張國兵

(91336部隊,河北 秦皇島 066001)

0 引 言

雷達擔(dān)負著態(tài)勢感知、目標(biāo)認知和信息應(yīng)用等多重使命,作為雷達操作使用者的雷達兵,如何使用操作以高效發(fā)揮雷達作用是確保雷達完成使命的核心能力。電磁環(huán)境和目標(biāo)特性等日趨復(fù)雜,在雷達探測環(huán)境背景中,不僅電子干擾信號更為復(fù)雜,而且與不斷增加的大量有源和無源環(huán)境背景雜波信號、友鄰輻射信號等交織干涉;雷達探測的目標(biāo)態(tài)勢與特性,特別是具有高小快與低小慢等高電磁隱身、高超聲速、高超低空和反輻射等目標(biāo)及其集群特性的快速發(fā)展,嚴重限制了雷達的探測威力和生存空間,也大大推進了雷達技術(shù)的跨越和效能提升,因此對雷達的使用與操作也提出了更高的要求,即在復(fù)雜背景環(huán)境下面對復(fù)雜目標(biāo),要求雷達兵必須具備堅實的業(yè)務(wù)能力,通過態(tài)勢判別和各種技戰(zhàn)術(shù)手段高效運用,以更好地發(fā)揮雷達裝備探測威力,確保其使命的完成。

雷達兵仿真訓(xùn)練可不動用訓(xùn)練雙方實裝,特別是可不動用具有極限能力目標(biāo)的實裝,通過逼真仿真方法即可實現(xiàn)對雷達兵的訓(xùn)練,且具有重復(fù)性好、成本低等優(yōu)勢。通過對復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達兵仿真訓(xùn)練效能評估,可評估雷達兵對雷達的操作使用能力,并不斷提高其操作水平,是確保雷達發(fā)揮技戰(zhàn)性能的必需方法。開展雷達兵操作仿真訓(xùn)練效能的真實、客觀和高效評估技術(shù)研究,對深入分析雷達兵在各種典型作戰(zhàn)環(huán)境下的短板弱項,優(yōu)化人機一體作戰(zhàn)能力訓(xùn)練,提高雷達兵操作技能等具有十分重要的技術(shù)支撐和實訓(xùn)應(yīng)用意義。

1 雷達兵技能水平的重要性分析

雷達兵的主要作用是通過操控雷達裝備,從雷達回波中及時發(fā)現(xiàn)、識別感興趣目標(biāo)回波,并及時消除或減弱干擾信號,同時保持對重點目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤,為上級指揮系統(tǒng)或武器系統(tǒng)及時提供準(zhǔn)確的目標(biāo)參數(shù)信息。

艦載雷達探測背景環(huán)境通常是相當(dāng)雜亂的,尤其是戰(zhàn)時的背景環(huán)境更加繁雜,并且部分高威脅目標(biāo)回波特征與周圍雜波相似度較高,甚至淹沒在周圍雜波或干擾信號中,這時必須依靠雷達兵從雜亂背景中及時找到敏感威脅目標(biāo),否則雷達裝備自身很難完成目標(biāo)的錄取和穩(wěn)定跟蹤[1]。一名出色的雷達兵不僅能夠及時從復(fù)雜的探測環(huán)境下發(fā)現(xiàn)、識別和穩(wěn)定跟蹤目標(biāo),而且還能夠迅速掌握戰(zhàn)場態(tài)勢,預(yù)判將會出現(xiàn)威脅目標(biāo)的位置與運動典型特征,提前調(diào)整雷達工作狀態(tài),將雷達裝備的作戰(zhàn)能力發(fā)揮到極致。而未經(jīng)嚴格培訓(xùn)和訓(xùn)練的雷達兵難以精準(zhǔn)有效操控裝備,嚴重時會導(dǎo)致錯情、漏情,甚至貽誤時機。

