評(píng)價(jià)艦船裝備體系貢獻(xiàn)度的一種方法

李 煒，張 恒，王 瑋

(海軍裝備研究院，北京100161)

0 引言

20世紀(jì)90年代以來，美國在實(shí)施新軍事變革中提出了“系統(tǒng)的系統(tǒng)”、“系統(tǒng)集成”等思想，強(qiáng)調(diào)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是信息技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)架構(gòu)，將各個(gè)軍事系統(tǒng)整合起來，以大幅度提高軍事能力［1］。這就是現(xiàn)在所說的作戰(zhàn)體系和基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力。

近年來，美軍積極從2個(gè)方面推進(jìn)作戰(zhàn)體系建設(shè)，一是運(yùn)用體系思想加強(qiáng)軍兵種內(nèi)部及之間的聯(lián)合，形成強(qiáng)大的聯(lián)合作戰(zhàn)能力;二是運(yùn)用體系思想研發(fā)各種先進(jìn)的武器裝備，提高應(yīng)對各種作戰(zhàn)任務(wù)的體系能力。其中，美國海軍實(shí)施的“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”，實(shí)質(zhì)是利用信息網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化對信息的感知、傳輸和處理能力，將傳統(tǒng)意義上獨(dú)立的艦船平臺(tái)等兵器轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒鲬?zhàn)體系的節(jié)點(diǎn)，從而獲得信息優(yōu)勢和作戰(zhàn)優(yōu)勢?？梢姡?dāng)今信息化海上戰(zhàn)爭的環(huán)境，客觀上要求從構(gòu)建作戰(zhàn)體系和提高體系作戰(zhàn)能力的角度出發(fā)來發(fā)展海軍裝備特別是艦船裝備，一型艦船對體系的貢獻(xiàn)度則成為研發(fā)決策的重要衡準(zhǔn)。

本文主要從艦船裝備體系構(gòu)成出發(fā)，給出艦船裝備體系貢獻(xiàn)度的基本含義，并通過實(shí)例探索出一種具體的評(píng)價(jià)方法。

1 艦船裝備的體系與能力

1.1 作戰(zhàn)體系與能力構(gòu)成

關(guān)于體系，《辭?！方忉尀椤叭舾捎嘘P(guān)事物互相聯(lián)系互相制約而構(gòu)成的一個(gè)整體”，一些專家、學(xué)者也給出了自己的定義。綜合國內(nèi)外對體系的認(rèn)識(shí)，可以將體系看成是“由多個(gè)系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)”，是系統(tǒng)的系統(tǒng)，是系統(tǒng)的更高階段和形式。而作戰(zhàn)體系是指按一定的戰(zhàn)略、戰(zhàn)役目的將人員和武器裝備系統(tǒng)通過C4ISR有機(jī)聯(lián)結(jié)起來的一個(gè)整體系統(tǒng)［2］，也就是指由各種作戰(zhàn)要素、作戰(zhàn)單元和作戰(zhàn)系統(tǒng)，按照一定結(jié)構(gòu)組織聯(lián)結(jié)起來、并按照相應(yīng)機(jī)理運(yùn)作的整體系統(tǒng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)決定功能的原理，構(gòu)成作戰(zhàn)體系的各要素、單元和系統(tǒng)對體系整體能力或效能的貢獻(xiàn)不是它們各自能力的線性疊加，而是具有放大或縮小功能的非線性作用［1］。

信息化條件下作戰(zhàn)體系的能力，即體系作戰(zhàn)能力是在先進(jìn)的軍事信息系統(tǒng)支持下，各種作戰(zhàn)能力相互聯(lián)結(jié)、相互作用而形成的整體作戰(zhàn)能力，它不是單個(gè)武器、作戰(zhàn)單元等作戰(zhàn)能力的簡單相加，而是由多層次具體作戰(zhàn)能力按照一定的方式組合起來，形成整體大于各部分之和的綜合能力或效能?；谛畔⑾到y(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力主要由任務(wù)能力 (核威懾與核反擊、聯(lián)合火力打擊、聯(lián)合封鎖、聯(lián)合島嶼進(jìn)攻、聯(lián)合保交等)、要素能力(情報(bào)偵察、指揮控制、火力打擊、立體機(jī)動(dòng)、信息攻防、綜合保障等)和信息基礎(chǔ)支撐能力 (信息獲取、傳輸、處理、分發(fā)、安全等)3個(gè)層次的能力構(gòu)成［1］。

