譚勇

0 引言

在信息化戰(zhàn)爭條件下，人防指揮工程作為防空行動組織指揮的主要場所，是用于接收、分發(fā)和處理各類信息的核心樞紐，直接關(guān)系到防空襲作戰(zhàn)行動順利展開，人防指揮工程的防控效能高低，很大程度上決定了戰(zhàn)爭的成敗。人防指揮工程依據(jù)地位和作用主要劃分為四等：一等是省、自治區(qū)和直轄市指揮工程；二等是省會城市、人民防空I 類城市以及計劃單列城市；三等是地級市、直轄市中心城區(qū)；四等是縣級市的人防指揮工程。而當(dāng)前戰(zhàn)爭領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出很多前沿技術(shù)手段，尤其是地面?zhèn)刹?、空中偵察等技術(shù)手段的應(yīng)用，使目標發(fā)現(xiàn)概率大幅度提升。電子戰(zhàn)技術(shù)不斷更新發(fā)展，致使信息安全面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。武器命中精度逐步提升，重復(fù)打擊變成現(xiàn)實，在大量精準打擊下，給工程帶來的損毀程度也增強。信息化戰(zhàn)爭已經(jīng)從以往的概率打擊朝著復(fù)合打擊鏈條方向過渡。而人防指揮工程設(shè)計如果仍然被動式采用土木工程技術(shù)，不斷增加防護層來營造安全空間，難以滿足信息化戰(zhàn)爭條件下的防控指揮需要，因此新時期應(yīng)該基于防護效能進一步推動人防指揮工程設(shè)計優(yōu)化，最大程度上增強人防指揮工程的防護效能，為應(yīng)對隨時可能爆發(fā)的戰(zhàn)爭提供堅實保障。本文在明確人防指揮工程設(shè)計相關(guān)內(nèi)容基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地建立的防護能力評估模型，為人防指揮工程的防護效能評估提供了更加精準、可靠的依據(jù)，在推動人防指揮工程設(shè)計和建造方面具有積極作用。

1 基于防護效能的人防指揮工程設(shè)計

當(dāng)前時代武器日新月異，精確制導(dǎo)武器已經(jīng)可以做到精確打擊、重復(fù)打擊，但其優(yōu)勢突出的同時，也具有相應(yīng)的缺點，具體如下：其一，攻擊前需要對目標區(qū)域偵查定位，收集精準準確的信息，包括定位、圖像、功能和特征等信息；其二，戰(zhàn)場環(huán)境要求較高，受到不良戰(zhàn)場環(huán)境影響較大，技術(shù)較為復(fù)雜，而且后期維護難度較大；其三，在攻擊過程中容易受到干擾影響，所以通過施加有效的電磁干擾，即可降低攻擊命中精度，進而使武器失效。另外，為了應(yīng)對精準打擊，我國已經(jīng)研制出了多種防護技術(shù)手段，其中綜合防護手段可以有效解決空襲防護問題。因此，在人防指揮工程設(shè)計中，應(yīng)建立綜合防護體系，通過多樣化的防護手段來增強人防指揮工程的防護效能，最大程度上保障人員安全。

綜合防護思想的核心在于在有限的經(jīng)費投入下，取得更加理想的防護效果，更具性價比。人防指揮工程具有多重性、綜合性和量化難的特點，但更加關(guān)注計算效費比，如果僅僅是追求工程的防護性能，則會大大增加防護成本。實際上，效費比直觀展現(xiàn)出了邊際效益、成本核算、量化分析、過程控制等管理理念，致力于投入和產(chǎn)出精準計算和管理，進而實現(xiàn)提升防護效果的目的。不同的人防指揮工程有著不同的特點和運行規(guī)律，因此在面臨武器打擊時，不同武器、不同打擊方式和氣候條件的差異等，都會造成最終打擊效果的差異。所以，在人防指揮工程防護方案編制中，應(yīng)多方考量防護效果、防護手段、防護成本以及發(fā)展趨勢等因素，進而做出合理決策。但由于各種因素之間會相互產(chǎn)生作用和矛盾，令決策過程更加復(fù)雜化，所以將綜合防護手段應(yīng)用到人防指揮工程中，要分析具體應(yīng)用方法、方式、途徑、費用和效果等因素，依據(jù)毀傷效應(yīng)和防護效果來確定最佳的防護措施。所以，應(yīng)該建立防護效能評估模型，在輸入相關(guān)因素基礎(chǔ)上，編制切實可行的防護方案。

