侯啟豪,姚益平,曹 驤

(國防科技大學(xué)系統(tǒng)工程學(xué)院,湖南長沙 410073)

當(dāng)前,國內(nèi)外對于空地打擊毀傷評估的理論方法研究較多,盧漪等人通過對典型目標(biāo)的系統(tǒng)級毀傷效果評估進(jìn)行分析,構(gòu)建典型目標(biāo)系統(tǒng)級毀傷評估模型,制定出系統(tǒng)級毀傷效果評估步驟[1]。其他學(xué)者根據(jù)集群目標(biāo)的結(jié)構(gòu),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)模擬法,對集群目標(biāo)的毀傷進(jìn)行評估,建立集群目標(biāo)殺傷概率統(tǒng)計(jì)估值函數(shù)[2]。美軍戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)模型(TLC)中,毀傷評估是基于到達(dá)目標(biāo)的彈藥數(shù)量以及來自DOD的聯(lián)合彈藥效能手冊(JMEM)的輸入來決定目標(biāo)的毀傷和死亡[3]。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)外出現(xiàn)了較多大型作戰(zhàn)仿真系統(tǒng),例如蘭德公司(Rand)研究建立的聯(lián)合一體化應(yīng)急作戰(zhàn)模型(JICM)系統(tǒng),該仿真系統(tǒng)利用全面的模型集合和數(shù)據(jù)庫對戰(zhàn)爭進(jìn)行戰(zhàn)略和運(yùn)行層次方面的分析。美軍聯(lián)合建模與仿真系統(tǒng)(JMASS)、聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)(JWARS)、作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)WARSIM2000以及海軍仿真系統(tǒng)(NSS),均涉及空地交戰(zhàn)以及相應(yīng)的作戰(zhàn)毀傷效能評估(BDA)。

本文建立基于機(jī)載武器毀傷效能和地面聚合標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的空地打擊毀傷評估模型，通過高度的抽象,將復(fù)雜打擊過程轉(zhuǎn)化為毀傷概率計(jì)算,從而滿足戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)仿真的抽象需求。

1 機(jī)載武器實(shí)體建模

1.1 機(jī)載武器分類描述

機(jī)載武器的作戰(zhàn)效能主要體現(xiàn)在戰(zhàn)斗部上,根據(jù)機(jī)載武器的戰(zhàn)斗部類型將其分為爆破戰(zhàn)斗部、破片殺傷戰(zhàn)斗部、聚能破甲戰(zhàn)斗部、子母彈戰(zhàn)斗部以及貫穿戰(zhàn)斗部[4]。爆破戰(zhàn)斗部由裝在金屬殼內(nèi)大量高爆炸藥組成,分為燃料空氣炸藥戰(zhàn)斗部和溫壓戰(zhàn)斗部,依靠其爆破效應(yīng)來摧毀目標(biāo)。其能夠產(chǎn)生高溫高壓氣體,產(chǎn)生沖擊波效應(yīng)。例如俄羅斯AS-10“克倫人”(Karen)空地導(dǎo)彈,主要用于打擊敵方野戰(zhàn)指揮所、固定陣地、后勤軍品囤積點(diǎn)、部隊(duì)集結(jié)地等點(diǎn)狀目標(biāo)。破片殺傷戰(zhàn)斗部是利用爆炸力使得外殼破裂成破片,將炸藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為破片的動能。較著名的有美國防空壓制導(dǎo)彈(ADSM),用來攻擊機(jī)載或地面雷達(dá),是一種直升機(jī)載“毒刺”ATAS的改進(jìn)型導(dǎo)彈。聚能破甲戰(zhàn)斗部采用錐形、半球形等藥型罩,爆炸時形成金屬射流,穿破裝甲板。例如俄羅斯中軸AS-13空地導(dǎo)彈,該彈頭部為半球形,主要用于裝備蘇-24等攻擊機(jī)。子母彈戰(zhàn)斗部通過破裂產(chǎn)生大量薄翼穩(wěn)定的子彈,對目標(biāo)造成殺傷,能夠有效殺傷無遮蓋的人員,采用導(dǎo)彈、火箭彈等多種攜帶拋撒方式。較著名的有美國戰(zhàn)略空射巡航導(dǎo)彈AGM-129B[5],該巡航導(dǎo)彈具有較好的隱身能力。

