劉治學(xué)，朱壽雷，許 誠，杜茂華

（海軍航空工程學(xué)院 a.研究生管理大隊；b.飛行器工程系，山東 煙臺 264001）

隨著軍事信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、信息處理技術(shù)、人工智能技術(shù)和仿生技術(shù)在導(dǎo)彈等武器裝備領(lǐng)域的應(yīng)用，未來戰(zhàn)場將是一場軍事技術(shù)的博弈。反艦導(dǎo)彈作為現(xiàn)今海戰(zhàn)中最具打擊威力的武器，其作戰(zhàn)性能也面臨嚴(yán)峻的考驗。隨著戰(zhàn)場高技術(shù)含量越來越大，我們能夠感覺到，發(fā)展一種遠(yuǎn)程化、智能化的反艦導(dǎo)彈是必然趨勢[1-2]。

1 智能反艦導(dǎo)彈的描述

反艦導(dǎo)彈是未來打擊水面艦艇的主要武器之一，隨著戰(zhàn)場高技術(shù)程度越來越高，遠(yuǎn)程化、智能化的反艦導(dǎo)彈是未來反艦導(dǎo)彈發(fā)展的必然趨勢。在探討智能反艦導(dǎo)彈的概念之前，我們應(yīng)先理解何謂智能導(dǎo)彈[3]。

1）智能導(dǎo)彈是一個自主的概念

智能導(dǎo)彈的智能就反映在它能通過對各種感知的信息進(jìn)行自主處理，對外界環(huán)境、目標(biāo)特性及其變化進(jìn)行分析、判斷和推理，具有一定的思維能力和聯(lián)想能力，從而能做出正確的決策和反應(yīng)——能主動地攻擊目標(biāo)。也就是智能導(dǎo)彈應(yīng)具有自主性、自適應(yīng)性。那種完全按人工預(yù)先設(shè)計好的程序飛行而不能適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境條件自主攻擊敵方目標(biāo)的導(dǎo)彈不能稱為智能導(dǎo)彈。

2）智能導(dǎo)彈是一個相對的概念

智能反艦導(dǎo)彈的所謂智能也是相對的，智能導(dǎo)彈是相對于敵方目標(biāo)的智能而言的。例如：有對抗敵方干擾能力的防空導(dǎo)彈相對于無抗干擾能力的導(dǎo)彈而言，是智能的，但這種導(dǎo)彈要對付具有變速、變軌、機(jī)動能力的飛機(jī)和導(dǎo)彈來說，就不是智能的。如果我方導(dǎo)彈的智能在某一方面或多方面高于敵方目標(biāo)的智能，能克敵制勝，這就是智能導(dǎo)彈。

3）智能導(dǎo)彈是一個漸進(jìn)的概念

以導(dǎo)彈制導(dǎo)技術(shù)為例，已從過去的指令制導(dǎo)發(fā)展到目前的自尋的，能實現(xiàn)發(fā)射后不管，自主地對準(zhǔn)目標(biāo)，這就具有一定的智能化，但隨著目標(biāo)智能水平的提高，自動尋的導(dǎo)彈就需要進(jìn)一步完善和提高智能化水平，否則就稱不上智能導(dǎo)彈了。

4）智能導(dǎo)彈是一個博弈的概念

只有在敵我雙方交戰(zhàn)時，哪方導(dǎo)彈能打得進(jìn)（突防）、打得準(zhǔn)（精確制導(dǎo)）、打得狠、防得住，哪方導(dǎo)彈的智能才算更高一籌。

綜上所述，考慮到反艦導(dǎo)彈的技術(shù)發(fā)展，可以認(rèn)為智能反艦導(dǎo)彈就是指在未來反艦作戰(zhàn)中，具有打擊距離遠(yuǎn)、命中精度高、突防能力強(qiáng)、打擊目標(biāo)種類多、射程覆蓋范圍廣、采用模塊化設(shè)計、適于眾多平臺發(fā)射、協(xié)同攻擊并能自主實施攻擊以及進(jìn)行效果檢驗與評估的導(dǎo)彈。

