海軍觀察預警系統演習評估數據分析系統需求分析

◆劉 帥 楊 松 常 歌 董亞卓

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海軍觀察預警系統演習評估數據分析系統需求分析

◆劉 帥 楊 松 常 歌 董亞卓

（海軍91655部隊 北京 100036）

本文中介紹了海軍觀察預警系統及其演習評估的概念、演習評估的對象和演習評估的基本流程，對輸入數據的類型和特點進行了概述，在此基礎上進行了數據分析系統需求分析，并對該系統的兩大功能組成進行簡要描述。最后指出該數據分析系統有助于改善數據質量，對演習評估具有重要作用。

海軍觀察預警系統；演習評估；數據分析系統

0 引言

海軍觀察預警系統是海軍觀察預警裝備與系統、使用人員、使用方法相結合的整體系統，為作戰指揮、兵力行動和火力打擊提供海空目標信息保障。

海軍觀察預警系統的復雜度決定了對其進行效能評估這項工作涉及系統多、組織難度大，單項測試只能反映單裝性能，簡單累加不能反映全系統的能力，而結合例行的演習演練活動能夠全面的測試其系統性能，所以通過海軍觀察預警系統演習評估是進行海軍觀察預警系統海空情信息保障能力評估的有效舉措。海軍觀察預警系統演習評估是基于海軍典型的實兵研練活動，評估海軍觀察預警系統在規定或特定的作戰環境下執行規定任務所能達到預期目標的程度[1][2]。

海軍觀察預警系統演習評估從實戰角度對系統滿足任務需求的能力進行科學的驗證評估，其研究結果可為裝備規劃、研制、建設和組織運用提供科學、客觀、定量的依據，對裝備的發展與運用有重要的指導與促進作用，同時可為系統立項、方案論證、研制建設、使用維護等方面提供重要的支持作用。

1 海軍觀察預警系統演習評估的對象

海軍觀察預警系統主要由海空情獲取系統、海空情傳輸系統、海空情綜合處理系統和海空情用戶系統組成。海軍觀察預警系統演習評估的對象就是這四個分系統。

海空情獲取系統是海軍觀察預警系統的重要組成部分，包括獲取、處理、上報海空情的岸基觀通站、雷達站、水聲站、海上平臺、空中平臺、新體制雷達、港口警戒監視系統、水下警戒監視系統等。

海空情傳輸系統是海軍觀察預警系統的基礎支撐部分，包括為海空情獲取系統、處理系統和用戶系統之間提供信息傳輸的有線、無線、衛星等通信與網絡系統。

海空情綜合處理系統是海軍觀察預警系統的核心部分，包括生成和分發海上目標態勢、空中目標態勢的海情綜合處理系統、空情綜合處理系統。

海空情用戶系統是海軍觀察預警系統的服務對象，包括艦隊指揮所信息系統、海上戰術編隊作戰指揮系統、作戰飛機和機場塔臺系統等。

2 海軍觀察預警系統演習評估基本流程

結合海軍典型的實兵研練活動，開展海軍觀察預警系統演習評估的基本流程為：

（1）制定評估方案。結合典型的實兵研練活動，擬制評估方案，明確指導思想、評估目標，確定評估范圍，構建評估指標體系等，為后期工作打好基礎。

（2）部署評估手段，采集評估數據。在演習開始前，在部隊現場部署評估所需的數據采集記錄系統、設備。結合研練活動進行，最大程度的采集可用的系統運行數據。

（3）數據收集整理分析。對采集的數據進行匯總、整理、初步分析，為后續開展裝備效能評估提供真實、有效的數據支撐。

（4）指標計算與評估結果展現。對海量的系統運行數據進行計算、統計、比對等處理操作，獲得各項評估指標的結論數據，并用恰當的方式展現給用戶。

（5）分析問題與原因。查找、定位和分析異常的指標，查找、分析裝備系統和組織運用中存在的問題，形成問題分析報告。

（6）提出建設措施建議。提出體系能力改進建議，形成能力提升和系統改進建議報告。

本文所講的數據分析過程指的是上述過程中的第三步。

3 數據分析系統需求

3.1輸入數據類型

基于海軍觀察預警系統演習評估的指標體系要求及評估流程，海軍觀察預警系統演習評估輸入的數據主要有兩大類：一是典型實兵演習活動中海軍觀察預警系統各裝備實際運行數據；二是典型實兵演習活動中海上平臺和空中平臺真實位置數據。

結合海軍觀察預警系統的組成，典型實兵演習活動中海軍觀察預警系統裝備的實際運行數據包括：海空情獲取系統數據、海空情傳輸系統數據、海空情處理系統數據、海空情用戶系統數據。