貫穿戰(zhàn)斗部是能夠侵徹硬目標(biāo)的戰(zhàn)斗部,外殼材質(zhì)能夠承受較高的撞擊速度。要求所用殼體材料具有高的屈服強(qiáng)度,中等或高的密度和高的動力斷裂韌性。較著名的有英國高超聲速導(dǎo)彈(HyFly)和美國聯(lián)合防區(qū)外空地導(dǎo)彈AGM-158A。

為了便于戰(zhàn)區(qū)級毀傷評估模型的建立,進(jìn)一步將戰(zhàn)斗部分為點(diǎn)殺傷和面殺傷,對應(yīng)機(jī)載武器分為點(diǎn)殺傷武器和面殺傷武器，如表1所示。

表1 武器戰(zhàn)斗部類型分類

1.2 基于戰(zhàn)場能見度水平的機(jī)載武器毀傷效能確定

氣象是指作戰(zhàn)地區(qū)的氣候類型以及當(dāng)前作戰(zhàn)時間下的天氣狀況,主要包括溫度、濕度、風(fēng)力、雨量、冰雪覆蓋、能見度等方面[6]。由于天氣變化范圍廣,參數(shù)較多,無法用定量的方法對其進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。通常情況下采用半定量的方式進(jìn)行描述,即對氣象條件進(jìn)行分級,確定每一個等級所對應(yīng)的影響系數(shù)。毀傷效能評估模型中主要考慮能見度水平對空地打擊過程的影響。用K(0≤K≤1)表示能見度水平影響系數(shù),在實(shí)際毀傷計(jì)算時,需要將能見度水平影響系數(shù)K作為毀傷計(jì)算的一個乘法因子,從而實(shí)現(xiàn)不同的能見度水平對毀傷效果的影響不同[7-11]。

根據(jù)機(jī)載武器的上述分類描述,對于點(diǎn)殺傷武器,假設(shè)命中即摧毀點(diǎn)目標(biāo),此時機(jī)載武器的單發(fā)毀傷效果指標(biāo)為毀傷概率D=1。計(jì)算目標(biāo)毀傷情況時需要考慮點(diǎn)殺傷武器的命中概率P;面殺傷武器。相對點(diǎn)殺傷來說,命中精度要求相對較低,以范圍殺傷為主。假設(shè)造成傷害的區(qū)域簡化為圓形,此時機(jī)載武器的單發(fā)毀傷效果指標(biāo)為單發(fā)毀傷面積Si=π·R2,其中R為面殺傷武器的毀傷半徑。機(jī)載武器毀傷效能模型構(gòu)建流程如圖1所示。

圖1 機(jī)載武器毀傷效能模型構(gòu)建流程

2 標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)建立

戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)中,地面作戰(zhàn)單位規(guī)模龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,涉及各方面的兵力部署、武器系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合以及指揮信息系統(tǒng)應(yīng)用。戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)仿真關(guān)注的最小粒度為營連級,分辨率較低,對細(xì)節(jié)簡化程度較高;戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)仿真涉及作戰(zhàn)實(shí)體眾多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要考慮系統(tǒng)效率問題[12-13]。因此,通過對地面聚合目標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,生成聚合目標(biāo)結(jié)構(gòu)樹,建立標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)。

2.1 聚合目標(biāo)概述

聚合目標(biāo)是由內(nèi)部功能和性質(zhì)各不相同的目標(biāo)相互作用形成具有特定功能的一個整體。在作戰(zhàn)過程中體現(xiàn)出整體功能大小,而不是內(nèi)部子目標(biāo)的性質(zhì)和功能。例如,裝甲團(tuán)在一次聯(lián)合作戰(zhàn)過程中,會有很多子單位參與,包括坦克編隊(duì)、指揮所、雷達(dá)編隊(duì)和裝甲車分隊(duì)等子目標(biāo)單位,這些子目標(biāo)協(xié)同作戰(zhàn),形成了該裝甲團(tuán)的整體戰(zhàn)斗力。

2.2 聚合目標(biāo)結(jié)構(gòu)

對于戰(zhàn)區(qū)級聚合作戰(zhàn)單位,通過分析作戰(zhàn)單位內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),將其劃分為較多功能相異,邊界清晰的子單位,并以樹狀結(jié)構(gòu)體現(xiàn)聚合目標(biāo)與子目標(biāo)之間的關(guān)系,為標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)的建立提供依據(jù)。

以軍用機(jī)場為例,對其功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析得到如圖2所示的結(jié)構(gòu)樹。

