效能评估方法大纲

1、武器装备作战效能稳健评估方法及其支撑技术研究黄炎焱【摘要】：随着信息化战争的复杂性与不确定性的增加，军方对武器装备采办与论证提出了 更高的要求。武器装备作战效能评估是武器装备采办与论证的核心问题之一,评估结论通常 是采办决策的一个重要参考依据。为此，作战效能评估工作务必具备可靠性、可信性。而武 器装备作战效能评估中存在诸多的不确定因素，给作战效能评估结论的可靠性与稳定性带来 较大的影响,这增加了对采办决策产生误导的可能性。本文由此提出武器装备作战效能评估 风险的问题,并说明在效能评估过程中缩减评估风险的必要性。分析武器装备作战效能评估 的过程要素，指出目前缩减评估风险的主要困难有:缺乏可指导完

2、成合理的作战效能评估指标 体系的模式;缺乏足够多的可信的评估数据源的支持，也缺乏对这些多评估数据源有效融合处 理的方法;缺乏有效的评估风险测度与控制手段。而目前依赖的传统解析法、专家评估法以 及仿真评估方法仍难以有效地解决作战效能评估风险缩减问题。研究评估风险问题的重点 在于采取有效措施,尽量减少评估风险因素的不确定性，最终取得稳定可靠的作战效能评估结 论。为此，本文给出稳健评估的概念，并针对评估风险的缩减问题,提出一种武器装备作战效能 稳健评估方法论。稳健评估以缩减评估风险,求取可靠的评估结果为重点，研究的内容包括： （1）在通常的效能评估结构与效能概念的基础上，归纳并提出一套合理的作战效能

3、评估指标体 系的指导模式及其实例化方法。（2）为取得合理可信的评估数据，提出仿真数据采集单的数据 采集方式，建立适当的仿真系统结构以及实验设计方案;为分析仿真结果数据的可信度，提出 基于证据理论的仿真数据可信度校验方法。（3 ）鉴于稳健评估需要尽可能多可利用的评估数 据源支持，将多种评估数据源如作战仿真数据源、专家经验及理论数据等进行融合评估，求取 作战效能。本文为此提出一种基于扩展贝叶斯法的多数据源融合评估方法。（4）针对评估风 险的测控的困难,借鉴元评估的思想,构建评估风险的测控框架;并探讨以作战效能评估结果 波动分析为主的风险测度模型。（5）设计一个作战效能稳健评估支撑系统，对系统的主要

4、功能 与关键模块采用软件工程建模语言UML进行建模设计，并基本实现稳健评估支撑系统的原 型。（6）采用建立的稳健评估系统，以陆军装甲装备作战效能评估为例,分别针对陆军装甲装 备系统如装备型号以及装备体系如装甲营的武器装备，进行作战效能评估，对提出的稳健评估 方法的合理性进行实例验证。本文创新之处包括:分析作战效能评估中隐存的评估结论可靠 性问题及其潜在的危害性，提出了武器装备作战效能的评估风险问题;考虑到评估风险缩减目 的在于寻求作战效能评估结论的稳定性与可靠性，给出一个稳健评估的定义，进而提出武器装 备作战效能稳健评估方法论;在稳健评估方法论基础上，针对难以按需定制合理完备的评估指 标体系的

5、问题，提出指导作战效能评估指标体系的模式及其实例化研究;针对建模仿真难以合 理地按评估需求采集仿真数据的问题，提出了仿真数据采集单的方法，再针对仿真数据的可信 度问题，提出基于D-S证据理论与专家评定相结合的方法对仿真数据源的可信度进行校验;面 对采集到的多视角、多来源的各类有用的评估数据源如作战效能仿真数据、专家经验数据等 难以进行综合求取作战效能值的难题，本文提出一种基于信念图的多种数据统一表达，再基于 扩展的贝叶斯法的多数据源融合的评估方法;针对难以测度评估风险与难以进行风险反馈控 制的问题，构建基于元评估的作战效能评估风险的测度与控制框架以有助于评估风险的测 控。最后，采用稳健评估系统

