程繼紅，阮傳峰，崔 嘉，司維超

（海軍航空工程學院a.科研部；b.研究生管理大隊；c.控制工程系；d.兵器科學與技術系，山東煙臺264001）

海上待戰(zhàn)模式下的導彈保障輔助決策模型

程繼紅a，阮傳峰b，崔 嘉c，司維超d

（海軍航空工程學院a.科研部；b.研究生管理大隊；c.控制工程系；d.兵器科學與技術系，山東煙臺264001）

在大規(guī)模、高強度、海上待戰(zhàn)的作戰(zhàn)模式下，海軍導彈武器裝備的高效及時補充，對于作戰(zhàn)部隊戰(zhàn)斗力的恢復和持續(xù)具有越來越重要的意義。文章根據(jù)時效性和經(jīng)濟性原則，圍繞保障關系的決策建立輔助決策模型，幫助指揮員快速地、科學地確定保障關系，為制定精確、快捷、高效的保障方案提供輔助決策，具有一定的參考和借鑒意義，并通過實例對模型進行了驗證。

導彈保障；保障方案；輔助決策

裝備保障服務于作戰(zhàn)[1]。如何準確預測作戰(zhàn)模式，不僅是謀劃戰(zhàn)爭準備戰(zhàn)爭的前提，也是籌劃裝備保障建設與行動的前提[2]。為適應大規(guī)模，高強度，海上待戰(zhàn)的作戰(zhàn)模式下的保障新要求，在武器平臺多，導彈需求數(shù)量大，保障點多，導彈儲存量有限的新情況下，需要科學地確定保障關系決策信息，這是完善制定精確保障方案的第一步[3]。

1 需求分析

保障方案輔助決策模型可以看似為一個多需求點、多類型導彈的緊急調(diào)運的優(yōu)化保障問題的解[4-5]。為實現(xiàn)模型的決策目標，根據(jù)時效性和經(jīng)濟性原則，對保障關系進行決策，得到保障單位實施保障的對象（平臺）和保障對象的導彈需求類型和數(shù)量信息。保障關系、保障地點、導彈類型、數(shù)量信息都已明確，從而完成對保障方案的輔助決策[6-7]。保障方案輔助決策模型的數(shù)據(jù)輸入輸出具有3個特點：一是數(shù)據(jù)輸入輸出的變量多；二是導彈保障的時效性強；三是受導彈型號和儲量的制約。為計算方便，將模型簡單化，把平臺近似看作把導彈運輸?shù)綉?zhàn)區(qū)預定的集結點的運輸工具，稱為導彈最終的需求點[8]。因此，模型可看作是多需求點、多類型導彈、無運力限制的緊急運輸問題。保障關系輔助決策模型中，作戰(zhàn)單位設定為基本作戰(zhàn)單元，如單只的艦船、潛艇等導彈武器平臺[9]。

2 模型建立

導彈平臺自身的基本信息包括平臺最大航速、裝備導彈的類型、裝載標準等。保障點的基本信息包括保障導彈型號和數(shù)量，裝載地理信息等[10]。武器平臺的實時位置坐標可由GPS、GIS系統(tǒng)獲取[11]。戰(zhàn)區(qū)指揮系統(tǒng)根據(jù)指揮決策知識，結合作戰(zhàn)計劃和戰(zhàn)局態(tài)勢，依據(jù)平臺執(zhí)行任務的重要性，給出導彈平臺保障的優(yōu)先級、保障時限、補充導彈的信息（類型、數(shù)量）和平臺經(jīng)導彈保障后到達最終需求點的坐標位置[12]。平臺經(jīng)導彈保障的運動示意圖見圖1。

2.1 參數(shù)描述

平臺相關的信息參數(shù)：設J1、J2、…、Ji、…、JN為N個導彈武器系統(tǒng)平臺代號，如艦船、潛艇等；Pi為導彈平臺保障優(yōu)先級。Vi為平臺Ji的航行速度。Xik為平臺Ji的第k型導彈的需求量；ΦiB、ΦiE分別為平臺Ji的接受保障命令的開始位置和經(jīng)保障后到達最終需求點位置。

保障點相關的信息參數(shù)描述如下：B1、B2、…、Bj為M個可提供導彈保障的保障點，如港口。特別指出的是，這里的保障點包括固定保障點和臨時根據(jù)實際情況和任務需要開設的機動保障點兩類，固定與機動保障點的有機結合的保障體系具有優(yōu)勢互補的特點，是提高戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)時保障能力的必然要求[13]。導彈K個型號，Ejk為保障點Bj對應倉庫的k型號導彈的庫存量。Φj為保障點Bj的位置信息。

中間變量描述如下：平臺Ji從其開始位置ΦiB到保障點Bj所需要的時間為tBij（tBij＞0），距離為dBij；平臺Ji從保障點Bj到最終需求點ΦiE所需要的時間為tEji（tEji＞0），距離為dEji。決策變量描述如下：Sij表示，Sij取0時不在Bj保障，Sij取1時在Bj保障，[Sij]是N×M的[0，1]矩陣。由于決策中時間的重要性[14]，應先考慮時間最短，這時Vi取值應為巡航速度最大。tBij、tEji是中間變量，是進行裝載時間決策的參考，這里不作重點論述。

