電子信息體系毀傷評估方式范文

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0引言

目標毀傷效果評估（BattleDamageAssessment，BDA）是指對敵方目標實施火力打擊后，對目標毀傷效果進行的綜合評價，或戰前根據特定火力毀傷方案以及目標的各種屬性，對目標毀傷效果進行的預測分析。目標毀傷效果評估在整個信息化作戰過程各環節中起著重要的支持作用，為調整作戰企圖，選擇打擊目標，確定毀傷指標，分析打擊能力和計劃火力配置提供依據［1］。因此，在對敵火力打擊的計劃制訂和實施過程中，及時、準確地評估對敵打擊毀傷效果是實現精確打擊，提高作戰效益的有效手段，是形成作戰指揮閉環控制的關鍵環節，是形成基于信息系統體系作戰能力的重要組成部分。綜合電子信息系統是對多種信息系統進行綜合集成、諸軍兵種綜合運用而形成的一體化的巨大軍事信息系統，是基于信息系統體系作戰的中樞神經系統，同時也是基于信息系統體系作戰的重要打擊目標［2－3］。對敵綜合電子信息系統實施打擊，是破壞敵方基于信息系統體系作戰能力的有效手段，對其毀傷效果進行及時準確的評估具有重要的意義。目前，研究較多的是我軍軍事信息系統的作戰效能評估［4－6］，而針對敵綜合電子信息系統毀傷效果評估開展的研究較少，尚缺乏綜合電子信息系統毀傷效果評估的相關理論與方法。本文在確定了毀傷等級劃分和判定的基礎上，從綜合電子信息系統的功能需求出發，建立了綜合電子信息系統的功能指標體系，提出了一種綜合電子信息系統毀傷效果評估方法，并通過實例驗證了方法的有效性。

1毀傷等級劃分及判定

目標毀傷效果用目標毀傷等級來描述，目標毀傷等級指的是目標毀傷程度的級別。傳統毀傷分析中基于毀傷判據對目標毀傷等級的評定，基本上都是對目標物理毀傷的評估，利用毀傷概率和易損面積度量部件物理毀傷、利用毀傷等級來度量作戰效能損失［7］。與典型目標相比，綜合電子信息系統在功能多樣性和打擊方式上存在差異。信息化作戰過程中，綜合電子信息系統既受到精確制導炸彈、巡航導彈等常規武器聯合火力打擊造成的硬毀傷，又受到計算機病毒、微波武器等新概念武器造成的軟毀傷，因此傳統的基于物理毀傷的毀傷判據不再適合綜合電子信息系統目標。綜合電子信息系統目標是由多類型、多層次、多用途的子系統目標構成的有機整體，其整體功能會因子目標的毀傷而受到損傷。隨著各種新式武器的廣泛運用，綜合電子信息系統的毀傷，不僅體現在物理結構毀傷方面，而且越來越多地體現在目標各種功能喪失方面。基于此考慮，本文根據系統功能下降程度來進行毀傷等級劃分，將毀傷劃分為四個等級，其等級判定準則見表1。在毀傷等級劃分的基礎上，根據綜合電子信息系統毀傷評估所得到的功能下降程度對毀傷等級進行判定。

