罗博峰 谢常达 彭双震

（国防大学联合作战学院 石家庄 050084）

1 引言

虚拟仿真训练是指以虚拟现实技术为支撑，创建模拟，实兵、实装、实弹的虚拟环境，并通过设置急、难、险、危等各种对抗局面，培训和提高受训者作战能力的训练活动［1］，具有训练环境逼真可设、训练内容针对性强、训练方式灵活多变、训练保障安全经济等优点［2］，是实战化训练的重要形式之一，更是和平时期部队战斗力生成和提高的重要途径。据美空军统计，从未参加实战的飞行员经过虚拟对抗训练，生存概率可从60%提高到90%［3］。虚拟仿真训练效果评估的优劣将直接影响训练效果提升，采取科学合理的评估方法，正确反馈训练的实际情况，有针对性地抓好训练，有助于战斗力的快速形成。

2 虚拟仿真训练评估指标体系建立

虚拟仿真训练的最终目的是提升部队实战能力，其表现形式是参加联合作战能力。因此，虚拟仿真训练评估指标体系的建立依托联合作战能力的形成建立。我们将虚拟仿真训练总体目标设为A，将情报信息（用I表示）、指挥控制（用C表示）、火力打击（用F表示），后装保障（用L表示）等四项作为一级指标，结合实际情况，构建虚拟仿真训练评估动态指标体系，如图1所示。

3 虚拟仿真训练效果评估构建

3.1 评估指标体系权重分配

采取层次分析法，将总目标层层细化，并根据重要性赋予各因素相应权重，最终形成一个多层次的评估模型。

图1 虚拟仿真训练评估指标体系

3.1.1 构建判断矩阵［4］

假定虚拟仿真训练总目标定为A，与二级指标I、C、F、L可构造判断矩阵，如表1所示。

表1 判断矩阵

其中，bij代表二级指标且大于 0，bii=1，bij=1/bji（i，j=1，2，…，n），可做n（n-1）/2次两两判断。

3.1.2 重要性标度［5］

针对指标对虚拟仿真训练效果评估影响程度不同，实现定性问题定量表述，对同一组指标要素前后进行比较量化，区分划分层次。假定用数字5至1代表量度区间，分别代表极度重要、明显重要、较为重要、同等重要、不重要，如出现倒数，将其倒数转化为正向指标作为逆向指标。标度划分具体见图2。

图2 重要性量度区间图

3.1.3 层次单排序和一致性检验

层次单排序［6］指根据判断矩阵，利用和积法、方根法计算，即通过求取矩阵的特征向量、最大特征值和一致性检验来确定权值。用U来表示判断矩阵，且满足UW=λmaxW。其中，λmax为判断矩阵U的最大特征根；W为对应λmax的正规化特征向量，Wi是对应因素的单排序权值。根据一致性指标公式CI=（λmax-n）/（n-1），查表可以得到相应的一致性指标RI（见表2）。以4阶判断矩阵为例，查表得到RI=0.9。

表2 平均随机一致性指标（RI）［7］

根据一致性比例计算公式CR=CI/RI。当CR＜0.1时，判断矩阵的一致性结果为可接受；当CR＞0.1时，结果为一致性不符，需要对判断矩阵进行必要的修正，通过一致性检验之后，使决策者能够根据得到的结果做出科学的决策。

3.2 评估指标权重的确定及一致性检验

3.2.1 构造判断矩阵

判断矩阵U（相对于虚拟仿真训练效果而言，4个要素之间相对重要性的比较）见表3。

表3 判断矩阵A-U

得到判断矩阵：

3.2.2 计算各因素权重

具体结果为W1=0.27，W2=0.17，W3=0.33，W4=0.24。

3.2.3 计算判断矩阵的最大特征值

3.2.4 进行一致性检验

根据计算得出，CR的数值小于0.1，当CR＜0.1时，判断矩阵的一致性结果为可接受，符合一致性检验。

判断矩阵满足一致性要求，则情报信息I、指挥控制C、火力打击F、后装保障L的权重为W=（0.27，0.17，0.33，0.24）。

按上述同样的方法计算二级指标权重，并进行一致性检验。所有判断矩阵计算的CR均小于0.1 ，因此，判断矩阵符合一致性检验。I1，I2，I3的权重分别是WI=（0.12，0.38，0.5），C1，C2，C3的权重分别是 WC=（0.17，0.33，0.5），F1，F2，F3的权重分别是WF=（0.17，0.39，0.44），L1，L2，L3的权重分别是 WL=（0.13，0.42，0.45）。

4 虚拟仿真训练效果模糊综合评价［8］

4.1 建立模糊评估模型

通过构造等级模糊子集把反应虚拟仿真训练效果的模糊指标进行量化，而后利用模糊变换原理对各指标进行综合评估。

4.1.1 构建评估指标集

根据虚拟仿真训练评估指标体系建立评估指标集：即 A=（I，C，F，L）。其中：I=（I1，I2，I3）；C=（C1，C2，C3）；F=（F1，F2，F3）；L=（L1，L2，L3）。

4.1.2 确定评估等级［9］

根据训练效果四级评定制建立评估集，即Y1：优秀；Y2：良好；Y3：及格；Y4：不及格，则：Y=（Y1，Y2，Y3，Y4）。

表4 虚拟仿真训练效果评估等级

4.2 模糊综合评估及实证

4.2.1 构造模糊评估矩阵［10］

采取电话咨询、邮寄、访谈等方式，邀请领域内专家、部队训练首长、作训参谋、基层干部等10名专家进行专家评分，对二级评估指标因素进行训练效果评估，所组成评价集为 E=（P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10），见下表。

表5 专家评估情况

表6 虚拟仿真训练各指标权重汇总

因此，判断矩阵如下。

4.2.2 计算综合评估集［11］

结合该指标的评估权重，得到综合评估集：

将上述结果进行归一化处理，得到结果情报信息集：

同理可得：

建立一级评价指标矩阵：

结合一级指标权重集W，求得虚拟仿真训练效果评估集为

将上述结果进行归一化处理，得到虚拟仿真训练效果评估集A=［0.41，0.26，0.21，0.12］。

综合评价结果来看，对应评语集Y=（优秀、良好、及格、不及格），按照最大隶属度原则，取得评价集A中最大值0.41，对应评语为“优秀”，因此，认定此次模糊评价虚拟仿真训练效果为“优秀”［12］。

5 结语

本文采取AHP法，通过定量和定性分析，有效解决了虚拟仿真训练效果评估问题，为部队有针对性的训练提供了可借鉴依据，有助于训练水平的有效提高。评估过程中构建虚拟仿真训练评估体系，并采用专家评估法，确定各指标权值，使得评估具有可靠性和实用性，为虚拟仿真训练效果评估提供了一条切实可靠的方法路径，具有一定应用价值。