指挥信息系统效能评估.ppt

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1、指挥信息系统效能评估,指挥信息系统的效能评估有助于我们了解、掌握指挥信息系统的能力和不足，明确指挥信息系统的使用价值，从而为指挥信息系统的发展、决策提供可靠依据，为提高指挥信息系统的作战能力创造条件。搞好效能评估研究，对于全面搞好指挥信息系统装备建设和提高总体作战能力具有十分重要的意义。,前言,评估，是按照明确的目标来测定对象的属性，并将这种属性变为主观效用的行为，即明确价值的过程。其实质是从评估对象主体中提取本质属性，使之转换成主观或客观的尺度，再用该尺度度量评估对象。系统效能的评估，是根据明确的作战目的，由专门的组织依据大层的客观事实和数据，按照一定的规范和程序，遵循适用的原则和标准，运用

2、科学、公正和可行的方法，对系统效能进行客观衡量、评价和估讨，并提出改进的建议和措施的评判活动。关于系统效能的定义比较多，比较权威的解释为：系统效能是指系统在规定的条件下和规定的时间内，满足一组特定任务要求的程度。可见，系统效能是一个相对的、定量的值，需要考虑特定的使用环境和特定的任务目标。系统效能按照涵盖的范围不同，可分为指标效能、系统效能和作战效能。指标效能是对影响效能单个因素的度量。例如，可靠性、抗毁性等;或者是对某一武器系统单一目标所能达到程度的度量。例如，武器系统的射击效能、探测效能等。指标效能的度量较简单，只反映系统的某一个或几个方面，当只关心效能某一方面时，可以考虑指标效能。,一、

3、效能评估概念,系统效能是从系统角度对影响系统效能各因素进行综合评价，最后得到单一的度量值，以便于决策者参考。它是指系统本身所蕴涵的能力，是一种相对静态的效能，主要针对武器系统进行分析，反映的整个武器装备系统的效能，具有很强的实用价值。它分析因素全面，涉及的武器系统可大可小，是系统地分析武器装备完成任务能力的有力工具。作战效能(或称使用效能)，其定义为在预定或规定的作战使用环境以及所考虑的组织、战略、战术、生存能力和威胁等条件下，由代表性的人员使用该装备完成规定任务的能力。作战效能涉及因素更多，是任何军事装备的最终效能和根本质量特征。作战效能的最大特点是动态化，即对抗双方的作战能力随时间变化，作

4、战效能评估最好的办法应是作战模拟和模拟仿真。系统效能与作战效能是从不同层次、不同环境、不同评估对象对武器效能的评估。系统效能评估是从武器装备的角度，以规定的环境和装备为对象进行效能评估，而作战效能评估是从作战运用的角度，评估的对象是系统的方方面面和变化的动态环境。,一、效能评估概念,系统的性能评估是对系统的单项指标的评估，与效能评估相比，系统的性能是绝对的，效能是相对的比较抽象。从目前情况看，我军进行效能评估重在对系统效能进行评估。指挥信息系统效能体系是一个大型复杂系统，具有一系列表征各种特性的战技性能指标(多达数百个)。这些指标涉及指挥信息系统的各个方面，共存于系统之中。显然不能用其中的个别

5、指标来评价指挥信息系统的优劣，而应以保证军事信息顺畅流动、确保有效作战指挥为准绳，用反映其整体完成任务能力的综合性指标一一系统效能来描述。但是，由于这些战技指标的物理属性和量纲各不相同，这就需要将不同的量纲进行统一处理后再进行综合评估。同样，由于各种战技指标对指挥信息系统性能的影响程度不同，因此，完成不同任务时，不同的战技指标所起的作用也不同。在进行综合评估之前，往往还要确定各种战技指标的重要性(即所谓权重)。,二、效能评估与性能评估区,评估指标是用来衡盘和计算效能的标准，是评估的准绳，它由指标名称和指标数值两部分组成。一项指标只能反映评估对象的一个局部，而由一系列互为联系、互为因果的指标进行

6、系统的组合而仅限于教学及科研使用指挥信息系统教程形成的评估效能指标体系，才能反映对象的全部。因此，对系统效能进行评估，必须首先制定出一个科学、完整的指标体系。整个指挥信息系统的指标体系可以划分成四级层次结构，分别为:作战效能指标、作战任务效能指标、系统能力指标和系统性能指标。1)作战效能指标:从抽象的作战层次上概括作战任务效能指标，反映系统对战争进程以及结局的有利作用，可以从兵力倍增系数和战斗交换比改善量两个方面来衡量。2)作战任务效能指标:从作战任务层次反映系统对作战的影响，可以从全维防护能力、优势机动能力、精确打击能力三个方面来衡量。3)系统能力指标:反映了系统在一定环境里的功能发挥情况，

