裝備效能評估環境工程化實現研究

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引言

對裝備效能的研究，有助于找到最佳的應用方案，為決策服務；有利于找出裝備發展的薄弱環節，提出將來的發展方向與發展重點，并在此基礎之上進行效費分析，以最小的代價換取最大的裝備實力。通過對裝備的效能進行評估，可以在宏觀上評價武器裝備的作用大小，分析、比較同類系統優劣等問題。

1.建立效能評估環境目的

建立裝備的效能評估環境，其主要目的是：建設一套效能評估軟硬件系統，結合裝備的指標體系，根據評估模型，通過測試和試驗數據進行處理以及合理設置的各評估指標評估權值，執行效能評估算法，實現對裝備的系統效能評估，并生成評估報告。根據效能的評估結果，可供應用者了解裝備固有的作戰能力和不足，為裝備系統的使用決策提供參考依據；并為裝備的研制、采購單位提供客觀、定量的參考，實現物力與人力資源的最佳匹配；通過定性的描述總體設計方案相對于理想方案的偏離程度，可供研發人員對裝備系統方案的最優設計提供指導，為裝備的技術改造提供定量分析，指導信號處理算法的選擇和設計；結合仿真數據預先評估，可為研制與生產單位避免反復實驗性試探所耗費的周期與成本。

2.效能環境建設內容

效能評估環境工程化實施需要完成的工作應該包括：建立裝備效能指標體系；基于科學的系統工程理論，研究裝備效能評估模型，實現匹配指標的合理評估方法；獲取計算機仿真、實物仿真/測試以及外場試驗、試飛輸出的指標數據；建立裝備效能評估軟件系統，結合指標體系，對測試和試驗數據進行預處理及合理設置各評估指標的評估權值，執行評估算法完成對裝備綜合效能的評估，最終生成評估報告。

3.效能評估典型環境工程化要求

所謂典型環境即廣泛適應于各種航電、武器裝備的效能評估，具備兼容性和重用性，在工程化實現過程中具有指導意義；因此，結合工程實際條件，典型環境應具有以下功能：a）對仿真、測試數據的抽取與導入；b）對外場設備數據的下載與傳輸；c）效能或子效能的指標體系可視化構造；d）效能或子效能待評估指標的選取；e）可輸入仿真、試驗獲取的指標數據，并進行數據預處理；f）可采集專家對指標的直接評分結果；g）可進行評估方案創建、編輯功能；h）具有評估效能對應指標權值的獲取功能；i）可根據創建的評估方案，執行評估的計算；j）可顯示評估結果，并生成評估報告；k）可進行指標相關性、獨立性、敏感性的分析；l）提供評估算法庫，包括通用數學算法以及可用戶自定義的算子；m）對指標數據、評估方案、評估任務執行輸出等數據進行歸類管理；n）支持數據庫內多種數據的上傳與下載。

4.環境建設總體思路

首先建立合理的效能評估指標體系，然后綜合利用計算機仿真、半實物仿真及外場實測試驗完成該指標體系的綜合測試，并基于指標測試結果設計相應的評估算法，對測試結果數據進行預處理及合理設置各評估指標的評估權值，執行效能評估算法完成系統綜合效能的評估，最終生成評估報告。總體流程中，指標體系的建立部分是指建立一個科學、合理的、能反映系統綜合效能的技戰術性能指標體系結構；指標測試部分是指對該指標體系結構中的各具體指標進行有效測試，測試的手段包括結算機仿真、半實物仿真及外場實測試驗；綜合效能評估部分依據指標測試結果，完成系統的綜合效能評估，包括評估算法的選擇和設計、數據無量綱化預處理、各指標評估權重的設定；完成綜合效能評估后，最終生成評估報告，包括各子系統的定量效能評估值及系統的綜合效能值。

