)現(xiàn)拐彎瞄準(zhǔn)和射擊等。

3 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系

評(píng)估指標(biāo)體系是對(duì)一系列評(píng)估指標(biāo)要素，按照一定的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系進(jìn)行組合排列的有機(jī)的整體［11］?？茖W(xué)合理的系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系是自動(dòng)步槍整體綜合性能和作戰(zhàn)效能的集中體現(xiàn)，是系統(tǒng)效能評(píng)估研究工作中最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。

根據(jù)自動(dòng)步槍的作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)需求，結(jié)合作戰(zhàn)樣式分析以及對(duì)自動(dòng)步槍的影響，基于自動(dòng)步槍的戰(zhàn)技指標(biāo)和性能參數(shù)，建立自動(dòng)步槍的系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系，如圖2 所示，歸納為：機(jī)動(dòng)能力、火力打擊能力、適應(yīng)能力、生存能力、可靠性和壽命6個(gè)方面。

圖2 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系Fig.2 Evaluation indicator system of automatic rifle system effectiveness

3.1 機(jī)動(dòng)能力

信息化作戰(zhàn)對(duì)單兵的集結(jié)、開進(jìn)、展開、轉(zhuǎn)移提出了更高的要求，要求自動(dòng)步槍輕便利于機(jī)動(dòng)。自動(dòng)步槍的機(jī)動(dòng)性由自動(dòng)步槍本身的長度、重量、人機(jī)工程特點(diǎn)、攜彈量、攜彈方式等因素共同決定?？紤]到影響系統(tǒng)效能機(jī)動(dòng)能力的重要性和指標(biāo)數(shù)量，選取了全槍重、全槍長和攜彈量3 個(gè)指標(biāo)。

3.2 火力打擊能力

自動(dòng)步槍的火力打擊主要體現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、命中目標(biāo)和毀傷目標(biāo)3 個(gè)方面?；鹆Υ驌趔w現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的能力，發(fā)現(xiàn)后射擊才能命中目標(biāo)，命中目標(biāo)是射擊目標(biāo)的結(jié)果，毀傷是命中效果的具體體現(xiàn)［12］。

發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力選取晝間觀瞄放大倍數(shù)和夜視觀瞄放大倍數(shù)兩個(gè)指標(biāo)評(píng)估。

命中目標(biāo)能力主要考慮自動(dòng)步槍的有效射程、戰(zhàn)斗射速、單發(fā)射擊精度、點(diǎn)射射擊精度共4個(gè)指標(biāo)。

毀傷能力主要從彈頭的動(dòng)能判斷毀傷能力的大小，主要由子彈的質(zhì)量、速度和射彈數(shù)量決定，依據(jù)系統(tǒng)效能評(píng)估的需要和評(píng)估的方便性選取身管口徑、射彈初速和彈夾容量作為評(píng)估指標(biāo)。

3.3 適應(yīng)能力

適應(yīng)能力是指自動(dòng)步槍在作戰(zhàn)使用中對(duì)環(huán)境、人員、戰(zhàn)術(shù)、勤務(wù)、維修、保障等方面的適應(yīng)能力。主要考慮人員適應(yīng)性、環(huán)境適應(yīng)性和戰(zhàn)術(shù)適應(yīng)性3 個(gè)評(píng)估指標(biāo)，可由專家給出等級(jí)評(píng)價(jià)。

3.4 生存能力

生存能力指自動(dòng)步槍在敵我對(duì)抗打擊下的生存情況。根據(jù)自動(dòng)步槍的特點(diǎn)選擇膛口噪聲、膛口煙火兩個(gè)指標(biāo)衡量。

3.5 可靠性

自動(dòng)步槍的可靠性主要描述在執(zhí)行任務(wù)過程中可靠工作能力的大小。自動(dòng)步槍構(gòu)成相對(duì)簡單，其可靠性一般由故障率給出［13］。

3.6 壽命

自動(dòng)步槍的壽命一般采用設(shè)計(jì)壽命指標(biāo)衡量，一般為10 000～15 000 發(fā)。

4 自動(dòng)步槍評(píng)估模型

自動(dòng)步槍的評(píng)估模型是在建立評(píng)估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)采用一定的算法得到一維的評(píng)估結(jié)果。評(píng)估模型主要包含兩個(gè)方面：武器性能數(shù)據(jù)聚合為單項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的聚合模型和基于各單項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)評(píng)估出系統(tǒng)效能的評(píng)估算法模型。

