鄒 慧

（上海警備區(qū)司令部，上海200040）

0 引 言

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，空襲已經(jīng)成為了一種重要的作戰(zhàn)樣式。從國(guó)際上近幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)來(lái)看，以精確制導(dǎo)武器為特征的空襲作戰(zhàn)對(duì)交戰(zhàn)雙方的勝負(fù)都起到了關(guān)鍵性的作用，作為國(guó)家或地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心的大中城市，將是未來(lái)作戰(zhàn)中敵空襲的首選目標(biāo)。因此，作好軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備，深入研究和探討城市防空作戰(zhàn)問(wèn)題具有重要意義。

在現(xiàn)代一體化聯(lián)合防空作戰(zhàn)中，信息對(duì)抗所起的作用越來(lái)越突出，越來(lái)越重要。如何有效評(píng)估信息對(duì)抗裝備作戰(zhàn)效能，以及合理配置信息對(duì)抗裝備是目前迫切需要解決的問(wèn)題。

1 主要對(duì)抗目標(biāo)

現(xiàn)代空襲模式發(fā)展為各類導(dǎo)彈、攻擊機(jī)、電子戰(zhàn)專用飛機(jī)等組成的大攻擊群，對(duì)防空系統(tǒng)實(shí)施多方向、多批次、多層次的連續(xù)飽和攻擊。突防方在一定的企圖下進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察，獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息，進(jìn)行加工處理，形成空襲方案及空襲作戰(zhàn)行動(dòng)；突防方轟炸機(jī)到達(dá)臨近空襲地點(diǎn)，電子支援飛機(jī)和專用電子干擾飛機(jī)提供相應(yīng)的電子偵察和電子干擾；航空兵多機(jī)種密切協(xié)同，以多批次、小編隊(duì)、短間隔方式從不同方向以不同高度連續(xù)進(jìn)襲，利用巡航導(dǎo)彈、各種空地導(dǎo)彈對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確打擊。

防空方偵察預(yù)警系統(tǒng)是實(shí)施防空作戰(zhàn)的前提，為此應(yīng)采取各種手段盡早發(fā)現(xiàn)、識(shí)別和連續(xù)掌握敵空襲兵器的來(lái)襲情況，并及時(shí)將信息傳送至作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)，為指揮控制系統(tǒng)、火力攔截系統(tǒng)、電子對(duì)抗系統(tǒng)提供必須的情報(bào)。指揮控制系統(tǒng)搜集、處理情報(bào)，組織協(xié)調(diào)火力攔截系統(tǒng)、電子對(duì)抗系統(tǒng)進(jìn)行防空作戰(zhàn)。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)按照指揮控制系統(tǒng)所下達(dá)的命令，完成對(duì)火力攔截系統(tǒng)、電子對(duì)抗系統(tǒng)的引導(dǎo)，并將火力攔截系統(tǒng)、電子對(duì)抗系統(tǒng)的狀態(tài)反饋給指揮控制系統(tǒng)?；鹆r截系統(tǒng)根據(jù)偵察預(yù)警系統(tǒng)和指揮控制系統(tǒng)提供的空情和作戰(zhàn)指令，對(duì)敵空襲武器實(shí)施攔截。電子對(duì)抗系統(tǒng)根據(jù)偵察預(yù)警系統(tǒng)和指揮控制系統(tǒng)提供的空情和作戰(zhàn)指令，對(duì)敵空襲武器實(shí)施干擾壓制。

2 作戰(zhàn)流程分析

通過(guò)前述對(duì)整個(gè)作戰(zhàn)過(guò)程的分析，可得出城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)過(guò)程的流程圖如圖1所示。

圖1 城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)過(guò)程的流程圖

城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，具有異步、并發(fā)等特點(diǎn)，而Petri網(wǎng)是描述具有分布、并發(fā)、異步特征的系統(tǒng)的有效工具，因此本文將其引入到城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)過(guò)程的作戰(zhàn)效能評(píng)估中，以動(dòng)態(tài)仿真的方法從總體上給出一種評(píng)價(jià)城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)效能的方法。

3 有色Petri網(wǎng)的基本理論

3.1 基本Petri網(wǎng)的概念

Petri網(wǎng)是由位置、轉(zhuǎn)移和連接位置與轉(zhuǎn)移間關(guān)系的有向弧所組成的一種有向圖。它用4種元素為系統(tǒng)建模：位置、轉(zhuǎn)移、弧和令牌。其中，位置、轉(zhuǎn)移、弧的連接用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)功能和結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)移點(diǎn)火和令牌的移動(dòng)則用于描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。其基本定義如下：

