李彥斐 姚 奕

（1.海軍潛艇學院 青島 266199）（2.92199部隊 青島 266102）

1 引言

自海灣戰(zhàn)爭以來的歷次戰(zhàn)爭中，對陸攻擊巡航導彈都扮演了至關(guān)重要的角色。2021年10月，海基型的“鋯石”高超音速巡航導彈在核潛艇上試射成功?！颁喪弊畲笏俣冉咏?馬赫，最大射程1km［1］。按此計算，即使攻擊其最大射程的目標僅用5min即可完成打擊任務(wù)。高超音速導彈符合“唯快不破”的法則，縮短了OODA環(huán)的循環(huán)周期，將極大改變未來戰(zhàn)爭作戰(zhàn)樣式［2］。

從鄧尼茨回憶錄《十年與二十天》開始設(shè)想從潛艇上發(fā)射火箭打擊驅(qū)逐艦，到亞森級核潛艇“北德文斯克”發(fā)射“鋯石”，海軍打擊能力實現(xiàn)的是“精準”和“快速”的飛躍，海軍打擊能力提升出了硬件支撐，還有軟件因素的牽引，比如作戰(zhàn)理念。美軍飛行員上校約翰·博伊德提出的OODA（Observe觀察，Orient判斷，Decide決策，Act行動）循環(huán)理論就是從軟件方向作戰(zhàn)流程上做出的貢獻。博伊德?lián)物w行員期間善于總結(jié)思考，他無論什么條件下總是能夠在40s內(nèi)結(jié)束戰(zhàn)斗。“基于OODA以快吃慢”已成為信息時代美軍重要的制勝理念。OODA循環(huán)理論現(xiàn)已被世界越來越多的行業(yè)引入和拓展使用［3］。

結(jié)合近幾年利比亞、敘利亞等局部戰(zhàn)爭中看，越來越多的對陸攻擊巡航導彈出現(xiàn)，正在給戰(zhàn)爭模式帶來改變，對陸攻擊巡航導彈對目標的精確打擊，其發(fā)射平臺潛艇的隱蔽性強、生存率高，實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)意圖能力強的優(yōu)點日益顯現(xiàn)［4］。開展對陸攻擊導彈研究，尤其是作戰(zhàn)效能領(lǐng)域的分析，正確預測作戰(zhàn)環(huán)境、作戰(zhàn)使用特點，充分發(fā)揮導彈戰(zhàn)技性能，才能使之在現(xiàn)代海戰(zhàn)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。在武器硬件一定的情況下，研究基于作戰(zhàn)環(huán)概念下的海基對陸攻擊巡航導彈效能評估，將對武器運用產(chǎn)生更大作戰(zhàn)效能具有現(xiàn)實指導意義。［5］

2 基于OODA循環(huán)理論的對陸攻擊流程分析

OODA循環(huán)理論是體系作戰(zhàn)行動整個過程的一種高度抽象（如圖1所示），能夠較為清晰地描述整個對陸打擊行動的全過程。將一次作戰(zhàn)過程劃分為四個階段，每個階段任務(wù)高度概括，將復雜的系統(tǒng)問題簡化，基于該作戰(zhàn)思想開展對陸攻擊巡航導彈作戰(zhàn)效能研究具有科學性、針對性和便捷性［6］。

以某國海軍對陸巡航導彈H為例。該國海軍采取的是“戰(zhàn)區(qū)+發(fā)射平臺”兩層任務(wù)規(guī)劃體系［7］。

OODA環(huán)可以將對陸攻擊巡航導彈作戰(zhàn)流程的殺傷鏈（發(fā)現(xiàn)、確定、跟蹤、定位、打擊、評估）形象表述出來，構(gòu)成一個基本回路（如圖2所示），回路又由4個獨立且相互關(guān)聯(lián)的單元組成，具體如下［3］：

圖2 對陸攻擊巡航導彈作戰(zhàn)OODA環(huán)

1）觀察。揮中心（陸上指揮部、水面艦艇）利用偵察手段和數(shù)據(jù)鏈獲取戰(zhàn)場態(tài)勢信息和目標信息。

2）判斷。指揮中心根據(jù)觀察結(jié)果，依據(jù)目標的威脅程度、戰(zhàn)術(shù)價值、距離遠近進行選擇判斷。

3）決策。指揮中心在觀察判斷的基礎(chǔ)上，對目標進行攻擊決策，并進行任務(wù)規(guī)劃，再把任務(wù)規(guī)劃信息發(fā)送給潛艇（海基發(fā)射平臺），由潛艇發(fā)射巡航導彈攻擊陸上目標。