4.1 單項(xiàng)指標(biāo)聚合模型

單項(xiàng)指標(biāo)聚合模型主要是針對(duì)自動(dòng)步槍的武器性能數(shù)據(jù)，逐一落實(shí)評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)的來源，明確處理方法和計(jì)算模式，同時(shí)落實(shí)由定性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為定量數(shù)據(jù)的方法［14］。在進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)聚合時(shí)根據(jù)下層指標(biāo)和上層指標(biāo)的關(guān)系，采用“并”“與”“混”3 種方式進(jìn)行聚合。

1）并聚合：也就是加權(quán)和，下層指標(biāo)以不同的權(quán)重聚合到上層評(píng)估指標(biāo)，任一指標(biāo)相互獨(dú)立、并列存在，任一指標(biāo)都是對(duì)上層指標(biāo)的體現(xiàn)，此時(shí)指標(biāo)聚合關(guān)系記為“并聚合”，以⊕表示。例如，機(jī)動(dòng)能力是由全槍重、全槍長和攜彈量3 個(gè)指標(biāo)以“并”關(guān)系聚合。

2）與聚合：也就是加權(quán)積（冪函數(shù)法）。對(duì)于上層評(píng)估指標(biāo)而言，雖然每個(gè)下層評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重不同，但都不可或缺，只要任意一個(gè)下層評(píng)估指標(biāo)為0，都會(huì)導(dǎo)致上層系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)為0，此種上下層指標(biāo)的聚合關(guān)系稱為“與聚合”，以?表示。例如，火力打擊能力由發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、命中目標(biāo)和毀傷目標(biāo)以“與”關(guān)系聚合。

3）混聚合：此種指標(biāo)聚合關(guān)系是“并聚合”、“與聚合”的混合，即一些指標(biāo)為“并聚合”，另外一些指標(biāo)“與聚合”。

自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估的單項(xiàng)指標(biāo)聚合模型主要區(qū)分為機(jī)動(dòng)能力聚合模型、火力打擊能力聚合模型、適應(yīng)能力聚合模型、生存能力聚合模型、可靠性聚合模型、壽命聚合模型。

1）機(jī)動(dòng)能力聚合模型

影響自動(dòng)步槍機(jī)動(dòng)能力的主要有全槍重、全槍長和攜彈量等因素，3 個(gè)因素沒有相互影響關(guān)系，因此，采用“并聚合”（加權(quán)和）方式建立自動(dòng)步槍機(jī)動(dòng)能力聚合模型，機(jī)動(dòng)能力=全槍重⊕全槍長⊕攜彈量。

式中，N 為自動(dòng)步槍的機(jī)動(dòng)能力；G 為全槍重；L 為全槍長；Y 為攜彈量；G0、L0、Y0分別為參考型號(hào)自動(dòng)步槍的指標(biāo)；Gi、Li、Yi分別為某型步槍的各指標(biāo)；ωg、ω1、ωy分別為全槍重、全槍長和攜彈量對(duì)于機(jī)動(dòng)能力所占權(quán)值，可以由層次分析法確定。

2）火力打擊能力聚合模型

火力打擊能力= 發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力?命中目標(biāo)能力?毀傷目標(biāo)能力=（晝間觀瞄放大倍數(shù)⊕夜視觀瞄放大倍數(shù)）?（有效射程⊕戰(zhàn)斗射速⊕單發(fā)射擊精度⊕點(diǎn)射射擊精度）?（身管口徑⊕射彈初速⊕彈夾容量）。

3）適應(yīng)能力聚合模型

適應(yīng)能力=人員適應(yīng)性⊕環(huán)境適應(yīng)性⊕戰(zhàn)術(shù)適應(yīng)性。

4）生存能力聚合模型

生存能力=膛口噪聲⊕膛口煙火。

5）可靠性聚合模型

可靠性=故障率。

6）壽命聚合模型

壽命=設(shè)計(jì)壽命。

4.2 評(píng)估算法模型

根據(jù)自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估實(shí)際需求和特點(diǎn)，一級(jí)指標(biāo)相互之間沒有相互聯(lián)系的物理關(guān)系，采用簡單的聚合算法會(huì)對(duì)評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，期望篩選多種評(píng)估算法模型，相互彌補(bǔ)缺點(diǎn)、突顯優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，得到比較合理的評(píng)估結(jié)果。