定義：一個(gè)基本Petri網(wǎng)（PN）定義為一個(gè)四元組：

式中：P＝｛p1，p2，…，pn｝，為有限位置集；T＝｛t1，t2，…，tm｝，為有限轉(zhuǎn)移集；F?（P×T）∪（T×P），為流關(guān)系（即有向弧集 ）；M0：P→｛0，1，2，… ｝，為初始標(biāo)識(shí)；P∩T＝Φ；P∪T≠Φ。

圖1顯示，國(guó)內(nèi)首篇有關(guān)正念療法的核心學(xué)術(shù)文獻(xiàn)肇始于2009年，查閱可知由李英、席敏娜、申荷永發(fā)表于《心理科學(xué)》的《正念禪修在心理治療和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用》一文。文章概況了正念禪修的起源、內(nèi)涵，著重闡釋了基于正念的3種主流心理治療方法：正念減壓療法(MBSR)、正念認(rèn)知療法(MBCT)、辯證行為治療(DBT)，并對(duì)正念療法于心理治療、醫(yī)學(xué)保健等領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)行綜述[13]。開(kāi)創(chuàng)了正念療法域外引介的先河，為該療法的本土化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。自此，我國(guó)關(guān)于正念療法的學(xué)術(shù)研究遍地開(kāi)花，文獻(xiàn)量陡增(如圖1所示，2017因數(shù)據(jù)不完整，難以匯總，但預(yù)測(cè)其增長(zhǎng)趨勢(shì)不可避免)，有力推動(dòng)了正念療法的本土化進(jìn)程。

一般地，在Petri網(wǎng)的圖形表示中，位置用圓圈“○”表示，轉(zhuǎn)移用直線段“｜”表示，位置與轉(zhuǎn)移間的流關(guān)系則用有向弧來(lái)表示。

3.2 有色Petri網(wǎng)的概念

基本Petri網(wǎng)沒(méi)有數(shù)據(jù)和層次概念，容易導(dǎo)致模型非常龐大，經(jīng)常出現(xiàn)“狀態(tài)爆炸”問(wèn)題，很難用于復(fù)雜系統(tǒng)的建模。因此，在實(shí)際使用中又引入了有色Petri網(wǎng)（CPN）的概念，它將網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的令牌賦予顏色，使得位置中可以同時(shí)容納多種令牌，從而大大簡(jiǎn)化了模型。

定義：一個(gè)有色Petri網(wǎng)（CPN）定義為一個(gè)五元組：

式中：P＝｛p1，p2，…，pn｝為有限位置集；T＝｛t1，t2，…，tm｝為有限轉(zhuǎn)移集；F?（P×T）∪（T×P）為流關(guān)系 （即有向弧集）；M0：P→｛0，1，2，…｝為初始標(biāo)識(shí)；P∩T＝Φ；P∪T≠Φ；C為從P∪T到一個(gè)非空集合的顏色映射函數(shù)。

在有色Petri網(wǎng)中，每個(gè)位置的可能令牌顏色都構(gòu)成一個(gè)集合，每一轉(zhuǎn)換事件觸發(fā)顏色也構(gòu)成一個(gè)集合，顏色映射函數(shù)C將位置令牌顏色集與轉(zhuǎn)換事件觸發(fā)顏色集聯(lián)系起來(lái)。這樣就擴(kuò)大了令牌所代表的內(nèi)涵，同時(shí)轉(zhuǎn)換的顏色也具體規(guī)定了事件的條件。因此，同樣的應(yīng)用系統(tǒng)用CPN來(lái)建模，系統(tǒng)模型的結(jié)點(diǎn)要少得多，大大提高了效率，并且可以在不影響原始Petri網(wǎng)的情況下，把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和層次分解很好地結(jié)合起來(lái)，因而是一種理想的建模工具。

4 基于有色Petri網(wǎng)的城市防空信息對(duì)抗系統(tǒng)效能評(píng)估

4.1 城市防空信息對(duì)抗系統(tǒng)的有色Petri網(wǎng)仿真描述

通過(guò)對(duì)城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)的分析，可得出城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)效能評(píng)估的頂層CPN模型，如圖2所示。