影響雷達兵操作使用技能的主要因素包括:一是理論知識不夠扎實,雷達兵要掌握的雷達理論知識涉及多專業(yè)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域,短期內(nèi)很難深入理解和掌握;二是實戰(zhàn)經(jīng)驗少,和平時期很難掌握和積累不同類型目標(biāo)以及實戰(zhàn)環(huán)境下有意強干擾等先驗知識,缺乏針對性的應(yīng)對策略預(yù)案;三是實際戰(zhàn)情掌握不夠,和平時期很難掌握實戰(zhàn)目標(biāo)兵力的活動規(guī)律和具體實施戰(zhàn)術(shù),無法對戰(zhàn)場態(tài)勢做出準(zhǔn)確預(yù)判。

2 仿真訓(xùn)練優(yōu)勢分析

以實戰(zhàn)化練兵為目標(biāo),將雷達兵和裝備嵌入到整個實際戰(zhàn)場環(huán)境中,以充分錘煉發(fā)揮雷達兵在不同作戰(zhàn)環(huán)境下的作戰(zhàn)技能。實裝訓(xùn)練是最為直接的訓(xùn)練方式,然而采用實兵裝備構(gòu)設(shè)整個戰(zhàn)爭環(huán)境將面臨著安全、人力、物力和財力等方面的制約,很難實現(xiàn)短周期、多頻次和可精確復(fù)現(xiàn)分析等的靈活組織實施。有限次數(shù)的實兵訓(xùn)練無法充分呈現(xiàn)現(xiàn)代戰(zhàn)爭系統(tǒng)的不確定性、復(fù)雜性和涌現(xiàn)性,短期內(nèi)也很難全方位大幅提升雷達兵的業(yè)務(wù)水平。仿真訓(xùn)練手段和方法可以較好地彌補實兵訓(xùn)練的不足,具有以下優(yōu)勢[2-5]：

(1)較高的逼真度和實時性

仿真技術(shù)能夠模擬構(gòu)設(shè)逼真的戰(zhàn)場環(huán)境和時空事件響應(yīng),縮小與實際電磁域戰(zhàn)場的差距,使雷達兵有較強的“沉浸感和代入感”,并且重復(fù)推演使用頻率高,能夠充分體現(xiàn)復(fù)雜戰(zhàn)爭系統(tǒng)的不確定性、復(fù)雜性和涌現(xiàn)性,使雷達兵能夠得到不同貼近實戰(zhàn)環(huán)境下的訓(xùn)練與能力提升。

(2)可視化和可復(fù)現(xiàn)性

可視化是指利用仿真技術(shù)將電磁域無形的戰(zhàn)場從視覺角度呈現(xiàn)出來,加深其感性認知,加速雷達兵理解和掌握;可復(fù)現(xiàn)是指可以靈活控制復(fù)雜的戰(zhàn)場,可以任意重復(fù)復(fù)現(xiàn)整個戰(zhàn)場態(tài)勢或某個關(guān)鍵環(huán)節(jié),供雷達兵反復(fù)訓(xùn)練與推敲分析,提升雷達兵的作戰(zhàn)技能。

(3)安全性和保密性

安全性是指仿真戰(zhàn)場上的任何戰(zhàn)損都是虛擬的、模擬的、無害的,人員和武器裝備可以靈活發(fā)揮;保密性是指仿真訓(xùn)練在室內(nèi)開展,不用擔(dān)心信息裝備參數(shù)泄露,可以放開使用。安全性和保密性使仿真訓(xùn)練完全放開,充分發(fā)揮受訓(xùn)人員的作戰(zhàn)思維和作戰(zhàn)行為。

(4)靈活便捷的采集渠道

數(shù)據(jù)采集渠道靈活、便捷和評估手段完備,主要是指以評估雷達兵為核心,可以打通實現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部任何關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)獲取,全訓(xùn)練過程采集所需的要素數(shù)據(jù),建立比較完備的評估手段和方法,可以完全分清人和設(shè)備的評估界限,科學(xué)、客觀、合理地評價雷達兵的訓(xùn)練質(zhì)效。