2毀傷效果評估指標體系

毀傷效果評估指標是衡量綜合電子信息系統在遭受特定打擊條件下受損程度的尺度。評估指標是毀傷效果評估得以進行的基準，具有針對性、可測性、客觀性、獨立性等特點［8］。綜合電子信息系統的結構復雜性及功能多樣性，決定了其毀傷效果評估指標必然包括多項指標。而構成毀傷效果評估指標體系。指標體系設計應本著全面、合理和科學的原則，對構成體系的各項指標綜合考慮，以全面反映綜合電子信息系統的毀傷程度。為了建立科學合理的毀傷效果評估指標體系，從綜合電子信息系統的功能需求分析入手，尋求最能反映系統毀傷效果的指標。綜合電子信息系統作為現代戰爭的大腦和神經中樞，可以完成一體化的兵力管理、執行緊急任務、獲取信息、精確的信息管理、一致的戰場態勢了解、分布式環境支持等；在精確打擊中制定任務計劃、進行戰斗空間管理、準備戰場情報、遠距離探測、數據的融合處理，及時將情報分發給用戶（計劃人員和射手），及時給探測裝置重新分配任務，進行戰斗識別，自動目標識別，反饋及時打擊效果、確定地理位置等。對綜合電子信息系統的整體功能需求從大的方面可以分為作戰支持能力、信息對抗能力和戰場生存能力［9］。作戰支持能力需求包括信息保障能力、輔助作戰能力和互聯互通互操作能力。信息保障能力需求包括信息獲取能力、系統通信能力、信息處理能力和信息管理能力；輔助作戰能力需求包括決策支持能力、計劃（方案）擬制能力、指揮控制能力和武器平臺支持能力；互聯互通互操作能力需求包括網絡互聯能力、信息互通能力和用戶互操作能力。信息對抗能力需求包括信息攻擊能力和信息防護能力。信息攻擊能力需求包括電子攻擊聯合能力、電子攻擊能力、強于對手網絡攻擊能力和信息欺騙能力；信息防護能力需求包括信息處理存貯安全保密能力、信息傳輸安全保密能力和防外界電磁場干擾及系統電磁泄漏能力。戰場生存能力需求包括硬件生存能力和系統安全能力。硬件生存能力需求包括系統機動能力、系統抗毀能力、環境適應能力、系統重建能力、系統隱形能力和對特殊武器（環境）對抗能力；系統安全能力需求包括系統可靠能力、系統自我防護兼容能力、系統資源自分配能力和系統毀傷承受和故障容忍能力。基于以上功能需求分析，可以建立如圖1所示的綜合電子信息系統毀傷評估功能指標體系。

3基于模糊層次分析的毀傷效果評估

基于模糊層次分析法的基本思想對綜合電子信息系統毀傷效果進行評估，其基本思路為：根據遞階層次結構原理，對系統功能進行分解，建立系統功能評價指標體系。依據所建立的系統毀傷評估指標體系，結合戰場各種渠道收集的目標毀傷信息，判斷系統底層各單項功能損傷狀況。在此基礎上，采用由下而上的順序，根據系統各單項功能損傷狀況，利用多級模糊綜合評判方法判斷其上一層功能指標損傷狀況，這樣逐層向上遞推，判斷出系統整體功能損傷狀況，最終結合系統毀傷等級劃分所對應的功能損傷情況判定系統毀傷級別及毀傷程度。具體毀傷評估過程如下：

（1）構建綜合電子信息系統毀傷評估功能指標體系對綜合電子信息系統各項功能進行層次化分析，建立其功能評價指標體系。本文在分析綜合電子信息系統功能需求的基礎上，建立如圖1所示的毀傷評估功能評價指標體系。

（2）確定評價因素集U確定評價因素集U＝（U1，U2，…，Um），其中Ui，（i＝1，2，…，m）代表綜合電子信息系統功能指標體系中的各種影響因素。評價因素集的建立可以根據系統功能評價指標體系來確定，通過由上向下的順序，將系統功能逐級向下分解。其中，由同一項功能評價指標分解得到的一組子功能評價指標劃分為一組評價因素集。將綜合電子信息系統總功能作為總評價指標，將其逐級分解可以得到一級、二級、三級指標。系統總指標是綜合電子信息系統總體功能U，一級指標為U＝（U1，U2，U3），其中各因素含義如下：U1為作戰支持能力；U2為信息對抗能力；U3為戰場生存能力。二級指標和三級指標的具體劃分見圖1。圖1綜合電子信息系統毀傷評估功能指標體系

（3）確定評價集V評價集是評價者對評價對象做出的所有可能評語的集合。對綜合電子信息系統毀傷效果的評價可以用系統各項功能的下降程度進行描述，這里將評價集V確定為：V＝（V1，V2，V3，V4），各評語的含義如下：V1為功能下降小于30％；V2為功能下降30％～60％；V3為功能下降60％～80％；V4為功能下降大于80％。

（4）確定各因素指標的權重系數根據層次分析法（AHP）原理［10］，可以按照1～9標度法對同一級指標進行兩兩比較，構造判斷矩陣，計算判斷矩陣的最大特征根及對應的特征向量，對所得到的特征向量進行歸一化處理后便可得到該級指標的權重向量W＝（w1，w2，…，wm），其中∑mi＝1wi＝1，wi＞0。利用同樣的方法可以得到各級指標權重向量。為了判別所得到的權重系數是否合理，根據AHP原理，還需要對判斷矩陣進行一致性檢驗。當判斷矩陣具有一致性時，基于層次分析法得出的結論才合理。為判斷矩陣的一致性，定義一致性檢驗指標：CI＝（λmax－n）／（n－1），其中，λmax是判斷矩陣的最大特征根；n是判斷矩陣的階，一般只要CI≤0．1就可以認為判斷矩陣是滿意的。判斷矩陣的維數越大，判斷矩陣的一致性就越差，引入隨機一致性指數RI，記隨機一致性比率CR為判斷矩陣的一致性指標CI與同階平均隨機一致性指標RI之比，其中RI的取值見文獻［7］。當CR＝CI／RI≤0．1時，即可認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就需要調整判斷矩陣，并使之具有滿意的一致性。