采用的評(píng)估算法模型主要有：加權(quán)和法、加權(quán)積法、理想點(diǎn)法、模糊綜合評(píng)判法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、雷達(dá)圖法等［15-18］。

1）加權(quán)和法是一種最常被采用簡單易用，最易被理解的方法，適合各評(píng)估指標(biāo)相互獨(dú)立，指標(biāo)間完全可以互補(bǔ)償。

2）加權(quán)積適用各指標(biāo)間有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)，符合“木桶原理”。

3）理想點(diǎn)法符合通常人們認(rèn)識(shí)事物的方法，簡單實(shí)用，客觀性較好，適合于評(píng)估主體對(duì)評(píng)估指標(biāo)沒有明顯偏好的體系。

4）模糊綜合評(píng)判法較好地解決了判斷的模糊性和不確定性問題，數(shù)學(xué)模型簡單，容易掌握，對(duì)因素、多層次的復(fù)雜問題評(píng)判比較好，但它并不能解決評(píng)估指標(biāo)間相關(guān)造成的評(píng)估信息重復(fù)問題，其評(píng)估過程大量運(yùn)用了人的主觀判斷。

5）灰色關(guān)聯(lián)分析法可以較好地解決評(píng)估指標(biāo)難以準(zhǔn)確量化和統(tǒng)計(jì)的問題，排除了人為因素帶來的影響，數(shù)據(jù)不必歸一化處理，可用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行直接計(jì)算，可靠性強(qiáng)，只要有代表性的少量樣本即可。

6）雷達(dá)圖法將多維空間點(diǎn)映射到二維空間，可以給出評(píng)價(jià)結(jié)論的直觀表達(dá)、易于操作，綜合了整體性和各指標(biāo)均衡性。

針對(duì)需要評(píng)估的自動(dòng)步槍型號(hào)種類、評(píng)估任務(wù)的需要、評(píng)估數(shù)據(jù)的數(shù)量等選擇幾種評(píng)估方法對(duì)評(píng)估對(duì)象進(jìn)行評(píng)估，并得到多個(gè)評(píng)估結(jié)果。

5 評(píng)估結(jié)果的綜合

評(píng)估結(jié)果的綜合是將得到的多個(gè)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行綜合從而得到一個(gè)評(píng)估結(jié)果的過程。首先對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)分析，其評(píng)估結(jié)果之間能夠相互印證，它們具有相容性和一致性，對(duì)它們的組合才是有效的。其次是將相容性一致的評(píng)估結(jié)果，通過適當(dāng)?shù)姆椒ńM合成單一評(píng)估結(jié)果，作為最終的評(píng)估結(jié)果。評(píng)估結(jié)果的綜合比單一評(píng)估方法得到的評(píng)估結(jié)果更合理、更科學(xué)，因?yàn)樗朔藛我辉u(píng)估方法的缺陷，同時(shí)吸收了多種評(píng)估方法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)被評(píng)對(duì)象作了更為全面、合理的評(píng)估，同時(shí)評(píng)估結(jié)果的排序結(jié)果更加趨于穩(wěn)定、一致，顯示出較強(qiáng)的合理性。

評(píng)估結(jié)果綜合的過程包括評(píng)估結(jié)果分析、評(píng)估結(jié)果組合兩個(gè)主要過程。

5.1 評(píng)估結(jié)果分析

評(píng)估結(jié)果分析主要是對(duì)評(píng)估結(jié)果是否具有相容性和一致性進(jìn)行分析，其基本思路是“少數(shù)服從多數(shù)”，也就是評(píng)估結(jié)果集有多數(shù)結(jié)果比較一致，少數(shù)結(jié)果不一致，組合時(shí)將一致的多個(gè)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行組合。評(píng)估結(jié)果分析主要采用肯德爾和諧系數(shù)法分析。