6、，分别针对装甲装备型号系统和装备体系的作战效能进行实例验 证。验证的结果表明，稳健评估方法的确有能力得到可靠可信的效能评估结果。本文研究的稳健评估方法能够有效地提高武器装备论证与决策的支持能力。因此，稳健评估方法是一种 有用的方法，值得研究与发展。【关键词】：稳健评估评估风险作战效能评估扩展贝叶斯法信念图表达仿真数据可信度证据理论评估指标体系模【学位授予单位】：国防科学技术大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2006【分类号】：E91【DOI 】：CNKI:CDMD:1.2007.141169【目录】：摘要12-14ABSTRACT14-16第一章绪论16-371.1研究背景与问题16-2

7、11.1.1武器装备作战效能评估中的评估风险问题16-171.1.2影响作战效能评估风险的主要因素17-191.1.3武器装备作战效能评估风险缩减的困难19-201.1.4武器装备作战效能稳健评估问题的提出20-211.2相关领域研究现状21-331.2.1与作战效能评估风险相关的研究21-231.2.2作战效能评估方法23-271.2.3评估总体框架27-311.2.4与评估稳健性相关的研究31-331.3研究目标及意义33-341.3.1研究目标331.3.2研究意义33-341.4论文的主要工作34-351.5本文组织结构35-37第二章武器装备作战效能稳健评估方法论37-502.1传统

8、评估方法论下的作战效能评估37-402.1.1传统的评估方法论37-382.1.2通常的作战效能评估方法38-392.1.3传统评估方法论的某些局限性39-402.2稳健评估方法论及其支撑技术40-482.2.1武器装备作战效能稳健评估的概念402.2.2武器装备作战效能稳健评估方法框架40-422.2.3作战效能评估指标体系的模式及其实例化42-432.2.4仿真数据采集及仿真数据可信度校验43-442.2.5多数据源融合的评估方法44-472.2.6评估风险测度及其反馈控制47-482.3作战效能稳健评估方法适用范围48-492.4本章小结49-50第三章作战效能评估指标体系的指导模式研究

9、50-633.1武器装备作战效能结构视图50-513.2作战效能评估指标体系模式51-533.3作战效能指标体系模式选择53-583.3.1作战效能评估指标体系模式的选择53-553.3.2评估指标体系模式的选择接口条件55-573.3.3作战效能评估条件与指标体系模式的匹配57-583.4作战效能评估指标体系模式的实例化58-613.4.1作战效能层次化指标体系的细化过程58-593.4.2作战效能评估指标体系层次的简化过程59-603.4.3 一种作战效能评估指标体系实例化方法60-613.5 一个应用实例61-623.6本章小结62-63第四章仿真数据源的采集及仿真数据可信度校验63-9

10、64.1基于作战仿真的效能评估数据采集方法63-654.1.1基于仿真采集单的仿真评估需求框架63-644.1.2仿真数据采集单的建立方法与步骤64-654.2面向装甲装备作战效能评估的仿真采集单建构65-794.2.1装甲装备作战效能评估指标体系65-694.2.2仿真数据采集单的协商形成69-734.2.3仿真采集单的仿真部署环境73-744.2.4仿真实验设计与实验结果记录74-794.3仿真数据源的可信度校验79-894.3.1 D-S证据理论介绍80-824.3.2作战效能仿真评估数据可信度校验方法82-894.4某仿真数据源可信度校验的例子89-954.5本章小结95-96第五章多

11、数据源融合评估方法研究96-1115.1多数据源融合评估的需求96-975.2多数据源融合评估的准备工作975.2.1评估准则与评估指标体系处理975.2.2评估数据源采集与信念图统一表达975.3多数据源融合评估理论97-1045.3.1 经典的 BAYES 分析 97-985.3.2 扩展的 BAYES 方法 98-1005.3.3基于扩展贝叶斯法融合的作战效能评估方法100-1045.4基于多方案对比的效能评估104-1065.4.1在多方案对比条件下的效能评估104-1055.4.2基于TOPSIS法的多方案对比效能评估105-1065.5 一个多数据源融合评估的算例106-1105.