為了最大程度上提升人防指揮工程的防護效能，應(yīng)踐行概率防護理念到實處，從最佳防護效果角度著手編制基于防護效能的人防指揮工程設(shè)計方案。綜合防護需要全方位考慮工程和整體性，實現(xiàn)防護系統(tǒng)功能最優(yōu)化。單一措施防護效果即使再理想，也有一個極限值，越往上效費比越低，即使增加投入防護效能也很難得到顯著提升。所以，應(yīng)充分考量人防指揮工程特點，尋找切實可行的防護措施，在此基礎(chǔ)上編制多種方案，比較不同方案的防護效果，進而確定防護效能最高的設(shè)計方案。

2 人防指揮工程的防護能力評估模型

2.1 綜合防護能力評估模型

通過綜合防護理念滲透應(yīng)用，綜合評估人防指揮工程的防護能力，結(jié)合信息化戰(zhàn)爭條件下打擊條件、作戰(zhàn)方式變化，以及武器裝備定位、發(fā)現(xiàn)和制導(dǎo)等變化，建立較全面的防護能力評估模型。

（1）計算戰(zhàn)時人防指揮工程防護能力。在戰(zhàn)時階段，偵察手段有x 種，彈頭m 枚，在此供給條件下，選擇y 種隱真示假措施、d 種誘爆類防護措施、z 種干擾措施，基于b 中工程防護措施來計算人防指揮工程的生存能力P，如公式（1）所示：

其中，P是攻擊方式突破防空網(wǎng)的概率，P是人防指揮工程被偵查識別的概率，P是z 種干擾下攻擊武器命中人防指揮工程的概率，P是d 種誘爆類措施下攻擊武器命中人防指揮工程的概率，P（）是i 枚彈頭攻擊下工程復(fù)合毀傷概率。

（2）日常人防指揮工程生存能力計算。除了戰(zhàn)時，日常人防指揮工程也要考慮到可能出現(xiàn)的人為抵近破壞，如果缺少合理有效的安全防衛(wèi)措施，可能也會被敵人偵察到，并針對性地襲擊。采用干擾和預(yù)設(shè)偽裝等防護措施下，可能會增加工程的日常曝光率。如果受到車輛、人員和武器侵入，則需要采用合理有效的防護措施增強工程生存能力。就日常人防指揮工程生存能力P，如公式（2）所示：

其中P是工程偽裝防護措施時工程被發(fā)現(xiàn)概率，P是人員入侵工程概率，P是入侵人員進入工程后出現(xiàn)危害的概率，P是危害發(fā)生下工程遭受軟硬破壞的綜合概率。

（3）人防指揮工程綜合防護措施費用計算。工程采用綜合防護措施需要消耗的成本費用，同樣是工程設(shè)計中需要重點考慮的一項內(nèi)容。建設(shè)費用敏感度相對較高，因此需要在工程總費用內(nèi)最大程度上增強工程整體防護能力。工程總費用s.tF計算公式如公式（3）所示：

其中[F]是工程綜合防護措施總投資，F(xiàn)是B 種工程防護措施成本費用，F(xiàn)是y 種隱真示假類措施的成本費用，F(xiàn)是z種干擾類措施成本費用，具體計算方法與隱真示假類措施相同。F是d 種誘爆類措施成本費用，F(xiàn)是日常各類防護措施的成本費用，F(xiàn)是非工程防護措施支出的成本費用。

2.2 人防指揮工程防護效能優(yōu)化

基于人防指揮工程的綜合防護，其本質(zhì)目標是增強工程防護能力和戰(zhàn)時生存能力，在具備理想的防護效果同時，將防護成本費用控制在合理范圍內(nèi)。綜合防護體系中涵蓋了多種防護措施，基于上述模型定量分析和優(yōu)化切實可行，但具體實踐中則需要充分考量防護性質(zhì)、防護重點內(nèi)容和面臨的威脅，積極優(yōu)化防護措施，建立定量分析模型，實現(xiàn)人防指揮工程的綜合防護能力深層次優(yōu)化。