4）行動。潛艇（?；l(fā)射平臺）根據(jù)作戰(zhàn)命令，發(fā)射導彈。

在作戰(zhàn)過程中，對方防御系統(tǒng)會對巡航導彈進行攔截和電子干擾，指揮中心評估目標毀傷情況后，準備再次行動。

3 基于OODA循環(huán)的對陸攻擊效能評估模型

文獻［3］在效能評估中引入OODA環(huán)理論，將復雜的作戰(zhàn)流程抽象為簡單的模塊，但將OODA循環(huán)局限到了導彈本身，現(xiàn)代戰(zhàn)爭樣式的改變，陸?？仗祀娫缫咽求w系作戰(zhàn)，因此，衡量一次對陸攻擊的效能應(yīng)該是指整個系統(tǒng)效能，是對體系完成作戰(zhàn)任務(wù)能力的綜合評價，這些指標描述作戰(zhàn)體系的多種能力，如體系保障能力、系統(tǒng)反應(yīng)能力、導彈毀傷能力、機動能力、抗干擾能力等，甚至武器使用人員綜合素質(zhì)能力，它們之間關(guān)聯(lián)耦合。仍以H巡航導彈為例，建立模型，評估其作戰(zhàn)效能。

國內(nèi)外主要的效能評估方法有ADC法、層次分析法（AHP）、熵權(quán)法、模糊綜合評估法等。由美國WSEIA提出的ADC模型是最具有代表性的效能評估模型，從系統(tǒng)的角度考量其可用性、可靠性和能力等綜合效能［10］。

層次分析法是將系統(tǒng)問題分解成若干個組成因素，這些因素按隸屬關(guān)系分組，對它們按重要性進行比較，得出指標權(quán)重。

熵權(quán)法起源于香農(nóng)的信息論，后來被用來評價問題時區(qū)分指標重要程度。熵用來度量信息的無序程度。一個系統(tǒng)或者信息有序程度高，信息量就越小，熵就越低，所以系統(tǒng)越無序，信息熵就越高，用于評估問題時，變異程度大的指標所提供的信息量就越大，權(quán)重也越大。用熵權(quán)法確定的指標權(quán)重可以避免AHP法確定權(quán)重的主觀性。本文采用客觀、主觀權(quán)重組合賦權(quán)法，兼顧兩者的不足和優(yōu)點。

模糊綜合評判法以模糊理論為基礎(chǔ)可以將難以量化的評價結(jié)果按照評價集的隸屬度進行區(qū)分。

本文將以ADC模型為主要架構(gòu)，對模型中最核心且難以全部量化的作戰(zhàn)能力運用AHP法建立評價指標，基于組合賦權(quán)，運用模糊分析法進行量化計算，得出最終結(jié)論。

3.1 ADC 模型［6，8，10］

ADC模型可以表示為

式（1）中，E表示作戰(zhàn)效能，是對武器系統(tǒng)完成任務(wù)能力的綜合度量。

1）矩陣A代表待評估武器系統(tǒng)的可用度，根據(jù)系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)開始時處于不同狀態(tài)得出，可以度量系統(tǒng)戰(zhàn)備情況。

考慮到潛射型巡航導彈的系統(tǒng)組成，為簡化評估，我們可以把可用性模型簡化成發(fā)射平臺和導彈單元的兩種情況的4種狀態(tài)組合（如表1所示）。

表1 H導彈武器系統(tǒng)狀態(tài)

設(shè)aD為導彈系統(tǒng)正常工作概率，aF為

發(fā)射系統(tǒng)正常工作概率，那么矩陣A的4個元素可以表示為

已知H導彈導彈系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)的系統(tǒng)平均故障修復時間MTTR和系統(tǒng)平均無故障時間MT?BF，如表2所示。

表2 H導彈MTTR和MTBF數(shù)據(jù)

根據(jù)式（4），求得：

代入式（3）：

2）矩陣D代表待評估武器系統(tǒng)的可信度，反映了系統(tǒng)從執(zhí)行任務(wù)開始處于某一狀態(tài)轉(zhuǎn)換為結(jié)束時處于另一狀態(tài)的轉(zhuǎn)移性，可以度量系統(tǒng)可靠性的優(yōu)劣。

由于作戰(zhàn)時系統(tǒng)故障一般不會修理，所以將表1所列的武器系統(tǒng)四種狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換概率簡化為矩陣：

已知導彈系統(tǒng)故障概率λD為0.01，發(fā)射系統(tǒng)故障概率 λF為0.02，可得：

3）矩陣C代表武器系統(tǒng)的固有能力，用來衡量系統(tǒng)在各種不同狀態(tài)條件下完成任務(wù)的能力，也是ADC模型中的核心因素，確定系統(tǒng)的能力是一個比較復雜的問題，本文中使用層次分析法AHP來劃分能力向量C，可以將影響H型導彈作戰(zhàn)效能的各種復雜因素，細化分析，為評估提供定量依據(jù)。