（5）確定模糊評價隸屬度矩陣有兩種方法可以得到模糊評價隸屬度矩陣，一種方法是分布函數法，常見的隸屬度函數包括三角形隸屬度函數、梯形隸屬度函數、高斯隸屬度函數、鐘形隸屬度函數、降半階隸屬度函數等。由隸屬度函數可以確定各單因素指標到評價集的隸屬度，進而得到模糊評價隸屬度矩陣。另一種方法是統計法，也稱為隸屬頻率法，該方法由評判人員或專家對指標進行評判打分，通過統計打分結果，計算出各單因素指標對應于評價集的隸屬度，ri＝（ri1，ri2，ri3，ri4），其中，rik＝nik／N（k＝1，2，3，4）；nik是第i個因素被評為評語Vk（k＝1，2，3，4）的次數；N是專家總人數。由各單因素指標對應于評價集的隸屬度可以得到該組指標的隸屬度矩陣。

（6）多級模糊綜合評判至此，可以采用由下向上的評估順序，由底層各組功能評價指標評判其上一層因素指標對評價集的隸屬度向量，上一層各因素隸屬度向量構成新的隸屬度矩陣，然后逐級向上評估，最終可求得綜合電子信息系統總體功能的隸屬度向量，根據最大隸屬度原則得出系統功能下降程度，進而確定系統的毀傷等級。①單級模糊綜合評判將所得到的各組底層因素隸屬度矩陣Rij與相應的評價指標權重系數向量Wij進行模糊合成運算，得到二級評價指標對評價集V的隸屬度向量：Bij＝Wij•Rij＝（Bij1，Bij2，Bij3，Bij4）其中“•”表示模糊算子。②多級模糊綜合評判將每個一級指標下的多項二級評價指標對評價集的隸屬度向量Bij合成為新的隸屬度矩陣Ri，與二級評價指標的權重系數向量Wi進行模糊運算，得到一級評價指標的隸屬度向量：Bi＝Wi•Ri＝（Bi1，Bi2，Bi3，Bi4）各個一級評價指標的隸屬度向量Bi構成新的隸屬度矩陣R，與一級評價指標的權重系數向量W進行模糊運算，得到系統總評價指標的隸屬度向量，即綜合電子信息系統總體功能的隸屬度向量：B＝A•R＝（B1，B2，B3，B4）向量B中的各隸屬度就是綜合電子信息系統總體功能下降程度的概率，根據最大隸屬度原則，可以得到系統功能下降程度，結合系統毀傷等級劃分便可以得到系統最終的毀傷等級。

4實例分析

以上基于模糊層次分析法思想，研究了綜合電子信息系統毀傷效果評估方法，下面通過實例對該方法進行驗證。首先利用1～9標度法構造各級指標的判斷矩陣，確定各指標的相對權重。構造二級指標U11下各三級指標的判斷矩陣A11：A11＝12451／21241／41／2121／51／41／2

求該矩陣的最大特征根λ11max及其所對應的特征向量E11為：λ11max＝4．028E11＝（0．8405，0．4698，0．2349，0．1331）對矩陣進行一致性檢驗：CI＝0．009＜0．1，CR＝0．01＜0．1，滿足一致性要求。對E11進行歸一化處理得到各指標的權重向量W11：W11＝（0．5008，0．2799，0．1400，0．0793）利用同樣的方法，可以得到各級指標的權重向量：U111～U114：W11＝（0．5008，0．2799，0．1400，0．0793）U121～U124：W12＝（0．5275，0．0800，0．0587，0．3339）U131～U133：W13＝（0．3586，0．5171，0．1243）U211～U214：W21＝（0．1998，0．0446，0．3778，0．3778）U221～U223：W22＝（0．3643，0．5368，0．0989）U311～U316：W31＝（0．3483，0．1256，0．1491，0．2566，0．0758，0．0446）U321～U324：W32＝（0．1460，0．2689，0．0937，0．4914）U11～U13：W1＝（0．5917，0．3332，0．0751）U21～U22：W2＝（0．6667，0．3333）U31～U32：W3＝（0．2500，0．7500）U1～U3：W＝（0．4162，0．3713，0．2125）

