肉孜麥麥提 ,王樹文 ,趙家豪 ,劉 輝

(1.解放軍93986部隊(duì),新疆 和田 848000;2.空軍預(yù)警學(xué)院,湖北 武漢 430019)

0 引言

首都地區(qū)反導(dǎo)預(yù)警體系從結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)看,是體系級(jí)和裝備級(jí)相結(jié)合的戰(zhàn)略反導(dǎo)預(yù)警體系。首都地區(qū)反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理系統(tǒng)在整個(gè)反導(dǎo)預(yù)警體系中發(fā)揮很大的作用。在反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)中,管理系統(tǒng)出了問(wèn)題,整個(gè)作戰(zhàn)管理流程將無(wú)法正常運(yùn)行,最終影響到作戰(zhàn)的成敗。因此,反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理流程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都十分重要。一般建立的體系結(jié)構(gòu)中,各類單元之間的信息流都是以靜態(tài)的方式描述。靜態(tài)的體系結(jié)構(gòu)中無(wú)法判斷整個(gè)體系流程的薄弱環(huán)節(jié),SA Simulator流程仿真工具,對(duì)流程的模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)的仿真,在仿真過(guò)程中自動(dòng)報(bào)告體系機(jī)構(gòu)中存在的問(wèn)題隱患,并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施、檢驗(yàn)過(guò)程的合理性,指導(dǎo)過(guò)程重構(gòu),實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。對(duì)反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理流程進(jìn)行仿真時(shí),為了提高作戰(zhàn)效率,要充分考慮情報(bào)分發(fā)、資源分配、節(jié)點(diǎn)使用率和傳遞效率等問(wèn)題,比如:反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理系統(tǒng)在情報(bào)分發(fā)過(guò)程中,情報(bào)的時(shí)間不能過(guò)早,也不能太遲,要充分考慮到?jīng)Q策資源執(zhí)行進(jìn)程所需要的時(shí)間,在準(zhǔn)確的時(shí)間內(nèi)把情報(bào)分發(fā)給有情報(bào)需求的情報(bào)用戶。在節(jié)點(diǎn)使用中同時(shí)要考慮到如何處理節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系,盡量減少影響反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理系統(tǒng)工作效率的節(jié)點(diǎn)。情報(bào)傳遞過(guò)程中,要充分考慮到情報(bào)傳輸?shù)臅r(shí)間、地點(diǎn)、過(guò)程、要素、任務(wù)等問(wèn)題,保證情報(bào)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和可靠性。

1 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理流程

反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理的基本流程與一般作戰(zhàn)管理的流程相一致,但有些步驟可合并成一個(gè)。不同級(jí)別的反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理規(guī)模、數(shù)量、結(jié)構(gòu)以及管理措施、持續(xù)時(shí)間等方面有所不同。反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理基本流程如圖1所示。

圖1 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理基本流程

作戰(zhàn)管理流程一旦啟動(dòng),各環(huán)節(jié)相續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)之后,就形成了彼此交叉、重疊的狀態(tài),而且循環(huán)往復(fù)地進(jìn)行,直到作戰(zhàn)行動(dòng)結(jié)束。有序科學(xué)的反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理流程,給紛繁復(fù)雜、變化不定的反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)活動(dòng)提供了一條主線,使管理活動(dòng)不至于陷入混亂和迷惘,使預(yù)警行動(dòng)在激烈復(fù)雜的反導(dǎo)作戰(zhàn)中保持良好的秩序性。

隨著仿真工具的大規(guī)模使用,仿真工作的深入開展帶來(lái)了大量的業(yè)務(wù)過(guò)程數(shù)據(jù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù),為社會(huì)、企業(yè)甚至部隊(duì)帶來(lái)了很多方便。SA 作為一套綜合多種建模方法的工具集成了業(yè)務(wù)流程建模、數(shù)據(jù)建模、對(duì)象建模、業(yè)務(wù)流程仿真等多種功能,在國(guó)外特別是美國(guó)有著大量的成功案例。下面使用SA Simulator流程仿真工具,對(duì)反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息服務(wù)流程進(jìn)行仿真。

