無源雷達戰斗操作模擬訓練考核評估方法*

藺美青

(空軍預警學院 信息對抗系，湖北 武漢 430019)

0 引言

訓練效果考核評估是訓練過程中必不可少的重要環節。無源雷達戰斗操作模擬訓練，是檢驗提高無源雷達戰斗班子崗位技能和復雜空情條件下預警作戰能力的重要途徑。開展無源雷達戰斗操作訓練效果的考核評估研究，對于提升無源雷達訓練水平，推動無源雷達模擬訓練效益生成，具有重要的現實意義。

目前，關于無源雷達模擬訓練考核評估的專門文獻十分少見，對于模擬訓練考核評估的研究也不多見。文獻[1]從復雜電磁環境下雷達兵訓練應把握的重點問題入手，構建了訓練效果評估指標體系，運用模糊層次分析法，給出了雷達兵訓練效果的綜合評估方法。文獻[2]針對雷達站模擬訓練考核評估問題，依據雷達站專業人員類別和模擬訓練科目的區別，提出了基于模糊評價法的雷達站模擬訓練考核評估方法。文獻[3]和文獻[4]分別提出了基于云重心評判法和熵權模糊層次分析法的球載雷達訓練系統效能評估方法。文獻[5]對考核評估方法分類及應用進行系統梳理和總結。這些研究為本文提供了很好的參考和借鑒。總的來說，國內對于訓練考核量化評估的研究尚處于起步和發展階段，本文的研究對于推動無源雷達模擬訓練領域的研究具有重要作用意義。

以下針對無源雷達戰斗操作模擬訓練問題，構建考核評估指標體系，結合現有考核評估機制和方法，設計無源雷達考核評估流程，以及評估指標解算模型和量化標準，為無源雷達戰斗操作模擬訓練的訓練效果考核評估提供方法手段。

1 無源雷達戰斗操作模擬訓練

戰斗操作訓練，是無源雷達裝備的關鍵認知環節，就是通過模擬實戰對抗條件下的實際操作體驗，實現對裝備功能性能的系統認知。按照無源雷達作戰使命任務和性能特點，主要針對相似目標判斷識別等課題，開展班子成員戰斗操作訓練考核。戰斗操作訓練考核內容，如表1所示。

無源雷達戰斗操作模擬訓練依托無源雷達訓練模擬系統實施。系統包括想定擬制、戰斗操作科目管理、戰斗操作錄取和評分定級等功能，支持無源雷達戰斗班子崗位技能訓練和考核。基于該系統，按照無源雷達訓練考核大綱要求，圍繞以上訓練課題構建典型和有針對性的戰斗操作練習試卷和考核試卷，支持班子成員戰斗操作模擬訓練和戰斗操作評估定級。在此過程中，戰斗班子的戰斗處置、協同配合等戰斗操作技能得到全面鍛煉和檢驗提高。

2 戰斗操作考核評估指標

2.1 評估準則和要求

為了充分發揮訓練效果考核評估在無源雷達模擬訓練中的評價、診斷、導向和激勵的作用，無源雷達戰斗操作模擬訓練考核評估，應遵循如下準則和要求[1]。

表1 戰斗操作訓練課題Table 1 Training subject of combat operation

(1) 堅持實戰標準，滿足有效性要求。按照復雜電磁環境下雷達兵作戰的需求，創設實戰化的評估條件。應在逼真的復雜戰場環境空情背景下，用無源雷達實戰標準全面、真實地檢驗和評估戰斗班子的訓練質量，查找與復雜電磁環境下作戰需求之間的差距，以針對性地加強和改進無源雷達戰斗操作訓練。因此，戰斗操作的作戰效能應滿足復雜空情想定條件下的空情處置要求。

(2) 突出能力檢驗，滿足時效性要求。圍繞無源雷達戰斗班子在復雜電磁環境下作戰應具備的各種能力，采用分解量化的方法，逐項評估，綜合權衡，客觀地檢驗評價訓練質量水平。要建構以實際作戰能力為核心的評估指標體系，滿足一定戰術背景下的戰斗操作時效性要求，真正把無源雷達戰斗班子作戰能力的提升量作為檢驗訓練效果的重要籌碼[6]。

(3) 注重量化分析，滿足科學性和規范化要求。堅持定性評價與定量分析相結合，以定量分析為主，盡可能通過對訓練效果各項指標的量化，科學解析無源雷達戰斗班子作戰能力。而且，無源雷達戰斗操作的空情處置環節和作戰協同應符合規范要求。

