現(xiàn)代防空體系模型構建及評估方法設計

◆聶恒輝 陳大春

現(xiàn)代防空體系模型構建及評估方法設計

◆聶恒輝 陳大春通訊作者

（航天工程大學 北京 101400）

空中安全是國防安全工作的重要組成部分，針對防空體系復雜的運行機制，文章討論了奪取制空權對聯(lián)合作戰(zhàn)的重要意義，構建了基于防空體系能力的視圖模型，設計了防空體系作戰(zhàn)效能的公式算法和與之對應的評估表，進行了評估方法的設計，為實現(xiàn)防空體系作戰(zhàn)效能的有效評估提出了較為可行的辦法。

防空體系；視圖模型；公式算法；評估

隨著科學技術的快速發(fā)展及其在軍事上的廣泛應用，未來信息化條件下一體化聯(lián)合作戰(zhàn)將不再是單純的武器對武器、系統(tǒng)對系統(tǒng)的對抗，而是由各種武器、裝備系統(tǒng)組成的武器裝備體系之間的對抗[1]。當前，在聯(lián)合作戰(zhàn)軍事過程中，為了掌握制空權，對手的地面目標在軍事行動中已成為空中力量的首要打擊對象。為了保護我方的空中安全，必須要加入天基信息系統(tǒng)來完善防空體系設計，建立健全防空體系。同時要選擇科學合理的作戰(zhàn)能力評估方法，用于指導作戰(zhàn)能力評估，優(yōu)化地面防空力量的體系配置，促進防空體系良性發(fā)展。

1 防空體系作戰(zhàn)能力的視圖模型

作戰(zhàn)概念圖是用于簡要描述通過體系結構設計要解決的問題，即對要完成的任務和如何完成任務進行分析描述。構建了防空預警概念圖，利用該圖可以確定防空警戒的核心問題，幫助各類人員迅速掌握情況，明白總體運行機制和工作流程，同時也便于查找問題和發(fā)現(xiàn)并提升整個防空體系作戰(zhàn)效能的方法途徑。

從圖1可以看出，遂行防空作戰(zhàn)任務的裝備和設備涉及陸上、空中、太空。當上級向指揮所下達進行防空警戒的任務后，指揮所將該任務進行分解，分解后的任務由概念圖中不同種類功能、不同方向上的系統(tǒng)來收集信息。在完成信息收集處理后，第一時間傳送到指揮所，由指揮所下達相關命令攔截目標。

2 防空體系作戰(zhàn)能力的公式算法

通過視圖建模方法，建立了防空體系的作戰(zhàn)視圖模型，明確相互關系，在實際應用中仍顯得太過籠統(tǒng)，必須要通過公式和圖表來詳細解析作戰(zhàn)過程中的關鍵要素。在研究評估防空體系作戰(zhàn)效能中，引入結構方程模型來分析戰(zhàn)斗力的生成需要哪些因素的影響以及相應的影響權重，從而建立更加完備、具體的防空警戒系統(tǒng)結構模型。

圖1 防空警戒作戰(zhàn)概念圖

由防空警戒系統(tǒng)功能視圖的模型來看，防空作戰(zhàn)體系由四個部分組成，分別是指揮控制系統(tǒng)、偵察預警系統(tǒng)、火力打擊系統(tǒng)、勤務保障系統(tǒng)，這幾部分在作戰(zhàn)中是環(huán)環(huán)相扣的關系，因此可以看成是串聯(lián)結構，則防空體系作戰(zhàn)效能可以表示為：

E = EYJ × ELJ × EBZ× EZH （1）

式（1）中，E表示防空體系整體作戰(zhàn)效能；EYJ表示偵察預警能力，偵察預警系統(tǒng)主要由某型武器信息預警、某型雷達預警、觀察哨預警三方面組成；ELJ表示火力攔截能力，包括某型武器定向攔截、某型武器火力打擊和某型武器攔截三部分；EBZ是指保障能力，包括各類武器裝備彈藥保障和生活、心理保障等內容；EZH是指揮控制能力，包括信息的傳輸、命令的下達和戰(zhàn)場形勢分析等等。

偵察監(jiān)視系統(tǒng)、雷達預警系統(tǒng)以及觀察哨所綜合實現(xiàn)的偵察監(jiān)視能力EYJ，主要考慮對來襲的敵方飛行目標的發(fā)現(xiàn)概率P和提供的預警時間T0，偵察監(jiān)視能力EYJ表示為[2]：

