CN111027862B - 一种基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法，包括以下步骤：1)建立舰艇模拟训练评估指标体系；所述舰艇模拟训练评估指标体系的目标层为作战模拟训练水平；所述舰艇模拟训练评估指标体系的要素层为搜索探测能力因素、判断识别能力因素、指挥决策能力因素、武器使用能力因素、舰艇机动因素、作战效果因素；2)设定各指标权重；3)计算从而获得最终作战模拟训练水平值，量化评估作战模拟训练水平。本发明建立了舰艇模拟训练评估指标体系，给出的一种基于多维度的层次聚合的评估模型建立方法，根据该方法进行作战模拟训练评估，对受训者的训练水平进行客观公正的评价，能够更好地满足评估要求。
Description
技术领域
本发明涉及舰船模拟训练优化技术，尤其涉及一种基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法。
背景技术
在现有的舰艇模拟训练中，存在训练效果评估粗浅，未与训练方案的制定有效结合。主要体现在以下几个方面。
一是没有充分考虑和引入全面的训练评估指标体系；二是缺乏对训练过程严密的跟踪监控及对训练对象操作的客观评判；三是当前作战训练效果评估规则过于简单，仅能给出合格与不合格的结论，缺乏定量的评估结论；四是训练方案和训练计划未有效结合前一次训练的训练结果开展设计，缺乏针对薄弱环节强化性训练。
为了满足舰艇模拟训练改进优化需求，提升舰艇模拟训练效果评估能力，需要在舰艇现有作战模拟训练评估的基础上，进一步开展舰艇模拟训练效果评估指标、评估方法研究，增加训练效果评估的项目、内容和规则。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法，包括：
1)建立舰艇模拟训练评估指标体系；
所述舰艇模拟训练评估指标体系的目标层为作战模拟训练水平；
所述舰艇模拟训练评估指标体系的要素层为搜索探测能力因素、判断识别能力因素、指挥决策能力因素、武器使用能力因素、舰艇机动因素、作战效果因素；
所述舰艇模拟训练评估指标体系的指标层，具体如下：
搜索探测能力因素包括发现目标及时性、发现目标有效性、发现目标完备性三个子指标；
判断识别能力因素包括判断时效性和判断正确性两个子指标；
指挥决策能力因素包括远程弹目指正确性、远程弹目指时效性、电子对抗目指正确性、电子对抗目指时效性、近程弹/副炮目指正确性、近程弹/副炮目指时效性6个子指标；
武器使用能力因素包括中远程舰空弹响应及时性、有源干扰响应及时性、近程舰空弹响应及时性、副炮响应及时性、有源干扰有效性5个子指标；
舰艇机动因素包括机动转向时效性和机动转向正确性两个子指标；
作战效果因素包括弹药消耗经济性、系统抗击成功率、武器使用兼容性三个子指标；
2)设定各指标权重；
3)计算从而获得最终作战模拟训练水平值，量化评估作战模拟训练水平。
按上述方案，所述步骤1)中各指标的计算方法如下：
1.1)搜索探测能力因素子指标
1.1.1)发现目标及时性v11
发现目标及时性由发现目标到目标正常建航的时间来计算，假定目标发现到建航所需时间理想的最小值T11min和可接受的最大值T11max，按百分比评分，则目标发现及时性v11评分按下式计算：
t11i＝目标建航的时间-目标发现时间
其中，n表示训练中发现目标的个数；i表示序号；
1.1.2)发现目标有效性v12；
由可正常建航目标数量与发现的目标数量比值来计算：
1.1.3)发现目标完备性v13；
由发现目标数量与实际模拟目标数量比值来计算：
1.2)判断识别能力因素子指标
1.2.1)判断时效性v21
判断时效性由指挥员收到目标航迹到判断目标属性的时间来评估，假定目标判断所需时间理想的最小值T21min和可接受的最大值T21max，按百分比评分，则判断时效性v21评分按下式计算：
t21i＝判断目标属性时间-目标建航的时间
其中，n表示训练中识别目标的个数；
1.2.1)判断正确性v22
由判断正确性的目标数量与正常建航目标数量比值来计算：
1.3)指挥决策能力因素