2.2 評估指標體系

按照以上評估準則和要求，無源雷達戰斗操作考核評估指標分為情報處置、戰斗操作、操作流程和作戰協同4個部分，具體如下：

(1) 情報處置。就是對戰斗班子在復雜空情條件下戰斗處置效果的度量。該項指標進一步分解為發現距離、目標識別率等，從距離、時間、密度、速度等不同側面對戰斗班子情報處置效果進行度量，因此，該指標是戰斗操作的總體度量指標。

(2) 戰斗操作。該指標對應以上時效性要求，就是滿足及時準確地實施戰斗操作的戰斗班子崗位技能要求。具體分解為輻射源掌握時間、參數設置調整時間和輻射源數據管理3個指標，主要側重于對考核對象的戰斗處置能力的度量。

(3) 操作流程。該指標對應以上規范化要求。具體分解為一次信號處置流程、二次信號處置流程等指標，側重于對考核對象的戰斗處置規范性的度量。

(4) 作戰協同。該指標是無源雷達戰斗班子協同作戰能力的度量。具體分解為協同效果、協同內容和協同時機指標，側重于對戰斗班子整體融合性的度量。

無源雷達戰斗操作考核評估指標體系，如圖1所示。

3 戰斗操作考核評估方法

3.1 考核評估方法流程

按照考核評估機制的不同，考核評估方法可分為3類[5]：①單因素評估方法。包括扣分法、加分法和加權函數法等[7]。運用時將操作錯誤或正確動作進行分類，并確定評分系數，可處理時間有關變量和連續變量。該類方法不適應于操作過程比較復雜、系統耦合性強的情況，更適用于維修訓練考核評估等流程規范性要求較高的領域。②綜合評估方法[2，4，8-10]。主要包括層次分析法、模糊綜合評判法等。運用時考核人員的考核項目需要按照規則細化分類，由所有分項目考核成績加權計算獲得考核人員綜合成績。該方法適用于操作變量多、操作過程復雜的情況，不適應于操作關聯性強或評估對象出現變動時的考核評估。③智能評估方法[11]。主要包括人工神經網絡評價法、專家系統評估法等。就是利用人工智能研究成果，將專業技術人員的豐富經驗和操控人員的知識信息存儲在計算機中，建立知識庫，模擬領域專家的評估推理方式，實現對定性指標的智能評判。該方法能很好解決考核評估中的定性指標量化難題，在訓練考核評估中有較好應用前景。

無源雷達戰斗操作模擬訓練考核評估方法，以綜合評估方法為中心，建立綜合評估框架，對評估項目和指標進行細化，通過對評估指標進行加權求和，得到對應項目的總評成績，通過對多個項目成績的加權求和，得到考核人員的綜合成績。其中，項目對應戰斗操作訓練課題；指標對應評估指標體系指標樹的指標項。無源雷達戰斗操作考核評估總體流程，如圖2所示。

每個考核人員進行戰斗操作考核評估時，首先要進行考核評估條件設置，就是要確定需要的訓練課題，每個課題對應一張戰斗操作“考卷”。同時，訓練管理人員需要按照訓練目的和考核要點，進行考核指標加權，就是對指標樹的相應指標賦予合理的權重值。此外，每個訓練課題需配置合適的訓練想定，這一操作在“組卷”時完成。

考生參加戰斗操作考核，模擬訓練系統記錄考生操作，存入戰斗操作數據庫。考核評估實施階段，對于每個底層評估指標，可分為定性指標和定量指標2類。其中，對于定量指標，基于指標量化模型進行指標解算；對于定性指標，建立專家知識庫，通過人工評判和知識比對方法進行量化打分。而后，利用加權求和方法得到對應戰斗操作“考卷”的綜合成績。最后，對考核失分情況進行統計分析，找出戰斗操作的薄弱環節，為制定訓練計劃提供依據。

3.2 評估指標解算方法

指標解算是指對底層指標的量化。需要求解的指標包括情報處置、戰斗操作、操作流程和作戰協同4類。

3.2.1 情報處置指標解算

情報處置指標包括發現距離、跟蹤距離等6個指標，采用定性定量相結合的效用函數方法進行分值量化評估解算[12]。

(1) 發現距離

發現距離的評估用發現距離評估因子Ra實現，定義為

Ra=|Rs-Rg|/Rs，

(1)

式中：Rs為想定的起始距離；Rg為發現距離。

發現距離評估因子解算采用指數型效用函數，具體為

(2)

式中：Ra的取值范圍為0～1，即R為1；Ura為Ra的效用值，取值范圍為0～100。利用典型值可擬合出函數，得到a的值，進而可對該評估指標的得分值進行量化。典型值為：評估因子為5%時得80分。

(2) 跟蹤距離

跟蹤距離的評估用跟蹤距離評估因子Tc實現，定義為

Tc=|Rd-Rg|/Rs.

