窦晓杰，王小平，廖善良

（1.解放军76160部队，广州　510055；2.解放军73825部队，江苏　徐州　221116）

基于ADC方法的通信装备保障效能评估

窦晓杰1，王小平1，廖善良2

（1.解放军76160部队，广州510055；2.解放军73825部队，江苏徐州221116）

针对通信装备保障系统能力的评估问题，基于对经典评估算法的分析和对通信装备保障能力组成要素的研究，采用效能评估中经典并且目前常用的ADC方法，对通信装备保障系统能力进行效能评估建模与分析，确定了通信装备保障系统主要的能力指标以及影响因素，为通信装备保障系统及其组成装备的效能评估研究奠定基础、提供参考。通过对通信装备保障能力评估的研究，可以揭示构成通信装备保障能力诸要素间的本质联系，明确通信装备保障水平，提高通信装备保障能力。

结构分析法，通信装备保障，效能评估

0　引言

未来战争，我军的通信与指挥控制系统能否在错综复杂的战场环境下始终保持通信顺畅，始终保证指挥的及时有效，是关系到战争胜负的重要因素。要立足打赢未来信息化战争，增强我军通信和指挥控制能力，就必须拥有符合我军作战需求的通信装备保障系统能力［1］，通信装备保障系统能力的强弱直接影响着部队整体作战能力［2］。通过对通信装备保障系统能力进行评估，能够及时、全面、准确、客观地了解通信装备保障系统现状，为通信装备建设提供科学信息支持，对指导我军通信装备建设具有重大战略意义［3］。

由于效能评估工作尚处于发展阶段，所采用的评估方法大多数还是借用其他学科的分析方法。目前经典的评估算法主要有［4］：层次分析法（AHP）、结构分析法（ADC法）、系统效能分析法（SEA）、模糊综合评估法、灰色白化权函数聚类法、系统动力学评估法、指数和探索性评估法。已经应用到通信装备保障能力评估的方法有灰色评估法、层次分析法和模糊综合评判法等［5］。本文经过深入研究分析各种评估方法之后进行创新评估方法的尝试，提出基于结构分析法的通信装备保障系统能力评估方法。

1　结构分析法

结构分析法认为“系统效能是预期一个系统满足一组特定任务要求程度的量度，是系统可用性、可信性与固有能力的函数。”该方法具有以下优点：①把系统效能表示为可用度、可信度和固有能力的相关函数，即E=ADC；从而该评估算法考虑了装备结构和战技术特性之间的相关性，强调了装备的整体性；②该方法概念清晰，易于理解与表达，应用范围广，是在国内外得到相当广泛应用的效能评估方法之一；③该评估模型提供了一个评估系统效能的基本框架，可以很容易地对ADC模型加以扩展使用，如添加环境、人为因素等影响因子向量。文献［6］运用ADC方法对高速轮式工程车系统进行效能评估建模与分析，明确了影响工程车效能发挥的能力指标因素。

ADC方法认为效能E是有效性向量A（Availability）、可信性矩阵D（Dependability）和固有能力矩阵C（Capability）的乘积［7］。即E=A×D×C。

有效性是在规定条件下，系统任一随机时刻处于正常工作，或可投入使用的概率。系统处于某种工作状态的概率可用该种状态持续时间与总时间的比值表示，因此，有效性可以用平均故障间隔时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）来描述：

可信性是系统在执行任务过程中能够正常运行的度量，它描述的是投入运行的系统在工作过程中无故障的完成规定功能的概率，显然，它直接取决于系统的可靠性和使用过程中的修复性，当然也与人员素质、组织管理等因素有关。可信性通常用可靠性近似：，其中t为执行任务的时间，为系统的故障率，。

固有能力是指系统在执行任务过程中，达到任务目标的能力。在WSEIAC的ADC模型中，能力矩阵C是系统效能的集中体现，也是求解系统效能的关键所在。计算固有能力向量C，很大程度上取决于所评价系统的任务需求，因此，应根据实际问题的特定条件来建立能力矩阵［8］。

2　通信装备保障系统能力组成

从效能方面考虑，通信装备保障能力主要包括使装备保持在有工作能力状态的能力和当通信装备出现故障时快速修复的能力。该装备保障能力组成复杂，按照能力实现可分为：装备系统侦查能力、装备系统维护能力、装备系统供应能力、装备系统机动能力、装备系统修复能力、装备系统重组能力、装备系统防御能力等7种能力，如图1所示，装备系统维护能力和装备系统防御能力主要保证通信装备具有工作能力状态的能力，装备系统修复能力和装备系统重组能力主要保证通信装备出现故障时快速修复的能力。

图1　通信装备保障能力组成示意图

3　通信装备保障系统能力评估计算

3.1有效性向量A的计算

有效性向量A=［a1，a2，…，an］，ai（i=1，2，…，n）为能力在开始时处于水平i的概率。可以看出，通信装备保障系统各种能力之间联系紧密，任一种能力达不到要求都会影响整个通信保障系统的能力。由此来界定通信装备保障系统的4种能力状态，如表1所示。

表1　通信装备保障能力初始状态表（Ⅰ为拥有能力状态，Ⅱ为能力故障状态）

经分析可知，如装备系统机动能力、装备系统侦查能力和装备系统供应能力任一能力出现故障，都会导致整个通信装备保障能力处于a4状态；装备系统防御能力和装备系统维护能力出现故障会使整个通信装备保障能力处于a3状态；装备系统修复能力和装备系统重组能力出现故障会使整个通信装备保障能力处于a2状态；只有当所有的能力都具备时才能保证整个通信装备保障能力处于a1状态。