3.2輸入數據的特點

結合海軍觀察預警演習評估的具體實踐，輸入數據具有如下特點：

（1）數據量巨大。當前海軍觀察預警系統所包含裝備眾多，且隨著我國國防科技力量的不斷提升將有更多的新裝備列裝，同時海空目標瞬息萬變，每次演習活動都能采集到大量的實際運行數據，這一數據規模在不久的將來會變得更加龐大。

（2）數據類型眾多。一是海軍觀察預警系統包含裝備類型眾多；二是海軍觀察預警系統的組成裝備通常由多家單位承研承建，各單位的研制標準不完全一樣，裝備記錄數據的內容、格式等多不相同，從而造成數據類型眾多。

（3）數據質量不是很高。數據中存在著重復報文、錯誤報文、稀疏報文、多格式報文、冗余報文等多種問題，導致輸入數據的質量不是很高。

3.3需求分析

針對輸入數據的特點，數據分析系統的需求分析主要有以下三點：一是輸入數據體量巨大，傳統上采用集中式存放的方式管理，統一存儲在一臺數據存儲設備上。然而單一的存儲設備的容量畢竟有限，且后期隨著演習評估數據量的增加、評估運算規模的增大，單一集中式存儲方式的弊端將會顯露：存儲容量不足、效率低下、數據安全性低等等，這需要搭建一種并行分布式的數據分析工作環境，形成數據分析的并行分布式運行，從而改善數據存儲環境，提高數據安全性和數據運算效率。二是輸入數據類型眾多，不利于后期統一進行指標計算。由于裝備的承研承建單位或廠家不同，數據記錄的內容、格式等不是很一致，對數據進行統一化處理，規范其內容、格式，以方便后續統一在一起進行指標計算。三是輸入數據質量不是很高。數據中存在著不少的問題，諸如：重復、缺失、冗余、不一致等等，這些數據不能直接用來進行指標計算，因為這些存在問題的數據會導致指標計算結果的不準確，甚至會使最終的結論完全錯誤，對于演習評估產生極大的負面影響。因此，需要對輸入數據進行數據清洗，分類統計問題數據類型，進行相應的改正，使其滿足指標計算對數據的要求，為演習評估奠定良好的數據基礎。

另外，還存在以下情況：在紅藍對抗中，經常會出現一方探測到對方目標但無法進行識別的情況；存在海空情系統的目標跟蹤丟失，一段時間后又重新起批跟蹤等，這些都需要通過航跡關聯來進行補充修正，以便于后期相關評估指標的計算。目前針對這些問題的解決措施主要通過人工方式來處理，效率低下，且容易出錯，極大地影響了演習評估的時效性和準確性。因此有必要設計一個數據分析系統來自動高效地完成這些工作。

3.4數據分析系統概述

本文所提到的數據分析系統，是要搭建一種并行分布式的數據分析工作環境，形成數據分析的并行分布式運行，數據的分布式存儲與并行運算，該系統主要包括數據清洗和航跡關聯兩部分。

數據清洗：針對輸入數據存在重復報文、錯誤報文、稀疏報文、多格式報文、冗余報文等問題，統計不同類型的數據出現各種問題的情況，分析原因，提出相應的數據清洗方法。

航跡關聯：結合人工進行航跡關聯的經驗，設計相應的算法，實現航跡關聯的自動化進行。

4 結束語

海軍觀察預警系統是一個復雜的人機系統，是海軍指揮信息系統的重要組成部分，為指揮機構與指揮員提供全面、準確、及時的敵我雙方態勢，為其進行正確決策與指揮提供重要依據。海軍觀察預警系統演習評估是基于海軍典型的實兵研練活動，評估海軍觀察預警系統在特定條件下完成海空情保障任務程度的重要手段，為裝備的完善與改進提供理論支撐。數據作為演習評估中指標計算的基礎，對整個演習評估的結果起到決定性作用，對采集到的數據進行自動地分析、加工，將極大改善數據質量和提升演習評估的效率，提高演習評估結果的準確性，進而更好地推動海軍觀察預警裝備的不斷發展。

[1]劉俊先.指揮自動化系統效能評價的概念和方法研究[D].長沙:國防科學技術大學，2003.

[2]陳穎文.空戰武器裝備系統的效能評估技術研究[D].長沙:國防科學技術大學，2003.

[3]賈璐,董亞卓,劉帥.指揮信息系統效能評估數據中心建設方法[J].指揮控制與仿真，2016.

[4]軍事科學院軍隊建設研究部.軍隊信息化建設概論[M].北京:軍事科學出版社，2009.

[5]金振中,賈旭山.武器裝備作戰效能的評估方法[J].戰術導彈技術，2007.

[6]郭齊勝,張磊.武器裝備系統效能評估方法研究綜述[J].計算機仿真，2013.

[7]陳浩光,李云芝.武器系統效能評估與評估創新[J].裝備指揮技術學院學報，2004.