(3)

發現距離評估因子的解算采用指數型效用函數，具體為

(4)

式中：Tc的取值范圍為0～1;S為評估因子的取值上限，為1；Utc為距離評估因子的效用值。利用典型值可擬合出函數，用函數可對該指標的得分值進行量化。典型值可由專家評議確定。

(3) 目標識別率

目標識別率是識別目標數和跟蹤目標數的比值，表示為

D=Ns/Ng，

(5)

式中：Ns為識別的目標數量；Ng為跟蹤的目標數量。

對目標識別率的分值量化方法，也采用指數型效用函數，得到0～100的量化分值，解算方法同發現距離指標類似。

(4) 平均識別時間

平均識別時間是識別目標所用的平均時間。目標識別的方式有2種，自動識別和人工輔助識別，兩者所花費的時間是不同的。單個目標識別時間定義為從目標起批到給出目標機型識別結果的時間間隔，表示為

Ts=TJ-Tq，

(6)

式中：TJ為識別出目標機型的時刻；Tq為對應目標的最早起批時刻。

統計所有目標的識別時間，求均值，即可得到平均識別時間的量化值，具體為

(7)

式中：Tsi為第i個目標的識別時間；N為識別的目標數量。

該指標的分值量化方法同以上指標。

(5) 報知密度

報知密度是指單位時間內上報的輻射源數量，表示為

M=NB/|TE-TS|，

(8)

式中：M為報知密度；NB為上報的輻射源數量；TS為想定的戰斗開始時刻；TE為想定的戰斗終止時刻。

該指標的分值量化方法同上。

(6) 報知速度

報知速度是指對輻射源從截獲到上報的平均花費時間，表示為

(9)

式中：S為報知速度；N為上報的輻射源數量；Ti為單個輻射源報知時間；Tb為上報時刻；Tg截獲時刻。

該指標的分值量化方法同上。

3.2.2 戰斗操作指標解算

戰斗操作指標包括輻射源掌握時間、參數設置調整時間和輻射源數據管理[13]。

(1) 輻射源掌握時間

輻射源掌握時間是指對多個輻射源的平均掌握時間，表示為

(10)

式中：Z為輻射源平均掌握時間；Tzi為單個輻射源掌握時間。

該指標的分值量化方法同上。

(2) 參數設置調整時間

參數設置調整時間是指從戰斗開始到完成參數設置調整所花費的時間，表示為

P=max{(Tyx-Ts)，(Tyg-Ts)}，

(11)

式中：Tyx為信道化參數設置生效時刻；Tyg為跟蹤參數設置生效時刻。

該指標的分值量化方法同上。

(3) 輻射源數據管理時間

輻射源數據管理時間是指從戰斗開始到輻射源數據管理完成所花費的時間，表示為

D=TD-Ts，

(12)

式中：TD為輻射源數據管理生效時刻。

該指標的分值量化方法同上。

3.2.3 操作流程指標解算

操作流程指標包括一次信號處置流程、二次信號處置流程等，對這些指標的分值量化，采用加分法或扣分法實現。

(1) 一次信號處置流程

一次信號處置分為未知一次信號處置和已知一次信號處置。處置步驟包括目標識別、目標查證和目標分析，具體可細分為查看搜索表、頻率更改等步驟。一次信號處置流程的分值量化采用加分法，滿分為100。采用專家評議法，制定量化得分標準，如表2所示。正確進行相應操作則加對應分數，滿分為100[14-15]。

表2 未知一次信號處置分值量化標準Table 2 Scoring standard of unknown primary signal

針對所有未知一次信號處置流程得分進行統計求和，均值為該指標的評估值。其中，“人工干預”為無源雷達戰斗操作的一項內容，用于提高目標搜索跟蹤質量。

(2) 二次信號處置流程

二次信號處置流程的考核要點在于對航跡處理的人工控制，可細化為清批、改批等操作步驟。該流程的分值量化方法采用扣分法，扣到0為止。采用專家評議法，制定二次信號處置分值的扣分標準，如表3所示。