1.2 艦船裝備體系與能力構(gòu)成

艦船裝備是海軍裝備的主體，在構(gòu)建海上作戰(zhàn)體系中具有核心地位。描述艦船裝備的體系構(gòu)成，傳統(tǒng)上是根據(jù)艦船的基本使命和遂行的任務(wù)劃分，即按照艦類、艦種和艦型劃分。如按使命任務(wù)將艦船分為作戰(zhàn)艦艇和輔助艦船兩大類，其中作戰(zhàn)艦艇又分為水面艦艇和潛艇兩類;在同類艦船中，按其基本任務(wù)劃分為艦種，如水面戰(zhàn)斗艦艇包括航母、巡洋艦、驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦、護(hù)衛(wèi)艇、導(dǎo)彈快艇等艦種。

隨著近幾場局部戰(zhàn)爭實(shí)踐和新軍事變革的推進(jìn)，特別是美國海軍“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”理論的牽引，各海軍強(qiáng)國正在秉承基于能力的裝備發(fā)展思路，從其海上安全戰(zhàn)略任務(wù)確定的核心能力要求出發(fā)，通過構(gòu)建不同的海上作戰(zhàn)力量體系來推動(dòng)海軍裝備、特別是艦船裝備的體系建設(shè)，努力實(shí)現(xiàn)從以平臺(tái)為中心向以體系為中心轉(zhuǎn)變，盡快提升或形成體系作戰(zhàn)能力。其中，美國海軍以“由海向陸”戰(zhàn)略為牽引，按照前沿存在、威懾、海上控制、力量投送、海上安全和人道主義援助6種核心能力要求，以建成“海上打擊”、“海上盾牌”、“海上基地”和“部隊(duì)網(wǎng)”等“四大能力支柱”為目標(biāo)完善裝備體系，包括以航母及艦載機(jī)、核潛艇為核心的“海上打擊”裝備體系，以巡洋艦與驅(qū)逐艦、近海戰(zhàn)斗艦、多用途海上飛機(jī)、遠(yuǎn)程艦空導(dǎo)彈、建制水雷戰(zhàn)系統(tǒng)等為核心的“海上盾牌”裝備體系等。

綜合分析海軍強(qiáng)國的海上安全戰(zhàn)略任務(wù)和信息化海上作戰(zhàn)特點(diǎn)可以看到，基于信息系統(tǒng)的海上體系作戰(zhàn)能力中，任務(wù)能力主要包括核威懾與核打擊能力、海域控制與打擊能力、保交作戰(zhàn)能力、兩棲作戰(zhàn)與對陸打擊能力、綜合保障能力等;支撐任務(wù)能力的要素能力可以歸納為信息能力、打擊能力(保障能力)、防護(hù)能力和機(jī)動(dòng)能力等4個(gè)方面，每個(gè)任務(wù)能力對應(yīng)的具體要素能力因任務(wù)特性而有所不同。同時(shí)，以任務(wù)能力為目的構(gòu)建和運(yùn)用作戰(zhàn)力量體系，則牽引出綜合考慮裝備類別、基本特性和多功能屬性的海軍裝備體系，主要包括信息裝備、核打擊裝備、機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)裝備、兩棲戰(zhàn)裝備、水雷戰(zhàn)裝備、岸基打擊裝備、支援保障裝備等。不同類別的裝備構(gòu)成不同的作戰(zhàn)力量體系，其中艦船裝備是主體，要求具備4種要素能力，形成5種核心任務(wù)能力，詳見圖1和表1。

表1 任務(wù)能力 (力量體系)與裝備的映射關(guān)系Tab.1 The corresponding relationship between mission capabilities and armament