3 仿真訓(xùn)練環(huán)境構(gòu)建與科目設(shè)置

3.1 仿真訓(xùn)練環(huán)境構(gòu)建

以信息對抗為核心,以作戰(zhàn)問題為導(dǎo)向,構(gòu)建全要素、全流程、全過程和全人員的平臺級仿真訓(xùn)練系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由仿真訓(xùn)練導(dǎo)調(diào)控制分系統(tǒng)、雷達裝備仿真訓(xùn)練終端分系統(tǒng)、仿真訓(xùn)練評估分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫4部分組成,如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成示意圖

(1)仿真訓(xùn)練導(dǎo)調(diào)控制分系統(tǒng)[6]

該分系統(tǒng)主要包括總導(dǎo)演臺、紅方導(dǎo)調(diào)控制臺和藍方導(dǎo)調(diào)控制臺3部分?？倢?dǎo)演臺主要功能有導(dǎo)調(diào)控制、訓(xùn)練態(tài)勢生成、兵力部署、兵力行為模擬、交戰(zhàn)過程模擬、戰(zhàn)場態(tài)勢監(jiān)控、訓(xùn)練裁決和情報信息服務(wù)等,主要完成戰(zhàn)情想定與編輯,并根據(jù)態(tài)勢進程對紅方導(dǎo)調(diào)控制臺和藍方導(dǎo)調(diào)控制臺進行導(dǎo)調(diào)控制、情報信息推送服務(wù)和裁決,使雙方完成兵力部署、預(yù)警探測、指揮決策、電磁防御、火力打擊等作戰(zhàn)行為和過程,并反饋作戰(zhàn)結(jié)果。

紅方導(dǎo)調(diào)控制臺主要功能有對己方兵力進行部署、航路規(guī)劃、預(yù)警探測、指揮決策、火力打擊、綜合態(tài)勢顯示,虛擬平臺與訓(xùn)練裝備綁定,與訓(xùn)練裝備進行信息交互,指揮控制系統(tǒng)模擬等,與藍方導(dǎo)調(diào)控制臺實時作業(yè)于同一戰(zhàn)情想定態(tài)勢下,并根據(jù)想定戰(zhàn)場態(tài)勢的不確定性和未知性實時推進,完成紅方兵力部署、裝備運用、信息獲取與對抗、信息傳輸與共享、火力防御與打擊、與訓(xùn)練終端信息交互等作戰(zhàn)活動,全要素、全流程和全過程模擬雙方交戰(zhàn)過程。

藍方導(dǎo)調(diào)控制臺主要功能與紅方大致相同,只是不與訓(xùn)練終端綁定,完全是虛擬兵力,只負責(zé)藍方兵力作戰(zhàn)模擬運用,配合紅方導(dǎo)調(diào)控制臺在同一戰(zhàn)情想定態(tài)勢下,完成雙方整個交戰(zhàn)過程,包括人工操控和無人智能操控兩種模式,具有較強的數(shù)字藍軍模擬能力。

(2)雷達裝備仿真訓(xùn)練終端分系統(tǒng)

該分系統(tǒng)主要模擬雷達裝備,對對應(yīng)實裝進行機理仿真,模擬裝備的整個系統(tǒng)和戰(zhàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境,以及與指控系統(tǒng)或武備系統(tǒng)的交互信息,并構(gòu)建與實裝完全一致的終端顯控臺,提供與實裝功能性能完全一致的訓(xùn)練設(shè)備,給雷達兵營造逼真的戰(zhàn)場環(huán)境和氛圍。在訓(xùn)練過程中,與紅方導(dǎo)調(diào)控制臺虛擬兵力進行綁定,參與到兵力交戰(zhàn)過程中,雷達兵通過操控訓(xùn)練終端為兵力行動提供信息探測、電磁攻防和武器引導(dǎo)攻擊等任務(wù),支援其他兵力完成作戰(zhàn)行為或戰(zhàn)術(shù)目的,并實時采集相應(yīng)的訓(xùn)練過程數(shù)據(jù)和反饋結(jié)果數(shù)據(jù),用于評估雷達兵在戰(zhàn)斗過程中的作戰(zhàn)能力水平和作戰(zhàn)貢獻度。

(3)仿真訓(xùn)練評估分系統(tǒng)

