报务系统的通信效能分析与评估方法

Ｖ０１．３５。Ｎｏ．１１　
ＮＯＶ，２０１０　
火力与指挥控制　Ｆｉｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ＆Ｃｏｍｍａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　第３５卷第ｌ１期　

２０１０年１１月　

文章编号：１００２—０６４０（２０１０）１１—０１２０—０３　
报务系统的通信效能分析与评估方法　
周安栋　，贾志军。，刘宏波　，陈佳昀　
（１．海军工程大学电子工程学院，武汉４３００３３，２．海军通信工程勘察设计室，北京１００Ｏ２０）　

摘要：结合报务系统通信效能评估采用经验评估的现状，构建报务系统的通信效能指标，包括电报传输能力、传递可靠　
度、传递时延、通信容量、通信误报率、发报设备可靠及可维修性、报务接收点场强以及电磁环境干扰等指标，进行效能评估目　
标分析和效能评估系统分析。采用主成分分析法和多维偏好线性规划方法计算通信效能评估指标的权重，利用权重结合ＢＰ　
神经网络对报务系统的效能评估进行计算，建立了能够反映报文系统通信效能的评估模型。　
关键词：报务系统，效能评估，评估方法，主成分分析法，神经网络　
中图分类号：Ｅ９５５　文献标识码：Ａ　

Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｅａｔｉｏｎ　ａｎｄ　
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＺＨＯＵ　Ａｎ－ｄｏｎｇ　，ＪＩＡ　Ｚｈｉ—ｊｕｎ。，ＬＩＵ　Ｈｏｎｇ—ｂｏ　，ＣＨＥＮ　Ｊｉａ—ｙｕｎ　
（１．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇ．Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｖａｌ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　４３００３３，Ｃｈｉｎａ，　
２．Ｎａｖａ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ＆Ｄｅｓｉｇｎ　Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００２０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｅｌｅｇｒａｐｈ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎｔｏ　ａｃｃｏｕｎｔ，ｂｕｉｌｔ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｎｄｅｘ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｆｏｒ　ｉｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｅｌｅｇｒａｐｈ，　
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ，ｄｅｌａｙ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ＢＥＲ　ｏｆ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，　
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｆｉｅｌｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｔ　ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ　ｓｐｏｔ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　
ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ａｉｍ　ａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｎｄ　ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　
ｉｆｉｄｅｘ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗｅｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｂｙ　ＡＨＰ　ａｎｄ　ＬＩＮＭＡＰ．Ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ，ａｎ　
ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ａｂｏｕｔ　ｔｅｌｅｇｒａｐｈ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ＢＰ　ｎｅｕｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ．　
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｅｌｅｇｒａｐｈ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ，ｐｒｉｎｃｉｐａｌ　
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｎｅｕｒａＩ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

言　
武器装备论证有３大支柱Ｌ１］：效能分析、费用分　
析和风险分析。系统效能评估是武器系统论证评估　
重要的一环。２Ｏ世纪后期，国内外开展了“系统效能　
分析”、“寿命周期费用分析”、“效费比分析”的研究。　
研究系统效能的方法有Ｌ２］：经典的ＷＳＥＩＡＣ法、　
ＳＡＤ结构分析法（即层次分析法）、聚类分析法、灰　

