海上作战指挥训练评估方法研究

李 宁 卫 明 任 俊

(国防大学信息作战与指挥训练教研部 北京 100091)

海上作战指挥训练评估方法研究

李 宁 卫 明 任 俊

(国防大学信息作战与指挥训练教研部 北京 100091)

为提高海上作战指挥训练评估的科学性和准确性,以分析海上作战指挥训练评估需求入手,得出海上作战指挥训练的主要影响因素,构建客观全面反映海上作战指挥训练效果和质量的评估指标体系,给出了基于灰色理论的层次分析法评估模型和求解算法,并通过实际算例验证指标体系和评估方法的有效性和可操作性。

海上作战指挥训练; 评估; 建模

Class Number V267; E858

1 引言

海上作战指挥是海上体系作战的重要组成部分,是影响海上联合作战效果的主导因素。海上作战指挥训练是形成和发展海上作战指挥能力的基本方式和重要途径。评估海上作战指挥训练,是对海上部队完成作战指挥训练效果和质量的评价和衡量。随着人工智能和信息网络技术[1],特别是现代综合指挥信息系统的迅速发展,为海上指挥训练提供了先进的组训手段、逼真的训练环境和作战条件,逐步解决了海上指挥训练环境和条件构设难度大、真实感差的问题[2]。海上作战指挥训练中,组训者和受训者依托指挥信息系统完成训练设计、训练准备、训练实施、接受训练等组训工作和受训任务,推动海上作战指挥训练向系统化、网络化、智能化的方向发展。但是与海上作战指挥训练高速发展形成鲜明对比的是,海上作战指挥能力评估的研究相对落后。这种局面严重制约了海上作战指挥训练的发展和进步。

目前,海上作战指挥训练评估研究的基本情况是[3]: 1) 评估对象不够全面;海上作战指挥主体和训练评估对象并不是等同关系,训练评估针对所有训练要素,指挥主体只是训练要素之一,单纯评估指挥主体不能反映训练效果的全貌。 2) 评估内容够不合理;评估内容应根据评估对象及其主要活动对训练活动的影响程度而定,就海上作战指挥训练评估而言,要根据训练的层次、规模,以及训练的课题、科目,决定评估内容构成,而不应仅限定于指挥主体的行动和状态。 3) 评估方法够不准确。目前广泛运用的训练评估方法主要有,模糊评价法[4]和层次分析法[5]。模糊评价法对定量分析要求不高,有利于复杂评估问题的解决,但是对已有经验信息和数据利用效率较低。层次分析法易于操作,且符合训练评估对象的层次结构特性,但是在权重确定方面存在主观性较强,随意性较大的问题。针对以上问题,本文从分析海上作战指挥能力评估需求入手,研究海上作战指挥活动要素构成,设计了海上作战指挥训练三要素评估指标体系,并运用灰色理论改进层次分析法,建立了海上作战指挥训练评估模型和计算方法。

2 需求分析

海上作战指挥,是作战力量在海战场完成作战任务所进行的指挥活动。其基本思路是,依托指挥信息系统,结合相应的训练课题和科目,采用真实和模拟相结合的方式设置训练所需敌情信息和战场信息,构建海上作战指挥条件和作战环境;受训者在这个作战环境中完成指定的海上作战指挥训练任务,达到锻炼和提高受训者海上作战指挥能力的目的[3]。为准确把握训练的质量和效果,及时改进训练中存在的问题和不足,必然要求对海上作战指挥训练进行全面客观的评估。

海上作战指挥训练评估,是对海上作战指挥训练的功能作用及产生效果进行的全面系统的评价,这种评价能够反映海上作战指挥训练的整体水平和综合能力。因此,评估的对象应包括所有对作战指挥效果产生重要影响的因素,评估内容则应涵盖全部指挥训练要素的训练行为和训练状态[4]。基于对海上作战指挥训练组织实施的分析,可将训练过程描述为:组训者根据训练课题和科目需要,设计相应的训练内容,制定组织实施计划,同时利用海上指挥信息系统的辅助训练功能,构设训练所需作战环境和作战条件;受训者则通过指挥信息系统各终端作战台位接收海上情报信息和敌情信息,并实施作战指挥;指挥信息系统不断接收受训者指挥过程中发出的指令信息,并做出相应的分析和计算,得出新的海战场及敌我态势,并分别反馈给受训者和组训者;受训者根据作战指挥情况变化做出相应的处置应对,组训者则需要判断当前情况是否符合训练预定目标,并根据实际需要对指挥信息系统信息处理做出必要的干预。