這里，利用統計法求各底層指標相對于評價集的隸屬度向量。根據所收集到的敵綜合電子信息系統各底層功能損失信息，請10名專家對各底層指標進行評價，利用統計法得到各組底層指標相對于評價集V的隸屬度矩陣：U111～U114：R11＝0．20．20．50．10．10．40．30．20．50．30．10．10．40．40．2

U121～U124：R12＝0．40．30．20．10．60．30．100．20．30．20．30．30．40．20．

U131～U133：R13＝0．10．20．40．30．20．20．30．30．10．40．20．

U211～U214：R21＝0．10．10．30．50．10．20．30．40．20．20．40．20．10．20．50．

U221～U223：R22＝0．10．20．50．20．10．30．40．200．20．60．

U311～U316：R31＝0．10．40．40．10．20．40．30．10．20．40．400．20．50．300．10．60．20．10．30．40．20．

U321～U324：R32＝0．10．30．50．10．30．40．20．10．20．50．20．10．10．40．40．

由各組底層指標的隸屬度矩陣和權向量矩陣可以求得各二級指標的隸屬度向量，這里模糊運算算子取加權平均型算子，經計算得到：U11：B11＝W11•R11＝（0．2299，0．2858，0．3642，0．1201）U12：B12＝W12•R12＝（0．3709，0．3334，0．1920，0．1038）U13：B13＝W13•R13＝（0．1517，0．2249，0．3234，0．300）U21：B21＝W21•R21＝（0．1378，0．1800，0．4133，0．2689）U22：B22＝W22•R22＝（0．0901，0．2537，0．4562，0．2000）U31：B31＝W31•R31＝（0．1621，0．4408，0．3377，0．0594）U32：B32＝W32•R32＝（0．1631，0．3948，0．3421，0．1000）由各組二級指標的隸屬度向量組成新的隸屬度矩陣，與權向量作模糊運算得到各一級指標的隸屬度向量：U1：B1＝W1•R1＝W1•［B11，B12，B13］T＝（0．2710，0．2971，0．3038，0．1281）式中（•）T表示轉置。U2：B2＝W2•R2＝W2•［B21，B22］T＝（0．1219，0．2046，0．4276，0．2459）U3：B3＝W3•R3＝W3•［B31，B32］T＝（0．1629，0．4063，0．3410，0．0899）由各組一級指標的隸屬度向量組成新的隸屬度矩陣，與權向量作模糊運算得到總體指標的隸屬度向量：U：B＝W•R＝W•［B1，B2，B3］T＝（0．1927，0．2860，0．3577，0．1637）至此，由最大隸屬度準則，結合毀傷等級劃分及判定，可以得出：敵綜合電子信息系統總體功能下降60％～80％的概率達到了35．77％，其毀傷級別判定為重度毀傷。

5結語

毀傷效果評估作為信息化作戰過程中的一個重要環節，是形成信息化作戰能力，提高作戰效益的重要組成部分，及時有效地對敵綜合電子信息系統進行毀傷效果評估具有重要的意義。本文從綜合電子信息系統的功能需求入手，建立了綜合電子信息系統毀傷效果評估指標體系，基于模糊層次分析思想，提出了一種綜合電子信息系統毀傷效果評估方法，最后進行了實例分析，并結合毀傷效果等級劃分及評定得到了綜合電子信息系統的毀傷級別，驗證了所研究方法的有效性，對實際綜合電子信息系統毀傷效果評估具有一定的借鑒意義。需要指出的是，影響目標毀傷等級的重要因素包括目標毀傷程度和敵戰場搶修能力兩個方面，對毀傷級別的最終判定還必須考慮敵戰場搶修能力，包括敵戰場搶修隊伍、搶修設備及搶修人員的技術、素質等。如果敵戰場搶修力量很強，即使對敵綜合電子信息系統毀傷程度很大，敵也能在很短時間內恢復系統特定功能，從而使我軍難以達成作戰意圖，那么也不能說目標的毀傷等級很高。因此，在對綜合電子信息系統毀傷效果評估的過程中，要從系統毀傷程度和敵戰場搶修能力兩方面入手，結合作戰意圖，綜合分析，得出符合實際的系統毀傷等級。