基于体系分析的装备作战试验指标体系生成与评估方法研究

作     者：崔瑞靖 

作者单位：国防科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨克巍

授予年度：2021年

学科分类：11[军事学] 1106[军事学-军制学] 110602[军事学-军队管理学] 

主      题：装备作战试验 作战试验体系 体系分析 统一体系结构框架 指标体系生成 量化评估 神经网络 

摘      要：作战试验指标体系是待验装备考核过程中的重要依据,作战试验想定设计、考核具体科目和内容设置以及待验装备的鉴定评估等活动都需要依据考核指标体系开展。当前的很多作战试验指标体系构建方法大都偏向单一的考核维度、主观性较强、作战使命任务场景结合不紧密、忽略了具有对抗性质的作战试验的体系属性。并且装备作战试验体系标准不统一、数据不完整、底层执行逻辑缺乏、指挥体系不明确等问题依然存在。指标量化评估方面,分析发现存在多因素影响限制条件下的指标难量化的问题。因此,本文开展基于体系分析的装备作战试验指标体系生成与评估方法的研究,主要研究内容和创新点归纳为以下几个方面:首先,设计了基于体系分析的装备作战试验指标体系生成与评估框架。围绕装备作战试验指标体系生成与评估这一核心问题,引入体系分析的方法,实现对作战试验体系的分析,进而设计实现作战试验指标构建的流程,对于生成指标的量化评估问题,设计实现基于神经网络的量化方法。三个方面的研究层层递进,形成一个从作战试验体系分析、指标构建、到指标量化评估的完整逻辑链。其次,提出了基于UAF的装备作战试验体系结构模型设计方法。针对装备作战试验体系标准不统一、数据不完整、底层执行逻辑缺乏、指挥体系不明确等问题,本文采用体系结构开发的一般步骤,基于UAF体系结构框架,采用多视图的建模描述方法,对装备作战试验体系开展体系结构数据要素分析、元模型设计、体系建模步骤及实现方法设计等研究。具体地,从试验体系组成要素和体系结构数据要素两个维度分析了装备作战试验体系组成,分析确定了参数、节点、能力、预期效果、人员等五个关键数据要素和其他六种重要数据要素;利用作战试验体系结构数据要素设计了作战试验体系结构元模型,并对其中的三元关系、四元关系分别进行了分析,在此基础上遴选确定了UAF框架下的视图产品列表;通过构建装备作战试验体系层次关系及其与UAF建模域间映射关系,分析确定了开发作战试验体系结构模型的基本原则和视图模型开发步骤及其实现方法。然后,提出了装备作战试验指标体系生成与验证方法。针对作战试验体系分析过程发现的特点,结合指标构建过程难以把控的问题,提出作战试验元任务的定义;在此基础上,通过基于使命任务分解的方式对作战试验使命面向元任务分解,以元任务牵引作战试验指标的方式提出了指标体系生成过程的流程框架。其中,分析设计遴选了UAF框架下的多个视图产品对使命任务的分解过程进行支撑,指标生成流程的提出为作战试验指标构建提供了一套标准的流程方法或范式;进一步地,针对作战试验指标的特点从定性和定量两个维度提出指标体系的完备性验证方法;示例研究中,以无人机对海侦察作战试验体系的指标构建过程说明指标生成的具体步骤,验证了方法的可行性。最后,通过对作战试验底层指标的特点进行分析,从量化评估的角度将作战试验的底层指标分为五个类别,指出了每个类别指标量化的特点。针对第五类指标的量化问题,本文提出基于BP神经网络的装备作战试验的指标量化评估方法,利用神经网络建模解决作战试验指标的量化问题。在分析设计了指标量化神经网络的基本拓扑结构的基础上,设计了作战试验指标量化的训练算法框架;在示例研究中,本文选取了符合需求且包含多个因子和样本的公开数据集,对神经神经网络进行了训练拟合,最后将拟合的神经网络模型应用在指标量化上。示例实验证明只需要少量的因子即可实现对试验目标指标的量化,即同时实现了因子约减。这为作战试验人员解决受多因素影响限制条件下作战试验指标量化评估问题提供了一种可行的解决方案。