基于RIMER 的導彈部隊作戰單元作戰效能評估

周立堯，劉小方，鄭 祥，李曉慧

（火箭軍工程大學作戰保障學院，西安 710025）

0 引言

隨著使命任務的拓展，導彈部隊將以武器系統為基礎集成指揮控制、偵察通信、轉載測試和綜合保障等能力要素形成作戰單元，以作戰單元為基本作戰單位，跨戰區遂行多種樣式的作戰任務，將成為未來戰場上的新常態。導彈部隊作戰單元的作戰效能是該作戰單元在預期或規定的作戰使用環境以及所考慮的組織、戰略、戰術、生存能力和威脅條件下，完成規定任務的能力［1］，是完成作戰任務的度量。但是進行效能評估時，因評估人員所處的地位不同、觀察的角度不同，對許多系統評估問題持有不同的理解。如何有效評估該作戰單元的作戰效能，是準確獲得部隊使用導彈裝備綜合作戰能力的重要參考，對促進部隊戰斗力生成具有重要的意義和作用。

本文通過對導彈部隊作戰單元作戰效能研究問題的分析，構建導彈作戰單元作戰效能指標體系，針對評估指標類型多樣、采集信息不完全以及作戰任務中不確定性問題，提出了一種基于證據推理算法的置信規則庫推理（RIMER：Belief rule base Inference Methodology using Evidential Reasoning）的作戰效能評估方法。在結合專家意見、實驗數據和考評結果的基礎上構建出置信規則庫，將類別不一、涵義各異的底層數據統一轉換為服從置信規則庫的信度結構，計算底層數據對規則的匹配度，然后按層次進行證據組合，評估得出該作戰單元的作戰效能。

1 導彈作戰單元作戰效能指標體系構建

作戰效能指標，作為作戰行動方案的決策依據和作戰單元作戰能力的評價標準，在分析導彈作戰單元作戰效能中有至關重要的地位。作戰效能指標的設計和指標體系的構建，是作戰效能評估的基礎性工作，也是核心工作，其直接關系到評估結果的合理性、準確性［2］。

1.1 指標體系構建原則

導彈部隊作戰單元作戰效能評估應當以其功能、組成和任務為出發點，確定其指標體系應遵循以下原則：

1）系統性原則。指標體系應能較客觀反映作戰單元的特點和結構，并充分考慮各指標之間的聯系和影響，各個指標覆蓋范圍要廣，全面體現導彈部隊作戰單元的作戰效能。

2）實戰性原則。構建指標體系必須將武器裝備、人員環境置于一定作戰背景下，以導彈部隊作戰單元在作戰想定下的使命任務為依據，從而為評估指標體系擬定奠定基礎。

3）可行性原則。建立指標體系應當考慮各指標的可獲取性以及可度量性，確保其便于采集、分析和處理。否則，不但會加大評估難度，而且可能導致評估結果不可信。

1.2 導彈作戰單元作戰效能指標體系

通過分析導彈部隊作戰單元的裝備、人員配置，設定特殊作戰環境和完整的作戰任務剖面，確定作戰單元作戰效能目標層為生存能力、通信能力、打擊目標能力、作戰指揮能力、綜合保障能力5個方面為一級指標。各一級指標又可用諸多具體指標來衡量，建立二級指標，具體的指標體系如圖1所示。

圖1 導彈部隊作戰單元作戰效能評估指標體系

2 基于RIMER 的導彈部隊作戰單元作戰效能評估

2.1 RIMER 方法

RIMER 方法是由英國Manchester 大學教授楊建波提出的，該方法能夠在統一的框架下綜合利用各種不確定信息對復雜系統進行評估和優化的評估論證，它集成了證據理論、多屬性決策理論、模糊理論和IF-THEN 專家系統等理論，具有對模糊數據、主觀數據、概率型數據及無知信息等進行建模和分析的能力［3］。