圖2 軍用機(jī)場結(jié)構(gòu)樹

根據(jù)上述軍用機(jī)場結(jié)構(gòu)樹得到該聚合目標(biāo)的各個子目標(biāo),對于停機(jī)坪來說,主要攻擊的對象是停留在上面的殲擊機(jī),所以把殲擊機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)之一。由于機(jī)庫功能單一,只起到存放和防護(hù)飛機(jī)的作用,在機(jī)庫遭到攻擊時,以機(jī)庫中停放飛機(jī)的毀傷效果作為標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)的毀傷。殲擊機(jī)1和殲擊機(jī)2作為不同的子目標(biāo),是考慮其是否具有外界防護(hù)能力。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)建立

根據(jù)聚合目標(biāo)結(jié)構(gòu)樹,將一個聚合目標(biāo)系統(tǒng)分解成各子目標(biāo),主要介紹如何將這些子目標(biāo)抽象成標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo),并對每一個標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)建立用于毀傷計(jì)算的唯一標(biāo)識ID。根據(jù)子目標(biāo)的外形特征,將子目標(biāo)分為點(diǎn)子目標(biāo)、集群子目標(biāo)以及面子目標(biāo)。

點(diǎn)目標(biāo)是指相對于攻擊武器毀傷范圍來說所占區(qū)域較小的目標(biāo),因?yàn)椴淮嬖谥徽紦?jù)一個點(diǎn)大小的目標(biāo),只是相對于武器的毀傷半徑而言。假設(shè)目標(biāo)單位的占地區(qū)域簡化抽象為矩形區(qū)域,矩形區(qū)域面積為Sd機(jī)載武器的毀傷范圍簡化抽象為半徑為R的圓形區(qū)域。一般情況下,當(dāng)滿足:

(1)

其中L表示矩形區(qū)域的長度,W表示矩形區(qū)域的寬度(單位為米),則抽象為點(diǎn)目標(biāo)。例如軍用機(jī)場中停機(jī)坪上的殲擊機(jī)可以視為點(diǎn)目標(biāo)。

面目標(biāo)是相對于攻擊武器毀傷范圍來說所占區(qū)域較大的目標(biāo),根據(jù)點(diǎn)目標(biāo)的定義,當(dāng)滿足:

(2)

其中,Sf為面目標(biāo)所占區(qū)域大小。在這種情況下,可以將目標(biāo)抽象為面目標(biāo)。例如,機(jī)場機(jī)庫,機(jī)場跑道。

為了得到目標(biāo)的毀傷,需要對標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)賦予相關(guān)屬性,從標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的建立過程(圖3)來看,需要關(guān)注的屬性包括:

1) 用于唯一標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的ID；

2) 標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)所占區(qū)域的長度L(單位為米)；

3) 標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)所占區(qū)域的寬度W(單位為米)；

4) 標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)要求的最低目標(biāo)數(shù)量N

圖3 標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)建立過程

由于聚合目標(biāo)的不同子目標(biāo)受到毀傷對聚合目標(biāo)的受損程度影響不同,需要根據(jù)子目標(biāo)遭受毀傷后對整個聚合目標(biāo)的功能影響建立一個目標(biāo)價值表,用來確定各個目標(biāo)對于聚合目標(biāo)的重要性。目標(biāo)價值量越高,表示該目標(biāo)是整個聚合目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),一旦該子目標(biāo)遭到破壞,則聚合目標(biāo)的功能可能會受到嚴(yán)重影響,甚至?xí)?dǎo)致聚合目標(biāo)的功能癱瘓。子目標(biāo)價值的大小是通過對聚合目標(biāo)的結(jié)構(gòu)功能分析確定。目標(biāo)價值表用于在計(jì)算毀傷之前,結(jié)合作戰(zhàn)任務(wù)需求來確定首要攻擊目標(biāo)。

3 毀傷評估建模

3.1 基于標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的子目標(biāo)物理毀傷計(jì)算

確定機(jī)載武器類型和數(shù)量以及需要攻擊的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)之后,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的分類計(jì)算毀傷情況。

如果標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)是點(diǎn)目標(biāo),則選用點(diǎn)殺傷武器進(jìn)行打擊,毀傷效能計(jì)算為

Pp=K·D·P′

(3)