远程弹目指正确性v31、电子对抗目指正确性v33、近程弹/副炮目指正确性v35，由下达目标指示数量与威胁目标数量比值来计算：
远程弹目指时效性v32、电子对抗目指时效性v34、近程弹/副炮目指时效性v36；
目标指示时效性由指挥员下达目指时目标距离与目标近界、目指远界之间关系反映作战指挥决策时效性，假定目标远界为D3min和可接受的最大值D3max，d3为实际下达目标指示的距离，按百分比评分，
则远程弹目指时效性v32评估算法为：
其中，n表示训练中下达目指的个数，i为序号；
1.4)武器使用能力因素
假设来袭目标距本舰最小有效发射距离为D4min，来袭目标距本舰最大有效发射距离为D4max，武器响应发射的距离为d4，则d4越靠近最大有效发射距离为D4max效果越好，大于最大距离，或小于最小距离都视为发射失败；
远程弹响应及时性计算公式：
v42、v43、v44的计算方法与v41一致；
有源干扰正确性v45
对有源干扰正确性定义如下：根据目标特性做出正确电子干扰目标数量与干扰目指总数的比例，其计算公式为：
1.5)舰艇机动因素
机动转向时效性v51
判断时效性可由操舵员收到转向命令到舰艇开始转向的时间来评估，取值越小越好，假定转向操作所需时间理想的最小值T51min和可接受的最大值T51max，按百分比评分，则机动转向时效性v51评分算法为：
t51i＝判断目标属性时间-目标建航的时间
其中，n表示训练中转向机动次数，i表示序号；
机动转向正确性v52
可由判断正确性机动的次数与下达机动数量比值来计算：
1.6)弹药消耗经济性(v61)
弹药消耗经济性v61由实际使用的弹药量与舰艇装备弹药总量的比值来计算，所述弹药包括远程舰空弹、近程舰空弹和副炮；
远程舰空弹消耗经济性v611的计算公式为：
近程舰空弹消耗经济性v612、副炮弹药消耗经济性v613的计算方法与v611一致；
得到：
系统抗击成功率v62
系统抗击成功率由武器成功发射次数与下达目标指示数量比值来计算：
武器使用兼容性v63
武器使用兼容性由武器未被禁射的数量与下达目标指示数量比值来计算，
其中，远程舰空弹使用兼容性v631的计算公式为：
近程舰空弹使用兼容性v632、副炮使用兼容性v633的计算方法与v631一致；
得到：
按上述方案，所述步骤2)中指标权重设定如下：
搜索探测能力因素：0.2；
发现目标及时性：0.1、发现目标有效性：0.05、发现目标完备性：0.05；
判断识别能力因素：0.2；
判断时效性：0.1、判断正确性：0.1；
指挥决策能力因素：0.2；
远程弹目指正确性：0.04、远程弹目指时效性：0.04、电子对抗目指正确性：0.02、电子对抗目指时效性：0.02、近程弹/副炮目指正确性:0.04、近程弹/副炮目指时效性：0.04；
武器使用能力因素：0.2；
中远程舰空弹响应及时性：0.08、有源干扰响应及时性：0.01、近程舰空弹响应及时性：0.01、副炮响应及时性0.08、有源干扰有效性：0.02；
舰艇机动因素：0.1；
机动转向时效性：0.05、机动转向正确性：0.05；
作战效果因素：0.1；
弹药消耗经济性：0.03、系统抗击成功率：0.04、武器使用兼容性：0.03。
本发明产生的有益效果是：
(1)本发明建立了舰艇模拟训练评估指标体系，给出的一种基于多维度的层次聚合的评估模型建立方法，根据该方法进行作战模拟训练评估，对受训者的训练水平进行客观公正的评价，能够更好地满足评估要求；
(2)该训练效果评估方法，有利于找出训练中的薄弱环节，进一步促进训练质量的提高，完善模拟训练系统的功能，增强实用性，为提高战斗力发挥更大的效益。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，
本发明公开了一种基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法，包括：
1)建立舰艇模拟训练评估指标体系；
表1舰艇评估指标体系表
2)设定各指标权重；
表2舰艇评估指标体系权重表
3)计算从而获得最终作战模拟训练水平值，量化评估作战模拟训练水平。