设通信装备保障系统处在具有工作能力状态的概率为Rs，不处在这种能力状态的概率（即故障概率）为Rs，则有：

设通信装备保障系统处在具有故障时快速修复能力状态的概率为RT，不处在这种能力状态的概率（即故障概率）为RT，则同理有：

设通信装备保障系统同时具有供应能力、机动能力和侦查能力的概率为RA，其中任一能力出现故障的概率为，则有：

因此，通信装备保障系统效能有效性向量A= ［a1，a2，a3，a4］，其中：

3.2可信性矩阵D的计算

通信装备保障系统可信性矩阵D是在运行过程中，某个瞬间或多个瞬间的系统状态的亮度。D= （dij）n×n，dij（i，j=1，2，…，n）是系统在开始运行时处于第i种状态，而在运行过程中转移到第j种状态的概率［9］。

根据通信装备保障系统所界定的4种状态，可行性矩阵为4×4矩阵。设p11，p12，p21，p22；q11，q12，q21，q22分别表示通信装备保障系统在运行过程中，处于具有工作能力和故障时快速修复能力：一直处于正常状态、从正常到故障状态、从故障到正常状态、一直处于故障状态的概率，那么可信性矩阵的形式就应为：

3.3固有能力向量C的计算

固有能力是系统性能的集中体现，也是求解系统效能的关键。与有效性向量和可信性矩阵不同，系统能力向量C不能单一通过装备实际使用数据的统计和解析法求解，能力向量C中的元素取决于所评价的装备系统［10］。本文求取能力向量的方法是，根据通信装备宝藏系统选取能力指标，并确定指标权重，统一指标量纲，最终综合分析得出能力项结果。

根据通信装备保障系统所界定的4种工作状态，得出能力向量形式为：C=［c1，c2，c3，c4］T，式中，c1，c2，c3，c4分别表示保障系统在4种不同工作状态下的固有能力。对于通信装备保障系统，其保持工作能力和故障时快速修复能力任一一项不具备时，都不具备正常运行完成任务的能力，因此，c2=c3=c4=0。

3.3.1能力指标选取

在对通信装备保障系统组成以及工作任务进行分析的基础上，选取通信装备保障系统能力指标。并建立各项性能之间的隶属关系，从而构建系统性能体系（下页图2）。作为贯穿整个作战过程的保障系统，通信装备保障系统除应具有保持工作能力和故障时快速修复能力外，其信息处理能力和通信进攻能力也不容忽视，因此，将这两项能力也列入通信装备保障系统性能体系中。

3.3.2指标的量化

图2　通信装备保障系统能力结构层次图

为进行下一步系统性能指标综合，必须将能力指标归一化为无量纲的指标。从图2中可以看出，通信装备保障系统能力指标中信息处理能力和通信进攻能力中的5项指标为定性指标，对于这5项指标可以先将其分为优、良、中、一般、差5个等级，用层次分析法建立等级比较矩阵，再由专家决定每个级别的权重，从而达到指标的归一化。其它定量指标又分为2种：一种是数值越大越好（例如系统通信容量和传输速率），一种是数值越小越好（例如决策生成时间和平均修复时间），对于这两种指标分别采取=x/x（0当x≥x0时，=1）和=x0/x（当x≤x0时，x=1）进行归一化。式中，为归一化指标；x为未归一化指标值，即实际指标值；x0为指标归一化特征值，即指标的理想期望值。

3.3.3指标的综合

指标综合是在确定通信装备保障系统能力指标体系隶属关系的基础上，确定每项指标在该层的权重，在采用下式进行加和计算：

结合以上结论，通信装备保障系统的效能可以计算为：

4　结论

信息化条件下现代战争形态的改变引起了世界军事领域的变革。军用指挥与控制系统在现代战争中的作用和地位已经被各军事强国所重视，在努力发展我国军用指挥与控制系统的同时，增强通信装备保障能力、建立完善通信装备保障能力评估体系作为指挥与控制系统的重要基础同样重要。本文在系统分析通信装备保障体系，深入研究影响通信装备保障能力诸要素的基础上，采用了一种基于结构分析法的通信装备保障能力评估方法，实现了对通信装备保障能力客观、准确的评估。

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Research on Effectiveness Evaluation Model of Communication Equipment Support System Based on ADC Method

DOU Xiao-jie1，WANG Xiao-ping1，LIAO Shan-liang2
（1.Unit 76160 of PLA，Guangzhou 510055，China；2.Unit 73825 of PLA，Xuzhou 221116，China）

For the assessment questions communication equipment safeguard system capability，based on the analysis and evaluation of classic algorithm and the research on elements of communication equipment support capability，by introducing ADC method which is classical and generally used，the effectiveness evaluation model of the communication equipment support system is built up and analyzed.The main capability index and influencing factors of the communication equipment support system is specified to provide

for effectiveness evaluation research of the system and its component equipment as the foundation.According to study on thecommunication equipmentsupportabilityevaluation，thenaturerelationshipbetweenvariousfactorsofthe communication equipment support ability can be revealed，expliciting communication equipment safeguard level，improving communication equipment support ability.

ADC method，communication equipment support，effectiveness evaluation

E96

A

1002-0640（2016）07-0110-04

2015-06-10

2015-07-17

窦晓杰（1988-），女，山东济南人，助理工程师，硕士，研究方向：通信装备保障。