其中,Pp表示點(diǎn)目標(biāo)的毀傷效能指標(biāo),K表示能見度水平,D表示點(diǎn)殺傷武器毀傷指標(biāo),P′表示命中概率。

對于集群目標(biāo)和面目標(biāo),由于導(dǎo)彈射擊精度(CEP)對目標(biāo)毀傷效果影響相對于點(diǎn)目標(biāo)要小較多。假設(shè)目標(biāo)在武器殺傷半徑范圍內(nèi)即被摧毀,S0表示集群目標(biāo)或者面目標(biāo)所占區(qū)域面積,Sm表示m枚彈藥對目標(biāo)的累計(jì)毀傷面積，并且

(4)

其中Δ多發(fā)子彈對相同區(qū)域的重復(fù)毀傷,一般情況下發(fā)生的概率很小,所以可以忽略不計(jì)。用平均相對毀傷表示對目標(biāo)的毀傷效果:

(5)

Pf表示面目標(biāo)或集群目標(biāo)的毀傷效能指標(biāo)。

3.2 基于子目標(biāo)效能衰減程度的聚合目標(biāo)毀傷評估

在計(jì)算出子目標(biāo)的物理毀傷之后,需要確定子目標(biāo)物理毀傷情況與子目標(biāo)效能衰減程度之間的映射關(guān)系。

子目標(biāo)效能衰減程度是子目標(biāo)物理毀傷程度的映射,是關(guān)于物理毀傷的函數(shù)。假設(shè)子目標(biāo)的物理毀傷程度為P(x),目標(biāo)初始的效能值為ρ0(x),遭受相應(yīng)毀傷后的效能值為ρ(x),則目標(biāo)效能衰減程度與目標(biāo)毀傷程度之間的關(guān)系為:

(6)

其中,ρ(x)為效能衰減函數(shù),0≤ρ(x)≤ρ0(x)≤1;P(x)為子目標(biāo)的物理毀傷程度;函數(shù)的具體表達(dá)式需要根據(jù)不同情況來確定。目標(biāo)的任務(wù)使命不同,戰(zhàn)場環(huán)境不同,都會使函數(shù)的表達(dá)式存在差異。由于在某些物理毀傷節(jié)點(diǎn)上所對應(yīng)的效能衰減程度是已知的,通常采用Lagrange線性插值法來確定函數(shù)f的表達(dá)式類型。

在確定了各個子目標(biāo)的當(dāng)前效能值ρi(x)之后,根據(jù)聚合目標(biāo)的結(jié)構(gòu)關(guān)系和各子目標(biāo)的價值大小,計(jì)算總的聚合目標(biāo)的效能衰減模型ρ(x),用于表示聚合目標(biāo)系統(tǒng)的毀傷效果。

4 實(shí)例驗(yàn)證

通過構(gòu)建簡單作戰(zhàn)想定,建立該想定對應(yīng)的毀傷計(jì)算模型,手動仿真計(jì)算出理論分析結(jié)果,并在某戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中進(jìn)行編輯和仿真運(yùn)行,與計(jì)算機(jī)仿真運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和有效性。

4.1 作戰(zhàn)想定編輯

在一次聯(lián)合作戰(zhàn)演習(xí)中,紅方由海軍艦艇編隊(duì)以及空軍飛機(jī)編隊(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)完成任務(wù),并且由沿?？傊笓]所聯(lián)合指揮。藍(lán)方聯(lián)合作戰(zhàn)兵力由一艘巡洋艦和空軍飛行編隊(duì)構(gòu)成,由聯(lián)合指揮所共同完成指揮控制。在該聯(lián)合作戰(zhàn)想定中關(guān)注紅方空軍飛機(jī)編隊(duì)打擊藍(lán)方空軍基地,紅方空軍飛機(jī)編隊(duì)由3架X型殲擊機(jī)執(zhí)行打擊作戰(zhàn)任務(wù)。每架殲擊機(jī)攜帶一枚火箭彈(H-1)、一枚子母彈(Z-1)和一枚精確制導(dǎo)武器(G-1)，藍(lán)方空軍機(jī)場主要由飛行場地、作戰(zhàn)保障設(shè)施和部隊(duì)營區(qū)組成。想定持續(xù)時間為1天,時間步長為10分鐘。

4.2 模型建立和理論計(jì)算

1)紅方機(jī)載武器分類

根據(jù)作戰(zhàn)想定,通過查找相關(guān)武器類型的數(shù)據(jù)手冊,確定紅方用于完成攻擊任務(wù)機(jī)載武器分類和相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)如表2所示。