圖1 海軍裝備體系的構(gòu)成Fig.1 The construct of ship system of systems

2 艦船裝備的體系貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)方法

2.1 艦船裝備體系貢獻(xiàn)度的含義

貢獻(xiàn)度通常指下層或局部性的構(gòu)成要素對上層整體作用或效果的貢獻(xiàn)程度，多用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域衡量發(fā)展?fàn)顩r，如用于分析經(jīng)濟(jì)效益時(shí)的產(chǎn)出與投入之比，分析各種因素對經(jīng)濟(jì)增長的作用大小等。在武器裝備領(lǐng)域，近年來研究裝備體系技術(shù)貢獻(xiàn)度問題，主要是分析不同技術(shù)對于所支持系統(tǒng)獲得特定功能的貢獻(xiàn)程度和對整個(gè)裝備體系完成使命能力的貢獻(xiàn)程度［3］。貢獻(xiàn)度一般表達(dá)為要素對整體作用或效果所起作用的絕對值，也可以表達(dá)為要素對整體作用或效果增長所起作用的絕對值，如果對所起作用采用相對值 (百分率)表示，則可以稱為貢獻(xiàn)率。

由于單個(gè)艦船通常是完整的武器系統(tǒng)，因此，艦船裝備的體系貢獻(xiàn)度可以定義為一型或單艘艦船在某個(gè)海軍裝備體系或力量體系中對該體系完成使命任務(wù)所發(fā)揮的作用，即貢獻(xiàn)的程度。評(píng)價(jià)艦船裝備的體系貢獻(xiàn)度，實(shí)質(zhì)是評(píng)價(jià)單一艦船加入體系后對某個(gè)海軍裝備體系或力量體系能力的貢獻(xiàn)程度。從圖1和表1中可以看出，海軍作戰(zhàn)體系的構(gòu)成是分層次的，從力量體系 (5個(gè))――裝備類別 (7個(gè))――作戰(zhàn)編成 (編隊(duì)、作戰(zhàn)群等)。考慮到海上戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)級(jí)作戰(zhàn)任務(wù)均是由最小的體系(作戰(zhàn)編成)組合成不同的力量體系或獨(dú)自完成的，故衡量單一艦船在作戰(zhàn)編成中的貢獻(xiàn)度是評(píng)價(jià)艦船裝備體系貢獻(xiàn)度的核心內(nèi)容，對裝備類別和力量體系等上層體系的貢獻(xiàn)度可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合與評(píng)估。

決定作戰(zhàn)編成的主要因素是所屬裝備的類型、型別與數(shù)量，這些因素決定著作戰(zhàn)編成的體系能力。從裝備發(fā)展以新代舊、質(zhì)量為先的目的出發(fā)，評(píng)價(jià)艦船裝備對作戰(zhàn)編成的體系貢獻(xiàn)度，主要應(yīng)考慮艦船類型或型別變化對體系能力的影響，數(shù)量可以作為類型或型別因素變化的影響結(jié)果來考慮。從信息化海上作戰(zhàn)已經(jīng)深入實(shí)踐的狀況看，作戰(zhàn)編成中艦船類型或型別變化主要是更新?lián)Q代和提高既有能力，也不排除科技進(jìn)步創(chuàng)造出新型艦船產(chǎn)生新質(zhì)作戰(zhàn)能力。對后者，是從無到有的質(zhì)變，體系貢獻(xiàn)度容易表達(dá);對前者，主要通過衡量既有能力的增長來評(píng)價(jià)貢獻(xiàn)度，是重點(diǎn)要解決的問題。按照貢獻(xiàn)度的一般表達(dá)形式，采用絕對值表示艦船裝備的體系貢獻(xiàn)度為:

貢獻(xiàn)度Cm=變化后的體系作戰(zhàn)能力Ca1－變化前的體系作戰(zhàn)能力Ca0，

并在此基礎(chǔ)上用Ca1/Ca0表達(dá)體系作戰(zhàn)能力增長的比例;

采用相對值表示艦船裝備的體系貢獻(xiàn)度為:

貢獻(xiàn)率Cr=單一艦船產(chǎn)生的部分體系作戰(zhàn)能力Cai/總的體系作戰(zhàn)能力Cat，

并在此基礎(chǔ)上用變化后的貢獻(xiàn)率Cr1－變化前的貢獻(xiàn)率Cr0表達(dá)體系作戰(zhàn)能力的增量。

據(jù)此，評(píng)價(jià)艦船裝備體系貢獻(xiàn)度的方法，落腳在如何科學(xué)評(píng)估作戰(zhàn)編成的體系作戰(zhàn)能力上。