7、可以从指挥控制支持能力、侦察预警支持能力、电子对抗支持能力、军事通信支持能力、综合保障支持能力五个方面来衡量。4)性能指标:一般情况下和环境没有关系，由系统部件或子系统本身的特性决定，属于技术指标范畴，反映的是系统的某一属性。性能指标可以从侦察预警分系统、指挥控制分系统、军事通信分系统、电子对抗分系统和综合保障分系统五个方面来衡量。,三、指挥信息效能评估的指标体系,(一)指挥信息系统效能评估的方法效能评估方法很多，常用的方法包括系统分析法、指数法、层次分析法、灰色评估法、德尔菲法和模糊综合评判法。这些评估方法各有特点和利弊，在评估极为复杂的系统时，任何单独的方法都难以奏效，因此应综合使用这些方

8、法。1)系统分析法。所谓系统分析法，指美国工业界武器系统效能咨询委员会提出的系统效能评价方法。这种方法以装备系统的总体构成为对象，以所完成的任务为前提，对装备效能进行评估。主要模型是:E=A*D*C式中，E一效能，A一可用性，D一可信赖性，C-能力。此方法简称ADC 法，主要用于评估单件或同类武器装备的效能。例如，导弹、枪支、火炮、雷达等。经过细化，ADC 法也可用于指挥信息系统的效能评估。2)指数法。20 世纪50 年代末期，美国把国民经济统计中的指数概念移植于作战评估，用来反映各军兵种几十种武器及人员在一定条件下联合的平均战斗力结果，取得较好效果，于是指数法在军事评估中的研究和应用就广泛开

9、始了。指数法是通过所建立的各个综合分析模型，对系统的各种能力进行分析与综合，从而获得单一指数的综合分析方法。其核心是对分析对象进行层层分解与综合。主要步骤如下:规定典型任务。根据系统使用要求，明确一个或几个典型作战任务。若不能明确任务或系统作用的对象，则指数分析法就难以实施。建立系统功能分解图。将系统按硬件组成功能关系进行层次分解，从而获得系统层次分解图(或倒立树)。树的最底层一般是技术指标层，最顶层是系统效能层。建立指数集。指数集是盘度功能分解图上每一个元素的指数的集合。树的最下层为基本指数，最顶层为所分析系统的综合指数，即效能指数，中间层为子系统的单项综合指数。建立综合模型。综合模型是将下

10、层指数综合为上层指数的数学计算式，一般采用加权计算。综合模型不止一个，每一次分解就需要一个综合模型。模型的输入与输出均是指数，某一层模型的输出是其上一层模型的输入。计算基本指数。利用系统效能分析方法，求出每一基本层次所能完成规定的典型任务的程度，并将其转换为元量纲的指数进行综合分析。利用各个综合模型，由基本指数开始向上综合，最终得到系统的综合指数。例如，武器的理论杀伤力指数，指一个士兵使用某类武器，向目标区单位面积内的目标进行射击，在单位时间内打中目标并使其失去战斗能力的数量。它与武器的射速、每次袭击目标数量、武器的威力半径、射程、精度及可靠性等因素有关。确立各级评估指标的权值。评估系统的作战

11、效能，可从叶节点开始，逐次提升计算上一级指标值，但需要对隶属于同一上级指标的诸指标统一确定权值。权值的确定可根据指标的实际意义咨询专家。,四、指挥信息系统效能评估的基本方法和实现过程,3)模糊评估法。对于指挥信息系统效能的评估，要考虑的因素比较多，不但要考虑作战系统本身的固有能力，还要考虑战场环统、人文环境、技术环境等对其效能发挥的影响。这些因素对效能的影响大还是小，在实兵演习、模拟试验和作战战场上很难用一个确定的值来表示，只能借助于模糊概念进行研究。另外，对于敌方对指挥信息系统软打击的描述也很难得到准确值，是一个模糊概念。因此，用模糊理论对指挥信息系统效能进行评估是符合实际的，也是必要的。4

12、)系数评估法。系数评估法也称DARE 法。它的主要思想是以各子指标的满足度进行综合评价。其主要步骤是：确定评价指标(n);确定评价指标的重要性系数或称为权宣系数;评定各评价指标的满足程度系数;求出总评价值。所有原始数据均可采用专家咨询法得出。5)灰色理论评估法。在指挥信息系统的效能分析过程中，不可避免地会遇到一些不完全明确的问题。例如，作战系统构成元素、结构、作战行动、对敌毁伤率等。区别于白色系统(其信息完全明确)和黑色系统(其信息完全不明确)，指挥信息系统是一个典型的灰色理论系统。,四、指挥信息系统效能评估的基本方法和实现过程,（二）指挥信息系统效能评估的基本思路指挥信息系统效能评估的基本思