2 SA Simulator流程原理

SA Simulator流程仿真工具是通過(guò)體系結(jié)構(gòu)仿真工具,執(zhí)行規(guī)則約束對(duì)建立的模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)式運(yùn)行,檢查建立的模型、信息流、數(shù)據(jù)流是否正確、是否合理,同時(shí)對(duì)得出的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),最終為定量決策提供支持。一般這種方法以過(guò)程描述語(yǔ)言(IDEF3)為基礎(chǔ)。

3 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息服務(wù)流程建模

3.1 流程建模

首先,主要選取2個(gè)場(chǎng)景,一是北美沃倫基地向我首都地區(qū)發(fā)射民兵-3 戰(zhàn)略導(dǎo)彈。我方組織高軌預(yù)警衛(wèi)星、低軌預(yù)警衛(wèi)星、導(dǎo)彈測(cè)量船、遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)、精密跟蹤雷達(dá)裝備進(jìn)行協(xié)同探測(cè),支持?jǐn)r截作戰(zhàn);二是韓國(guó)在美國(guó)支持下,對(duì)我首都地區(qū)進(jìn)行戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈集火打擊。我方組織戰(zhàn)支火眼-01 星,北部、中部戰(zhàn)區(qū)的遠(yuǎn)程相控陣?yán)走_(dá)、多功能相控陣?yán)走_(dá)等雷達(dá)裝備進(jìn)行協(xié)同探測(cè),支持?jǐn)r截作戰(zhàn)。

本文主要從服務(wù)資源數(shù)量和服務(wù)能力面對(duì)、服務(wù)流程及服務(wù)效率進(jìn)行驗(yàn)證分析。在整個(gè)流程運(yùn)行中,傳感器資源服務(wù)能力越高,探測(cè)目標(biāo)的時(shí)間用得越少,并且目標(biāo)跟蹤時(shí)間也越短,可是服務(wù)資源越多,因此,可以選擇服務(wù)能力更好的其他組合。最后,選取服務(wù)行為節(jié)點(diǎn)的繁忙程度、服務(wù)資源繁忙程度以及攔截概率等一系列指標(biāo)反映反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息流程的服務(wù)效率。

服務(wù)流程模型分為3個(gè)組織:一是進(jìn)攻導(dǎo)彈模塊,根據(jù)實(shí)際作戰(zhàn)背景模擬敵方來(lái)襲彈道導(dǎo)彈的信息和生存能力;二是信息獲取和指控模塊,主要就是我方如何探測(cè)、識(shí)別和跟蹤敵方的彈道導(dǎo)彈等流程,并描述如何處理在流程中發(fā)生的信息;三是攔截模塊,主要描述雙方如何進(jìn)行攔截,在攔截過(guò)程中,我方的反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理系統(tǒng)發(fā)揮作用是否有效,評(píng)估攔截效果并反饋等流程。主要作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)為反導(dǎo)預(yù)警中心、紅外預(yù)警衛(wèi)星、遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)、地基多功能雷達(dá)、指揮控制系統(tǒng)。反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息傳遞流程模型如圖2所示。

圖2 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息傳遞流程模型

3.2 模型參數(shù)設(shè)置

在傳遞流程中,事件產(chǎn)生方針對(duì)象,通過(guò)設(shè)置對(duì)象的到達(dá)率來(lái)模擬傳遞流程。對(duì)傳遞流程模型的作戰(zhàn)想定可做出如下設(shè)定:敵方的導(dǎo)彈發(fā)射,天基預(yù)警情報(bào)中心獲取情報(bào)為起始點(diǎn)開始計(jì)時(shí)。整個(gè)仿真過(guò)程時(shí)間為16 min,在16 min內(nèi)導(dǎo)彈按實(shí)際情況發(fā)射。每一節(jié)點(diǎn)的分配資源與時(shí)間不同,則會(huì)出現(xiàn)忙閑概率。表中的資源可用性表示系統(tǒng)在同一時(shí)間內(nèi)可用的資源數(shù)。各行為節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置如表1所示。轉(zhuǎn)發(fā)流程模型交匯點(diǎn)屬性如表2所示。