肯德爾和諧系數(shù)法就是按照被評(píng)估對(duì)象的評(píng)估結(jié)果所獲得的等級(jí)以及等級(jí)之間的差異，來衡量評(píng)估方法的評(píng)估結(jié)果的一致性［17］。如果多個(gè)評(píng)估結(jié)果計(jì)算的肯德爾和諧系數(shù)大，則表明多個(gè)評(píng)估方法的評(píng)估結(jié)果較一致；相反，肯德爾和諧系數(shù)小，則評(píng)估方法之間一致性較差，分歧較大，其準(zhǔn)確性自然很低。

肯德爾和諧系數(shù)的計(jì)算公式：

肯德爾和諧系數(shù)的計(jì)算結(jié)果在（0，1）之間。從系統(tǒng)效能評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性角度看，希望各種評(píng)估方法的結(jié)果最好趨于一致。而檢驗(yàn)結(jié)果的一致性，則借助肯德爾和諧系數(shù)顯著性檢驗(yàn)的臨界值來確定。

肯德爾和諧系數(shù)w 的顯著性檢驗(yàn)步驟如下：

1）建立假設(shè)

H0：k 個(gè)變量不一致（w=0）；

H1：k 個(gè)變量一致（w＞0）。

2）確定檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量

當(dāng)b≤7 時(shí)，檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為

當(dāng)b＞7 時(shí)，檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為

3）在α 顯著水平下進(jìn)行統(tǒng)計(jì)決策

當(dāng)b≤7 時(shí)，可以通過查詢肯德爾和諧系數(shù)臨界表的s*值，如果S≥s*，則拒絕H0；反之，則接受H0。

5.2 評(píng)估結(jié)果組合

評(píng)估結(jié)果的組合是指將各種不同評(píng)估方法得到的評(píng)估結(jié)果，按照一定的方法或原則組合形成新的結(jié)果的過程。自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估結(jié)果的組合采用基于整體差異的評(píng)估結(jié)果組合方法，實(shí)例證明該方法組合結(jié)果精確、過程簡潔透明、易于實(shí)現(xiàn)［18］。

yij為第i 種評(píng)估方案在第j 種評(píng)估算法下的評(píng)估值，其中，i=1，2，…，k，j=1，2，…，b。

式中，xij為第i（i=1，2，…，k）個(gè)評(píng)估方案在第j（j=1，2，…，b）種評(píng)估方法下的評(píng)估值。

對(duì)于變量Z 的樣本方差為

計(jì)算各方案的組合評(píng)估值，并按組合評(píng)估值大小進(jìn)行排序。

6 實(shí)例分析

自動(dòng)步槍評(píng)估指標(biāo)體系是綜合集成山地和城市兩種典型環(huán)境下系統(tǒng)效能的構(gòu)成要素和特點(diǎn)建立的，因此，評(píng)估山地或城市作戰(zhàn)環(huán)境下的系統(tǒng)效能，可以根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)境和評(píng)估指標(biāo)的關(guān)系，采用層次分析法確定指標(biāo)的權(quán)重，也就是說將作戰(zhàn)環(huán)境的影響反映在權(quán)重里，兩種環(huán)境下的評(píng)估過程相似，限于篇幅，僅就山地作戰(zhàn)環(huán)境下的自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估進(jìn)行實(shí)例分析。

采用自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估框架，對(duì)于4 種典型國內(nèi)外自動(dòng)步槍進(jìn)行山地作戰(zhàn)環(huán)境下的系統(tǒng)效能評(píng)估，依據(jù)評(píng)估指標(biāo)體系得到如下頁表1 所示的參數(shù)表。

表1 4 種自動(dòng)步槍評(píng)估指標(biāo)參數(shù)Table 1 Four kinds of evaluation indicator parameters of automatic rifles

4 種自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估的過程如下：

1）評(píng)估指標(biāo)的數(shù)據(jù)處理

主要是對(duì)定性指標(biāo)定量化，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行規(guī)范化處理形成規(guī)范化矩陣數(shù)據(jù)Y。

