閆永玲，張慶波，張琳

（空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院，西安710051）

彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)保障分系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估

閆永玲，張慶波，張琳

（空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院，西安710051）

彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的保障分系統(tǒng)在很大程度上決定了主戰(zhàn)系統(tǒng)和BM/C3I系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能是否能夠完全發(fā)揮，故研究在復(fù)雜多變的作戰(zhàn)環(huán)境下保障分系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能評(píng)估具有重大意義。提出了主體采用線性加權(quán)和法，綜合信息熵法確定權(quán)重、公式法輔助專家打分法確定指標(biāo)值來(lái)對(duì)保障系統(tǒng)進(jìn)行作戰(zhàn)效能評(píng)估的新思路。通過實(shí)例驗(yàn)證所建立模型的有效性和準(zhǔn)確性。

彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，保障分系統(tǒng)，作戰(zhàn)效能評(píng)估，信息熵

0　引言

研究BMD（彈道導(dǎo)彈防御）系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估，可以充實(shí)和深化BMD系統(tǒng)建設(shè)理論，找出制約其效能發(fā)揮的因素［1-2］。目前關(guān)于BMD系統(tǒng)中保障系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估的研究非常少，多為關(guān)于直接參與作戰(zhàn)任務(wù)的主戰(zhàn)系統(tǒng)和BM/C3I系統(tǒng)的效能評(píng)估研究，但在復(fù)雜多變的作戰(zhàn)環(huán)境下，主戰(zhàn)系統(tǒng)和BM/C3I系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能是否能夠充分發(fā)揮，很大程度依賴于保障分系統(tǒng)。因而，對(duì)保障系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能研究也必須引起我們的重視。

1　保障系統(tǒng)的功能及組成

保障裝備的功能是保障主戰(zhàn)裝備及BM/C3I系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮出各自的效能。綜合考慮彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)特點(diǎn)和未來(lái)編制構(gòu)想，可認(rèn)為保障系統(tǒng)由作戰(zhàn)保障、后勤保障、裝備技術(shù)保障3部分組成。具體來(lái)說，作戰(zhàn)保障主要由各種信息采集設(shè)備、定位定向測(cè)量設(shè)備、射擊諸元計(jì)算設(shè)備等構(gòu)成；后勤保障主要由被裝物資、給養(yǎng)物資、油料供應(yīng)設(shè)備等構(gòu)成；裝備技術(shù)保障主要由維修人員、維修技術(shù)資料、維修經(jīng)費(fèi)等構(gòu)成。

2　選用評(píng)估方法及步驟

ADC法透明性好，結(jié)果準(zhǔn)確，但計(jì)算量大、模型求解難，尤其對(duì)保障系統(tǒng)這種組成相當(dāng)復(fù)雜的評(píng)估對(duì)象而言，初始狀態(tài)數(shù)增加，必然導(dǎo)致計(jì)算矩陣維數(shù)急劇增加［4-5］。所以必須重新尋找新的評(píng)估方法。這里主體采用線性加權(quán)和法，綜合信息熵法確定權(quán)重、公式法輔助專家打分法確定指標(biāo)值來(lái)對(duì)保障系統(tǒng)進(jìn)行作戰(zhàn)效能評(píng)估。

步驟如下：①構(gòu)建指標(biāo)體系；②各指標(biāo)歸一化處理；③信息熵法確定權(quán)重；④線性加權(quán)和法確定作戰(zhàn)效能。

3　確定指標(biāo)體系

具體指標(biāo)體系見圖1：

圖1　保障系統(tǒng)指標(biāo)體系

4　指標(biāo)量化及規(guī)范化處理

①測(cè)量保障能力CC由陣地測(cè)量誤差pc1、測(cè)量效率pc2及機(jī)動(dòng)測(cè)量能力pc3決定，記為：

式中AT、AT'——發(fā)射陣地測(cè)量、實(shí)際角度值；CC——測(cè)量次數(shù)；CL——測(cè)量周期。

②射擊諸元保障能力Ca由計(jì)算誤差pa1、計(jì)算速度pa2決定，記為：

式中BT、BT'——射擊諸元計(jì)算值、實(shí)際值；TC、TT——射擊諸元計(jì)算次數(shù)、計(jì)算時(shí)間。

③氣象保障能力Cx由險(xiǎn)情報(bào)警率px1、氣象預(yù)報(bào)誤差px2及預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)性px3決定，計(jì)為：

式中XS——極端惡劣天氣險(xiǎn)情預(yù)報(bào)數(shù)；XT——實(shí)際極端惡劣天氣總數(shù)；SW、SS——測(cè)量得到的溫度值、濕度值；CW、CS——實(shí)際溫度、濕度；ty——預(yù)報(bào)提前時(shí)間。

④防化保障能力Cf由成功洗消率pf1、核報(bào)警能力pf2及防化救活率pf3決定，計(jì)為：

式中XX——成功洗消次數(shù)；SX——實(shí)際被污染總次數(shù)；BJ——核報(bào)警次數(shù)；SX——實(shí)際發(fā)生的核險(xiǎn)情總次數(shù)；JZ——救治成功次數(shù)；JS——實(shí)際要救治的總次數(shù)。