表1 各行為節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置

表2 轉(zhuǎn)發(fā)流程模型交匯點(diǎn)屬性描述

3.3 模型驗(yàn)證

下面按照SA Simulator提供的驗(yàn)證報(bào)告來(lái)分析上面建立的反導(dǎo)預(yù)警信息流程是否有效,設(shè)置的參數(shù)是否合理,能否進(jìn)一步進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。驗(yàn)證報(bào)告結(jié)果如圖3所示。

圖3 驗(yàn)證報(bào)告結(jié)果

驗(yàn)證報(bào)告顯示,建立的反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理流程模型對(duì)仿真有效,可以進(jìn)一步進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,如圖4所示。

圖4 動(dòng)態(tài)仿真過(guò)程

通過(guò)仿真可以得出各資源忙閑率和各行為節(jié)點(diǎn)的忙閑率,如表3、表4所示。同時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,如圖5、圖6所示。

圖6 各行為節(jié)點(diǎn)忙閑率統(tǒng)計(jì)

表4 各行為節(jié)點(diǎn)忙閑率統(tǒng)計(jì)

圖5 各資源忙閑率顯示

表3 各資源忙閑率統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要以分析案例的方式,使用流程建模SA Simulator仿真工具對(duì)反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)情報(bào)傳輸流程進(jìn)行了建模與仿真,根據(jù)報(bào)告結(jié)果認(rèn)真分析了建立的模型是否合理,是否完整,同時(shí)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真和優(yōu)化。

從以上圖表數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論:

(1) 從資源的繁忙程度來(lái)分析:角色資源利用率是在整個(gè)仿真過(guò)程中每個(gè)角色用于執(zhí)行活動(dòng)的時(shí)間所占的比例,通過(guò)分析資源的忙碌程度來(lái)評(píng)估其利用率,確定該資源是否為瓶頸或空閑。反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間51.56%,指示情報(bào)生成時(shí)間18.1%,地面運(yùn)控中心系統(tǒng)(低軌)運(yùn)行時(shí)間20.5%,地面運(yùn)控中心系統(tǒng)(高軌)運(yùn)行時(shí)間60.5%,發(fā)點(diǎn)估計(jì)與綜合印證子系統(tǒng)(低軌)運(yùn)行時(shí)間15.7%,落點(diǎn)預(yù)報(bào)融合子系統(tǒng)(低軌)運(yùn)行時(shí)間18.1%。

(2) 從行為節(jié)點(diǎn)的繁忙程度來(lái)分析:行為節(jié)點(diǎn)的繁忙時(shí)間是觸發(fā)事件中的實(shí)體對(duì)象以及經(jīng)行為單元后轉(zhuǎn)變的新實(shí)體對(duì)象從產(chǎn)生到流程結(jié)束在整個(gè)仿真中所需的時(shí)間。綜合分發(fā)時(shí)間51.56%,綜合處理并上報(bào)時(shí)間51.56%,運(yùn)動(dòng)軌道計(jì)算并上報(bào)時(shí)間(高軌)18.1%,上報(bào)綜合時(shí)間16.7%,生成落點(diǎn)預(yù)報(bào)時(shí)間0.8%,運(yùn)動(dòng)軌道計(jì)算并上報(bào)時(shí)間(低軌)0.8%,關(guān)機(jī)點(diǎn)射向估計(jì)生成射向情報(bào)時(shí)間4.7%,遠(yuǎn)程相控陣?yán)走_(dá)上報(bào)時(shí)間(雷達(dá))14.1%,發(fā)出估計(jì)生成首點(diǎn)告警情報(bào)(低軌)時(shí)間17.2%,綜合印證生成發(fā)點(diǎn)估計(jì)情報(bào)并上報(bào)時(shí)間15.7%,主動(dòng)段軌跡信息融合并上報(bào)時(shí)間18.1%。

(3) 為了進(jìn)一步提高反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)管理情報(bào)傳遞流程效率,首先要提高時(shí)間的效率,其次考慮資源的使用和節(jié)點(diǎn)的縮短,同時(shí)要考慮精度高低和人機(jī)交互效率等因素。