戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)效能評(píng)估指標(biāo)體系的建立*

聶 浩，蔡曉霞，陳 紅

（國(guó)防科技大學(xué)電子對(duì)抗學(xué)院，合肥 230037）

0 引言

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)作為信息化條件下最主要的作戰(zhàn)形式之一［1］。利用信息優(yōu)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，向網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)作戰(zhàn)單元下發(fā)實(shí)時(shí)的指揮控制信息，并提供準(zhǔn)確的態(tài)勢(shì)信息，是當(dāng)今戰(zhàn)爭(zhēng)的“倍增器”，備受世界各軍事強(qiáng)國(guó)的關(guān)注。如何準(zhǔn)確、系統(tǒng)、有效地對(duì)戰(zhàn)術(shù)互網(wǎng)抗干擾效能進(jìn)行評(píng)估，已成為戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)研究中一個(gè)重要的課題［2］。

效能評(píng)估的流程如下頁(yè)圖1所示，效能評(píng)估整體可看成指標(biāo)建立和評(píng)估實(shí)現(xiàn)兩大部分，顯然指標(biāo)體系的建立是整個(gè)評(píng)估過程的基礎(chǔ)，是不可忽視的重要環(huán)節(jié)。然而大多數(shù)的指標(biāo)體系往往缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性和合理性，所以本文將對(duì)指標(biāo)體系作進(jìn)一步的規(guī)范分析，初步確定具體指標(biāo)、指標(biāo)體系的篩選、指標(biāo)體系的優(yōu)化和綜合指標(biāo)體系建立［3］。

1 戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)效能評(píng)估指標(biāo)的選取

對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，本文從通信服務(wù)和作戰(zhàn)準(zhǔn)備兩個(gè)方面考慮，將評(píng)價(jià)體系分為業(yè)務(wù)指標(biāo)和戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。業(yè)務(wù)指標(biāo)中分為效果響應(yīng)能力，有效性和處理能力3個(gè)方面。其中響應(yīng)時(shí)間、延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)反映響應(yīng)能力，有效性主要體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)利用率和信道利用率兩個(gè)指標(biāo)上，而吞吐量、丟包率和互損率［4］主要來反映處理能力。

戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)主要從可靠性、安全性和機(jī)動(dòng)性來分析，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下用連通度和粘聚度反映可靠性，安全性主要從防入侵能力、保密能力、網(wǎng)絡(luò)有效性和恢復(fù)性進(jìn)行分析；適應(yīng)能力、數(shù)據(jù)處理能力和組網(wǎng)能力用來表征機(jī)動(dòng)性。

2 指標(biāo)體系的約簡(jiǎn)

2.1 粗糙集簡(jiǎn)介

粗糙集理論是在不需先驗(yàn)條件的情況下，能夠快速的處理分析不完整、不確定性的理論工具，是人工智能的重要研究領(lǐng)域。在粗糙集中，一般先定義知識(shí)庫(kù)K=（U，R），其中U為論域，R為U的等價(jià)關(guān)系，U/R表示在R的標(biāo)準(zhǔn)下得到關(guān)于U的所有等價(jià)類［5］。

2.2 基于粗糙集分布函數(shù)的屬性約簡(jiǎn)算法

在信息系統(tǒng)（W，A，F(xiàn)）中，添加決策信息 G，得到?jīng)Q策信息系統(tǒng)（W，A，F(xiàn)，G），其中：

2.3 算法分析

算法從3個(gè)步驟來分析問題，判斷是否是單點(diǎn)分布和將不協(xié)調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為協(xié)調(diào)系統(tǒng)是前提與準(zhǔn)備工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)屬性的約簡(jiǎn)。

如圖4所示，首先判斷信息系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，如若不滿足，按圖4算法，利用式（9）、式（10）進(jìn)行處理，由概率分布函數(shù)得出最大概率分布決策類［6］，進(jìn)而形成不協(xié)調(diào)系統(tǒng)向信息系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化。

對(duì)于輸入的屬性集，采用逐一排除，再將剩余元素組成的集合進(jìn)行屬性判斷，判斷其概率分布函數(shù)是否依然單點(diǎn)分布。與此同時(shí)，進(jìn)一步關(guān)注刪除后屬性集合中的屬性數(shù)量是否足夠，其等價(jià)類個(gè)數(shù)相同。如此循環(huán)處理屬性指標(biāo)集，最終達(dá)到終止條件，約簡(jiǎn)后的屬性即為所求。

2.4 戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的指標(biāo)約簡(jiǎn)

此時(shí)，帶入分別計(jì)算：

表1 專家評(píng)價(jià)匯總表

表2 包含度計(jì)算

利用算法步驟，首先計(jì)算C-a，判斷在包含g的信息系統(tǒng)中，結(jié)果不具備單點(diǎn)性，可以得到a是無需約簡(jiǎn)的屬性。對(duì)于元素b，由于，所以b為冗余屬性可以約簡(jiǎn)。以此類推，可以得到，不滿足單點(diǎn)性，故不可約簡(jiǎn)，而C-e符合單點(diǎn)分布，故為冗余屬性可以約簡(jiǎn)。綜上可得約簡(jiǎn)屬性集為，對(duì)應(yīng)的屬性依次為{響應(yīng)能力，處理能力，可靠性，機(jī)動(dòng)性}。