2.2 基于RIMER 的作戰效能評估

根據對導彈部隊作戰單元作戰效能研究問題的分析，結合評估指標類型多樣、采集信息不完全、作戰任務中不確定性問題，以及RIMER 方法在處理不確定性的優勢，本文提出基于RIMER 方法的作戰效能評估方法。RIMER 評估方法具體包括5 個步驟：

2.2.1 構造置信規則庫

置信規則庫是根據專家的經驗，對規則進行評價，要求按照統一的框架表達評價標準和專家經驗。置信規則庫是由“if-then”規則表示，且每條規則的結論具有信度結構。置信規則庫中規則表示形式為：

2.2.2 輸入數據的轉換

輸入數據的轉換是為了將輸入數據轉化為置信庫的結構形式，帶有信度的數據對能力的匹配程度計算方法為：

其中，θk為第k 條規則的相對權重，αk為輸入匹配第k 條規則的程度。

2.2.4 構造基本可信數

基本可信數的構造如式（7）所示：

最終得到的βl即是作戰效能（優、良、差）的置信度值。

3 實例分析

3.1 構建指標體系，確定指標取值

體系效能評估要求所構建體系的底層能力是可測的，或者依據專家經驗可評價。通過構建導彈部隊作戰單元作戰效能評估指標體系分析，如下頁圖1 所示，底層指標作為輸入既有定性指標，如“U22信息處理能力”，也包含定量指標，如“U11機動時間”，故先確定各個指標取值，如表1 所示。

通過對某導彈部隊作戰單元考核，采用專家打分，獲取指標體系最底層指標的考評結果如表2所示。

3.2 作戰單元作戰效能計算

3.2.1 計算生存能力U1

通過專家打分，已知輸入為：U1={U11=（1.2，1），U12=（98，1），U13=（92，1）}。

步驟1：假設規則庫的權重相等，規則前提條件的相對權重也相等，即θk=θl（l≠k，l，k=1，2，3，…，K），δk1=δk2=…=δkTk。構造置信規則庫見表3（未列出權重），由輸入U11、U12、U13知，激活了規則庫中R1、R2、R4、R5、R6，相應的規則如下頁表4 所示。

表1 各指標取值表

表2 某導彈部隊作戰單元作戰能力考評結果

步驟2：輸入數據轉換。將輸入值U11、U12、U13分別代入式（3）可得，φ1（1.2，1）=0.8，φ1（1.2，2）=0.2，φ2（98，100）=0.9，φ2（98，80）=0.1，φ3（92，100）=0.6，φ3（92，80）=0.4。

表4 輸入激活規則

步驟5：證據組合，根據式（8）計算可得：β1=0.704，β2=0.193，β3=0.103，即生存能力U1（強，中，弱）的信度值為（0.704，0.193，0.103）。

3.2.2 計算總作戰效能

同理，可計算通信能力U2（強，中，弱）的信度值為（0.704，0.193，0.103）；打擊目標能力U3（強，中，弱）的信度值為（0.802，0.124，0.074）；作戰指揮能力U4（強，中，弱）的信度值為（0.833，0.109，0.058）；綜合保障能力U5（強，中，弱）的信度值為（0.763，0.139，0.098）。

最后計算總作戰效能E（優，良，差）的信度值為（0.804，0.161，0.035）。即該作戰單元完成作戰任務作戰效能為優的概率為80.4%，良的概率為16.1%，差的概率為3.5%，與實際情況相符。

4 結論

以導彈部隊作戰單元為單位，通過分析其裝備、人員組成，構建了導彈部隊作戰單元作戰效能評估指標體系，針對評估指標類型多樣、采集信息不完全以及作戰任務中不確定性問題，融合歷史經驗、試驗數據和專家知識，利用RIMER 方法進行該作戰單元作戰效能評估。通過對該作戰單元作戰效能的準確評估可為導彈部隊制定科學的作戰理論、作戰原則和使用策略提供決策依據，能夠為導彈部隊作戰單元在未來跨戰區遂行多種樣式的作戰任務中提高作戰能力提供參考。