張 會(huì)，吳 鵬，李長(zhǎng)軍

(海軍潛艇學(xué)院，山東 青島266042)

單兵力線式巡邏有效封鎖寬度分析模型

張 會(huì)，吳 鵬，李長(zhǎng)軍

(海軍潛艇學(xué)院，山東 青島266042)

以水面艦艇反潛巡邏封鎖行動(dòng)規(guī)劃為應(yīng)用背景，在對(duì)巡邏封鎖戰(zhàn)術(shù)思想和突破行動(dòng)方法進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，首次提出用有效封鎖寬度描述巡邏封鎖行動(dòng)的效能，建立單兵力往返巡邏行動(dòng)效能分析模型，給出有效封鎖寬度的概念和最大有效封鎖寬度分析結(jié)論，使用仿真方法對(duì)所給出的結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證。

反潛;巡邏線;效能分析;有效寬度

0 引言

兵力沿特定直線、折線或曲線的巡邏統(tǒng)稱線式巡邏，巡邏的目的是防止敵方兵力的突破。線式巡邏是水面艦艇或潛艇反潛封鎖行動(dòng)的重要方法，而反潛巡邏樣式又以單艦艇往返和以單艦艇往返為基礎(chǔ)的多艦艇往返最為常見［1－3］。

本文以單艦艇往返巡邏行動(dòng)為研究對(duì)象，建立單兵力往返巡邏行動(dòng)分析模型，給出有效封鎖寬度的概念，通過理論分析給出有效封鎖寬度計(jì)算方法，可用于指導(dǎo)封鎖行動(dòng)方案或突破行動(dòng)方案的制定。

1 單兵力線式巡邏行動(dòng)分析模型

如圖1所示，假設(shè)巡邏兵力沿特定的直線段AB做往返機(jī)動(dòng)，目標(biāo)采用定速直線運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行突破且突破航向垂直于巡邏兵力的巡邏航向［2－4］。記巡邏兵力的巡邏速度為Vs，目標(biāo)的突破速度為Vm，假設(shè)巡邏兵力對(duì)目標(biāo)的探測(cè)范圍為一個(gè)半徑為ds的圓，并稱ds為巡邏兵力對(duì)目標(biāo)的探測(cè)距離。目標(biāo)能成功突破就是能在不進(jìn)入巡邏兵力探測(cè)范圍的前提下由巡邏線的一側(cè)機(jī)動(dòng)到巡邏線的另一側(cè)。

稱以AB為中線，寬度為2ds帶型區(qū)域?yàn)檠策壉λ阉鲙АＤ繕?biāo)能否成功突破，關(guān)鍵看目標(biāo)在巡邏兵力搜索帶內(nèi)機(jī)動(dòng)期間目標(biāo)與巡邏兵力之間的位置關(guān)系。顯然，要想成功突破，目標(biāo)在巡邏兵力搜索帶內(nèi)機(jī)動(dòng)期間，不能允許巡邏兵力經(jīng)過自己的航線，因?yàn)榉駝t的話，當(dāng)巡邏兵力經(jīng)過時(shí)二者之間的距離一定小于ds。由此可知，目標(biāo)要想成功突破，就要確保目標(biāo)在搜索帶內(nèi)機(jī)動(dòng)期間巡邏兵力要么一直在目標(biāo)右側(cè)，要么一直在目標(biāo)左側(cè)，據(jù)此可把突破方案分為2類：巡邏兵力一直在目標(biāo)右側(cè)的為第1類，巡邏兵力一直在目標(biāo)左側(cè)的為第2類。

線式巡邏行動(dòng)的效能可用有效封鎖寬度進(jìn)行描述，其定義如下：若存在一個(gè)垂直于巡邏兵力巡邏航線、寬度為L(zhǎng)obs的帶性區(qū)域，目標(biāo)不可能采用位于該區(qū)域內(nèi)的航線進(jìn)行成功突破，則稱Lobs為巡邏行動(dòng)的有效封鎖寬度。

2 成功突破臨界條件

建立如圖1所示的坐標(biāo)系。統(tǒng)一起見，可用突破航線橫坐標(biāo)d及目標(biāo)到達(dá)某個(gè)特定位置 (比如(d，0)點(diǎn))時(shí)刻巡邏兵力的位置和航向表示，分別稱為突破方案的突破位置和突破時(shí)機(jī)。

對(duì)于特定的突破位置，目標(biāo)可采用不同的時(shí)機(jī)進(jìn)行突破，稱使得突破過程中目標(biāo)和巡邏兵力之間的最小距離Dmin取最大值的突破時(shí)機(jī)對(duì)應(yīng)的突破方案為最佳突破方案。所謂成功突破臨界條件是指目標(biāo)采用最佳突破方案使得Dmin=ds的突破位置和突破時(shí)機(jī)應(yīng)該滿足的條件。