从以上给出的海上作战指挥训练组织实施过程来看,不难得出影响训练效果的主要因素有:组训者、受训者和海上编队指挥信息系统[4]。因而,海上作战指挥训练评估应当以该三要素为评估对象,重点评估组训能力、受训能力和指挥信息系统效能三个方面内容。再根据重点评估内容,构建科学、合理、适用的海上作战指挥训练评估指标体系,如图1所示。通过分析现代评估科学技术发展及实际运用效果,设计符合具体海上作战指挥训练评估需要的评估模型和算法。

3 海上作战指挥训练评估指标体系

3.1 组训能力评估指标

海上作战指挥训练的组训,是指筹划准备和组织实施海上作战指挥训练的过程,它是影响海上作战指挥训练效果和质量的主导因素。因组训过程涉及内容多、分解量化难,人为影响大,而成为评估难度较大的部分。按照内容和性质不同,组训工作主要可分为三个部分:训练内容设计、训练计划制订、训练实施保障。设计训练内容,是组训的核心工作,也是组训能力的重要体现。训练课题设计能否满足训练需要,想定背景是否符合训练构想,作业安排是否科学合理,是组训人员设计训练内容主要考虑的问题。训练计划制定,主要考察组训人员根据训练内容和实际情况制定训练组织方案和执行细则的能力。训练实施保障对海上作战指挥训练起着物质和技术支撑的作用,是训练得以顺利实施的重要保障。从海上作战指挥训练的特点来看,训练实施保障主要是针对指挥信息系统的技术保障,可以通过考察指挥信息系统硬件和软件的运行保障情况,得出组训实施保障能力水平。

3.2 受训能力评估指标

海上作战指挥训练的受训者,是指接受此种训练安排和任务的海上作战指挥力量,通常为海上作战编队指挥机构。信息化条件下海上作战指挥能力构成存在多种划分方法,主流的观点是按照指挥流程和主要关节将海上指挥机构指挥能力分解为战场感知能力、筹划决策能力、指挥控制能力和作战效果评估四项子能力。因此,海上作战指挥训练受训能力评估主要是针对以上四个方面的子能力进行考察,并得出海上指挥机构的作战指挥综合能力评估结论。需要注意的是,由于训练课题和科目存在较大差异,如火力突击科目主要考察指挥机构临机指挥、协调和控制海上火力打击的能力,则需强化和突出指挥控制能力指标。各指标之间存在动态平衡的关系,各项目的增减和删补需要根据具体训练内容来确定,不能一概而论。本文根据一般海上作战指挥训练要求,构建了全面考察海上作战指挥行动要素的指标体系,重点在于突出训练内容的全面性和训练评估的系统性。

3.3 指挥信息系统效能评估指标

指挥信息系统是实施海上作战指挥训练的技术支撑,其效能水平是影响训练质量最为直接的因素。指挥信息系统是以计算机和网络为基础、现代人工智能和软件科学为核心,以实现海上作战指挥自动化为主要目标的作战训练软件系统。结合性能和功能两方面因素,可以将指挥信息系统效能构成明确为:指挥条件模拟、指挥效果裁判和指挥系统运行。其中,指挥条件模拟的复杂性较高,需要根据海上训练的具体课题、科目和标准的不同,做适当调整。如海上战役指挥训练需要模拟指挥对抗的效果,海上战术指挥训练则需要模拟海上作战编队作战行动等。但从海上指挥训练的本质出发,指挥信息系统模拟海上作战条件和战场环境的逼真程度才是评估的重点。因此,可以用逼真程度来衡量指挥信息系统对海上作战指挥训练的贡献程度。指挥效果裁判通常是评估者设定评估标准,由指挥信息系统计算得出指挥行为产生的效果和结果,该指标主要反映指挥信息系统辅助作战效果评估功能的运行情况。指挥系统运行应从系统的功能和性能着眼,主要考察系统容量、恢复、通联和控制四个方面。