表2 紅方機(jī)載武器類型及參數(shù)表

在獲取機(jī)載武器分類和需關(guān)注的毀傷性能參數(shù)后,計(jì)算武器的單發(fā)毀傷效果指標(biāo)。表3給出了關(guān)于紅方武器單發(fā)毀傷效果指標(biāo)和能見度水平信息。

2)藍(lán)方空軍機(jī)場聚合目標(biāo)建立

按照圖2的結(jié)構(gòu)樹,藍(lán)方空軍機(jī)場主要由飛行場地、作戰(zhàn)保障設(shè)施和部隊(duì)營區(qū)組成,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)的價值量,用于飛機(jī)起飛和降落的跑道是機(jī)場的重要組成部分,一旦機(jī)場跑道被摧毀,整個機(jī)場基本失去戰(zhàn)斗力;飛機(jī)作為藍(lán)方執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的裝備,也具有十分重要的地位;部隊(duì)營區(qū)中的部隊(duì)人員也是機(jī)場正常運(yùn)作的關(guān)鍵。為了簡化毀傷計(jì)算過程,分別選取跑道、有防護(hù)的殲擊機(jī)、部隊(duì)人員三個標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)作為紅方的主要攻擊目標(biāo)。根據(jù)公式(1)和公式(2),確定跑道、殲擊機(jī)以及部隊(duì)人員分別作為面目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)以及集群目標(biāo)并獲取相應(yīng)屬性用于毀傷計(jì)算。

表3 機(jī)載武器毀傷性能指標(biāo)

3)子目標(biāo)效能衰減函數(shù)確定

根據(jù)想定,假設(shè)遭遇襲擊性打擊,即平均相對毀傷小于0.1時,目標(biāo)效能喪失程度小于30%;遭遇癱瘓性打擊,即平均相對毀傷大于0.6時,目標(biāo)效能喪失程度大于90%;其余情況為壓制性打擊。以壓制性打擊下平均相對毀傷為0.3為基準(zhǔn)參數(shù),其對應(yīng)的效能喪失程度為50%。如表4所示。

表4 目標(biāo)毀傷與效能衰減之間映射關(guān)系表

根據(jù)Lagrange線性插值法,子目標(biāo)的效能衰減函數(shù)為

當(dāng)0≤P≤0.1時:

當(dāng)0.1≤P≤0.3時:

當(dāng)0.3≤P≤0.6時:

當(dāng)0.6≤P≤1.0時:

綜上,子目標(biāo)的效能衰減函數(shù)為

(7)

其中,P為子目標(biāo)物理毀傷效能指標(biāo)。

機(jī)場跑道是面目標(biāo),用平均相對毀傷面積來表示毀傷效果。此時P表示平均相對毀傷面積。

殲擊機(jī)是點(diǎn)目標(biāo),可以用摧毀概率來表示毀傷的可能性大小,通常等于點(diǎn)殺傷武器的毀傷概率乘以命中概率得到。此時P表示摧毀概率。

部隊(duì)人員是集群目標(biāo),可以用平均毀傷個數(shù)來表示毀傷效果,即通過計(jì)算傷亡人數(shù)與總?cè)藬?shù)的比例來表示毀傷結(jié)果。本實(shí)例中,為了簡化計(jì)算過程,將集群目標(biāo)等同于面目標(biāo)處理,通過計(jì)算平均相對毀傷面積來表示部隊(duì)人員的毀傷情況。此時P表示平均相對毀傷面積。

4)理論結(jié)果計(jì)算與分析

根據(jù)作戰(zhàn)指令,要求使用三枚子母彈Z-1攻擊藍(lán)方軍用機(jī)場跑道;使用三枚精確制導(dǎo)武器G-1攻擊有防護(hù)的殲擊機(jī);使用三枚火箭彈H-1攻擊部隊(duì)人員。則目標(biāo)的平均相對毀傷計(jì)算結(jié)果如下。

機(jī)場跑道:

其中,Si為單發(fā)子母彈Z-1對目標(biāo)區(qū)域毀傷面積。

有防護(hù)的殲擊機(jī):

P2=K·P′·D=0.7936

其中,P′為三枚精確制導(dǎo)武器G-1的命中概率。

部隊(duì)人員:

