时间：2013-11-29 分类：城市管理
摘要：当前武器系统作战效能评估侧重于管理和经验层面，缺乏科学定量评估的理论方法和技术手段，难以形成完整、高效的综合防控体系。本文对作战效能评估的理论和方法进行了完整的梳理和总结，对建立武器系统作战效能与风险的客观评价体系具有重要的科学意义。
关键词：武器系统，效能评估，风险
一、效能评估发展的历史
效能评估目前主要是指军事领域中的作战效能评估。在第二次世界大战以后，开始出现了一些专门的作战效能分析研究。20世纪60年代初期，美国、前苏联等国家相继成立了作战效能分析与评估研究机构，这些机构对武器系统的作战效能进行了分析和研究，并取得了很多的研究成果[1]。到了70年代，作战效能的评估趋于成熟。美国陆、海、空三军和一些直接从事尖端武器装备生产的大公司都专门设立了从事系统效能分析的机构，连续出版了一系列的专著和工程设计手册[2]。陆、海、空三军在各自的研究领域中，对系统效能给出了各自的基本数学模型。
我国进行作战效能评估方面的研究则要晚一些，基本上都是基于国外的研究成果进行的，并在此基础上进一步进行完善与发展。在20世纪70年代中期以后，我国开始对武器装备作战效能分析评估进行相关的研究，80年代时则广泛开展。在这一时期里，我国国防科技界逐渐重视武器系统的作战效能评估问题。相继投入了大量的人力、物力、财力等进行分析和研究。取得了一系列可喜的研究成果。并且在作战效能分析的理论上面有了重要的突破，对传统方法作了诸多的改进。提出了一些适合我国国情的新的理论，并在国防装备论证中发挥了积极的作用[3][4]。
二、评估的理论方法简介
国外一些国家，主要指美国和前苏联，对作战效能分析量化方法的理论研究基本上可以归结为两大类：第一类是半经验理论，例如：性能对比法，经验公式法和专家评估法;第二类是严格的理论，主要包括概率统计法、几何规划法和计算机仿真法。从20世纪60年代中期开始，美国对效能评估问题开展了大量的研究，提出了各种类型的效能评估模型，并用于评估各种类型的武器装备，比较典型的有：
1、美国工业界武器系统效能咨询委员会提出的系统效能模型(WSEIAC模型)，这是一个应用最为广泛的效能模型。模型的系统效能表达式为：
E= ADC
式中，A为系统有效性向量，表示系统在开始执行任务时处于不同状态的概率;D为可靠性矩阵，C为系统能力矩阵。
2、美国海军的系统效能模型(AN模型)，该模型的系统效能表达式为：
E= PAU
式中，P表示系统能力的数值指标性能;A表示可用性;U表示适用性。
前苏联，关于效能评估问题比较典型的研究成果是C.H.佩图霍夫和A.H.斯捷潘渃夫的《防空导弹武器系统的效能》和A.A切尔沃纳所著的《评定武器效能的概率法》。
目前，我国大多数学者在进行作战效能评估时采用的方法很多，主要包括：概率分析法、层次分析法、专家评定法、ADC法、作战模拟法、蒙特卡洛法、系统有效性分析(SEA)方法和探索性分析方法等。每种方法都有优缺点，适用于一定的范围，许多时候需要相互的补充才能更好的解决问题。现在这些评估方法已经在作战效能评估中得到了广泛的应用。同时它们也存在着一些局限性。比如：指数法、层次分析法和专家评定法的分析过程受人为主观的影响比较大(如关于\"权重\"的确定)，效能结果的含义不够明确;ADC法在应用于系统状态数较多的复杂系统时，会出现矩阵的维数急剧膨胀，尤其是难以把系统效能分析反映在动态的系统运行过程中，蒙特卡罗法的基本状态变量维数过大，同时方法无法描述信息的处理与认知过程。概括起来传统评估方法的局限性分为两点：一是人们不能深刻地洞察影响作战效能的因素以及这些因素对作战效能影响的权重;二是无法在不确定条件下对作战效能评估的结果合理性与典型性进行评价。
三、作战效能评估理论研究
1、作战效能的基本理论