圖1 目標(biāo)突破單兵力往返巡邏臨界條件分析圖Fig.1 The Contions for breaking through single force to-and-fro prtrol line

以第1類方案為例對(duì)突破臨界條件進(jìn)行分析。記臨界條件下目標(biāo)首次接近到封鎖兵力探測(cè)圓時(shí)刻為0時(shí)刻。0時(shí)刻目標(biāo)與巡邏兵力位置關(guān)系如圖1所示，其中，點(diǎn)A為0時(shí)刻巡邏兵力位置點(diǎn)，點(diǎn)B為巡邏線右端點(diǎn)，l為巡邏兵力的剩余航程，目標(biāo)和巡邏兵力之間的位置關(guān)系用角度α表示。

臨界條件下目標(biāo)突破過程前后2個(gè)半程目標(biāo)與巡邏兵力之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)互相對(duì)稱［4］，即滿足

成立，此時(shí)

突破航線到B點(diǎn)的距離為

3 最大有效封鎖寬度

圖2 單兵力往返巡邏最大封鎖距離示意圖Fig.2 The maxum blockade distance of single force to-and-fro patorl line

證明：先考慮第1類方案。如圖2所示，以巡邏線右端點(diǎn)B作為參考點(diǎn)進(jìn)行分析，說明目標(biāo)可成功突破當(dāng)且僅當(dāng)B到突破航線的距離

根據(jù)假想方案可以計(jì)算出實(shí)際突破方案的突破時(shí)機(jī)，具體原則為：如果按照假想方案實(shí)施突破目標(biāo)到達(dá)O0時(shí)巡邏兵力應(yīng)該在A'點(diǎn)且正在向右運(yùn)動(dòng)，則實(shí)際執(zhí)行時(shí)巡邏兵力應(yīng)該在A″點(diǎn)且正在向左運(yùn)功 (A'與A″到A點(diǎn)的距離相同)。顯然，實(shí)際突破過程中巡邏兵力與目標(biāo)之間的距離一定大于等于假想突破過程中的相應(yīng)值，從而可知實(shí)際突破一定成功。對(duì)于第2類方案有類似的分析結(jié)論。綜合起來可得

圖3 假想突破過程與實(shí)際突破過程比較圖Fig.3 Virtual and real breaking course

4 仿真驗(yàn)證

圖4 突破過程仿真方法示意圖Fig.4 Breaking course simulation

圖5 仿真驗(yàn)證結(jié)果圖Fig.5 Validate rusult

5 應(yīng)用

［1］海軍裝備論證中心．國外反潛作戰(zhàn)［M］．北京：海潮出版社，1987．

［2］蔡云祥，宋裕農(nóng)．潛艇突破單艦巡邏的輔助決策模塊研究［J］．軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2001(2)：43－47．

CAI Yun-xiang，SONG Yu-nong．Dicision aid module for submarine to break single ship to-and-fro patrol line［J］．Military Operation and System Engineering，2001(2)：43－47．

［3］董嚴(yán)紅，宋裕農(nóng)，王金樹．潛艇跟隨突破水面艦艇巡邏線方法［J］．火力與指揮控制，2009(S)：148－150．

DONG Yan-hong，SONG Yu-nong，WANG Jin-shu．Discussion on submarine breaking through patrol line of surface-ships by tagging method［J］．Fire Control and Command Control，2009(S)：148 －150．

［4］阿勃楚克，蘇茲達(dá)爾．搜索目標(biāo)法［M］．中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)軍事系統(tǒng)委員會(huì)，1982．

ABCHUK，SUZIDAL．Search Method(Russia)［M］．Military Engineering Committee of Chinese System Engineering，1982．

The effective blockade width model of single force linear patrol

ZHANG Hui，WU Peng，LI Chang-jun
(Navy Submarine Academy，Qingdao 266042，China)

Use warship antisubmarine patrol plan as the application background，on the basis of the tactical thought of patrol action and the method of breaking action summarizing，we first put forward using effective blockade of width to characterize the efficiency of linear patrol action．The efficiency analyze model of single fore to-and-fro linear patrol and the condept of effective blockade width have beed proposed．The formula for effective blockade width calculation has been worked out by theory anlysis and bas been validated using simulation method．

antisubmarine;patrol line;efficiency analyze;effective blockade width

E843

A

1672－7649(2013)04－0084－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2013.04.019

2012－05－29;

2012－08－02

張會(huì)(1971－)，博士，副教授，主要研究方向?yàn)檐娛逻\(yùn)籌和作戰(zhàn)仿真。