⑤工程保障能力CG由橋梁保障能力pG1、道路清障能力pG2、工程搶修能力pG3及故障排除率pG4決定，計(jì)為：

式中TQ、JQ——成功通過、架設(shè)橋梁次數(shù)；XQ——行軍總次數(shù)；JC——架設(shè)橋梁總時(shí)間；QL——成功清除路障次數(shù)；ZC——遇到路障總次數(shù)；u——修復(fù)率；t——工程搶修時(shí)間；PG——成功排除故障次數(shù)；ZP——發(fā)生故障總次數(shù)。

⑥防護(hù)保障能力CF由天基防護(hù)成功率pF1、空基防護(hù)成功率pF2、地基防護(hù)成功率pF3決定，計(jì)為：

式中TF、KF、DF——天、空、地基系統(tǒng)防護(hù)成功的次數(shù)；ST、SK、DK——實(shí)際天、空、地基系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)的總次數(shù)。

⑦物質(zhì)保障能力CH由物資保障率pH1、燃油保障率pH2、生活保障率pH3決定，可計(jì)為：

式中DW、SX——已經(jīng)到位、實(shí)際需求的物資總量；BW——性能保持完好的物資總量；ZL——實(shí)際的物資總量；DY、SY——已經(jīng)到位、實(shí)際需求的燃油總量；η——燃油質(zhì)量系數(shù)，具體取值由購(gòu)油質(zhì)量報(bào)告決定；CS、ZS、GZ、ZD——配備餐車、帳篷、供水車、供電車數(shù)；CM、ZM、SM、DM——每個(gè)餐車、帳篷、供水車、供電車能保障的人數(shù)；ZY——實(shí)際人數(shù)總量。

⑧醫(yī)療衛(wèi)生保障能力CY由救治傷員率pY1、救治傷員有效率pY2、醫(yī)護(hù)人員隊(duì)伍水平pY3決定，為：

式中JS——配備救護(hù)車數(shù)；JM——每個(gè)救護(hù)車的載人數(shù)；ZT——總傷員數(shù)；CJ——救治成功的人數(shù)；ω1、ω2——醫(yī)護(hù)人員數(shù)量、質(zhì)量的權(quán)重，由專家打分分別為0.45、0.55；SP、YP——實(shí)際、應(yīng)該配備的醫(yī)護(hù)人員數(shù)量；θ——醫(yī)護(hù)人員質(zhì)量系數(shù)，具體取值由專家根據(jù)學(xué)歷、經(jīng)驗(yàn)等要素打分決定。

⑨運(yùn)力保障能力CQ由運(yùn)輸任務(wù)完成率pQ1、運(yùn)輸安全率pQ2、運(yùn)力水平pQ3決定，具體表示為：

pQ1=YS/GYpQ2=AY/ZCpQ3=（GY+TY+KY+HY）/ZY

式中YS、GY——實(shí)際、計(jì)劃運(yùn)輸總量；AY——安全完成運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)；ZC——運(yùn)輸總次數(shù)；GY、TY、KY、HY——公、鐵路、空中、海上運(yùn)輸能力；ZY——總運(yùn)輸量。

⑩裝備保障能力CB由裝備修復(fù)時(shí)間pB1、裝備維修管理能力pB2決定，記為：

式中MTTR——平均修復(fù)時(shí)間；WZ——修復(fù)性維修的總時(shí)間；ZG——被修復(fù)產(chǎn)品總故障數(shù)。

?維修保障能力Ce由維修經(jīng)費(fèi)到位率pe1、維修設(shè)備到位率pe2、維修人員配置率pe3、維修技術(shù)資料占有率pe4及維修有效性pe5決定，記為：

式中WJ、YW——已、應(yīng)到位的維修經(jīng)費(fèi)；WS、YB——已、應(yīng)到位的維修設(shè)備；WR、YR——已、應(yīng)到位的維修人員；WZ、ZL——已、應(yīng)有的維修技術(shù)資料。

?備件保障能力CL由備件到位率pL1、備件存放完好率pL2、備件使用率pL3決定，記為：

式中YD、BY——已、應(yīng)到位的備件數(shù)量；CG——在存放期間，備件出現(xiàn)故障的數(shù)量；BZ、SZ——實(shí)際、使用的備件總數(shù)。

?技術(shù)支持能力CO由處置預(yù)案水平pO1、高級(jí)技術(shù)人員水平pO2、技術(shù)處理有效度pO3決定，記為：

式中ω1、ω2——高級(jí)技術(shù)人員數(shù)量、質(zhì)量的權(quán)重，由專家打分得分為0.45、0.55；SJ、YJ——實(shí)際、應(yīng)該配備的高級(jí)技術(shù)人員數(shù)量；φ——高級(jí)技術(shù)人員質(zhì)量系數(shù)，具體取值由專家根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)、實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)、心理素質(zhì)等要素打分決定；——處理技術(shù)問題的成功率；取值為=JT/JZ，其中JT、JZ——成功處理、待處理的技術(shù)問題的數(shù)量。