效能的一般定义为：一个系统满足一组特定任务要求程度的能力(度量)，或者说是系统在规定条件下达到规定使用目标的能力。规定条件指的是环境条件、时间，人员，使用方法等因素;规定使用目标指的是所要达到的目的;能力则是指达到目标的定量或定性程度。通常我们将效能分为三大类：单项效能、系统效能和作战效能。
作战效能是一个内涵、外延十分丰富、运用范围极广的概念，可以从不同角度、不同侧重点来描述，不同的人出于不同的目的对作战效能有不同的定义，但是各种不同的描述在本质上有着共同之处，通常是指完成指定战斗任务的能力。
作战效能评估是一项涉及面很宽的系统工程，它不仅要考虑到作战系统或是武器装备系统的自身情况，同时也要考虑到参战人员和外部战场的对抗环境信息，很多的研究都表明人性因素以及信息优势都是影响战争的重要因素，所以需要把各个方面的信息相结合起来，综合考虑以获得作战效能。一般情况下作战效能评估有如下几点要求：
(1)评估应全面、系统、科学，细致深入地进行分析验证
(2)指标选取应当适当、合理
(3)采用的评估方法要科学、可行，具有可操作性
(4)评估数据要准确可靠，假设、条件应清楚明白，评估逻辑要条理清晰,保证评估结果的可信性与有效性。#p#分页标题#e#
2、作战效能的指标选择
要选择好的效能指标是比较困难的。效能指标的选取不同于性能指标，除了要求满足一致性、可测性、完备性、敏感性、独立性、客观性等外，还要有它自己的独特性质。比如选取的效能指标不能太多，否则就破坏了完备性;判别系统效能优劣时，决策者的偏好又导致破坏了客观性;作为综合性的指标，又很难满足独立性。美国军事运筹学家莱博维茨指出，效能指标\"类似于一种道德原则，单凭推理是不可能确定某种道德原则是正确的，必须进行价值判断，必须凭借\"感觉\"行事。因此，选择恰当的效能指标往往需要建模人员与相关专业人员、决策者共同协商，反复推敲。
一般情况下，在进行效能指标选择时，需要遵循科学性、系统性、简洁性、客观性、时效性、可测性、独立性、一致性等基本原则。
制定作战效能指标体系是一项很困难的工作，需要经过一个反复深入的过程，依据以上的选取原则，其建立的过程大致如图1所示。
2、作战效能的评估方法
对作战效能的评估涉及到许多的参数和指标，有些具有准确的数据，可以进行定量计算，还有一些则没有确切的数据，这就需要经验估计，所以就导致了评估工作的概略性、相对性以及局限性等，由此也引起评估方法的多样性，每种方法都各有优缺点，适用于不同的范围，就需要根据具体的情况选择合适的评估方法。目前国内外已经发展了很多种评估方法，下面对这些评估方法进行简要的介绍。
(1)性能比对法
对几种性能指标进行比较，以此实现作战效能的优劣评价。这种方法不需要高深的数学理论，实现过程简单，因此在作战效能评估理论发展初期使用较多，其缺点是不易得出一个简单而又全面的效能指标，无法综合衡量作战效能。特别是随着军事科技和作战样式的不断发展，仅使用性能比较法已经不能满足效能评估的要求，必须要结合其它的分析方法。
(2)专家评定法
专家评定法注重发挥专家知识在效能评估中的作用。其一般过程是选取最能反映效能的特征指标，由一组专家根据自己的知识和经验进行打分，最后通过对专家意见的处理，得到作战效能。使用专家评估法时还需要解决的难题是:如何选择专家和选取什么参数让专家进行评定。专家评估法在评定难以定量计算的指标时比较有效，但是主观因素太多，有很强的倾向性，而且评估结果只能给出相对比较，不能准确给出作战效能的差别程度。
(3)指数法
指数法源于经济活动，后被军事运筹分析人员引入军事领域。该方法曾作为\"中国、美国国防系统分析方法学术讨论会\"研讨的重要内容之一，提出了一个统一的度量标准，将参与作战的各个武器系统参数以及其他因素指标按照一定的算法转换成可以比较的值，然后将这些数值按一定的算法进行计算，最后得到一个用以表示作战效能的值。指数法作为一种简明的统计度量方法，可以基于相对值和绝对值全面地说明、描述对象的内涵，使人一目了然，具有结构简单、使用方便的特点，适于宏观分析和快速评估。
(4)作战模拟法