1.搜索探测能力(V1)
搜索探测能力(V1)由发现目标及时性(v11)、发现目标有效性(v12)、发现目标完备性(v13)三个子指标聚合而成，采用“和”的关系聚合方法。
(1)发现目标及时性(v11)
可由发现目标到目标正常建航的时间来评估，取值越小越好。假定目标发现到建航所需时间理想的最小值(T11min)和可接受的最大值(T11max)，按百分比评分(满分100％)，则目标发现及时性(v11)评分算法为：
t11i＝目标建航的时间-目标发现时间
注：n表示训练中发现目标的个数。
(2)发现目标有效性(v12)
可由可正常建航目标数量与发现的目标数量比值来计算：
(3)发现目标完备性(v13)
可由发现目标数量与实际模拟目标数量比值来计算：
最后将三个指标进行聚合得到搜索探测能力训练评估结果：
V1＝ω11·v11+ω12·v12+ω13·v13
式中ω11、ω12、ω13分别为对应子指标权重系数。
2.判断识别能力(V2)
判断识别能力(V2)由判断时效性(v21)、判断正确性(v22)、两个子指标聚合而成，采用“和”的关系聚合方法。
(1)判断时效性(v21)
判断时效性可由指挥员收到目标航迹到判断目标属性的时间来评估，取值越小越好。假定目标判断所需时间理想的最小值(T21min)和可接受的最大值(T21max)，按百分比评分(满分100％)，则判断时效性(v21)评分算法为：
t21i＝判断目标属性时间-目标建航的时间
注：n表示训练中识别目标的个数。
(2)判断正确性(v22)
可由判断正确性的目标数量与正常建航目标数量比值来计算：
最后将两个指标进行聚合得到搜索探测能力训练评估结果：
V2＝ω21·v21+ω22·v22
式中ω21、ω22分别为对应子指标权重系数。
3.指挥决策能力(V3)
指挥决策能力(V3)由远程弹目指正确性(v31)、远程弹目指时效性(v32)、电子对抗目指正确性(v33)、电子对抗目指时效性(v34)、近程弹/副炮目指正确性(v35)、近程弹/副炮目指时效性(v36)6个子指标聚合而成。
其中v31、v33、v35可以看成一类型指标，v32、v34、v36可以看成一类指标。
两类指标计算方法如下：
(1)目指正确性(v31、v33、v35)
以远程舰空弹为例：目指正确性指标可以由下达目标指示数量与威胁目标数量比值来计算：
v33、v35的计算方法与v31一样。
(2)目指时效性(v32、v34、v36)
以远程舰空弹为例：判断目指时效性可由指挥员下达目指时目标距离与目标近界、目指远界之间关系反映作战指挥决策时效性，取值越大越好。假定目标远界为(D3min)和可接受的最大值(D3min)，d3为实际下达目标指示的距离，按百分比评分(满分100％)，则远程舰空弹目指时效性v32评估算法为：
注：n表示训练中下达目指的个数。
v34、v36的计算方法与v32一样。
指挥决策能力(V3)训练评估结果如下：
V3＝ω31·v31+ω32·v32+…+ω36·v36
式中ω31、ω32、…、ω36分别为对应子指标权重系数。
4.武器使用能力(V4)
武器使用能力(V4)可以分为中远程舰空弹响应及时性(v41)、有源干扰响应及时性(v42)、近程舰空弹响应及时性(v43)、副炮响应及时性(v44)、有源干扰有效性(v45)，其中主要指标为武器响应及时性。
(1)武器响应及时性(v41、v42、v43、v44)
对武器响应及时性定义如下：武器(远程弹、电子对抗、近程弹、副炮)收到目指后，尽可能在最大有效射程上及时拦截目标，同时避免在小于最小有效拦截射程进行发射武器。武器响应及时性表现为能在最靠近最大有效射程内发射武器的能力。
以远程舰弹为例：假设来袭目标距本舰最小有效发射距离为(D4min)，来袭目标距本舰最大有效发射距离为(D4max)，武器响应发射的距离为d4，则d4越靠近最大有效发射距离为(D4max)效果越好。大于最大距离，或小于最小距离都视为发射失败。
可以得到远程弹响应及时性计算公式：
v42、v43、v44的计算方法与v41一致。
(2)有源干扰正确性(v45)
