基于RIMER 的导弹部队作战单元作战效能评估

周立尧，刘小方，郑 祥，李晓慧

（火箭军工程大学作战保障学院，西安 710025）

0 引言

随着使命任务的拓展，导弹部队将以武器系统为基础集成指挥控制、侦察通信、转载测试和综合保障等能力要素形成作战单元，以作战单元为基本作战单位，跨战区遂行多种样式的作战任务，将成为未来战场上的新常态。导弹部队作战单元的作战效能是该作战单元在预期或规定的作战使用环境以及所考虑的组织、战略、战术、生存能力和威胁条件下，完成规定任务的能力［1］，是完成作战任务的度量。但是进行效能评估时，因评估人员所处的地位不同、观察的角度不同，对许多系统评估问题持有不同的理解。如何有效评估该作战单元的作战效能，是准确获得部队使用导弹装备综合作战能力的重要参考，对促进部队战斗力生成具有重要的意义和作用。

本文通过对导弹部队作战单元作战效能研究问题的分析，构建导弹作战单元作战效能指标体系，针对评估指标类型多样、采集信息不完全以及作战任务中不确定性问题，提出了一种基于证据推理算法的置信规则库推理（RIMER：Belief rule base Inference Methodology using Evidential Reasoning）的作战效能评估方法。在结合专家意见、实验数据和考评结果的基础上构建出置信规则库，将类别不一、涵义各异的底层数据统一转换为服从置信规则库的信度结构，计算底层数据对规则的匹配度，然后按层次进行证据组合，评估得出该作战单元的作战效能。

1 导弹作战单元作战效能指标体系构建

作战效能指标，作为作战行动方案的决策依据和作战单元作战能力的评价标准，在分析导弹作战单元作战效能中有至关重要的地位。作战效能指标的设计和指标体系的构建，是作战效能评估的基础性工作，也是核心工作，其直接关系到评估结果的合理性、准确性［2］。

1.1 指标体系构建原则

导弹部队作战单元作战效能评估应当以其功能、组成和任务为出发点，确定其指标体系应遵循以下原则：

1）系统性原则。指标体系应能较客观反映作战单元的特点和结构，并充分考虑各指标之间的联系和影响，各个指标覆盖范围要广，全面体现导弹部队作战单元的作战效能。

2）实战性原则。构建指标体系必须将武器装备、人员环境置于一定作战背景下，以导弹部队作战单元在作战想定下的使命任务为依据，从而为评估指标体系拟定奠定基础。

3）可行性原则。建立指标体系应当考虑各指标的可获取性以及可度量性，确保其便于采集、分析和处理。否则，不但会加大评估难度，而且可能导致评估结果不可信。

1.2 导弹作战单元作战效能指标体系

通过分析导弹部队作战单元的装备、人员配置，设定特殊作战环境和完整的作战任务剖面，确定作战单元作战效能目标层为生存能力、通信能力、打击目标能力、作战指挥能力、综合保障能力5个方面为一级指标。各一级指标又可用诸多具体指标来衡量，建立二级指标，具体的指标体系如图1所示。

图1 导弹部队作战单元作战效能评估指标体系

2 基于RIMER 的导弹部队作战单元作战效能评估

2.1 RIMER 方法

RIMER 方法是由英国Manchester 大学教授杨建波提出的，该方法能够在统一的框架下综合利用各种不确定信息对复杂系统进行评估和优化的评估论证，它集成了证据理论、多属性决策理论、模糊理论和IF-THEN 专家系统等理论，具有对模糊数据、主观数据、概率型数据及无知信息等进行建模和分析的能力［3］。

2.2 基于RIMER 的作战效能评估

根据对导弹部队作战单元作战效能研究问题的分析，结合评估指标类型多样、采集信息不完全、作战任务中不确定性问题，以及RIMER 方法在处理不确定性的优势，本文提出基于RIMER 方法的作战效能评估方法。RIMER 评估方法具体包括5 个步骤：

2.2.1 构造置信规则库

置信规则库是根据专家的经验，对规则进行评价，要求按照统一的框架表达评价标准和专家经验。置信规则库是由“if-then”规则表示，且每条规则的结论具有信度结构。置信规则库中规则表示形式为：

2.2.2 输入数据的转换

输入数据的转换是为了将输入数据转化为置信库的结构形式，带有信度的数据对能力的匹配程度计算方法为：

其中，θk为第k 条规则的相对权重，αk为输入匹配第k 条规则的程度。

2.2.4 构造基本可信数

基本可信数的构造如式（7）所示：

最终得到的βl即是作战效能（优、良、差）的置信度值。

3 实例分析

3.1 构建指标体系，确定指标取值

体系效能评估要求所构建体系的底层能力是可测的，或者依据专家经验可评价。通过构建导弹部队作战单元作战效能评估指标体系分析，如下页图1 所示，底层指标作为输入既有定性指标，如“U22信息处理能力”，也包含定量指标，如“U11机动时间”，故先确定各个指标取值，如表1 所示。

通过对某导弹部队作战单元考核，采用专家打分，获取指标体系最底层指标的考评结果如表2所示。

3.2 作战单元作战效能计算

3.2.1 计算生存能力U1

通过专家打分，已知输入为：U1={U11=（1.2，1），U12=（98，1），U13=（92，1）}。

步骤1：假设规则库的权重相等，规则前提条件的相对权重也相等，即θk=θl（l≠k，l，k=1，2，3，…，K），δk1=δk2=…=δkTk。构造置信规则库见表3（未列出权重），由输入U11、U12、U13知，激活了规则库中R1、R2、R4、R5、R6，相应的规则如下页表4 所示。

表1 各指标取值表

表2 某导弹部队作战单元作战能力考评结果

步骤2：输入数据转换。将输入值U11、U12、U13分别代入式（3）可得，φ1（1.2，1）=0.8，φ1（1.2，2）=0.2，φ2（98，100）=0.9，φ2（98，80）=0.1，φ3（92，100）=0.6，φ3（92，80）=0.4。

表4 输入激活规则

步骤5：证据组合，根据式（8）计算可得：β1=0.704，β2=0.193，β3=0.103，即生存能力U1（强，中，弱）的信度值为（0.704，0.193，0.103）。

3.2.2 计算总作战效能

同理，可计算通信能力U2（强，中，弱）的信度值为（0.704，0.193，0.103）；打击目标能力U3（强，中，弱）的信度值为（0.802，0.124，0.074）；作战指挥能力U4（强，中，弱）的信度值为（0.833，0.109，0.058）；综合保障能力U5（强，中，弱）的信度值为（0.763，0.139，0.098）。

最后计算总作战效能E（优，良，差）的信度值为（0.804，0.161，0.035）。即该作战单元完成作战任务作战效能为优的概率为80.4%，良的概率为16.1%，差的概率为3.5%，与实际情况相符。

4 结论

以导弹部队作战单元为单位，通过分析其装备、人员组成，构建了导弹部队作战单元作战效能评估指标体系，针对评估指标类型多样、采集信息不完全以及作战任务中不确定性问题，融合历史经验、试验数据和专家知识，利用RIMER 方法进行该作战单元作战效能评估。通过对该作战单元作战效能的准确评估可为导弹部队制定科学的作战理论、作战原则和使用策略提供决策依据，能够为导弹部队作战单元在未来跨战区遂行多种样式的作战任务中提高作战能力提供参考。