傳統(tǒng)防護效能分析通常是在假定偵察和攻擊情況下進行，這些因素是固定不變的，因此很少考慮到P、P、P等因素的變化影響，將其看作是一種固定常量，未能綜合考量敵方隱真示假類措施和突防概率下的偵察識別概率，以及干擾和影響措施下的工程被命中概率，僅僅是武器命中工程下分析人防指揮工程的防震隔震能力、結(jié)構(gòu)抗力、抗電磁脈沖毀傷等能力變化。但實際上，工程結(jié)構(gòu)僅僅是決定人防指揮工程生存防護能力的一個主要指標，有效增強工程整體的生存保障能力，除了考慮到工程結(jié)構(gòu)設(shè)計改良以外，還要綜合考量其他武器裝備更新、人員等因素，以便于取得理想的防護效果。所以，人防指揮工程綜合防護措施選擇，要提供多種方案來滿足防護需要，而選擇哪種方案可以取得最為理想的防護能力，則是目前人防指揮工程設(shè)計重點考慮的內(nèi)容。

3 基于防護效能的人防指揮工程設(shè)計

為了最大程度上提升人防指揮工程防護效能，在設(shè)計階段需要充分考量投入和產(chǎn)出效果，便于工程最低投入下取得最大防護效果，有效應(yīng)對信息化戰(zhàn)爭帶來的挑戰(zhàn)。但需要注意的是，由于人防指揮工程的多重性和綜合性，不可避免增加了工程的成本費用，需要設(shè)計人員關(guān)注工程防護效能同時，兼顧成本支出控制，做好工程細節(jié)管理，充分依托于實際需求優(yōu)化設(shè)計。

3.1 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

人防指揮工程通常埋深較深，受到地下水因素影響較大，工程的抗形變要求較高，尤其是戰(zhàn)時荷載遠超平時，戰(zhàn)時極限承載力[β]=3，平時使用極限狀態(tài)則[β]≤1。所以，基于戰(zhàn)時荷載與靜載組合計算的方式來得到主體結(jié)構(gòu)極限承載力，并基于平時荷載計算外圍結(jié)構(gòu)極限承載力，在全方位考量下進行優(yōu)化設(shè)計，保證人防指揮工程可以正常使用。

3.2 人防口部結(jié)構(gòu)設(shè)計

人防口部結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括人防門扇、擴散室墻體、密閉墻、臨空墻和門框墻配筋等，在車道、豎井壁和人防出入口樓梯等需要配筋。結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)域，承載力較大，因此是人防指揮工程設(shè)計重要內(nèi)容，需要充分考量不同部件受力狀態(tài)。

3.3 臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計

臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要明確相關(guān)規(guī)范和標準，選擇平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的防控工程，進行一次性平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計。基于平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可以滿足轉(zhuǎn)換前后不同狀態(tài)的受力要求，同時需要在設(shè)計方案中標明受力轉(zhuǎn)換位置、要求和方法。各個防護單元臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換應(yīng)該在2 個以內(nèi)。依據(jù)受力方向各類型，主要有單元外和單元間兩個類型。故此，通常在臨近兩個防護單元之間洞口中間點設(shè)置預(yù)埋件。

3.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計

（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度。在人防指揮工程設(shè)計中，部分設(shè)計人員將多數(shù)關(guān)注點投入在結(jié)構(gòu)計算方面，認為計算通過即可，但實際上結(jié)構(gòu)計算通過僅僅是為了保證結(jié)構(gòu)受力安全性，卻忽視了人防指揮工程自身應(yīng)具備的核輻射防護能力。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)件厚度應(yīng)該滿足結(jié)構(gòu)安全性和核輻射防護設(shè)計要求，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量。

（2）結(jié)構(gòu)變形縫設(shè)置。在設(shè)計中，如果僅僅考慮到地面結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，地下工程的結(jié)構(gòu)縫設(shè)置卻過于隨意，將嚴重影響到人防指揮工程戰(zhàn)時防護密閉性，容易被有害氣體入侵。所以，要依據(jù)整體結(jié)構(gòu)布設(shè)結(jié)構(gòu)變形縫。