对有源干扰正确性定义如下：根据目标特性做出正确电子干扰目标数量与干扰目指总数的比例，其计算公式为：
武器使用能力(V4)训练评估结果如下：
V4＝ω41·v41+ω42·v42+…+ω45·v45
式中ω41、ω42、…、ω45分别为对应子指标权重系数。
5、舰艇机动(V5)
舰艇机动(V5)由机动转向时效性(v51)、机动转向正确性(v52)、两个子指标聚合而成。
(1)机动转向时效性(v51)
判断时效性可由操舵员收到转向命令到舰艇开始转向的时间来评估，取值越小越好。假定转向操作所需时间理想的最小值(T51min)和可接受的最大值(T51max)，按百分比评分(满分100％)，则机动转向时效性(v51)评分算法为：
t51i＝判断目标属性时间-目标建航的时间
注：n表示训练中转向机动次数。
(2)机动转向正确性(v52)
可由判断正确性机动的次数与下达机动数量比值来计算：
最后将两个指标进行聚合得到搜索探测能力训练评估结果：
V5＝ω51·v51+ω52·v52
式中ω51、ω52分别为对应子指标权重系数。
6.作战效果(V6)
作战效果(V6)由弹药消耗经济性(v61)、系统抗击成功率(v62)、武器使用兼容性(v63)三个子指标聚合而成。
(1)弹药消耗经济性(v61)
弹药消耗经济性(v61)可以由实际使用的弹药量与舰艇装备弹药总量的比值来计算。以远程舰空弹为例，远程舰空弹消耗经济性(v611)的计算公式为：
近程舰空弹消耗经济性v612、副炮弹药消耗经济性v613的计算方法与v611一致。
可以得：
(2)系统抗击成功率(v62)
系统抗击成功率可由武器成功发射次数与下达目标指示数量比值来计算。
(3)武器使用兼容性(v63)
武器使用兼容性可由武器未被禁射的数量与下达目标指示数量比值来计算。以远程舰空弹为例，远程舰空弹使用兼容性(v631)的计算公式为：
近程舰空弹使用兼容性v632、副炮使用兼容性v633的计算方法与v631一致。
可以得：
最后将三个指标进行聚合得到作战效果训练评估结果：
V6＝ω61·v61+ω62·v12+ω63·v63。
本发明从舰艇模拟训练评估需求出发，分析了评估指标构建原则，对评估指标层次结构分析，建立了舰艇模拟训练评估指标体系。并针对建立的评估指标体系，给出的评估数据模型。该模型用于对舰艇操作人员的作模拟训练培训，既可以用于人员作战。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法，其特征在于，包括：
1)建立舰艇模拟训练评估指标体系；
所述舰艇模拟训练评估指标体系的目标层为作战模拟训练水平；
所述舰艇模拟训练评估指标体系的要素层为搜索探测能力因素、判断识别能力因素、指挥决策能力因素、武器使用能力因素、舰艇机动因素、作战效果因素；
所述舰艇模拟训练评估指标体系的指标层，具体如下：
搜索探测能力因素包括发现目标及时性、发现目标有效性、发现目标完备性三个子指标；
判断识别能力因素包括判断时效性和判断正确性两个子指标；
指挥决策能力因素包括远程弹目指正确性、远程弹目指时效性、电子对抗目指正确性、电子对抗目指时效性、近程弹/副炮目指正确性、近程弹/副炮目指时效性6个子指标；
武器使用能力因素包括中远程舰空弹响应及时性、有源干扰响应及时性、近程舰空弹响应及时性、副炮响应及时性、有源干扰有效性5个子指标；
舰艇机动因素包括机动转向时效性和机动转向正确性两个子指标；
作战效果因素包括弹药消耗经济性、系统抗击成功率、武器使用兼容性三个子指标；
步骤1)中各指标的计算方法如下：
1.1)搜索探测能力因素子指标
1.1.1)发现目标及时性v11
发现目标及时性由发现目标到目标正常建航的时间来计算，假定目标发现到建航所需时间理想的最小值T11min和可接受的最大值T11max，按百分比评分，则目标发现及时性v11评分按下式计算：
t11i＝目标建航的时间-目标发现时间
其中，n表示训练中发现目标的个数；i表示序号；
1.1.2)发现目标有效性v12；
由可正常建航目标数量与发现的目标数量比值来计算：