在計(jì)算得到機(jī)場跑道、殲擊機(jī)以及部隊(duì)人員的平均相對毀傷后,根據(jù)式(6)計(jì)算相應(yīng)的效能毀傷程度(分別用ρ1(P1)、ρ2(P2)、ρ3(P3)表示)。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo)在聚合目標(biāo)中的價值量,將其歸一化處理,得到子目標(biāo)毀傷在聚合目標(biāo)中的權(quán)重系數(shù)λi(i=1,2,3)。由此可以得到藍(lán)方軍用機(jī)場的效能毀傷為

0.8839

(8)

在本次作戰(zhàn)過程中,紅方空中力量對藍(lán)方軍用機(jī)場進(jìn)行打擊,對藍(lán)方軍用機(jī)場的效能毀傷程度為0.8839。也就是說,經(jīng)過這次的空中打擊,藍(lán)方的機(jī)場作戰(zhàn)效能將降低88.39%,基本喪失作戰(zhàn)反擊能力。

5)仿真運(yùn)行分析

在某戰(zhàn)區(qū)級海軍作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中,編輯此次戰(zhàn)區(qū)級聯(lián)合作戰(zhàn)演習(xí)想定。紅方由海軍艦艇編隊(duì)以及空軍飛機(jī)編隊(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)完成任務(wù),并且由聯(lián)指揮所聯(lián)合指揮;藍(lán)方由一艘巡洋艦和空軍飛行編隊(duì)構(gòu)成,由藍(lán)軍聯(lián)合指揮所共同完成指揮控制。主要關(guān)注紅方X型殲擊機(jī)打擊藍(lán)方空軍基地。紅藍(lán)雙方兵力構(gòu)成和指揮結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 作戰(zhàn)想定編輯

運(yùn)行仿真想定,在初始化完成后,紅方同時派出三架X型殲擊機(jī)到達(dá)指定區(qū)域并開始執(zhí)行打擊任務(wù),如圖5所示。圖中紅點(diǎn)表示X型殲擊機(jī)發(fā)射的機(jī)載武器。通過查看歷史事件(圖6)可知,在仿真時間為00:16:48時,X型殲擊機(jī)觸發(fā)打擊事件(Engagement),發(fā)射X型殲擊機(jī)掛載的武器彈藥對目標(biāo)進(jìn)行打擊,藍(lán)軍空軍基地執(zhí)行破壞事件(Damage),表示空軍基地這個聚合目標(biāo)已經(jīng)被摧毀。

圖5 攻擊過程

圖6 歷史事件

通過對比手動仿真結(jié)果和計(jì)算機(jī)仿真運(yùn)行結(jié)果,可以看出該戰(zhàn)區(qū)級的毀傷計(jì)算模型能夠準(zhǔn)確地反映目標(biāo)的毀傷情況,達(dá)到戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)結(jié)果的精度要求。同時也驗(yàn)證了該戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)毀傷評估模型的工程實(shí)現(xiàn)可行性,為戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)仿真模型的假設(shè)和建立提供了新思路。在忽略眾多過程細(xì)節(jié),對事件高度抽象的前提下,采用隨機(jī)性模型的建模理論,實(shí)現(xiàn)對戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)仿真模型的建立,提高了復(fù)雜系統(tǒng)模型開發(fā)的效率。

5 結(jié)束語

針對戰(zhàn)區(qū)級作戰(zhàn)仿真建模需求,研究空地打擊過程,建立空地打擊毀傷評估模型。首先通過對機(jī)載武器進(jìn)行描述,將機(jī)載武器戰(zhàn)斗部分為爆破戰(zhàn)斗部、破片殺傷戰(zhàn)斗部、聚能破甲戰(zhàn)斗部、子母彈戰(zhàn)斗部以及貫穿戰(zhàn)斗部。并根據(jù)毀傷范圍進(jìn)一步分為點(diǎn)殺傷武器和面殺傷武器,并獲取用于計(jì)算的武器毀傷效能指標(biāo);對于地面聚合目標(biāo),通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)樹將其劃分為標(biāo)準(zhǔn)子目標(biāo),并將子目標(biāo)進(jìn)行分類;在毀傷計(jì)算中,通過構(gòu)建目標(biāo)物理毀傷與效能衰減之間的映射關(guān)系,獲取目標(biāo)效能衰減程度,從而判斷目標(biāo)的損毀狀態(tài);最后編輯簡單想定,通過對比手動仿真結(jié)果和計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果驗(yàn)證了模型的可行性。