2 智能反艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)運用流程圖

根據(jù)作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)需要，智能反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)運用過程大致可以分為4個階段，分別是射前生存階段、巡航階段、突防階段、打擊評估階段。射前生存階段主要是指接受作戰(zhàn)任務(wù)以及確定采用平臺方式，是采用單平臺還是多平臺協(xié)同打擊；巡航階段由于導(dǎo)彈飛行距離遠(yuǎn)、飛行速度慢、飛行時間較長，容易被敵方發(fā)現(xiàn)并攔截，所以需要導(dǎo)彈具有反偵察能力，這樣才能提高導(dǎo)彈的生存能力；突防階段就是為了使導(dǎo)彈能夠準(zhǔn)確的擊中目標(biāo)，要求導(dǎo)彈的搜索能力、突防能力，能夠突破敵方的干擾和攔截，體現(xiàn)突防階段的智能性；打擊評估階段就是當(dāng)占居最佳攻擊陣位的導(dǎo)彈自主進(jìn)行攻擊時，同批次的領(lǐng)彈對攻擊效果檢驗與評估，并作出反應(yīng)——將戰(zhàn)場信息傳回指揮平臺，為確定下一批次打擊時機(jī)和規(guī)模提供目標(biāo)新息；自主選擇或修正攻擊導(dǎo)彈的彈道以擴(kuò)大戰(zhàn)果。智能反艦導(dǎo)彈具體的作戰(zhàn)運用流程圖如圖1。

圖1 智能反艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)運用流程圖

3 智能反艦導(dǎo)彈攻防作戰(zhàn)的Petri網(wǎng)模型

Petri 網(wǎng)是一種可用簡單圖表示的網(wǎng)狀信息流模型。它既可用于靜態(tài)的結(jié)構(gòu)分析，又可用于動態(tài)的行為分析，特別對描述和分析資源開發(fā)與沖突系統(tǒng)有獨特之處。它是描述和分析離散事件動態(tài)系統(tǒng)的主要建模工具。離散事件系統(tǒng)的本質(zhì)是事件的發(fā)生和狀態(tài)的變化，事件和狀態(tài)分別可用Petri 網(wǎng)中的庫所和變遷來描述，而事件的發(fā)生和狀態(tài)的變化則可用Petri 網(wǎng)系統(tǒng)運行而體現(xiàn)，即按引發(fā)規(guī)則使得事件驅(qū)動狀態(tài)演變，從而反映系統(tǒng)動態(tài)運行過程。

利用Petri 網(wǎng)為系統(tǒng)建模可歸結(jié)為事件和條件兩個基本概念。許多系統(tǒng)均可從事件與條件觀點去建模。事件是系統(tǒng)中的動作，事件的出現(xiàn)是由系統(tǒng)狀態(tài)控制的。系統(tǒng)狀態(tài)可描述為一組條件，條件就是系統(tǒng)狀態(tài)的謂詞和邏輯描述。條件可以成立（為真）也可以不成立（為假）。為了使事件發(fā)生，必須使某些條件成立，這種條件稱為事件的前條件。事件的發(fā)生可能破壞系統(tǒng)的前條件而使另外的條件成立，這種條件稱為事件的后條件。下面就是對智能反艦導(dǎo)彈的攻防作戰(zhàn)的4個階段分別構(gòu)建Petri網(wǎng)模型[4]。

3.1 射前生存階段Perti網(wǎng)模型

3.1.1模型

按照對射前生存階段的劃分，利用Perti 網(wǎng)對此階段建模分析。射前生存階段的前后事件情況如表1所列，其Petri 網(wǎng)如圖2所示。

射前生存階段主要事件有以下幾項：

1）進(jìn)攻方偵察打擊目標(biāo)的信息；

2）將衛(wèi)星偵察信息傳送到進(jìn)攻方指揮中心；

3）指揮中心對導(dǎo)彈部隊下達(dá)命令，確定采用何種平臺模式或多平臺協(xié)同模式；

4）防御方空中（預(yù)警機(jī)）、空間（衛(wèi)星）偵察；

5）防御方將空間偵察信息、監(jiān)視信息通過衛(wèi)星傳到防御方指揮部；

6）防御方做好平臺打擊準(zhǔn)備以及對導(dǎo)彈攻擊的攔截行動準(zhǔn)備；

7）進(jìn)攻方繼續(xù)偵查防御方信息；

8）進(jìn)攻方根據(jù)新信息進(jìn)行平臺機(jī)動部署；

9）進(jìn)攻方平臺生存機(jī)動；

10）防御方空中（預(yù)警機(jī)）、空間（衛(wèi)星）再次偵察；

11）防御方將空間偵察信息、監(jiān)視信息通過衛(wèi)星傳到防御方指揮部；

12）防御方對攻擊平臺實施打擊；

13）防御方利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)確定進(jìn)攻方平臺的發(fā)射陣位；

14）進(jìn)攻平臺及導(dǎo)彈到達(dá)發(fā)射陣位；

15）進(jìn)攻方對導(dǎo)彈進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃；

16）進(jìn)攻方下達(dá)命令，點火發(fā)射；

17）防御方預(yù)警衛(wèi)星、預(yù)警飛機(jī)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)；