主要功能有訓(xùn)練數(shù)據(jù)解析、訓(xùn)練考核、訓(xùn)練效果綜合分析等。數(shù)據(jù)解析主要完成對訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行采集、接收和處理、格式轉(zhuǎn)換、存儲和顯示等;訓(xùn)練考核主要完成在線評定雷達兵的訓(xùn)練技能水平和訓(xùn)練成績;訓(xùn)練效果綜合分析主要完成個人單次或多次的訓(xùn)練技能水平的評估分析,以及多人單技能/綜合作戰(zhàn)能力水平的評估分析,并給出科學(xué)合理的訓(xùn)練方法和作戰(zhàn)能力水平鑒定。

(4)數(shù)據(jù)庫[7]

數(shù)據(jù)庫主要功能是對訓(xùn)練態(tài)勢文件、兵力模型、裝備模型、參數(shù)數(shù)據(jù)、訓(xùn)練過程數(shù)據(jù)和考評結(jié)果數(shù)據(jù)等進行存儲、讀取、查詢、修改和刪除管理[1]。

3.2 科目設(shè)置

復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達兵訓(xùn)練主要設(shè)置基礎(chǔ)訓(xùn)練科目和專項訓(xùn)練科目兩大部分,訓(xùn)練和考核雷達兵在系統(tǒng)作戰(zhàn)平臺中與其他系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與反應(yīng)能力,為上級提供快速準(zhǔn)確的目標(biāo)環(huán)境和干擾情況,提供抗干擾建議,迅速完成上級下達各項命令?；A(chǔ)訓(xùn)練科目以單裝備對抗訓(xùn)練為主,包括目標(biāo)發(fā)現(xiàn)識別以及錄取跟蹤、干擾樣式判別、抗干擾措施運用等單項技能;專項訓(xùn)練科目主要將人機嵌入到整個作戰(zhàn)系統(tǒng)中,在不同作戰(zhàn)任務(wù)環(huán)境下開展綜合業(yè)務(wù)能力訓(xùn)練。

4 訓(xùn)練效能評估

4.1 建立評估指標(biāo)體系

雷達兵作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系主要以人機一體在未來戰(zhàn)場上應(yīng)具備的作戰(zhàn)能力為核心,以人為主體,并考慮各種影響因素,對核心能力進行遞層分解直到適當(dāng)層級,形成雷達兵的考評指標(biāo)體系如圖2所示,主要包括目標(biāo)發(fā)現(xiàn)能力、目標(biāo)識別能力、目標(biāo)跟蹤能力、目標(biāo)引導(dǎo)能力、抗干擾能力以及態(tài)勢掌握與輔助決策能力6部分。

圖2 雷達兵作戰(zhàn)能力評估體系

目標(biāo)發(fā)現(xiàn)能力主要指對目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)及時性、虛警率和漏警率;目標(biāo)識別能力指對目標(biāo)的識別及時性、正確率和未知;目標(biāo)跟蹤能力主要指目標(biāo)的跟蹤起始點、丟失次數(shù)和丟失至復(fù)跟時長;目標(biāo)引導(dǎo)能力指目標(biāo)引導(dǎo)質(zhì)量;抗干擾能力主要指干擾樣式判別、干擾強度等級判別、抗干擾措施運用以及相應(yīng)的時刻,自助抗干擾措施以目標(biāo)受影響時刻為計時點,聽令采取抗干擾措施以上級下達指令時刻為計時點;態(tài)勢掌握與輔助決策是訓(xùn)后評估項,主要指雷達兵在具體任務(wù)中為上級輔助決策的次數(shù)/正確性,以及前幾項表現(xiàn)結(jié)果和此次任務(wù)的貢獻度。

4.2 考評模型與量化準(zhǔn)則

在考核評估指標(biāo)體系確定以后,結(jié)合層次分析法,應(yīng)用兩級模糊綜合評價方法建立考核評估數(shù)學(xué)模型的步驟:一是確定評估體系中各評估指標(biāo)間的重要程度權(quán)重;二是確定各評估指標(biāo)的評語集;三是建立模糊關(guān)系矩陣;四是合成模糊綜合評價結(jié)果向量。具體實施方法見文獻[8]。量化準(zhǔn)則以作戰(zhàn)問題導(dǎo)向為核心,以裝備探測真值和滿足作戰(zhàn)要求為基準(zhǔn),采用定性與定量、主觀與客觀的方法進行指標(biāo)量化[9],如表1所示。