利用粗糙集分布函數(shù)的方法從一級(jí)指標(biāo)的6個(gè)中約簡(jiǎn)提取4個(gè)較為重要的指標(biāo)，是對(duì)整個(gè)指標(biāo)體系中冗余信息的精煉，更是為下一步效能評(píng)估打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在二級(jí)指標(biāo)中，也可以運(yùn)用此類方法對(duì)響應(yīng)能力、可靠性等下級(jí)指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步約簡(jiǎn)，在此就不再贅述。

3 指標(biāo)體系的綜合評(píng)價(jià)體系

構(gòu)建科學(xué)的指標(biāo)體系，不同的標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)有不同的原則，構(gòu)建的過程應(yīng)該盡可能地從不同的角度，運(yùn)用不同的方法，綜合考慮各方面因素。指標(biāo)的提出要有明確的定義、準(zhǔn)確的內(nèi)涵和外延、以及合理的表現(xiàn)形式。結(jié)合全面的分析，本文提出“滿意度”構(gòu)造法。

指標(biāo)體系的建立也是符合人類對(duì)于事物認(rèn)識(shí)的規(guī)律，將未知待評(píng)估認(rèn)識(shí)的事物進(jìn)行量化分解，從多方面進(jìn)行解析，最后達(dá)到掌握的目的。在指標(biāo)的構(gòu)建過程中，往往用I表示指標(biāo)體系，V表示具體指標(biāo)數(shù)據(jù)，S表示體系的結(jié)構(gòu)層次，W表示指標(biāo)權(quán)重，f表示對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，此時(shí)可以得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的一般關(guān)系式為。

3.1“滿意度”評(píng)價(jià)法

規(guī)范指標(biāo)體系的構(gòu)建，指標(biāo)選取要遵循目的性、全面性、可行性、穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性、結(jié)合性等基本的原則［7］。可以從集中度（E1）、覆蓋度（E2）、重復(fù)度（E3）、離散度（E4）、穩(wěn)定度（E5）以下五度來考慮指標(biāo)體系的構(gòu)建。

1）集中度F

集中度反應(yīng)的是確定指標(biāo)系統(tǒng)的意義與目的，是后期整個(gè)評(píng)估流程的基礎(chǔ)性工作。一般采用德爾菲法，分級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。往往用集中性F來表示。若p個(gè)專家對(duì)個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，則：

2）覆蓋度C

覆蓋度是反映指標(biāo)體系全面性的一個(gè)重要指標(biāo)，是指標(biāo)評(píng)價(jià)要素與具體指標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系的對(duì)比分析，一般在指標(biāo)體系建立過程中，設(shè)共有n個(gè)指標(biāo)要素，其對(duì)應(yīng)的權(quán)重為個(gè)具體指標(biāo)，其對(duì)應(yīng)的權(quán)重為。則覆蓋率C可以表示為：

3）重復(fù)度R

重復(fù)度是指標(biāo)體系獨(dú)立性的重要反映，若指標(biāo)的重復(fù)次數(shù)集合為，其對(duì)應(yīng)的權(quán)重為，則此時(shí)重復(fù)度為：

4）離散度D

離散度主要用來表征的是眾多專家對(duì)于指標(biāo)體系的認(rèn)識(shí)的偏離程度，一般計(jì)算結(jié)果數(shù)值越小，表明對(duì)于體系的認(rèn)知程度越好。離散度一般用D表示：

5）穩(wěn)定度ρ

穩(wěn)定度主要用來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的檢驗(yàn)，一般會(huì)假設(shè)有一組能夠反映指標(biāo)本質(zhì)的數(shù)據(jù)與測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，針對(duì)指標(biāo)體系中專家評(píng)價(jià)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均處理，得到計(jì)算的平均值作為理想值，S個(gè)專家對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)評(píng)，依次得到的指標(biāo)值為，此時(shí)

3.2“滿意度”合成函數(shù)

以上5點(diǎn)分別反映一個(gè)指標(biāo)體系的不同方面，最終將“集中度，覆蓋度，重復(fù)度，離散度和穩(wěn)定度”歸一化為“滿意度”評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則：

w1到w5依為指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重，其中權(quán)重的確定會(huì)根據(jù)不同戰(zhàn)術(shù)場(chǎng)景不同戰(zhàn)術(shù)要求而最終確定的。

“滿意度”評(píng)價(jià)體系的建立較好地反映了指標(biāo)體系的不同方面，具有較強(qiáng)的代表性和概括性。方法的運(yùn)用是對(duì)前期指標(biāo)選取、指標(biāo)約簡(jiǎn)的一次較為全面的概括和總結(jié)。

4 結(jié)論

戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)效能評(píng)估中，指標(biāo)體系的建立是一項(xiàng)關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作。基于粗糙集分布函數(shù)的屬性約簡(jiǎn)算法的提出，很好地解決了屬性約簡(jiǎn)的難題。通過對(duì)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)一級(jí)指標(biāo)的約簡(jiǎn)，起到了較好的精簡(jiǎn)指標(biāo)的效果，最后“滿意度”指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)體系的確定，很好地總結(jié)了整個(gè)質(zhì)保體系。但是，整個(gè)指標(biāo)體系的建立、約簡(jiǎn)和綜合評(píng)價(jià)過程缺乏對(duì)比分析，還需要進(jìn)一步進(jìn)行深入地研究。