1.1.3)发现目标完备性v13；
由发现目标数量与实际模拟目标数量比值来计算：
1.2)判断识别能力因素子指标
1.2.1)判断时效性v21
判断时效性由指挥员收到目标航迹到判断目标属性的时间来评估，假定目标判断所需时间理想的最小值T21min和可接受的最大值T21max，按百分比评分，则判断时效性v21评分按下式计算：
t21i＝判断目标属性时间-目标建航的时间
其中，n表示训练中识别目标的个数；
1.2.1)判断正确性v22
由判断正确性的目标数量与正常建航目标数量比值来计算：
1.3)指挥决策能力因素
远程弹目指正确性v31、电子对抗目指正确性v33、近程弹/副炮目指正确性v35，由下达目标指示数量与威胁目标数量比值来计算：
远程弹目指时效性v32、电子对抗目指时效性v34、近程弹/副炮目指时效性v36；
目标指示时效性由指挥员下达目指时目标距离与目标近界、目指远界之间关系反映作战指挥决策时效性，假定目标远界为D3min和可接受的最大值D3max，d3为实际下达目标指示的距离，按百分比评分，
则远程弹目指时效性v32评估算法为：
其中，n表示训练中下达目指的个数，i为序号；
1.4)武器使用能力因素
假设来袭目标距本舰最小有效发射距离为D4min，来袭目标距本舰最大有效发射距离为D4max，武器响应发射的距离为d4，则d4越靠近最大有效发射距离为D4max效果越好，大于最大距离，或小于最小距离都视为发射失败；
远程弹响应及时性计算公式：
v42、v43、v44的计算方法与v41一致；
有源干扰正确性v45
对有源干扰正确性定义如下：根据目标特性做出正确电子干扰目标数量与干扰目指总数的比例，其计算公式为：
1.5)舰艇机动因素
机动转向时效性v51
判断时效性由操舵员收到转向命令到舰艇开始转向的时间来评估，取值越小越好，假定转向操作所需时间理想的最小值T51min和可接受的最大值T51max，按百分比评分，则机动转向时效性v51评分算法为：
t51i＝判断目标属性时间-目标建航的时间
其中，n表示训练中转向机动次数，i表示序号；
机动转向正确性v52
由判断正确性机动的次数与下达机动数量比值来计算：
1.6)弹药消耗经济性(v61)
弹药消耗经济性v61由实际使用的弹药量与舰艇装备弹药总量的比值来计算，所述弹药包括远程舰空弹、近程舰空弹和副炮；
远程舰空弹消耗经济性v611的计算公式为：
近程舰空弹消耗经济性v612、副炮弹药消耗经济性v613的计算方法与v611一致；
得到：
系统抗击成功率v62
系统抗击成功率由武器成功发射次数与下达目标指示数量比值来计算：
武器使用兼容性v63
武器使用兼容性由武器未被禁射的数量与下达目标指示数量比值来计算，
其中，远程舰空弹使用兼容性v631的计算公式为：
近程舰空弹使用兼容性v632、副炮使用兼容性v633的计算方法与v631一致；
得到：
2)设定各指标权重；
3)计算从而获得最终作战模拟训练水平值，量化评估作战模拟训练水平。
2.根据权利要求1所述的基于多维度的层次聚合作战模拟训练评估方法，其特征在于，所述步骤2)中指标权重设定如下：
搜索探测能力因素：0.2；
发现目标及时性：0.1、发现目标有效性：0.05、发现目标完备性：0.05；
判断识别能力因素：0.2；
判断时效性：0.1、判断正确性：0.1；
指挥决策能力因素：0.2；
远程弹目指正确性：0.04、远程弹目指时效性：0.04、电子对抗目指正确性：0.02、电子对抗目指时效性：0.02、近程弹/副炮目指正确性:0.04、近程弹/副炮目指时效性：0.04；
武器使用能力因素：0.2；
中远程舰空弹响应及时性：0.08、有源干扰响应及时性：0.01、近程舰空弹响应及时性：0.01、副炮响应及时性0.08、有源干扰有效性：0.02；
舰艇机动因素：0.1；
机动转向时效性：0.05、机动转向正确性：0.05；
作战效果因素：0.1；
弹药消耗经济性：0.03、系统抗击成功率：0.04、武器使用兼容性：0.03。
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