3.2 AHP層次分析法

建立作戰(zhàn)效能為目標層（最高層），觀察、判斷、決策、行動為準則層（中間層），并根據(jù)OODA環(huán)在導彈武器使用中的具體過程建立指標層。

按照Saaty9級標度法對以上指標兩兩比較，為簡化運算使用可視化建模計算軟件yaahp得到一級、二級指標權(quán)重（如圖3）。

圖3 基于OODA環(huán)的評估體系及權(quán)重分布

3.3 熵權(quán)法［12］

1）建立判斷矩陣

請6名專家按照理論知識和專業(yè)經(jīng)驗對H導彈各二級指標打分，分值標準為

優(yōu)秀［90～100］、良好［70～90）、一般［50～70）、差［30～50），評價分值結(jié)果見表3。

由表3得到一個由13個評價指標，6個評價對象構(gòu)成的決策矩陣X。

表3 專家評價分值結(jié)果

2）對原始數(shù)據(jù)處理

由式（7）（8）得到標準矩陣P（見圖4）：

圖4 標準矩陣P

3）計算信息熵

信息熵的公式為

得出二級指標信息熵向量e=（0.9964 0.9982

4）計算指標的信息熵權(quán)重

根據(jù)權(quán)重計算式（10），得出二級指標客觀相對于目標層的權(quán)重向量：

5）運用算數(shù)平均法求得按照一級指標劃分的二級指標客觀權(quán)重分別為

6）計算一級指標客觀權(quán)重。把二級指標相對目標層的客觀權(quán)重相加可分別得出一級指標的客觀權(quán)重為

7）計算組合權(quán)重

使用幾何均數(shù)法求組合權(quán)重，公式為

式中：Ki為組合權(quán)重；wi為AHP法所得的主觀權(quán)重(i=1,2,…,m)；vi為熵權(quán)法所得客觀權(quán)重。

求出的組合權(quán)重見表4。

表4 指標組合權(quán)重及評語集

3.4 模糊綜合評價法［6］

模糊綜合評價一般通過3個步驟來完成。

1）根據(jù)圖3所示H導彈作戰(zhàn)效能指標體系，結(jié)合實際作戰(zhàn)情況，將效能評估定為優(yōu)、良、中、差四個等級，并對四個等級進行量化，建立評語集Z=｛Z1，Z2，Z3，Z4｝=｛0.9，0.7，0.5，0.3｝。

2）構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣

將評判對象因素集合對應(yīng)評語等級合模糊化，構(gòu)建模糊矩陣：

其中，rnm表示兩級指標層第nm個指標。

因素Unm在評語集Z中的評語隸屬度：

由式（13）各指標評語隸屬度見表4。

根據(jù)隸屬度可以得出二級指標模糊關(guān)系矩：

3）計算模糊評價矩陣

根據(jù)公式B=WR，使用表4中二級指標組合權(quán)重，計算二級指標模糊評判向量：

同理，一級指標模糊評判向量：

3.5 計算能力得分

當導彈發(fā)射系統(tǒng)和導彈系統(tǒng)都處于正常工作狀態(tài)時的能力值c1為

表1中系統(tǒng)的四種狀態(tài)，無論導彈系統(tǒng)還是發(fā)射系統(tǒng)發(fā)生故障時，導彈均不具備作戰(zhàn)能力。因此四種狀態(tài)的能力向向量為

3.6 計算導彈作戰(zhàn)效能

根據(jù)式（1），得：

根據(jù)評語集，判斷H導彈作戰(zhàn)效能為接近良好。

4 結(jié)語

本文主要使用了熵權(quán)法和AHP法確定了指標因素的權(quán)重。熵權(quán)法通過分析每項指標所包含的信息量來計算確定導彈的13項性能指標權(quán)重，相比AHP層次分析法由專家主觀賦權(quán)的方法，結(jié)果具有客觀性的優(yōu)點，但是也正是這種完全規(guī)避了主觀因素衡量的計算方式往往會忽視各項指標之間的關(guān)聯(lián)性，比如導彈的各項技術(shù)指標不是孤立的、單獨決定最終效能的。而且因為它的固有原理，當數(shù)據(jù)變動很小時，它的結(jié)果會有局限性。比如本文中航路規(guī)劃能力D31指標因為專家意見不一致，離散程度大，所以權(quán)重較大，而毀傷能力評價一致性強，導致權(quán)重最低，這與導彈作戰(zhàn)效能毀傷能力所承擔的作用明顯不符，由于引入了AHP法，對客觀權(quán)重進行了修正，使結(jié)果較為接近實際。

隨著當今世界科技水平和制造能力的不斷提升，故障率對武器裝備的性能發(fā)揮影響已經(jīng)越來越小。影響導彈作戰(zhàn)效能的核心因素是其能力矩陣，本文所建立的評估模型采取定性與定量結(jié)合的方式，最后得出了外軍某型對陸攻擊導彈H的作戰(zhàn)效能，可以為橫向評估同型號產(chǎn)品、分析導彈某項性能指標對作戰(zhàn)效能的影響提供借鑒和參考。