裝備效能評估環(huán)境工程化實現(xiàn)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(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)，提出將來的發(fā)展方向與發(fā)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(tǒng)優(yōu)劣等問題。

1.建立效能評估環(huán)境目的

建立裝備的效能評估環(huán)境，其主要目的是：建設一套效能評估軟硬件系統(tǒng)，結合裝備的指標體系，根據(jù)評估模型，通過測試和試驗數(shù)據(jù)進行處理以及合理設置的各評估指標評估權值，執(zhí)行效能評估算法，實現(xiàn)對裝備的系統(tǒng)效能評估，并生成評估報告。根據(jù)效能的評估結果，可供應用者了解裝備固有的作戰(zhàn)能力和不足，為裝備系統(tǒng)的使用決策提供參考依據(jù)；并為裝備的研制、采購單位提供客觀、定量的參考，實現(xiàn)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(fā)人員對裝備系統(tǒng)方案的最優(yōu)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(shù)據(jù)預先評估，可為研制與生產(chǎn)單位避免反復實驗性試探所耗費的周期與成本。

2.效能環(huán)境建設內容

效能評估環(huán)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(tǒng)工程理論，研究裝備效能評估模型，實現(xiàn)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(shù)據(jù)；建立裝備效能評估軟件系統(tǒng)，結合指標體系，對測試和試驗數(shù)據(jù)進行預處理及合理設置各評估指標的評估權值，執(zhí)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(huán)境工程化要求

所謂典型環(huán)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(xiàn)過程中具有指導意義；因此，結合工程實際條件，典型環(huán)境應具有以下功能：a）對仿真、測試數(shù)據(jù)的抽取與導入；b）對外場設備數(shù)據(jù)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??；e）可輸入仿真、試驗獲取的指標數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)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(chuàng)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(jù)創(chuàng)建的評估方案，執(zhí)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(shù)學算法以及可用戶自定義的算子；m）對指標數(shù)據(jù)、評估方案、評估任務執(zhí)行輸出等數(shù)據(jù)進行歸類管理；n）支持數(shù)據(jù)庫內多種數(shù)據(jù)的上傳與下載。

4.環(huán)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(shù)據(jù)進行預處理及合理設置各評估指標的評估權值，執(zhí)行效能評估算法完成系統(tǒng)綜合效能的評估，最終生成評估報告?？傮w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(tǒng)綜合效能的技戰(zhàn)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(jù)指標測試結果，完成系統(tǒng)的綜合效能評估，包括評估算法的選擇和設計、數(shù)據(jù)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(tǒng)的定量效能評估值及系統(tǒng)的綜合效能值。

5.工程實施具體方案

5.1系統(tǒng)組成及部件描述

效能評估系統(tǒng)整體上由采集器、指標體系、評估系統(tǒng)、展示及配套四部分構成。1）采集器：采集器是效能評估數(shù)據(jù)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(xié)議設備數(shù)據(jù)的采集和適配，實現(xiàn)試驗、仿真等場景下數(shù)據(jù)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(chuàng)建、運行、優(yōu)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(tǒng)：評估系統(tǒng)是效能評估的主體，其涵蓋了數(shù)據(jù)管理、效能評估、評估展示系統(tǒng)等部分，是效能評估實際執(zhí)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(wǎng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)數(shù)據(jù)采集與傳輸手段（目標時將內外場仿真、測試、實驗原始數(shù)據(jù)進行采集）；管理大量仿真、測試、實驗原始數(shù)據(jù)，評估計算需求預處理后的參數(shù)數(shù)據(jù)，以及評估結果與分析報告等數(shù)據(jù)。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(jù)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(xiàn)代化、直觀的呈現(xiàn)手段進DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2017.12.097試驗任務管理與數(shù)據(jù)處理主要包括試驗任務管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索管理、接口管理與系統(tǒng)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(zhí)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(shù)據(jù)提供操作接口，獲取試驗數(shù)據(jù)。2）數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理是對數(shù)據(jù)處理過程定義、管理與查詢狀態(tài)的功能，實現(xiàn)滿足可自定義的數(shù)據(jù)處理流程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、存儲，實現(xiàn)元數(shù)據(jù)的定義與維護。3）數(shù)據(jù)檢索：數(shù)據(jù)檢索是數(shù)據(jù)的人機界面接口，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)文件的導入解析。5）系統(tǒng)支撐管理：系統(tǒng)支撐管理提供系統(tǒng)用戶、用戶權限、系統(tǒng)級日志、數(shù)據(jù)字典、系統(tǒng)參數(shù)等基礎信息的配置與管理。

5.3系統(tǒng)結構與環(huán)境配套

評估環(huán)境系統(tǒng)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(tǒng)與數(shù)據(jù)庫。操作終端：通過瀏覽器與應用系統(tǒng)進行交互，完成數(shù)據(jù)上傳/下載。數(shù)據(jù)庫：管理指標庫、元數(shù)據(jù)庫等。評估系統(tǒng)：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(tǒng)：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(qū)域，可劃分為三個部分：展示觀摩區(qū)：主要是滿足效能評估的結果展現(xiàn)、點評等工作需要。展示觀摩區(qū)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(qū)：主要是滿足效能評估操作的區(qū)域，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)導入、評估操作、數(shù)據(jù)管理等功能，以及放置必要的服務器、操作終端及網(wǎng)絡設備。操作區(qū)至少設置多個工位，分別負責評估運行、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控等。研討交流區(qū)：主要用于效能評估相關會議研討、技術交流等。圖2系統(tǒng)結構圖

6.結束語

本文詳細分解了裝備效能評估典型環(huán)境的能力要求，給出在工程化建設中系統(tǒng)組成、工作流程、數(shù)據(jù)管理、硬件架構、場地布局等具體實現(xiàn)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(shù)的通信對抗作戰(zhàn)能力評估[M].電子信息對抗技術,2011.

[2]安紅,王春麗,楊莉.數(shù)字仿真技術在電子戰(zhàn)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