式（2）中，p是對敵方飛機的發(fā)現(xiàn)概率；T0是敵方飛機被發(fā)現(xiàn)的時間；TMAX是最大預警時間（從敵方飛機出發(fā)到被發(fā)現(xiàn)）；α是修正因子。

指揮能力和保障能力，表示我方內部系統(tǒng)支持作戰(zhàn)的能力，沒有和敵方產生過多的交互，完全可以通過優(yōu)化自身結構和完全協(xié)同體系來提升能力水平，在研究狀態(tài)（如演訓）下可以設為1。

火力攔截系統(tǒng)是行動類武器裝備，攔截系統(tǒng)共有某型武器打擊、某型炮火力打擊和某型導彈攔截3層組成，其能力ELJ主要取決于陸空攔截武器的準確性Pki，各層攔截武器的毀傷概率Phi，則有

則最終結合（1）、（2）、（3）式可以得到防空作戰(zhàn)體系能力的公式模型：

由此公式可以看出，在具體應用中提高作戰(zhàn)效能，需要提高偵察預警能力、指揮保障能力和火力攔截能力，而且每一種能力下面對應的各項功能指標都會是影響作戰(zhàn)的重要因素。以體系的基本劃定原則為依據(jù)，通過部隊調研、專家咨詢、集中研討等方式，全面考慮體系內的力量結構、運行機制、信息流轉等關鍵因素，關注武器裝備作戰(zhàn)使用中的性能屬性[3]，可以由公式具體化為圖表，便于分析具體情況，如表1所示：

表1 防空體系作戰(zhàn)能力評估表

其中四項能力加起來I1+I2+I3+I4=100；

在指揮控制能力指標中Z1+Z2+Z3+Z4+Z5+Z6=I1，其他項同理。

3 應用設計

在防空預警演練中，我們主要是假定敵方飛行目標臨近，然后采取各種措施來應對緊急情況，這就需要通過分析在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并跟蹤捕捉到敵方飛行目標時，火力打擊系統(tǒng)對整個防空體系作戰(zhàn)效能的影響。（已知預警系統(tǒng)的最大預警時間為Amin，而敵方目標被發(fā)現(xiàn)并預警的時間是A/2 min）。為簡化問題研究，由之前對式（1）的分析可知，效能計算公式中EBZ、EZH取值為1；α修正因子取為1；由于目標已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，因此P為1。

通過式（3）可知火力打擊能力由攔截武器的準確性Pki和各層攔截武器的毀傷概率Phi決定，準確性Pki對應著火力攔截能力指標，Phi對應著火力機動能力和火力生存能力指標。即Pki={C1，C2，C3}；Phi={C4，C5，C6}。通過層次分析法（過程略）可以確定權重系數(shù)為Pki=（0.253C1 +0.362C2+0.385C3）；Phi=（0.476C4+0.173C5+0.351C6）。

根據(jù)式（4）將上述分析所得參數(shù)代入，可以得到防空體系的作戰(zhàn)效能為：

由此可以計算出體系作戰(zhàn)效能值。

4 結論

通過對防空體系作戰(zhàn)能力分別進行視圖模型分析和公式算法分析以及其衍生出的圖表分析，可以比較明顯地看出體系內各個分系統(tǒng)對體系整體效能的作用和影響，甚至可以具體到某一個作用單元。對防空體系的能力開展有效評估是一項重要而有難度的工作，本文構建的防空體系，有針對性設計了評估模型，并嘗試在實踐過程中應用，通過不斷積累與完善，為客觀真實反映體系能力提供了有效的方法?？茖W、客觀地評估將對防空系統(tǒng)核心能力整體持續(xù)提升有較強的推動作用[4]。

[1]陳寶印，欒立秋，張成斌.基于 Multi-Agent 的防空導彈武器系統(tǒng)模型設計[J].指揮控制與仿真，2011（3）：90-92．

[2]李國棟，王鵬.基于作戰(zhàn)環(huán)的作戰(zhàn)體系節(jié)點重要性評價方法[J].火力指揮與控制，2019（8）：7-11．

[3]林蒿．結構方程模型原理及AMOS 應用［M］武漢：華中師范大學出版社，2008：1-6．

[4]李夢羽，凌國厚，耿萍萍，李曉娟，王久東.軍工企業(yè)核心能力評估體系的構建[J].航天工業(yè)管理，2016（12）：32-35．