圖2 城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)效能評(píng)估的頂層CPN仿真模型

其中各個(gè)庫(kù)所、變遷所代表的意義為：p1，敵方遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)；p2，敵方隨隊(duì)掩護(hù)干擾飛機(jī)；p3，敵方機(jī)載自衛(wèi)干擾設(shè)備；p4，敵方地對(duì)空干擾設(shè)備；p5，敵方預(yù)警偵察衛(wèi)星；p6，敵方預(yù)警機(jī)；p7，敵方偵察機(jī)；p8，敵方地面雷達(dá)偵察網(wǎng)；p9，敵方指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)與情報(bào)監(jiān)視與偵察（C4ISR）系統(tǒng)；p10，敵方“隱形”轟炸機(jī)；p11，敵方戰(zhàn)略轟炸機(jī)；p12，敵方戰(zhàn)斗轟炸機(jī)；p13，敵方戰(zhàn)斗機(jī)；p14，敵方攻擊機(jī)；p15，敵方預(yù)警機(jī)；p16，敵方“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈；p17，敵方防區(qū)外發(fā)射的空地導(dǎo)彈；p18，敵方反輻射導(dǎo)彈；p19，敵反輻射飛機(jī)；p20，敵機(jī)載轟瞄雷達(dá)；p21，敵防區(qū)外空襲的空地導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)；p22，敵機(jī)載轟瞄、地形回避雷達(dá)；p23，敵干擾走廊；p24，敵防區(qū)外空襲區(qū)域；p25，敵突擊編隊(duì)；p26，敵方突擊編隊(duì)發(fā)射的空地導(dǎo)彈；p27，敵方突擊編隊(duì)發(fā)射的空地導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)；p28，敵突擊編隊(duì)空襲區(qū)域；p29，敵空襲作戰(zhàn)企圖；p30，我方預(yù)警偵察衛(wèi)星；p31，我方預(yù)警機(jī)；p32，我方偵察機(jī)；p33，我方地面警戒雷達(dá)；p34，我防空C4ISR系統(tǒng)；p35，我空中預(yù)警指揮機(jī)；p36，我方對(duì)空干擾群；p37，我方防空群；p38，我方目標(biāo)指示雷達(dá)；p39，我方防空導(dǎo)彈；p40，我方高射炮；p41，我方地空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)；p42，我方炮瞄雷達(dá)；p43，我方殲擊攔截編隊(duì)；p44，我方機(jī)載自衛(wèi)干擾設(shè)備；p45，我方伴隨干擾飛機(jī)；p46，我方遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)；，p47，我方反輻射導(dǎo)彈；p48，我方要地。

t1，命令偵察；t2，命令干擾；t3，命令空襲兵器突防轟炸；t4，出動(dòng)預(yù)警機(jī)；t5，偵察我方要地；t6，地對(duì)空干擾設(shè)備、遠(yuǎn)距離支援干擾編隊(duì)、機(jī)載自衛(wèi)干擾設(shè)備設(shè)置干擾走廊；t7，地對(duì)空干擾設(shè)備干擾我預(yù)警偵察系統(tǒng)；t8，地對(duì)空干擾設(shè)備、遠(yuǎn)距離支援干擾編隊(duì)干擾我空中偵察機(jī)；t9，地對(duì)空干擾設(shè)備、遠(yuǎn)距離支援干擾編隊(duì)、隨隊(duì)掩護(hù)干擾編隊(duì)干擾我空中預(yù)警機(jī)；t10，遠(yuǎn)距離支援干擾編隊(duì)、隨隊(duì)掩護(hù)干擾編隊(duì)干擾我地面預(yù)警雷達(dá)；t11，遠(yuǎn)距離支援干擾編隊(duì)、隨隊(duì)掩護(hù)干擾編隊(duì)、機(jī)載自衛(wèi)干擾設(shè)備干擾我防空C4ISR系統(tǒng)、對(duì)空干擾群、我目標(biāo)指示雷達(dá)、防空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)；t12，隱形、戰(zhàn)略轟炸機(jī)抵達(dá)空襲區(qū)域；t13，隱形、戰(zhàn)略轟炸機(jī)命令機(jī)載轟瞄雷達(dá)開(kāi)機(jī)；t14，隱形、戰(zhàn)略轟炸機(jī)機(jī)載轟瞄雷達(dá)開(kāi)機(jī)尋找目標(biāo)精確定位；t15，隱形、戰(zhàn)略轟炸機(jī)進(jìn)行火力分配；t16，隱形、戰(zhàn)略轟炸機(jī)的空地導(dǎo)彈制導(dǎo)；t17，隱形、戰(zhàn)略轟炸機(jī)導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)引導(dǎo)導(dǎo)彈防區(qū)外打擊；t18，巡航導(dǎo)彈突防轟炸；t19，戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、攻擊機(jī)、預(yù)警機(jī)在預(yù)定空域集合組成敵突擊編隊(duì)；t20，戰(zhàn)斗機(jī)護(hù)航突擊編隊(duì)；t21，敵干擾走廊伴隨掩護(hù)突擊編隊(duì)；t22，突擊編隊(duì)抵達(dá)空襲區(qū)域；t23，突擊編隊(duì)命令機(jī)載雷達(dá)、地形回避雷達(dá)開(kāi)機(jī)尋找目標(biāo)精確定位；t24，機(jī)載雷達(dá)、地形回避雷達(dá)開(kāi)機(jī)尋找目標(biāo)精確定位空襲目標(biāo)；t25，突擊編隊(duì)進(jìn)行火力分配；t26，空地導(dǎo)彈制導(dǎo)；t27，彈道制導(dǎo)雷達(dá)引導(dǎo)導(dǎo)彈打擊壓制我防空系統(tǒng)；t28，反輻射導(dǎo)彈、反輻射無(wú)人機(jī)攻擊干擾壓制我防空群、目標(biāo)指示雷達(dá)、防空導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)；t29，敵空中預(yù)警機(jī)、電子干擾飛機(jī)、空中加油機(jī)、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、空地導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈進(jìn)入我預(yù)警偵察系統(tǒng)；t30，我預(yù)警偵察系統(tǒng)下達(dá)空情通報(bào)；t31，我防空C4ISR系統(tǒng)進(jìn)行情報(bào)信息融合指揮控制；t32，我空中預(yù)警機(jī)預(yù)警指揮控制殲擊攔截編隊(duì)；t33，我防空群組織對(duì)空偵察空襲目標(biāo)；t34，我防空群命令目標(biāo)指示雷達(dá)引導(dǎo)防空；t35，我目標(biāo)指示雷達(dá)引導(dǎo)防空導(dǎo)彈、高射炮防空；t36，我防空群進(jìn)行火力分配；t37，防空導(dǎo)彈命令導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)開(kāi)機(jī)；t38，高射炮命令炮瞄雷達(dá)開(kāi)機(jī)；t39，導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)開(kāi)機(jī)尋找目標(biāo)；t40，防空導(dǎo)彈進(jìn)行高空遠(yuǎn)程攔截?cái)硲?zhàn)斗轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)；t41，防空導(dǎo)彈進(jìn)行中空中程攔截?cái)硲?zhàn)斗轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、空地導(dǎo)彈；t42，防空導(dǎo)彈進(jìn)行低空近程攔截?cái)硲?zhàn)斗轟炸機(jī)、空地導(dǎo)彈、攻擊機(jī)、巡航導(dǎo)彈；t43，高射炮進(jìn)行中空攔截?cái)硲?zhàn)斗轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、空地導(dǎo)彈；t44，高射炮進(jìn)行低空、超低空攔截?cái)彻魴C(jī)、空地導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈；t45，反輻射導(dǎo)彈摧毀敵空中預(yù)警機(jī)、電子干擾機(jī)；t46，遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)、伴隨干擾飛機(jī)、機(jī)載自衛(wèi)干擾設(shè)備干擾支援?dāng)晨罩蓄A(yù)警機(jī)、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)；t47，殲擊攔截編隊(duì)遠(yuǎn)程攔截?cái)晨罩蓄A(yù)警機(jī)、電子干擾機(jī)、空中加油機(jī)、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)；t48，我方對(duì)空干擾群組織實(shí)施電子偽裝與佯動(dòng)；t49，我方對(duì)空干擾群組織實(shí)施電子防御；t50，我方對(duì)空干擾群組織實(shí)施電子戰(zhàn)偵察；t50，我方對(duì)空干擾群干擾敵機(jī)載轟瞄雷達(dá)；t52，我方干擾群干擾敵空地導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)。

