◆聶恒輝 陳大春

現(xiàn)代防空體系模型構(gòu)建及評(píng)估方法設(shè)計(jì)

◆聶恒輝 陳大春通訊作者

（航天工程大學(xué) 北京 101400）

空中安全是國(guó)防安全工作的重要組成部分，針對(duì)防空體系復(fù)雜的運(yùn)行機(jī)制，文章討論了奪取制空權(quán)對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)的重要意義，構(gòu)建了基于防空體系能力的視圖模型，設(shè)計(jì)了防空體系作戰(zhàn)效能的公式算法和與之對(duì)應(yīng)的評(píng)估表，進(jìn)行了評(píng)估方法的設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)防空體系作戰(zhàn)效能的有效評(píng)估提出了較為可行的辦法。

防空體系；視圖模型；公式算法；評(píng)估

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展及其在軍事上的廣泛應(yīng)用，未來信息化條件下一體化聯(lián)合作戰(zhàn)將不再是單純的武器對(duì)武器、系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的對(duì)抗，而是由各種武器、裝備系統(tǒng)組成的武器裝備體系之間的對(duì)抗[1]。當(dāng)前，在聯(lián)合作戰(zhàn)軍事過程中，為了掌握制空權(quán)，對(duì)手的地面目標(biāo)在軍事行動(dòng)中已成為空中力量的首要打擊對(duì)象。為了保護(hù)我方的空中安全，必須要加入天基信息系統(tǒng)來完善防空體系設(shè)計(jì)，建立健全防空體系。同時(shí)要選擇科學(xué)合理的作戰(zhàn)能力評(píng)估方法，用于指導(dǎo)作戰(zhàn)能力評(píng)估，優(yōu)化地面防空力量的體系配置，促進(jìn)防空體系良性發(fā)展。

1 防空體系作戰(zhàn)能力的視圖模型

作戰(zhàn)概念圖是用于簡(jiǎn)要描述通過體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要解決的問題，即對(duì)要完成的任務(wù)和如何完成任務(wù)進(jìn)行分析描述。構(gòu)建了防空預(yù)警概念圖，利用該圖可以確定防空警戒的核心問題，幫助各類人員迅速掌握情況，明白總體運(yùn)行機(jī)制和工作流程，同時(shí)也便于查找問題和發(fā)現(xiàn)并提升整個(gè)防空體系作戰(zhàn)效能的方法途徑。

從圖1可以看出，遂行防空作戰(zhàn)任務(wù)的裝備和設(shè)備涉及陸上、空中、太空。當(dāng)上級(jí)向指揮所下達(dá)進(jìn)行防空警戒的任務(wù)后，指揮所將該任務(wù)進(jìn)行分解，分解后的任務(wù)由概念圖中不同種類功能、不同方向上的系統(tǒng)來收集信息。在完成信息收集處理后，第一時(shí)間傳送到指揮所，由指揮所下達(dá)相關(guān)命令攔截目標(biāo)。

2 防空體系作戰(zhàn)能力的公式算法

通過視圖建模方法，建立了防空體系的作戰(zhàn)視圖模型，明確相互關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中仍顯得太過籠統(tǒng)，必須要通過公式和圖表來詳細(xì)解析作戰(zhàn)過程中的關(guān)鍵要素。在研究評(píng)估防空體系作戰(zhàn)效能中，引入結(jié)構(gòu)方程模型來分析戰(zhàn)斗力的生成需要哪些因素的影響以及相應(yīng)的影響權(quán)重，從而建立更加完備、具體的防空警戒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。

圖1 防空警戒作戰(zhàn)概念圖

由防空警戒系統(tǒng)功能視圖的模型來看，防空作戰(zhàn)體系由四個(gè)部分組成，分別是指揮控制系統(tǒng)、偵察預(yù)警系統(tǒng)、火力打擊系統(tǒng)、勤務(wù)保障系統(tǒng)，這幾部分在作戰(zhàn)中是環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系，因此可以看成是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，則防空體系作戰(zhàn)效能可以表示為：

E = EYJ × ELJ × EBZ× EZH （1）

式（1）中，E表示防空體系整體作戰(zhàn)效能；EYJ表示偵察預(yù)警能力，偵察預(yù)警系統(tǒng)主要由某型武器信息預(yù)警、某型雷達(dá)預(yù)警、觀察哨預(yù)警三方面組成；ELJ表示火力攔截能力，包括某型武器定向攔截、某型武器火力打擊和某型武器攔截三部分；EBZ是指保障能力，包括各類武器裝備彈藥保障和生活、心理保障等內(nèi)容；EZH是指揮控制能力，包括信息的傳輸、命令的下達(dá)和戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)分析等等。

偵察監(jiān)視系統(tǒng)、雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)以及觀察哨所綜合實(shí)現(xiàn)的偵察監(jiān)視能力EYJ，主要考慮對(duì)來襲的敵方飛行目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率P和提供的預(yù)警時(shí)間T0，偵察監(jiān)視能力EYJ表示為[2]：

式（2）中，p是對(duì)敵方飛機(jī)的發(fā)現(xiàn)概率；T0是敵方飛機(jī)被發(fā)現(xiàn)的時(shí)間；TMAX是最大預(yù)警時(shí)間（從敵方飛機(jī)出發(fā)到被發(fā)現(xiàn)）；α是修正因子。