4 基于灰色层次分析法的评估模型和算法

根据前面构建的海上作战指挥训练评估指标体系,运用基于灰色理论的层次分析法建立相应的模型,并进行评估相关计算[6～11]。这里首先设定一级评估指标集合U及其对应的权重值A分别为:U={U1,U2,…,Ui}(i=1,2,…,m),A={A1,A2,…,Ai}(i=1,2,…,m)。

Ui是二级评估指标集合,Ai是二级指标权重值集合,记Ui和Ai分别为Ui={Ui1,Ui2,…,Uij}(j=1,2,…,n),Ai={Ai1,Ai2,…,Aij}(j=1,2,…,n)。

Uij是三级评估指标集合,Aij是三级指标权重值集合,记Uij和Aij分别为Uij={Uij1,Uij2,…,Uijk}(j=1,2,…,l),Aij={Aij1,Aij2,…,Aijk}(j=1,2,…,l),Uijk是三级评估指标,Aijk是三级指标权重值。

在实际评估过程中,不同层次的指标以及同一层次的不同指标,对评估目标的影响程度存在不同,应运用层次分析法根据各指标的目标贡献度,确定各自相应的评估权重值。再次主要利用1～9级标度法,对同一层次的指标元素进行两两对比,按照重要程度评定分值,形成评估的判断矩阵,并对判断矩阵进行一致性检验。如果不能满足一致性检验要求,则应对该层指标的重要程度重新进行评定分值操作,并构建相应的判断矩阵求解权重,直至一致性检验通过为止。

海上作战指挥评估指标Uijk通常为定性指标,需要运用定量的方法加以转换,成为定量指标。通过制定评分等级的方法可以较好地完成定性指标的定量化。根据海上作战指挥评估标准,将指标分值等级划分为五个级别,并对各指标项目Uijk进行评定,得到量化分值,如表1所示。

表1 评分等级标准

组织p位评估专家对评估对象的表现情况,根据海上作战指挥训练评定等级标准打分,设第s(s=1,2,…,p)位评估专家对被评对象Uijk给出的评定分值为dijks,则评分Dij矩阵为

(1)

根据海上作战指挥训练等级评分标准等级划分,可设定五个评估灰类,分别为e(e=1,2,3,4,5),对应评定等级为“极差、差、中、良、优”,评定等级对应的分值范围,是以(9,7,5,3,1)为中间值的1～10的五个区间,中间值(9,7,5,3,1)对应评估灰类的最优值。对应的白化权函数如下:

第一灰类“优”(e=1),灰数e[0,9,+∞],白化权函数为

(2)

第二灰类“良”(e=2),灰数e[0,7,14],白化权函数为

(3)

第三灰类“中”(e=3),灰数e[0,5,10],白化权函数为

(4)

第四灰类“差”(e=4),灰数e[0,3,6],白化权函数为

(5)

第五灰类“极差”(e=4),灰数e[0,1,2],白化权函数为

(6)

通过计算得出评价指标Uijk属于第e个灰类的灰色评价系数记为xijke,其总灰色评价系数记为xijk,则有

(7)

其中,g表示评价灰类个数,被评对象的第e个灰类的灰色评价权rijke为

(8)

则各灰色评价权向量Rijk可表示为Rijk=(rijk1,rijk2,…,rijkg)得到指标Uij的灰色评价权矩阵Rij为:Rij=[Rij1Rij2…Rijk]T

对Uij做综合评价,其评价结果为

Bij=AijRij

(9)

对Ui做综合评价:由Uij综合评价结果Bij,得到上一级指标的各灰色评价权矩阵Ri=[Bi1Bi2…Bin]T,则被评对象Ui的综合评价结果为

Bi=AiRi

(10)