（3）人防指揮工程塑性和振動性要求。為了保證工程結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性，通常選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，相較于常規(guī)工程項目，人防指揮工程的縱向受力鋼筋錨固長度執(zhí)行更加嚴格。雙面配筋鋼筋混凝土板以及墻體設(shè)置中，按照梅花形配置鋼筋，直徑在6mm 以上，間距則不超過500mm。由于人防指揮工程密閉性特性，在設(shè)置結(jié)構(gòu)后澆帶時，則要避免設(shè)置在人防口部區(qū)域，此類區(qū)域的混凝土應(yīng)一次性澆筑成型。

3.5 結(jié)構(gòu)防荷載設(shè)計

人防指揮工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有頂板、外側(cè)墻和底板等構(gòu)件設(shè)計；孔口防護設(shè)計具體包括消波系統(tǒng)防護設(shè)備和出入口防護，其中出入口防護進一步細化有門框墻、臨空墻和防護密閉門計算等內(nèi)容。人防防護設(shè)計主要目標是為了抵御空氣波，減少對工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的干擾。如果核武器爆炸，沖擊波傳送到地表后，會形成反射沖擊波，在經(jīng)過壓密、加熱處理后的空氣中傳播，因此壓力較高，而相較于入射波而言，反射波的傳播速度更快，反射波波陣面在追上入射波波陣面后，匯聚成沖擊波。沖擊波波陣與地面靠近區(qū)域，是與地面保持垂直狀態(tài)的，所以沖擊波是保持水平狀態(tài)傳播，對于一些防護效能不強的人防指揮工程而言，受到?jīng)_擊波影響非常大。人防指揮工程的地下室頂板會受到地面沖擊波的負壓和超壓作用，沖擊波作用在底板和側(cè)壁后，會加劇土體運動，上層土體受壓連續(xù)下傳壓力，如果受到底板和側(cè)壁阻擋，則會出現(xiàn)負壓和超壓作用，因此需要做好底板和側(cè)壁結(jié)構(gòu)的抗荷載設(shè)計。

3.6 防倒塌設(shè)計

人防指揮工程設(shè)計專業(yè)性較強，其中涉及諸多內(nèi)容，其中防倒塌設(shè)計尤為重要。部分工程由于設(shè)計水平偏低，在戰(zhàn)時受到外部攻擊會發(fā)生倒塌，帶來嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。如，出入口倒塌問題出現(xiàn)，通常是由于地下水出入口在建筑物倒塌范圍內(nèi)設(shè)置，缺少配套的防倒塌措施，也未能做好戰(zhàn)平轉(zhuǎn)換設(shè)計。此種情況下，一旦在戰(zhàn)時將會造成出入口坍塌，威脅到人員安全，因此需要在設(shè)計中合理化布置出入口。如，防護密閉門上擋墻壁較長，可以在擋墻下設(shè)置加強梁，可以有效抵御沖擊波荷載作用。而在這個過程中，需要做好加強梁梁距和下邊緣預(yù)留高度，大概是250～300mm，便于防護門內(nèi)側(cè)有足夠開啟空間。同時，錨入加強梁縱筋在門框兩側(cè)豎向加強暗柱中，建立受力合理的洞口加強傳力體系。

4 結(jié)論

綜上所述，本文主要基于防護效能進行人防指揮工程設(shè)計，論述如何通過建立防護效能評估計算模型來精準計算結(jié)構(gòu)各區(qū)域受力大小。在建立綜合防護能力評估模型基礎(chǔ)上，實現(xiàn)人防指揮工程防護效能優(yōu)化。在明確人防指揮工程設(shè)計要點基礎(chǔ)上，按部就班地進行主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、人防口部結(jié)構(gòu)設(shè)計、臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計、結(jié)構(gòu)防荷載設(shè)計、防倒塌設(shè)計。通過此種方式，在保證人防指揮工程質(zhì)量同時，可以有效控制經(jīng)費在合理范圍內(nèi)，最大程度上增強人防指揮工程的生存保障能力。