5.工程實施具體方案

5.1系統組成及部件描述

效能評估系統整體上由采集器、指標體系、評估系統、展示及配套四部分構成。1）采集器：采集器是效能評估數據的來源之一，是進行效能評估的前提和支撐。采集器主要用于滿足不同接口、不同協議設備數據的采集和適配，實現試驗、仿真等場景下數據的獲取。2）指標體系：指標體系是效能評估的核心，效能評估的工作主要都是圍繞指標體系的創建、運行、優化展開。指標體系的制定原則、內容、算法與管理，是效能評估的核心內容。3）評估系統：評估系統是效能評估的主體，其涵蓋了數據管理、效能評估、評估展示系統等部分，是效能評估實際執行的載體，是主要構成部分。4）展示及配套：展示及配套是效能評估的升華，包括了效能評估配套展示設備、網絡等的搭建，提升效能評估展示效果。

5.2運行流程及描述

效能評估工作主要由四個主要工作構成：試驗任務管理與數據處理流程、效能評估流程、評估后流程及評估展示。整體工作流程如圖1所示，其中：1）試驗任務管理與數據處理流程流程主要負責對效能評估相關試驗工作進行調度管理；實現數據采集與傳輸手段（目標時將內外場仿真、測試、實驗原始數據進行采集）；管理大量仿真、測試、實驗原始數據，評估計算需求預處理后的參數數據，以及評估結果與分析報告等數據。2）效能評估流程主要負責指標體系的構建、評估方案的設計、評估算法模型的管理、評估計算的調度、評估報告的生成等。3）評估后流程主要負責依據提交的真實效能結果，對評估結果進行迭代校準。4）評估展示主要將評估結果通過現代化、直觀的呈現手段進DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2017.12.097試驗任務管理與數據處理主要包括試驗任務管理、數據處理、數據檢索管理、接口管理與系統支撐管理五個部分。1）試驗任務管理：試驗任務管理是對試驗進行任務化管理的功能，提供制定試驗任務、設定任務執行的模板、對任務進行查詢刪除等管理操作的功能，并對試驗數據提供操作接口，獲取試驗數據。2）數據處理：數據處理是對數據處理過程定義、管理與查詢狀態的功能，實現滿足可自定義的數據處理流程，實現數據的處理、存儲，實現元數據的定義與維護。3）數據檢索：數據檢索是數據的人機界面接口，實現對數據的查詢、搜索、維護功能。4）接口管理：接口管理在滿足可擴展的架構上，實現對特定格式輸入文件的解析與管理，目前支持對CSV/EXCEL等格式數據文件的導入解析。5）系統支撐管理：系統支撐管理提供系統用戶、用戶權限、系統級日志、數據字典、系統參數等基礎信息的配置與管理。

5.3系統結構與環境配套

評估環境系統結構如圖2所示，主要構成部分及各部分功能如下：服務器：運行應用系統與數據庫。操作終端：通過瀏覽器與應用系統進行交互，完成數據上傳/下載。數據庫：管理指標庫、元數據庫等。評估系統：基礎軟件平臺，提供指標體系、評估算法、評估模型等基礎功能。展示系統：由展示設備、展示操作終端等構成，提供評估結果的展示與研討。效能評估的展示及配套區域，可劃分為三個部分：展示觀摩區：主要是滿足效能評估的結果展現、點評等工作需要。展示觀摩區至少具備大屏展示、觀看席、點評席、演示操作等功能。設備操作區：主要是滿足效能評估操作的區域，實現對數據導入、評估操作、數據管理等功能，以及放置必要的服務器、操作終端及網絡設備。操作區至少設置多個工位，分別負責評估運行、數據管理、系統監控等。研討交流區：主要用于效能評估相關會議研討、技術交流等。圖2系統結構圖

6.結束語

本文詳細分解了裝備效能評估典型環境的能力要求，給出在工程化建設中系統組成、工作流程、數據管理、硬件架構、場地布局等具體實現手段和典型方案，具備實用指導意義。

參考文獻

[1]古雪鵬,陳懷進,周峰.基于效用函數的通信對抗作戰能力評估[M].電子信息對抗技術,2011.

[2]安紅,王春麗,楊莉.數字仿真技術在電子戰裝備性能評估中的應用[M].中國電子科學研究院學報,2006.

作者:張胤 劉軒 單位:四川九洲電器集團有限責任公司 電子科技大學成都研究院