收稿日期：２００９—０９—１１　
作者简介：周安栋（１９６４一　副教授，研究方　修回日期：２００９—１１—１６　），男，山西寿阳人，在读博士，　
向：无线通信。　

色模糊分析法等。目前，报文系统通信效能评估缺少　
具体的通信数据指标，通常是经验性评估标准，如：　
组织运用合理、电报传递正确、在规定时限内完成通　
信等，这些标准通常只能通过人为的经验来加以判　
断，缺乏准确性和科学性。因此，有必要研究报务系　
统效能评估的模型与方法，实现对通信组织以及对　
电报传输方案的客观评价。　
报务系统的通信效能指标和评估模型从两个方　
面进行考虑：一方面就是结合报务通信的发展现状，　
构建报务系统的通信效能指标；第二个方面是结合　
现有的效能评估技术，借鉴军事装备效能成熟的评　
估体系和作战仿真模拟体系，设计效能评估方法。　
周安栋，等：报务系统的通信效能分析与评估方法　（总第３５－－１９４９）　・１２１‘　
１　系统效能定义　指标体系。　
效能分析的思想来源于美国，国内在２Ｏ世纪　
８Ｏ年代后期开始引入这一思想，９Ｏ年代以后迅速发　
展，普遍应用于各种论证中。效能分析和评估有２种　
途径［３］：一是采用某些形式化的效能评估模型；二是　
直接利用作战过程仿真的结果进行评估。关于系统　
效能评估的定义，世界各国各不相同。美国（ＭＩＬ—　
ＳＴＤ一７２１Ｂ）将系统效能定义为：装备能预期达到一　
组规定任务所要求的程度的量度，表达为可用性、可　
信性、固有能力的函数。前苏联给出的系统效能定义　
为：系统完成特定任务的能力程度的数量描述。　
我国“装备费用一效能分析”采纳了ＳＥＩＡＣ法，　
所给出的系统效能（　）定义［４］：装备在规定条件下　
完成规定任务的能力，是装备的可用性（Ｐ）、可信性　
（Ｓ）、固有能力（Ｒ）的综合反映，表示为：　
Ａ—Ｐ・Ｓ・Ｒ　（１）　
可用性Ｐ是在随机时刻立即开始执行任务时，　
装备处于可工作状态的程度的量度，其中包括可靠　
性与可维修性的影响。可信性　是已知装备开始执　
行任务时，对装备执行任务过程中一个或多个点上　
工作状态的量度。固有能力Ｒ是已知装备在执行任　
务过程完成任务目标能力的量度。　
系统效能是装备在设计规定条件下，不考虑敌　
方威胁和生存等战场环境因素下，完成规定任务的　
固有能力。固有能力基本上是静态的量度，过去曾用　
能力指数来描述。　
报务系统是现代海战中通信系统的一部分，其　
目标是使部队在合成作战环境中达到高程度的信息　
互通，从而使战斗部队获得信息优势［５］，要对其进行　
通信效能评估应，必须制订评估指标体系。　

２　报务系统通信效能的指标设计　
报务系统通信效能的指标是评估模型的基础，　
指标的科学选取对于评估结果的合理性有着至关重　
要的作用。评估指标体系的制订是一项很困难的工　
作，一般来说，指标范围越宽，指标数量越多，则评估　
结果越多，有利于判断决策。同时，确定指标的内容　
和指标的重要程度也越困难，处理和建模过程也越　
复杂。评估指标体系要全面的反映出所要评估的系　
统的各项目标要求，尽可能做到科学、合理、符合实　
际情况，并基本能为有关人员和部门接受。为此，制　
订评估指标体系需要在全面分析的基础上，首先拟　
定指标草案，经过广泛征求专家和有关部门意见，反　
复交换信息，统计处理和综合归纳等，最后确定评估　

报务系统通信效能指标　
电　
报　
传　
输　
能　
力　

垂５　ｆ垂｝ｆ　｝ｊ羹ｆ　ｆ耋ｆ　ｆ蓁　电磁干扰　

图１报务系统通信效能指标　
电报传递必须迅速、准确、保密和不问断，以适　
应通信的实际需要，然而通信系统中的通信设备种　
类繁多，性能各异，因此构造评估指标系统时必须综　
合考虑指标的全面性、科学性、客观性。通过对通信　
系统的全面分析并借鉴层次分析法思想，综合归纳　
出评估指标系统。通信效能评估关心的是电报传递　
的完成情况。评估指标系统如图１所示，包括电报传　
输能力、传递可靠度、传递时延、通信容量、通信误报　
率、发报设备可靠及可维修性、报务接收点场强以及　
电磁环境干扰等指标。上述指标的集合基本上反映　
了报务系统通信系统效能的因素，各指标的含义定　
义如下：①电报传输能力定义为：指发信台站在一　
定发信、方式、功率、效率等技参数条件下发送定量　
报文的能力；②传递可靠度定义为：以统计某段时　
问内成功到达收方的报文数占总共发送报文数的百　
分比为准；③传递时延定义为：台站电报发出时间　
和报房收到时间差；④通信容量定义为：单位时间　
内发送电报的报文流量；⑤通信误报率定义为：某　
段时间内错误到达报房的报文数占总共发送报文数　
的百分比；⑥设备可靠及可维修性定义为：一定时　
间内发报装备的工作故障维修率；⑦接收点场强：　
可以通过ＣＣＩＲ推荐的计算方法进行计算；⑨电磁　
环境干扰：现有的理论将电磁干扰分为重度、中度、　
轻度３个影响等级。　

３　报务系统的效能评估方法研究　
报务系统效能评估要求的是一种连续的、点到　
点的效能评估，期望的评估方法是能够进行连续不　
断的评估，指标的变化就能够迅速反映到评估结果。　
指标值与专家分析所得的效能值有着千丝万缕的联　
系，或是线形的或是非线性的，如何能反映指标与效　
能之间的关系，是效能评估计算方法的切入点。　
权重的确定在效能评估中有十分重要的意义，　
直接关系到评估结果的准确性。目前，有许多确定权　
重的方法，如层次分析法、多元统计分析法、模糊方　
程求解法、专家咨询法等。但是这些方法都有一定的