装备效能评估环境工程化实现研究

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引言

对装备效能的研究，有助于找到最佳的应用方案，为决策服务；有利于找出装备发展的薄弱环节，提出将来的发展方向与发展重点，并在此基础之上进行效费分析，以最小的代价换取最大的装备实力。通过对装备的效能进行评估，可以在宏观上评价武器装备的作用大小，分析、比较同类系统优劣等问题。

1.建立效能评估环境目的

建立装备的效能评估环境，其主要目的是：建设一套效能评估软硬件系统，结合装备的指标体系，根据评估模型，通过测试和试验数据进行处理以及合理设置的各评估指标评估权值，执行效能评估算法，实现对装备的系统效能评估，并生成评估报告。根据效能的评估结果，可供应用者了解装备固有的作战能力和不足，为装备系统的使用决策提供参考依据；并为装备的研制、采购单位提供客观、定量的参考，实现物力与人力资源的最佳匹配；通过定性的描述总体设计方案相对于理想方案的偏离程度，可供研发人员对装备系统方案的最优设计提供指导，为装备的技术改造提供定量分析，指导信号处理算法的选择和设计；结合仿真数据预先评估，可为研制与生产单位避免反复实验性试探所耗费的周期与成本。

2.效能环境建设内容

效能评估环境工程化实施需要完成的工作应该包括：建立装备效能指标体系；基于科学的系统工程理论，研究装备效能评估模型，实现匹配指标的合理评估方法；获取计算机仿真、实物仿真/测试以及外场试验、试飞输出的指标数据；建立装备效能评估软件系统，结合指标体系，对测试和试验数据进行预处理及合理设置各评估指标的评估权值，执行评估算法完成对装备综合效能的评估，最终生成评估报告。

3.效能评估典型环境工程化要求

所谓典型环境即广泛适应于各种航电、武器装备的效能评估，具备兼容性和重用性，在工程化实现过程中具有指导意义；因此，结合工程实际条件，典型环境应具有以下功能：a）对仿真、测试数据的抽取与导入；b）对外场设备数据的下载与传输；c）效能或子效能的指标体系可视化构造；d）效能或子效能待评估指标的选取；e）可输入仿真、试验获取的指标数据，并进行数据预处理；f）可采集专家对指标的直接评分结果；g）可进行评估方案创建、编辑功能；h）具有评估效能对应指标权值的获取功能；i）可根据创建的评估方案，执行评估的计算；j）可显示评估结果，并生成评估报告；k）可进行指标相关性、独立性、敏感性的分析；l）提供评估算法库，包括通用数学算法以及可用户自定义的算子；m）对指标数据、评估方案、评估任务执行输出等数据进行归类管理；n）支持数据库内多种数据的上传与下载。

4.环境建设总体思路

首先建立合理的效能评估指标体系，然后综合利用计算机仿真、半实物仿真及外场实测试验完成该指标体系的综合测试，并基于指标测试结果设计相应的评估算法，对测试结果数据进行预处理及合理设置各评估指标的评估权值，执行效能评估算法完成系统综合效能的评估，最终生成评估报告。总体流程中，指标体系的建立部分是指建立一个科学、合理的、能反映系统综合效能的技战术性能指标体系结构；指标测试部分是指对该指标体系结构中的各具体指标进行有效测试，测试的手段包括结算机仿真、半实物仿真及外场实测试验；综合效能评估部分依据指标测试结果，完成系统的综合效能评估，包括评估算法的选择和设计、数据无量纲化预处理、各指标评估权重的设定；完成综合效能评估后，最终生成评估报告，包括各子系统的定量效能评估值及系统的综合效能值。