2.2 艦船裝備體系貢獻(xiàn)度量化評(píng)價(jià)方法

評(píng)估作戰(zhàn)能力的方法有指數(shù)法、層次法、區(qū)間數(shù)評(píng)估法、計(jì)算機(jī)仿真法、ADC法等，這些方法各有優(yōu)點(diǎn)，但各自都難以全面體現(xiàn)體系作戰(zhàn)能力的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、關(guān)系復(fù)雜性與行為復(fù)雜性［1，4］。近年來迅速發(fā)展起來的從定性到定量的綜合集成方法，為評(píng)估復(fù)雜系統(tǒng)提供了理論指導(dǎo)。有關(guān)研究提出了基于整體效果的裝備體系作戰(zhàn)效能評(píng)估方法［5］、評(píng)估體系作戰(zhàn)能力實(shí)現(xiàn)的以價(jià)值為中心的分析方法［6］、裝備體系能力需求論證用的體系對抗仿真實(shí)驗(yàn)方法［7］等通用的評(píng)估方法，對評(píng)估海上作戰(zhàn)編成的體系作戰(zhàn)能力有很好的借鑒作用。

鑒于海域控制與打擊、保交作戰(zhàn)等海上攻防作戰(zhàn)在海上多樣化任務(wù)中比重最大、信息化程度最高，以此為切入點(diǎn)研究體系作戰(zhàn)能力評(píng)估方法具有典型性和牽引作用。目前，在艦船裝備發(fā)展論證階段主要采用綜合指數(shù)法評(píng)估單艦作戰(zhàn)能力。該方法主要應(yīng)用模糊集合對不同種類武器采用統(tǒng)一衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作戰(zhàn)能力綜合評(píng)估，考慮的因素從下到上分為設(shè)備性能層、系統(tǒng)指數(shù)層、任務(wù)指數(shù)層和全艦綜合指數(shù)層4個(gè)層次，并以系統(tǒng)設(shè)備性能分析和使用過程仿真相結(jié)合的方式計(jì)算指數(shù)，能夠基本反映艦載武器和電子系統(tǒng)集成在艦船平臺(tái)上的綜合性能和固有能力，結(jié)果形象直觀，評(píng)估速度快。從理論上看，該方法能夠較好反映系統(tǒng)之間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)關(guān)系和相互作用關(guān)系，按層次分析能力并進(jìn)行適當(dāng)綜合，且以計(jì)算和仿真為基礎(chǔ)，以此擴(kuò)展到分析作戰(zhàn)編成固有的體系作戰(zhàn)能力合理可行。

按網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)要求，海上作戰(zhàn)編成通過傳感共用、態(tài)勢共享、統(tǒng)一指揮、協(xié)同作戰(zhàn)等方式，將海上C4ISR系統(tǒng)與艦船等平臺(tái)融為一體，完成對海、防空和反潛等作戰(zhàn)任務(wù)。由此，體系作戰(zhàn)能力主要是融合后的整體對海、防空和反潛能力。評(píng)估體系作戰(zhàn)能力，就是分析計(jì)算作戰(zhàn)編成的對海、防空和反潛能力指數(shù)，并根據(jù)需要進(jìn)行綜合。評(píng)估考慮的因素從下至上為設(shè)備性能、系統(tǒng)指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)、任務(wù)指數(shù)和體系綜合指數(shù)5個(gè)層次(見圖2)。

各層級(jí)的能力指數(shù)求解方法如下:

①系統(tǒng)指數(shù)

在指數(shù)基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)艦載系統(tǒng)設(shè)備性能分析和使用過程仿真相結(jié)合的方式給出修正系數(shù)，計(jì)算出實(shí)際的能力指數(shù)。關(guān)鍵是要考慮傳感器與武器之間的匹配性。例如:

反艦導(dǎo)彈對海作戰(zhàn)能力指數(shù)=f1×f2×f3×f4×對海指數(shù)基準(zhǔn);

其中:f1為對反艦導(dǎo)彈數(shù)量的修正系數(shù);f2為針對射程、速度、彈道的修正系數(shù);f3為針對命中精度變化的修正系數(shù);f4為適航性對作戰(zhàn)能力的修正系數(shù)。

圖2 體系作戰(zhàn)能力評(píng)估的層次結(jié)構(gòu)Fig.2 The level structure for system-of-systems capability evaluation

②平臺(tái)指數(shù)

由單艦各武器系統(tǒng)指數(shù)依次求和得到。關(guān)鍵是要考慮本艦在編成中擔(dān)負(fù)的任務(wù)類型、任務(wù)區(qū)域分配、陣位配置以及艦上不同武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)時(shí)序等因素。需要作戰(zhàn)過程仿真提供支撐。如下式:

單艦反潛作戰(zhàn)能力指數(shù)=f×［z×直升機(jī)指數(shù)基準(zhǔn) +h×魚雷指數(shù)基準(zhǔn)+g×魚雷指數(shù)基準(zhǔn)］+水聲干擾器材指數(shù);其中:z為直升機(jī)能力系數(shù);h為火箭助飛魚雷能力系數(shù);g為管裝魚雷能力系數(shù);f為艦艇平臺(tái)修正系數(shù)。

③體系任務(wù)指數(shù)

由各單艦相應(yīng)的任務(wù)能力指數(shù)依次求和得到。即:

體系防空作戰(zhàn)能力指數(shù)=∑單艦任務(wù)區(qū)域內(nèi)防空指數(shù)。

④體系綜合指數(shù)

將基于作戰(zhàn)模擬得到的轉(zhuǎn)換系數(shù)變?yōu)闄?quán)重系數(shù)，對各體系任務(wù)能力進(jìn)行加權(quán)求和得到。即:

體系綜合作戰(zhàn)能力指數(shù)=Kh×對海指數(shù)+Kk×

防空指數(shù) +Kq×反潛指數(shù);

其中Kh，Kk，Kq分別為對海、防空、反潛能力指數(shù)的權(quán)重系數(shù)。

3 實(shí)例分析

運(yùn)用上述綜合指數(shù)法對某8艦編隊(duì)的2種編配狀態(tài)進(jìn)行分析，以評(píng)估部分艦船變化后的體系貢獻(xiàn)度。該編隊(duì)初始編成為1艘大型載機(jī)艦(Z1型)、2艘防空型驅(qū)逐艦(Q1，Q2型各1艘)和5艘多用途驅(qū)逐艦(D1型1艘、D2型3艘、D3型1艘)構(gòu)成，升級(jí)后編成的艦種不變，艦型變化為Z2型1艘、Q2和Q3型各1艘、D3型3艘、D4型2艘。

以環(huán)型編隊(duì)構(gòu)型為典型狀態(tài)，對2個(gè)編隊(duì)及其中各艦的對海、防空、反潛和綜合作戰(zhàn)能力指數(shù)的計(jì)算分析結(jié)果如表2所示。從表中可以看出，1艘大型載機(jī)艦和2艘防空型驅(qū)逐艦的綜合作戰(zhàn)能力分別占2個(gè)編隊(duì)的61%和69%，貢獻(xiàn)度最大。更換1艘Z2型大型載機(jī)艦和1艘Q3型防空驅(qū)逐艦后，編隊(duì)綜合作戰(zhàn)能力提高了47%，對編隊(duì)能力提高的貢獻(xiàn)度最大;更換D3、D4型多用途驅(qū)逐艦各2艘后，編隊(duì)綜合作戰(zhàn)能力提高了11%。即升級(jí)后的編隊(duì)作戰(zhàn)能力較原編隊(duì)提高了58%。上述定量分析與專家的定性判斷趨勢一致。

表2 編隊(duì)體系作戰(zhàn)能力指數(shù)Tab.2 The capability index of the combat formation

4 結(jié)語

根據(jù)一般意義的作戰(zhàn)體系和貢獻(xiàn)度，本文研究提出了艦船裝備體系的構(gòu)成和體系貢獻(xiàn)度的基本含義，基于現(xiàn)有方法并結(jié)合海上作戰(zhàn)編成的特點(diǎn)，對戰(zhàn)斗艦艇的體系貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)問題，研究出一種評(píng)估作戰(zhàn)編成固有的體系作戰(zhàn)能力 (分項(xiàng)及綜合)的綜合指數(shù)法，應(yīng)用于編隊(duì)構(gòu)成分析具有較好的科學(xué)性。鑒于體系作戰(zhàn)能力評(píng)估是十分復(fù)雜的過程，與作戰(zhàn)運(yùn)用密切相關(guān)，從實(shí)戰(zhàn)效能看，今后還應(yīng)在評(píng)估固有體系作戰(zhàn)能力的基礎(chǔ)上，立足運(yùn)用仿真等先進(jìn)方法手段，評(píng)估實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下體系的任務(wù)作戰(zhàn)能力。

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