13、路为:首先引人满意度概念，统一各指标的量纲;然后，借鉴层次分析法思想，确定各指标权重，最后，确立效能分析的讨算步骤。1)引人满意度概念。在前面已经建立的指挥信息系统效能评估指标体系中，既有定量指标，又有定性指标，而且定量指标还有不同区分，使我们很难对指标体系进行量化分析。为解决这个问题，这里引入满意度概念，用它来统一衡量各种指标的价值量。设m 是指标体系中的任一指标，其满意度记为(m)，且规定0(m)1。由于每个指标都用满意度表示，这样就可以把指挥信息系统效能指标中的定性判断和定量数值换算成统一的、能够接受的、符合规律的价值量，从而为科学地实施分析奠定可靠的基础。对总目标而言，任一目标的满意度

14、越大越好，最理想的满意度为1，最差的满意度为0。引入满意度概念后，实现了各项指标的定量化。这样，就可以对指挥信息系统效能评估指标进行换算和计算分析。2)借鉴层次分析法思想。层次分析法(AHP)的主要思想，是把系统效能分析的总目标分解为多个组成因素，并按因素间的隶属关系将其层次化，组成一个层次结构型，然后自下而上逐层分析，计算各层指标的权重值，并获得最低层指标对于最高层指标(总目标)的权重值。在前面已经建立的关于指挥信息系统效能评估的指标体系中，同一层次中各指标的相对重要性不同。因此，这里借鉴AHP 法关于权重的思想，分析各指标的重要性，计算出各指标的权重值。3)确立效能评估的步骤。在已经建立指

15、挥信息系统效能评估指标体系的基础上，系统效能评估应遵循以下步骤。一是确定各级指标的权重值。采用专家打分的方法，确定各层次指标的权重值。对于底层指标的各因素也应确定其权重值。二是确定底层指标的满意度。根据底层目标的定性判断或定量分析而得到特征值，换算出其满意度的值。三是聚合各层指标满意度。从底层开始，逐层合并计算指标满意度，最后形成对效能总体目标的评价。,四、指挥信息系统效能评估的基本方法和实现过程,（三）指挥信息系统效能评估的基本过程一般情况下，效能评估要经过下列六个步骤。1)系统的界定与状态描述系统的界定就是确定评估对象的范围，目的是弄清研究对象与其相关系统的关系，提高研究问题的制对性和全面

16、性。研究对象边界确定后，其任务也就明确了。然后就可进行系统状态描述。系统状态描述的内容一般是确定系统的可工作状态、不可工作状态及系统的使用维修方式、系统的可靠性框阁，还包括系统在执行任务过程中每一时刻所应处的状态及每一状态所持续的时间等。例如，某指挥信息系统有两台相同的服务器，该系统就可能有两台均正常，一台正常、一台故障，两台均故障三种状态。对于有故障的装备，还有故障后是否可维修的问题。2)规定条件任何效能评估都是在一定的假定条件下进行的。常见的各种想定都属于规定条件。例如，基本假设、战斗背景、作战环境想定等。从国内外对效能评估的研究情况看，可概括为两种类型.一是将条件规定得很细、很具体，从典

17、型战术态势分析、作战环境分析，到各个装备更具体的战术想定。二是将条件规定得很笼统，只说是在理想条件下，或者只对特别重要的方而做出规定。还有的研究是在确定任务、系统描述时附带作一说明。在考虑规定条件时，一般应注意代表性、实用性和针对性。3)指标体系与量化建立效能评估指标体系，是按照一定的结构层次关系，对效能评估中涉及到的一系列评估指标进行排列组合，使其成为一个有机的整体。长期的效能评估研究经验证明，建立科学合理的效能评估指标体系，是效能评估研究中最关键的-环。没有效能评估指标体系，评估研究就无法进行;指标体系建得不合理，也谈不上评估结论的正确性。在效能评估中，虽然很多指标可以定盘描述，但由于影响

18、效能的各种指标、数据的物理属性和数值盘级相差都很大，而且量纲也各不相同，所以在进行综合前，必须对影响效能因素的各种定量指标统一进行最纲的归一化处理。4)建立评估模型评估模型是效能指标体系中众指标到系统效能的映射函数。对于指挥信息系统，效能评估模型中最困难的在于合理确定各个指标的加权系数。5)数据收集与分析收集指挥信息系统或相似类型系统的使用数据或演习数据，收集专家的主观判断结论，并开发处理这些数据，发现有用的知识，作为效能评估的重要依据，有助于改善评估模型，提高效能评估的精度。6)检验即检验评估结果是否正确。这是效能评估的最后阶段。通常采用模拟法、专家检验法、演习或试验验证法、实践或战例验证法等。,四、指挥信息系统效能评估的基本方法和实现过程,