18）防御方進(jìn)行跟蹤。

表1 智能反艦導(dǎo)彈射前生存階段前后事件表

圖2 智能反艦導(dǎo)彈射前生存階段Petri網(wǎng)模型圖

3.1.2 事件發(fā)生條件及說明

1）進(jìn)攻方。A：偵察衛(wèi)星；A1：通信中繼衛(wèi)星；B0：偵察信息；B1：偵察的新信息；C：進(jìn)攻方部隊指揮中心；D：機(jī)動命令；D1：機(jī)動決策命令；E：智能反艦導(dǎo)彈；F：發(fā)射平臺；F1：重新部署的作戰(zhàn)平臺；G：存儲的智能反艦導(dǎo)彈；I0：被摧毀的導(dǎo)彈；I1：生存的導(dǎo)彈；J：機(jī)動轉(zhuǎn)移的導(dǎo)彈；K0：被摧毀的轉(zhuǎn)移導(dǎo)彈；K1：生存的轉(zhuǎn)移導(dǎo)彈；L：發(fā)射命令；M：發(fā)射的導(dǎo)彈；N：被跟蹤的導(dǎo)彈；P：衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)；S：確定的發(fā)射陣位；X1：準(zhǔn)備發(fā)射的導(dǎo)彈；X2：待發(fā)的導(dǎo)彈；Y：導(dǎo)彈的程序；Z：導(dǎo)彈的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)。

2）防御方。a：防御打擊部署；a1：重新部署防御打擊；b：預(yù)警機(jī)、偵察飛機(jī)；c：偵察衛(wèi)星；c1：通信中繼衛(wèi)星；d0：偵察信息；d1：偵察的新信息；d2：預(yù)警衛(wèi)星、飛機(jī)或得的導(dǎo)彈能信息；e：指揮中心；f0：確定攻擊方式；f1：再確定攻擊方式；h：打擊攻勢；i：搜索雷達(dá)。

3.2 巡航階段的Perti網(wǎng)模型

3.2.1模型

導(dǎo)彈飛行的中段，即巡航階段。在這一階段，由于導(dǎo)彈彈道變化小、飛行距離遠(yuǎn)、飛行速度慢，導(dǎo)致飛行的時間較長，這對防御方較為有利。雖然導(dǎo)彈在這個階段可以被觀測的特征較弱，但防御方有較為充分的時間，利用各種天基和空中的先進(jìn)探測手段對導(dǎo)彈進(jìn)行識別和跟蹤，并將數(shù)據(jù)送入綜合信息系統(tǒng)，以選擇最佳攔截攻擊的方式和時機(jī)。所以，在這個階段，導(dǎo)彈受到的威脅主要是被捕獲、跟蹤和各種空中武器的攔截[4]。

按照導(dǎo)彈巡航階段的劃分，利用Petri 網(wǎng)對此階段進(jìn)行建模分析。巡航階段的前后事件情況如表2所列，其Petri 網(wǎng)如圖3所示。

表2 智能反艦導(dǎo)彈巡航階段前后事件表

圖3 智能反艦導(dǎo)彈巡航階段的Perti網(wǎng)模型圖

智能反艦導(dǎo)彈巡航階段的主要事件有以下幾項

1）導(dǎo)彈進(jìn)入巡航階段；

2）防御方對導(dǎo)彈進(jìn)行識別和跟蹤，并將數(shù)據(jù)傳送給綜合信息系統(tǒng)；

3）防御方做好攔截準(zhǔn)備；

4）巡航導(dǎo)彈獲取反偵察信息；

5）巡航導(dǎo)彈采取反偵察手段；

6）防御方對巡航導(dǎo)彈進(jìn)行攔截攻擊；

7）巡航導(dǎo)彈發(fā)現(xiàn)攔截攻擊，評估攻擊威脅；

8）采取靈活的機(jī)動規(guī)避策略。

3.2.2 事件發(fā)生條件及說明

1）進(jìn)攻方。A：發(fā)射成功的導(dǎo)彈；B：導(dǎo)彈巡航信息；C：感知戰(zhàn)場環(huán)境；D：快速識別跟蹤源；E：反偵察信息；F：電磁誘餌；G：紅外誘餌；H：釋放干擾信號；I：反偵察手段；J：評估攻擊威脅；K：評估信息、規(guī)避策略；L：快速改變飛行彈道；M：突然加速飛行；P：多彈頭分導(dǎo)；N：巡航階段生存下來的導(dǎo)彈。