2.2 約束條件

如何進行導彈保障關系輔助決策，就平臺而言，首先應確定哪個保障點能夠進行保障；其次應考慮時效性和經(jīng)濟性，根據(jù)就近保障的原則選擇保障點[15]。如圖1所示，一是保障點Bj能夠保障平臺Ji所需導彈類型和數(shù)量；二是考慮平臺到達導彈的最終需求點的時效性和經(jīng)濟性，要求導彈dBij+dEji距離最短，即除滿足上述約束條件的保障點Bj外，其他保障點位置均應在以ΦiB、ΦiE（為焦點）、Φj3點所形成的橢圓外圍。特殊情況下，滿足上述約束條件的保障點Bj或在ΦiB、ΦiE2點的連線上，這里假設ΦiB、Φj2點不重合，即平臺在保障點外的海上接受到保障命令的情形。

2.3 目標函數(shù)

1）求[Sij]。求解同時滿足上述2個條件時的矩陣[Sij]，即可確定每個平臺對應的保障點，說明平臺經(jīng)這個保障點保障后，到達最終需求點距離最短（經(jīng)濟最優(yōu)）[16]。為使平臺到達最終需求點的時間最短，設平臺按直線航渡，航行速度取最大巡航航速。算法如下：

（當tEji=0時，可認為平臺經(jīng)保障后，在保障點?？浚?/p>

3 模型驗證

在某次對海作戰(zhàn)中，我艦艇編隊多次抗擊敵航空兵和艦艇編隊，實施了數(shù)次導彈連續(xù)突擊敵艦艇編隊和抗擊敵航空兵[17]，達到預定戰(zhàn)果后，由于反艦導彈和防空導彈的大量消耗，產(chǎn)生導彈保障需求。戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)指揮部門根據(jù)預擬的下一階段作戰(zhàn)方案和艦艇平臺的現(xiàn)狀，根據(jù)任務需要，確定艦艇平臺的保障優(yōu)先級，給出平臺的起始位置和平臺下一階段作戰(zhàn)任務的位置坐標（最終的需求點）。使用保障方案輔助決策模型計算出平臺與保障單位之間的保障對應關系，為保障方案的制定提供輔助決策。

3.1輸入數(shù)據(jù)

在不影響對問題驗證的前提下，對數(shù)據(jù)假設簡化，其中需導彈補給的平臺（如艦艇或潛艇等）數(shù)量假設20，保障點（固定或機動的保障點）數(shù)量假設5，導彈類型（如防空或反艦等）數(shù)量假設2，詳見表1～7。

表1 艦艇保障優(yōu)先級PiTab.1 Ship support priorityPi

表2 艦艇巡航速度ViTab.2 Ship cruising speedVi

表3 艦艇起始位置坐標ΦiBTab.3 Initial location coorinates of ships began to perform support schemeΦiB

表4 艦艇經(jīng)導彈保障后的計劃位置坐標ΦiETab.4 Fnal location coorinates of ships after support schemeΦiE

表5 艦艇導彈需求量XikTab.5 Demand of ship missileXik

表6 保障點位置坐標ΦiBTab.6 Location coorinates of support pointΦiB

表7 保障點導彈庫存量EjkTab.7 Missile inventory of support pointEjk

3.2 結果分析

經(jīng)模型優(yōu)化后，得出平臺對應的保障點及航渡軌跡[18]，如圖2所示。不難看出保障點B2、B3、B4、B5處導彈數(shù)量及類型已能滿足平臺的保障，故B1保障點沒有參與保障，這是因為該情況下它相對其他保障點不滿足經(jīng)濟型和實效性。

4 結論

在給定的保障任務下，基于時效性和經(jīng)濟性原則，設定參數(shù)變量，應用本文提出的模型及算法，可以確定保障關系、保障地點、導彈類型及需求量等信息。對于制定精確的保障方案，具有一定的參考意義。

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Auxiliary Decision Model of Naval Missile Support Under the War-Prepared at Sea Mode

CHENG Jihonga,RUAN Chuanfengb,CUI Jiac,SI Weichaod
（Naval Aeronautical and Astronautical University a.Department of Scientific Research; b.Graduate Students’Brigade;c.Department of Control Engineering; d.Department of Ordnance Science and Technology Engineering,Yantai Shandong 264001,China）

In the large-scale,high-intensity,war-prepared at sea mode,the supplement of naval missile weapons and equipment in a timely manner was of more and more significance for the recovery and continuation of combat effectiveness. Based on the principle of timeliness and economy,in this paper,the auxiliary decision model surrounded with the relation?ship of support was built,and the corresponding relationship was obtained between the support departments and the ob?jects.The results could help commanders to determine the relationship of support,which could provide the auxiliary deci?sion for the accurate,fast and efficient protection scheme,and had some reference and reference significance.And auxilia?ry decision model of support program was validated by an example.

missile support;support concept;auxiliary decision

TJ760.7

：A

1673-1522（2017）01-0101-04

10.7682/j.issn.1673-1522.2017.01.001

2016-11-03；

：2016-12-06

程繼紅（1964-），男，教授，碩士。