4.2 真算法及流程

（1）讀入信息初始狀態(tài)表，信息處理輸入、輸出表和信息處理時(shí)間分布表，初始化數(shù)據(jù)；

（2）判斷是否滿足終止條件，滿足則仿真結(jié)束；

（3）掃描信息處理顏色表，找出有效信息處理；

（4）根據(jù)信息處理顏色映射表找出優(yōu)先級(jí)高的信息處理顏色組合，并予以處理、流出；

（5）確定最早下次事件，更新時(shí)鐘；

（6）判斷是否滿足終止條件，沒(méi)有則轉(zhuǎn)到第一步；

（7）仿真結(jié)束。

其流程圖如圖3所示。

該算法是遞推算法，其結(jié)束條件是系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)滿足精度要求，即到達(dá)某一步時(shí)若系統(tǒng)指標(biāo)的變化小于某一給定精度ε，則認(rèn)為系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，提取相應(yīng)指標(biāo)，仿真結(jié)束。

圖3 信息傳輸CPN仿真流程圖

5 結(jié)束語(yǔ)

由于Petri網(wǎng)既有直觀的圖形表示，又能進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析，且特別適合于并發(fā)系統(tǒng)，因此近年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用。有色Petri網(wǎng)是一種高級(jí)Petri網(wǎng)，通過(guò)賦予位置和令牌不同的含義，便可用它來(lái)描述城市防空信息對(duì)抗的作戰(zhàn)效能。限于篇幅，本文從總體上提出了利用CPN對(duì)其作戰(zhàn)效能進(jìn)行仿真的描述以及算法和思想，對(duì)于具體城市防空信息對(duì)抗作戰(zhàn)效能的評(píng)估，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)例化建模仿真分析。

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[2]王永剛，劉玉文，軍事衛(wèi)星及應(yīng)用概論[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.