又称为作战仿真法，实质是以计算机实验为手段，通过在给定数值条件下运行模型来进行作战仿真，得到的结果直接或经统计处理后得出效能评估值。模拟法能较详细地考虑影响实际作战过程的因素，省时、省费用等，特别适合进行武器系统或作战方案的作战效能评估，在作战效能评估领域具有不可替代的重要作用。其缺点是模拟中需消耗较多的计算资源，精度不易控制，且实现过程复杂。目前作战模拟技术正朝着虚拟现实(VR)和分布交互式仿真(DIS)方向发展。
(5)蒙特卡罗法
蒙特卡洛(Monte Carlo) 法又称为随机模拟方法，是模拟战斗过程随机因素作用的标准方法，以概率统计理论为主要理论基础，以随机抽样为主要手段。它的基本思想是，为了求解问题，首先建立一个概率模型或随机过程，使其参数等于问题的解;然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算参数;最后给出所求解的近似值，解的精确度则用估计值的标准误差来表示。蒙特卡洛法的不足之处是基本状态变量的维数太多，不能够描述信息的处理和认知过程。
(6)兰彻斯特方程法
兰彻斯特战斗理论是由英国工程师F.W.Lancheste:在1914年提出的，是一系列描述交战过程中双方兵力变化数量关系的微分方程组，即兰彻斯特方程。兰彻斯特方程的假定条件是：双方兵力相互暴露，瞄准目标不成问题:双方兵力都可完全利用他们的数量优势;只考虑可量化因素，忽略不可量化的士气因素。自从兰彻斯特方程创立以来，它成为广泛用于研究战争、分析战争的重要的定量工具。目前，兰彻斯特方程与计算机作战模拟相结合所构成的各种陆战模型，在武器装备的论证领域得到了广泛的应用。
(7)探索性分析方法
1993年，美国兰德公司的steveBankes在\"用于政策分析的探索性建模\"一文中，介绍了探索性分析方法。1994年以来，他将EA方法应用于美国空军的自适应规划和武器编配问题等研究项目。目前EA方法是国内外战争复杂系统研究的热点方法之一，它是基于系统整体性与不确定性的一种分析方法，适合于复杂战争系统的分析。
四、作战效能的评估过程#p#分页标题#e#
在一般情况下，作战效能评估过程可以概括如下：
1、明确评估条件，进行系统分析，从而确定评估对象的基本任务、影响要素以及相互关系;
2、依据所评估对象的影响要素建立一套科学合理的作战效能评估指标体系;
3、针对作战过程建立相应的评估模型，并利用仿真工具软件或是高级编程语言进行仿真;
4、收集试验样本数据，并进行数据处理与分析;
5、根据仿真结果对作战效能进行综合评估、比较，据此可以进行作战效能的预测评估，并为决策者提供决`策信息，这也是评估工作最根本的目的。
五、结论与总结
效能评估是现在电子信息系统日趋复杂的情况下很有必要做的一个分析优化工作，本文介绍的评估方法在各自适用的情况下都能够很好地评估出系统当前的效能状况，为系统的进一步改进提供方向性的指导。同时各种方法又有着各自的优缺点，在作效能评估时可以根据需要平衡这些优缺点选择合适的方法，并且根据系统的实际情况采用多种方法综合的方式取得更加准备有效的系统效能。正确应用了合适的效能评估方法，采用了合理的综合运用方式，就可以客观地得到准确、定量的系统效能值，为后续的工作提供量化依据。
参考文献
[1] 张莹. 安全风险评估社会发展迫切的需求. 中国安防,2006,(5).p51-52
[2] 李苏宁. 安全防范系统风险评估初探. 安防科技,2007(11).p7-9
[3] 陈志华. 安全防范系统效能评估研究与实践. 中国安防,2007(11).p16-20
[4] 沈宁. 实物保护系统的分析软件的设计与开发. 中国原子能科学研究院 硕士论文 2003年7月
[5] 孙亚华，李世巨，李彬. 核电站实物保护系统的量化评估. 核动力工程，2009,30(1)
[6] 王军延; 刘维国; 汪非. 某型导弹武器系统效能评估方法应用研究. 舰船电子工程, 2010年9期