表1 雷達兵作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系量化準(zhǔn)則

4.3 考評要素采集

考評要素采集主要依據(jù)考評指標(biāo)體系確定的具體指標(biāo)項采集相關(guān)要素數(shù)據(jù),包括雷達兵與指揮員的音視頻信息、雷達兵的操作指令信息、目標(biāo)發(fā)現(xiàn)識別與跟蹤信息、干擾判別與抗干擾信息、裝備探測目標(biāo)或受干擾的真值信息等,所有信息數(shù)據(jù)經(jīng)過設(shè)備采集后匯聚到仿真訓(xùn)練評估分系統(tǒng)進行存儲和管理,以及實現(xiàn)在線評估和訓(xùn)后綜合評估。

4.4 效果評判

訓(xùn)練評判結(jié)果是對雷達兵訓(xùn)練成效的衡量結(jié)論,為了保證評判結(jié)果的真實性、合理性、有效性和強信服力,必須用客觀事實數(shù)據(jù)“說話”:一是標(biāo)定的雷達訓(xùn)練裝備在某一具體作戰(zhàn)想定下的最大發(fā)揮作戰(zhàn)能力邊界數(shù)據(jù)作為真值;二是雷達兵運用雷達訓(xùn)練裝備在同一具體作戰(zhàn)想定下的裝備自身實際發(fā)揮作戰(zhàn)能力數(shù)據(jù)作為裝備實測數(shù)據(jù);三是雷達兵運用裝備在該具體作戰(zhàn)想定下的實際操作數(shù)據(jù),通過比對分析3層數(shù)據(jù)評價訓(xùn)練成效。

著重考核裝備實測數(shù)據(jù)與真值數(shù)據(jù),比對評價雷達兵在該具體作戰(zhàn)想定下裝備作戰(zhàn)運用能力。某雷達兵在某次訓(xùn)練中的考評分析結(jié)果如圖3、圖4所示。將3層數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸一化后進行比對,可以直觀看出在該具體作戰(zhàn)環(huán)境下雷達兵發(fā)揮訓(xùn)練裝備效能的程度以及人員作戰(zhàn)能力發(fā)揮的程度,從而獲知仿真訓(xùn)練的質(zhì)效,避免了人裝責(zé)任界定不明確問題,更加有利于提升雷達兵裝備運用作戰(zhàn)的能力。其中,態(tài)勢掌握能力綜合性強,尤其是輔助決策項提升空間很大,體現(xiàn)了對戰(zhàn)場的整體動態(tài)把握、敵情深化與外延預(yù)判、應(yīng)急處置等方面,很大程度超出了雷達裝備固有的功能性能,是基于裝備的拓展能力。

圖3 裝備功能性能發(fā)揮程度

圖4 雷達兵作戰(zhàn)能力發(fā)揮程度

5 結(jié)束語

雷達兵仿真訓(xùn)練系統(tǒng)可以營造貼近實戰(zhàn)的各種戰(zhàn)場環(huán)境,能夠在短期內(nèi)積累大量的訓(xùn)練樣本,有效促進雷達兵作戰(zhàn)能力水平的提升,使其能夠快速勝任本職崗位,有能力應(yīng)對未來可能面臨的各種作戰(zhàn)場景,實現(xiàn)與作戰(zhàn)需求快速接軌。另外,通過分析和挖掘雷達兵大量訓(xùn)練樣本,可以獲知每位雷達兵在各種典型作戰(zhàn)環(huán)境下的優(yōu)缺點,例如擅長在復(fù)雜背景下發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈類小目標(biāo)、低慢小目標(biāo)或者目標(biāo)綜合識別等,以及難以突破或避免的弱項、短板,為進一步優(yōu)化人裝一體作戰(zhàn)能力提供有效技術(shù)支撐。