?陣地保障能力Cr由陣地供水、供氣、供電能力pr1、陣地保密能力pr2決定，記為：

式中ts、tq、tsd、tyd——陣地供水、氣、市電供電、柴油供電時(shí)間；tz——陣地總使用時(shí)間。

?規(guī)范化處理

至此保障系統(tǒng)形成了1個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象、43個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。應(yīng)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理。

43項(xiàng)指標(biāo)中成本型指標(biāo)有：測(cè)量誤差、射擊諸元計(jì)算誤差、氣象預(yù)報(bào)誤差、裝備修復(fù)時(shí)間，用O1表示；其余均為效益型指標(biāo)，用O2表示。

建立評(píng)價(jià)矩陣如下：

式中x1j（j=1，43）為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值。設(shè)規(guī)范化以后的矩陣為R={r11，r12，…，r1.43}

這里采用極變差法進(jìn)行歸一化處理，其準(zhǔn)則為：

5　信息熵法確定權(quán)重

由熵的定義知［6］第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵為：

6　保障系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估模型

總體采用線性加權(quán)合法［7］，可得保障系統(tǒng)效能評(píng)估模型為：

7　實(shí)例驗(yàn)證

假定兩個(gè)典型BMD保障分系統(tǒng)（系統(tǒng)2在1基礎(chǔ)上提高測(cè)量效率、射擊諸元計(jì)算速度、預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)性、防化成功洗消率、工程搶修能力、燃油保障率、醫(yī)護(hù)人員隊(duì)伍水平、運(yùn)力水平、裝備修復(fù)能力、維修人員配置率、備件使用率、高級(jí)技術(shù)人員水平等。具體指標(biāo)見表1），計(jì)算其作戰(zhàn)效能。

由表1得系統(tǒng)1、系統(tǒng)2的評(píng)價(jià)矩陣x1j、歸一化矩陣r1j、指標(biāo)權(quán)重ω1j，見表2、表3。

將表2、表3結(jié)果代入式（4），得EB1=0.0894 3，EB2=0.157 4。

表1　保障分系統(tǒng)能力指標(biāo)表

表2　系統(tǒng)1計(jì)算結(jié)果

表3　系統(tǒng)2計(jì)算結(jié)果

8　結(jié)束語(yǔ)

可見，隨著保障能力指標(biāo)值增大，作戰(zhàn)效能也明顯增大。計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相符，充分證明本文所建立評(píng)估模型的正確、有效性，完善了彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估理論。

［1］閆永玲，張慶波，張琳，等.基于網(wǎng)絡(luò)分析法的地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)效能評(píng)估［C］//全國(guó)武器裝備體系研究第七屆學(xué)術(shù)研討會(huì)，2012：436-439.

［2］甑濤，王平均，張新民.地地導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)效能評(píng)估方法［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2005.

［3］閆永玲，張慶波，辛永平.改進(jìn)ADC法指控系統(tǒng)效能評(píng)估的C矩陣模型研究［J］.火力與指揮控制，2011，36（3）：1-76.

［4］楊世榮，李新其，李紅霞.基于改進(jìn)ADC方法的陸基常規(guī)導(dǎo)彈主戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估模型［J］.情報(bào)指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù)，2004，26（6）：21-23.

［5］阮旭華.基于信息熵法的高校財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估探析［J］.會(huì)計(jì)之友，2011（3）：102-104.

［6］孟慶玉，張靜遠(yuǎn)，宋保維.魚雷作戰(zhàn)效能分析［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.

［7］王洪勝，禹大勇，曲延明.彈道導(dǎo)彈多層攔截方法及效能評(píng)估［J］.四川兵工學(xué)報(bào)，2014，33（6）：22-24.

Study on Battle Effectiveness Valuation of the Support System of the BMD System

YAN Yong-ling，ZHANG Qing-bo，ZHANG Lin
（School of Air and Missile Defense，Air Force Engineering University，Xi'an 710051，China）

The branch of the support system for the ballistic missile defence system influences largely on whether the operational effectiveness of the main battle system and BM/C31 system can be fully taken.Thus，the assessment of operational effectiveness for the branch of the support system under complicated and variable operational environment will be of the significance.It puts forward a new thinking to conduct the assessment of the operational effectiveness for the support system，which contains the linear weighted sum method，the integrated information entropy evaluation method to ensure the weight，formule expert evaluating method to ensure index value.It veryfies the accuracy and validty of the model estalished though actual example.

BMD system，the branch of the support system，battle effectiveness valuation，entropy

TN957.52；TJ761.3

A

1002-0640（2015）08-0062-04

2014-06-19

2014-08-16

閆永玲（1978-），女，山西太原人，講師，博士生。研究方向：武器裝備作戰(zhàn)效能評(píng)估。