2）采用評(píng)估指標(biāo)聚合算法模型

得到4 種自動(dòng)步槍一級(jí)指標(biāo)評(píng)估結(jié)果如表2所示。

表2 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能一級(jí)指標(biāo)評(píng)估結(jié)果Table 2 First-class indicator evaluation results of automatic rifle system effectiveness

3）采用評(píng)估算法模型

根據(jù)評(píng)估對(duì)象為4 個(gè)以及評(píng)估指標(biāo)體系的各個(gè)指標(biāo)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，定量數(shù)據(jù)較多，故選用加權(quán)和法、理想點(diǎn)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、雷達(dá)圖法等4 種評(píng)估算法進(jìn)行自動(dòng)步槍效能評(píng)估，結(jié)果如表3 所示，不難看到，采用的4 種評(píng)估算法得到的系統(tǒng)效能評(píng)估結(jié)果是不完全相同的，分析其原因，模型原理側(cè)重點(diǎn)不同，算法操作選取的方向各異，所以4 種算法系統(tǒng)效能的評(píng)估結(jié)果也不相同。

表3 自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估結(jié)果Table 3 Evaluation results of automatic rifle system effectiveness

4）評(píng)估結(jié)果的綜合

由公式計(jì)算出評(píng)估結(jié)果的肯德爾和諧系數(shù)為0.90，則4 種評(píng)估算法的評(píng)估結(jié)果集的一致性較好，滿足組合的條件。采用基于整體差異的評(píng)估結(jié)果組合方法進(jìn)行組合得到4 種自動(dòng)步槍（美M16A2、俄AK74、中××式、奧AUG）的評(píng)估結(jié)果為（0.83、0.68、0.82、0.76）。

通過對(duì)4 種自動(dòng)步槍的評(píng)估結(jié)果分析綜合，得到評(píng)估結(jié)果可以看到，優(yōu)劣順序?yàn)椋篗16A2＞中××式＞奧AUG＞俄AK74。從優(yōu)劣順序上看，與灰色關(guān)聯(lián)分析法完全一致；加權(quán)和法的M16A2 和中××式的評(píng)估結(jié)果完全相等；理想點(diǎn)法的M16A2、中××式的評(píng)估結(jié)果幾乎相等，而優(yōu)劣順序與綜合結(jié)果不同；雷達(dá)圖的M16A2、中××式和奧AUG 的評(píng)估結(jié)果幾乎相等。綜合后的結(jié)果兼容了4 種評(píng)估結(jié)果，相對(duì)而言更加合理。從軍事角度分析俄AK74 自動(dòng)步槍主要是研制時(shí)間早，火力打擊能力較弱，精度較差，沒有配備觀瞄儀器，但可靠性好。從一級(jí)指標(biāo)可以看出，俄AK74 貫徹了俄式輕武器強(qiáng)調(diào)可靠、簡單、實(shí)用，美M16A2 強(qiáng)調(diào)武器的精度和功能的擴(kuò)展性，可靠性放到次要位置。而中××式是自動(dòng)步槍融合了美俄的長處，因此，系統(tǒng)效能優(yōu)秀。奧AUG自動(dòng)步槍也是處于美俄之間?？梢娋C合評(píng)估結(jié)果與自動(dòng)步槍的性能對(duì)比分析結(jié)果比較一致。

7 結(jié)論

自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能評(píng)估框架，主要對(duì)于多型自動(dòng)步槍的系統(tǒng)效能評(píng)估給出了可行性的思路和方法指引，從軍事需求、評(píng)估指標(biāo)體系、指標(biāo)聚合、評(píng)估算法、評(píng)估結(jié)果的綜合等方面，給出了具體的方法，具有直觀、簡明、可靠等特點(diǎn)，對(duì)于指導(dǎo)自動(dòng)步槍系統(tǒng)效能研究提供理論指導(dǎo)和實(shí)用參考。

今后在對(duì)自動(dòng)步槍進(jìn)行系統(tǒng)效能評(píng)估時(shí)，要根據(jù)自動(dòng)步槍的使用環(huán)境和面臨的作戰(zhàn)使用問題，依據(jù)評(píng)估方法的特點(diǎn)而選取評(píng)估模型進(jìn)行評(píng)估，尤其需要增加元評(píng)估研究，提高評(píng)估的信度和效度。