2）防御方。a：天基和空中探測手段；b：通信中繼衛(wèi)星；c：綜合信息系統(tǒng)；d：攔截武器裝備；e：發(fā)射攔截武器。

3.3 突防階段的Perti網(wǎng)模型

3.3.1模型

突防階段時，由于導(dǎo)彈上主動雷達(dá)的導(dǎo)引頭工作，敵方戰(zhàn)艦上的偵察監(jiān)視系統(tǒng)可以很容易探測到導(dǎo)引頭發(fā)出的雷達(dá)信號。此時，敵方會有針對性地釋放非常強(qiáng)的干擾信號對導(dǎo)引頭進(jìn)行干擾，同時也會利用戰(zhàn)艦上各種武器對來襲的導(dǎo)彈進(jìn)行攔截。所以，在這個階段，導(dǎo)彈受到的威脅主要是對導(dǎo)引頭的強(qiáng)干擾和各種艦載武器的攔截[4]。

按照對導(dǎo)彈突防階段的劃分，利用Perti 網(wǎng)對此階段進(jìn)行建模分析。導(dǎo)彈突防階段的前后事件情況如表3所列，其Petri 網(wǎng)如圖4所示

表3 智能反艦導(dǎo)彈突防階段前后事件表

圖4 智能反艦導(dǎo)彈突防階段的Perti網(wǎng)模型圖

智能反艦導(dǎo)彈突防階段的主要事件有以下幾項：

1）進(jìn)入攻擊區(qū)域；

2）搜索目標(biāo)；

3）導(dǎo)彈智能化系統(tǒng)；

4）智能突防；

5）偵察信息系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并跟蹤；

6）將偵察信息傳到指揮中心；

7）將信息傳到艦隊中的各艦只；

8）干擾，攔截導(dǎo)彈。

3.3.2 事件發(fā)生條件及說明

1）進(jìn)攻方。A：巡航中的導(dǎo)彈；B：雷達(dá)開機(jī)信息；C：多彈協(xié)同方式；D：突防策略。

2）防御方。a：敵艦上的偵察系統(tǒng)；b：跟蹤信息；c：指揮中心；d：指揮決策信息；e：通信中繼衛(wèi)星；f：攔截方案；g：攔截武器；h：干擾信號；i：突防成功的導(dǎo)彈。

3.4 打擊評估階段的Perti網(wǎng)模型

3.4.1模型

打擊評估階段就是指智能反艦導(dǎo)彈攻擊毀傷目標(biāo)后對打擊毀傷效果進(jìn)行評估，并制定下一批次的打擊策略。按照對導(dǎo)彈打擊評估階段的劃分，利用Perti 網(wǎng)對此階段進(jìn)行建模分析。導(dǎo)彈打擊評估階段的前后事件情況如表4所列，Petri 網(wǎng)如圖5所示。

表4 智能反艦導(dǎo)彈打擊評估階段前后事件表

圖5 智能反艦導(dǎo)彈打擊評估階段的Perti網(wǎng)模型圖

智能反艦導(dǎo)彈打擊評估階段的主要事件有以下幾項：

① 領(lǐng)彈；② 智能活力分配；③ 打擊艦艇的導(dǎo)彈；④ 導(dǎo)彈評估毀傷效果。

3.4.2 事件發(fā)生條件及說明

1）進(jìn)攻方。A：多彈協(xié)同搜索；B：目標(biāo)威脅評估；C：火力分配策略；D：戰(zhàn)場態(tài)勢感知；E：精確制導(dǎo)；F：戰(zhàn)斗部；G：導(dǎo)彈智能化系統(tǒng)；H：毀傷；I：搜索目標(biāo)毀傷信息；J：決策分析；K：敵艦艇編隊。

2）防御方。a：敵艦艇編隊。

4 結(jié)束語

智能反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)運用過程描述，是基于在遠(yuǎn)程、多平臺、多彈協(xié)同以及在戰(zhàn)場感知能力、反偵察能力等方面具有一定智能性的反艦導(dǎo)彈的設(shè)定上建立的。通過對智能反艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)過程的描述，以及應(yīng)用Perti 網(wǎng)對智能反艦導(dǎo)彈的攻防對抗過程進(jìn)行的描述，我們可以看到，發(fā)展一型智能反艦導(dǎo)彈在未來的戰(zhàn)場作戰(zhàn)中是具有一定的優(yōu)勢的。

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[3]夏國洪,王東進(jìn),花祿森,等.智能導(dǎo)彈[M].北京:中國宇航出版社,2008.

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