5.工程实施具体方案

5.1系统组成及部件描述

效能评估系统整体上由采集器、指标体系、评估系统、展示及配套四部分构成。1）采集器：采集器是效能评估数据的来源之一，是进行效能评估的前提和支撑。采集器主要用于满足不同接口、不同协议设备数据的采集和适配，实现试验、仿真等场景下数据的获取。2）指标体系：指标体系是效能评估的核心，效能评估的工作主要都是围绕指标体系的创建、运行、优化展开。指标体系的制定原则、内容、算法与管理，是效能评估的核心内容。3）评估系统：评估系统是效能评估的主体，其涵盖了数据管理、效能评估、评估展示系统等部分，是效能评估实际执行的载体，是主要构成部分。4）展示及配套：展示及配套是效能评估的升华，包括了效能评估配套展示设备、网络等的搭建，提升效能评估展示效果。

5.2运行流程及描述

效能评估工作主要由四个主要工作构成：试验任务管理与数据处理流程、效能评估流程、评估后流程及评估展示。整体工作流程如图1所示，其中：1）试验任务管理与数据处理流程流程主要负责对效能评估相关试验工作进行调度管理；实现数据采集与传输手段（目标时将内外场仿真、测试、实验原始数据进行采集）；管理大量仿真、测试、实验原始数据，评估计算需求预处理后的参数数据，以及评估结果与分析报告等数据。2）效能评估流程主要负责指标体系的构建、评估方案的设计、评估算法模型的管理、评估计算的调度、评估报告的生成等。3）评估后流程主要负责依据提交的真实效能结果，对评估结果进行迭代校准。4）评估展示主要将评估结果通过现代化、直观的呈现手段进DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2017.12.097试验任务管理与数据处理主要包括试验任务管理、数据处理、数据检索管理、接口管理与系统支撑管理五个部分。1）试验任务管理：试验任务管理是对试验进行任务化管理的功能，提供制定试验任务、设定任务执行的模板、对任务进行查询删除等管理操作的功能，并对试验数据提供操作接口，获取试验数据。2）数据处理：数据处理是对数据处理过程定义、管理与查询状态的功能，实现满足可自定义的数据处理流程，实现数据的处理、存储，实现元数据的定义与维护。3）数据检索：数据检索是数据的人机界面接口，实现对数据的查询、搜索、维护功能。4）接口管理：接口管理在满足可扩展的架构上，实现对特定格式输入文件的解析与管理，目前支持对CSV/EXCEL等格式数据文件的导入解析。5）系统支撑管理：系统支撑管理提供系统用户、用户权限、系统级日志、数据字典、系统参数等基础信息的配置与管理。

5.3系统结构与环境配套

评估环境系统结构如图2所示，主要构成部分及各部分功能如下：服务器：运行应用系统与数据库。操作终端：通过浏览器与应用系统进行交互，完成数据上传/下载。数据库：管理指标库、元数据库等。评估系统：基础软件平台，提供指标体系、评估算法、评估模型等基础功能。展示系统：由展示设备、展示操作终端等构成，提供评估结果的展示与研讨。效能评估的展示及配套区域，可划分为三个部分：展示观摩区：主要是满足效能评估的结果展现、点评等工作需要。展示观摩区至少具备大屏展示、观看席、点评席、演示操作等功能。设备操作区：主要是满足效能评估操作的区域，实现对数据导入、评估操作、数据管理等功能，以及放置必要的服务器、操作终端及网络设备。操作区至少设置多个工位，分别负责评估运行、数据管理、系统监控等。研讨交流区：主要用于效能评估相关会议研讨、技术交流等。图2系统结构图

6.结束语

本文详细分解了装备效能评估典型环境的能力要求，给出在工程化建设中系统组成、工作流程、数据管理、硬件架构、场地布局等具体实现手段和典型方案，具备实用指导意义。

参考文献

[1]古雪鹏,陈怀进,周峰.基于效用函数的通信对抗作战能力评估[M].电子信息对抗技术,2011.

[2]安红,王春丽,杨莉.数字仿真技术在电子战装备性能评估中的应用[M].中国电子科学研究院学报,2006.

作者:张胤 刘轩 单位:四川九洲电器集团有限责任公司 电子科技大学成都研究院