12、6本章小结110-111第六章评估风险的测度与控制研究111-1216.1作战效能评估风险测度与控制的需求111-1136.1.1广义风险与评估风险111-1126.1.2评估风险的不确定因素1126.1.3评估风险测度与控制的必要性112-1136.2基于元评估的评估风险分析113-1196.2.1元评估介绍113-1146.2.2基于元评估的评估风险测控框架114-1156.2.3在元评估框架下的评估风险测度115-1166.2.4评估者的信度度量116-1176.2.5评估结果的信度风险测度117-1196.3评估风险缩减与控制技术讨论119-1206.4本章小结120-121第七章稳健

13、评估系统的设计与实现121-1377.1稳健评估系统的总体设计121-1237.1.1总体设计目标1217.1.2稳健评估系统的组成121-1227.1.3稳健评估系统流程122-1237.2评估建模环境设计与实现123-1317.2.1评估需求设计与效能指标体系模式选取124-1257.2.2评估指标体系构建工具125-1267.2.3信念图建模工具126-1277.2.4多数据源融合工具127-1287.2.5备用的评估方法设计128-1297.2.6评估风险的分析工具129-1307.2.7评估建议与结论生成工具130-1317.3评估引擎子系统的设计与实现131-1357.3.1评估引

14、擎子系统的总体设计131-1327.3.2基于扩展贝叶斯融合算法的主评估引擎设计132-1337.3.3基于TOPSIS法的辅助评估引擎设计133-1357.4评估结果的风险分析模块设计135-1367.5本章小结136-137第八章装甲装备作战效能稳健评估实例应用137-1708.1装甲装备作战效能评估137-1408.1.1装甲装备作战效能评估的层次1378.1.2装甲装备作战效能评估的目标137-1388.1.3装甲装备系统和装甲装备体系的约定138-1408.2装甲装备型号级的作战效能稳健评估140-1558.2.1 研究背景 140-1438.2.2装甲装备型号系统作战效能稳健评估算

15、例143-1558.3装甲装备体系级的作战效能评估155-1698.3.1 研究背景 155-1588.3.2装甲装备体系作战效能稳健评估的具体实现158-1698.4本章小结169-170第九章结束语170-1739.1论文的主要贡献170-1729.2进一步的工作展望172-173致谢 173-175参考文献175-180作者在学期间取得的学术成果180-181前言从功能单一的装备到结构复杂的军事信息系统（又称systemofsystems），其效能评估越来越受到各方 的关注。与技术性能、总体性能评估相比，系统的作战效能评估关系到使命任务完成的程度，并贯穿于军 事信息系统生命周期的始终，历

16、来是学术界、军事界和工业界同仁研究的重点和热点。人类探索真理有三 大手段：理论分析、科学试验和模拟仿真，军事信息系统的作战效能评估也不例外。经典的兰彻斯特方程、 指数法仍具有理论指导意义，但在精确性、灵活性方面有所欠缺。战争实验（wargame）或实兵实装的军 事演习已成为评估、验证系统作战效能最直接的手段，通过精心设计的场景、案例或想定，使其评估结论 具有不可置疑性。但不管演习过程组织多么严密，想定多么合理，它只是系统任务使命样本空间中的一个特例，难以反映“在指定的作战空间（battlespace）内完成多样化军事使命的程度。”因此，模拟仿真或藉 助计算机强大的计算能力必将成为作战效能评估的主要手段。数据是分析的素材，测量是评估的基础，包括各种定性或定量的数据，也包括主观评判或客观测试获 得的数据。但这些原始数据仅在一定误差范围内是准确的，也就是说，原始数据的有效位是有限的，经过 若干次演算之后，其有效位数还会进一步下降。因此，效能分析中数值计算的最终结果都是不“精确”的。 作战效能评估一般要经历从定性分析到定量分析，再从定量分析到定性分析这样一个过程。不十分“精确” 的数值