表3 二次信號處置分值量化標準Table 3 Scoring standard of secondary signal

表3中的操作，操作錯誤或未操作則扣掉相應分值。

(3) 干擾源處置流程

干擾源處置流程包括干擾源搜索、干擾源跟蹤和干擾源判斷和上報等。具體標準與一次信號處置的分值量化標準類似。

3.2.4 作戰協同指標解算

作戰協同包括內部協同效果、外部協同效果、協同內容選取和協同時機選取4個指標。

(1) 內部協同效果

內部協同包括主艙內協同和主輔站協同。采用人工評判方法進行量化。采用專家評議法制定量化標準，如表4所示。

表4 內部協同效果評判標準Table 4 Scoring standard of internal synergy

依據以上評判標準，構建知識庫，支持人工對照評判。

(2) 外部協同效果

外部協同主要是指與指揮所和與有源雷達等其他情報源的協同。該指標采用人工評判方法進行量化。采用專家評議法，制定量評分化標準，如表5所示。

表5 外部協同效果評判標準Table 5 Scoring standard of external synergy

依據以上評判標準，構建知識庫，支持人工對照評判。

(3) 協同內容選取

協同內容也分內部協同和外部協同2個部分。內部協同主要內容是完善目標諸元，準確判斷輻射源類型；外部協同主要是協同探測干擾源、隱身目標等。采用人工評判方法對該指標進行量化。通過專家評議，制定量化評分標準，如表6所示。

表6 協同內容評判標準Table 6 Scoring standard of synergy content

依據以上評判標準，構建知識庫，支持人工對照評判。

(4) 協同時機選取

協同時機是對作戰協同效果從作戰運用角度的度量,包括協同時機和協同效率等。采用人工評判方法進行指標量化,通過專家評議制定量化評分標準，如表7所示。

表7 協同時機選取評判標準Table 7 Scoring standard of synergy opportunity

依據以上評判標準，構建知識庫，支持人工對照評判。

3.3 評估綜合和統計分析

評估綜合就是對底層指標量化結果進行評估聚合。無源雷達戰斗操作模擬訓練考核評估采用加權求和法進行評估綜合。其中，指標權重確定采用9標度AHP加權方法，自動生成指標權重。同時提供經驗加權設置接口。加權完成后進行一致性檢驗或歸一化處理，評估綜合算法為

(13)

式中：Z為上層指標評分量化值；wi為指標權重；Ti為下層指標評分量化值。

統計分析包括優劣分析、波動分析和趨勢分析。其中，優劣分析是對單次考核結果的等級分析，就是確定考核評估的等級類別；波動分析和趨勢分析是對單一考核對象的多次考核結果進行比較和預測分析，為查找薄弱環節，改進訓練效果提供依據。

4 應用實例

選取戰斗操作訓練科目為：重點目標監視跟蹤。想定條件為：東南沿海某旅指揮所通報臺海方向某處有一目標，初判為美P-3，命無源雷達某站進行識別判性。無源雷達站戰斗班子由1號手、2號手、3號手、情報分析人員和指揮員5人構成。訓練考核目的是檢驗提高戰斗班子崗位技能和復雜空情條件下作戰能力。

針對重點目標監視跟蹤的考核要點，采用經驗加權法設置評估指標體系權重。增加戰斗操作和操作流程的權值，著重考察目標識別時間、一次信號處置流程等指標對應的戰斗操作能力。指標權重和分值量化結果，如表8所示。

表8 評估指標權值和分值量化結果Table 8 Evaluation index weight and score result

對底層指標量化分值進行加權求和，得到考核評估綜合成績為66.26分。按照定級標準，此次考核成績為及格。如圖3所示。

對該次考核結果進行優劣分析，統計各項指標的失分比例，繪制各指標失分比例構成餅圖，如圖4所示。

由圖4可見，戰斗班子戰斗操作的薄弱環節是人工干預流程、輻射源掌握時間等方面，這就為戰斗操作強化訓練和訓練計劃制定提供了依據。

5 結束語

訓練效果考核評估是無源雷達戰斗操作訓練的重要環節，是改進訓練和訓練水平提升的重要依托。開展無源雷達戰斗操作考核評估方法研究，對于推動無源雷達模擬訓練和訓練效益生成有重要意義。

本文針對無源雷達戰斗操作模擬訓練的考核評估問題，構建了評估指標體系，從戰斗操作效果、戰斗操作能力、戰斗操作規范和作戰操作協同幾個方面，全面、客觀地反應了無源雷達戰斗操作訓練效果評估需求，并設計了基于效用函數的評估指標解算方法和基于知識庫的人工評判方法，為評估指標分值量化提供了有效途徑。本文提出的定性、定量相結合的考核評估方法能夠滿足無源雷達戰斗班子訓練考核評估要求，適應不同訓練目的和訓練課題的訓練考核需求。下一步的工作：指標量化標準數據庫設計；基于知識庫的機器打分評判方法設計等。

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