指揮能力和保障能力，表示我方內(nèi)部系統(tǒng)支持作戰(zhàn)的能力，沒有和敵方產(chǎn)生過多的交互，完全可以通過優(yōu)化自身結(jié)構(gòu)和完全協(xié)同體系來提升能力水平，在研究狀態(tài)（如演訓(xùn)）下可以設(shè)為1。

火力攔截系統(tǒng)是行動(dòng)類武器裝備，攔截系統(tǒng)共有某型武器打擊、某型炮火力打擊和某型導(dǎo)彈攔截3層組成，其能力ELJ主要取決于陸空攔截武器的準(zhǔn)確性Pki，各層攔截武器的毀傷概率Phi，則有

則最終結(jié)合（1）、（2）、（3）式可以得到防空作戰(zhàn)體系能力的公式模型：

由此公式可以看出，在具體應(yīng)用中提高作戰(zhàn)效能，需要提高偵察預(yù)警能力、指揮保障能力和火力攔截能力，而且每一種能力下面對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)功能指標(biāo)都會(huì)是影響作戰(zhàn)的重要因素。以體系的基本劃定原則為依據(jù)，通過部隊(duì)調(diào)研、專家咨詢、集中研討等方式，全面考慮體系內(nèi)的力量結(jié)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)制、信息流轉(zhuǎn)等關(guān)鍵因素，關(guān)注武器裝備作戰(zhàn)使用中的性能屬性[3]，可以由公式具體化為圖表，便于分析具體情況，如表1所示：

表1 防空體系作戰(zhàn)能力評(píng)估表

其中四項(xiàng)能力加起來I1+I2+I3+I4=100；

在指揮控制能力指標(biāo)中Z1+Z2+Z3+Z4+Z5+Z6=I1，其他項(xiàng)同理。

3 應(yīng)用設(shè)計(jì)

在防空預(yù)警演練中，我們主要是假定敵方飛行目標(biāo)臨近，然后采取各種措施來應(yīng)對(duì)緊急情況，這就需要通過分析在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并跟蹤捕捉到敵方飛行目標(biāo)時(shí)，火力打擊系統(tǒng)對(duì)整個(gè)防空體系作戰(zhàn)效能的影響。（已知預(yù)警系統(tǒng)的最大預(yù)警時(shí)間為Amin，而敵方目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)并預(yù)警的時(shí)間是A/2 min）。為簡(jiǎn)化問題研究，由之前對(duì)式（1）的分析可知，效能計(jì)算公式中EBZ、EZH取值為1；α修正因子取為1；由于目標(biāo)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，因此P為1。

通過式（3）可知火力打擊能力由攔截武器的準(zhǔn)確性Pki和各層攔截武器的毀傷概率Phi決定，準(zhǔn)確性Pki對(duì)應(yīng)著火力攔截能力指標(biāo)，Phi對(duì)應(yīng)著火力機(jī)動(dòng)能力和火力生存能力指標(biāo)。即Pki={C1，C2，C3}；Phi={C4，C5，C6}。通過層次分析法（過程略）可以確定權(quán)重系數(shù)為Pki=（0.253C1 +0.362C2+0.385C3）；Phi=（0.476C4+0.173C5+0.351C6）。

根據(jù)式（4）將上述分析所得參數(shù)代入，可以得到防空體系的作戰(zhàn)效能為：

由此可以計(jì)算出體系作戰(zhàn)效能值。

4 結(jié)論

通過對(duì)防空體系作戰(zhàn)能力分別進(jìn)行視圖模型分析和公式算法分析以及其衍生出的圖表分析，可以比較明顯地看出體系內(nèi)各個(gè)分系統(tǒng)對(duì)體系整體效能的作用和影響，甚至可以具體到某一個(gè)作用單元。對(duì)防空體系的能力開展有效評(píng)估是一項(xiàng)重要而有難度的工作，本文構(gòu)建的防空體系，有針對(duì)性設(shè)計(jì)了評(píng)估模型，并嘗試在實(shí)踐過程中應(yīng)用，通過不斷積累與完善，為客觀真實(shí)反映體系能力提供了有效的方法?？茖W(xué)、客觀地評(píng)估將對(duì)防空系統(tǒng)核心能力整體持續(xù)提升有較強(qiáng)的推動(dòng)作用[4]。

[1]陳寶印，欒立秋，張成斌.基于 Multi-Agent 的防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)[J].指揮控制與仿真，2011（3）：90-92．

[2]李國(guó)棟，王鵬.基于作戰(zhàn)環(huán)的作戰(zhàn)體系節(jié)點(diǎn)重要性評(píng)價(jià)方法[J].火力指揮與控制，2019（8）：7-11．

[3]林蒿．結(jié)構(gòu)方程模型原理及AMOS 應(yīng)用［M］武漢：華中師范大學(xué)出版社，2008：1-6．

[4]李夢(mèng)羽，凌國(guó)厚，耿萍萍，李曉娟，王久東.軍工企業(yè)核心能力評(píng)估體系的構(gòu)建[J].航天工業(yè)管理，2016（12）：32-35．