基于贝叶斯方法的地空导弹装备保障效能评估*

闫永玲，张庆波，盛 伟，晁 鑫

（空军工程大学防空反导学院，西安 710051）

0 引言

地空导弹装备保障系统性能的高低，直接影响到装备保障任务完成程度，进而影响到整个作战任务的成败。所以保障效能评估是当前我国地空导弹武器系统在作战运用中面临的重大问题之一，合理地运用综合方法进行评估，可对其发展和建设提供辅助决策的科学依据。

1 地空导弹装备保障的特点及选取评估方法

地空导弹装备保障是一个复杂适应体系。地空导弹武器系统多由地面设备（即制导系统、发射系统等）与导弹设备组成，两者在装备保障需求和特点上存在较为显著的差别[1-3]。因此，地空导弹装备保障工作内容繁多，难度很大。其保障效能不仅取决于装备保障系统自身的组成要素及其相互关系，而且还综合考虑了战场环境、保障部署、作战准备等其他诸多因素，故其评估问题是一个多属性问题。目前，地空导弹装备保障效能评估大都采用专家法或解析法，这些方法受主观影响大，评估效果不明显，难以保障建立模型的准确性[4]。贝叶斯方法是以图论和概率论为基础，由网络结构和概率分布两部分组成，具有表达问题直观，逻辑推理性强的优势[5]。故此方法逐渐成为研究不确定问题的重要方法之一。

2 基于贝叶斯方法的地空导弹装备保障效能评估模型

2.1 建立指标体系

习惯上从可用性、可靠性以及能力3方面考虑地空导弹装备保障效能评估要素。其中可用性可视为地空导弹装备保障的评价主观因素，可靠性可视为评价的客观条件，能力即为评价主体，这样地空导弹装备保障效能可视为主观因素、评价主体及客观条件的综合。可得地空导弹装备保障效能评估指标体系，如图1所示。

图1 地空导弹装备保障效能评估指标体系

2.2 建立评估标准体系

2.2.1 定性指标评估标准

地空导弹装备保障效能评估指标包括定量和定性两种，其中定性指标评估标准划分为4个等级，分别是优、良、中、差，如下页表1所示。

2.2.2 定量指标评价标准

定量指标由解析法进行计算。

1）人员理论水平

指保障人员对相关保障理论掌握程度，用理论考试合格率表示。

2）在位率

指保障人员在规定的时间内到达规定保障地点的概率。

式中，k为时间限定系数；j为保障天数；m为总天数。

3）设备使用

指保障人员在保障过程中科学使用保障设备，正确操作保障设备和对保障设备维护的情况。该指标主要通过设备使用率、设备损坏率等内容来考察[6]。

4）设备修复率

指在修理时间已达到某个时刻但尚未修复的设备，在该时刻后的单位时间内完成修理的概率[7-9]。可用在相应的条件下和时间内，装备在相应的维修级别上被修复的故障总数与在级别上修复性维修总故障数之比来表示。

5）设备修复时间

指设备由故障状态转为正常工作状态时维修时间的平均值，可用在相应的条件下和时间内，设备在任一规定的维修级别上，修复性维修时间与在该级别上被修复故障的总时间之比来表示。

式中，ti为第i次修复时间，N为修复的次数。

6）保障设备完好率

指处于完好状态维修设备数量和维修设备总数的比值[4]，反应装备保障中设备技术状况和评价装备保障水平。

表1 地空导弹装备保障效能评估标准体系

2.3 构建地空导弹装备保障效能评估贝叶斯网络模型

分析图1，可得各要素节点，并将其按照性质不同划分为保障能力节点、中间要素节点、装备性能节点、效能指标节点4类。如表2所示。

分析以上要素节点，运用贝叶斯网络分析法，得到地空导弹装备保障效能的评估模型。如图2所示。

表2 贝叶斯网络模型节点

图2 贝叶斯网络效能评估模型

3 实例验证

设1、2两个地空导弹营为装备保障效能评估对象，对“人员编配”、“保障计划”、“组织管理”、“通信保障准备”、“物资器材准备”、“环境因素”等保障想定因素设定“优，良，中，差”4个实验因素参考值。设1营较2营在某些保障性指标有明显提升，具体见表3所示。

表3 1营、2营地空导弹装备保障初始参数表

下面分析在两种不同保障条件下，运用GeNIe贝叶斯软件分别求得1营、2营地空导弹装备保障效能评估结果。

3.1 实例1

在本实例中设定的前提条件为“人员编配-优秀”、“保障计划-良好”、“组织管理-良好”、“通信保障准备-优秀”、“物资器材准备-良好”、“环境因素-优秀”。运用GeNIe软件分别得1营、2营地空导弹装备保障的效能值，结果见表4、表5。

表4 1营、2营地空导弹装备保障参数表（条件1）

3.2 实例2

在本实例中设定的前提条件为“人员编配-良好”、“保障计划-优秀”、“组织管理-良好”、“通信保障准备-优秀”、“物资器材准备-良好”、“环境因素-差”。计算结果见表6所示。

3.3 结果分析

由以上结果可见，在环境因素良好及其他保障因素乐观的情况下，1营地空导弹装备保障总体效能明显优于2营。当保障因素不利时，两营保障的总体效能均有大幅下降。但2营保障总体效能仍劣于1营，这与给定的军事想定一致。

表6 1营、2营地空导弹装备保障效能值（条件2）

4 结论

本文建立了基于贝叶斯网络的地空导弹装备保障效能评估模型，清晰反应了保障要素间的相互关系及影响程度，有效解决了装备保障效能评估中的多属性问题，为保障指挥决策提供准确指导[6]。