对U做综合评价:由Ui综合评价结果Bi,得到上一级指标的各灰色评价权矩阵R=[B1B2…Bm]T,则被评对象U的综合评价结果

B=AR

(11)

将各灰类等级按白化值赋值,得到各种评价灰类等级值向量,dt(t=1,2,…,g)表示第g个灰类的最佳评分值。

D=(d1,d2,…,dg)

(12)

被评价系统的综合评价分值

W=BDT

(13)

5 算例分析

按照海上作战指挥训练评估指标体系结构制定表2,将各评估专家对各指标的评定分值统计如表2所示。

表2 各指标评分结果

结合海上作战指挥训练评估指标体系,根据专家判断的各指标相对重要程度,构造判断矩阵:

T为海上作战指挥训练评估一级指标U的判断矩阵;T1、T2、T3分别为海上作战指挥训练评估二级指标U1、U2、U3的判断矩阵;T11、T12、T13…T33分别是海上作战指挥训练三级指标U11、U12、U13、…、U33的判断矩阵。

运用层次分析法,算出个各级指标权重值为

A=(0.2395,0.1373,0.6232)
A1=(0.5125,0.0743,0.2755,0.1377)
A2=(0.1222,0.6479,0.2299)
A3=(0.1096,0.5813,0.3092)
A11=(0.2857,0.5714,0.1429)
A12=(0.6479,0.2299,0.1222)
A13=(0.1222,0.2299,0.6479)
A14=(0.2500,0.7500)
A22=(0.3333,0.6667)
A23=(0.1226,0.5571,0.3202)
A32=(0.1749,0.6327,0.1924)
A33=(0.1265,0.2943,0.5185,0.0606)

表3 权重一致性检验结果

根据专家评定的海上作战指挥训练评估分值,构造评分矩阵(1),再运用总灰色评价系数计算式(7)以及综合评价计算式(13),得到此次海上作战指挥训练综合评价值W=7.4270,对照评分等级表(表3)可知,海上作战指挥训练评估结果为“良”。

6 结语

本文突破海上作战指挥训练评估对象以受训者,即海上作战指挥机构为主的传统做法,将训练内容设计、训练计划拟制、训练实施保障等训练组织环节,以及指挥训练环境和条件模拟、作战效果裁判、系统稳定性和恢复能力等,指挥信息系统训练功能的效能也纳入到海上作战指挥训练评估对象范畴。按照此思路,构建了基于组训、受训和指挥信息系统三要素的海上作战指挥训练评估指标体系,并建立了相应的评估模型,提高了海上作战指挥训练评估的全面性和准确性。评估模型求解主要采用基于灰色理论的层次分析法,通过将专家的定性评判转化为灰类程度不同的评估指标权重向量,再经过对该向量的一致性检验和归一化处理,形成定量的评估判断,实现评估的定性与定量相结合,一方面减少了人为因素对评估的干扰,另一方面也提高了评估模型的计算准确度。通过实例验证,该评估模型及其求解方法对于提高海上作战指挥训练评估的科学性和准确性效果良好。

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Method of Sea Battle Operational Command Training Evaluation

LI Ning WEI Ming REN Jun

(Department of Information Combat and Command Training, National Defence University, Beijing 100091)

In order to improve the scientificity and accuracy of the evaluation of sea battle operational command training, the requirements of sea battle operational command training evaluation are analyzed as a starting point, and the main influencing factors of sea battle operational command training are explored. A comprehensive index system is built to reflect the overall quality of sea battle operational command training system, and a evaluation model based on grey analytic hierarchy process is proposed. Finally the validity of the index system and the evaluation method are demonstrated by an example.

sea battle operational command training, evaluation, modeling

2016年8月11日,

2016年9月20日

全军军事类研究生资助课题(编号:2015JY034)资助。

李宁,男,博士研究生,工程师,研究方向:军事指挥训练。卫明,男,博士研究生,工程师,研究方向:军事指挥训练。任俊,女,博士研究生,工程师,研究方向:军事运筹。

V267; E858

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.02.006