孟慶操 楊 光

(海軍大連艦艇學(xué)院艦炮系 大連 116018)

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航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系構(gòu)建*

孟慶操 楊 光

(海軍大連艦艇學(xué)院艦炮系 大連 116018)

為了科學(xué)評估航母編隊防空作戰(zhàn)能力,提出一種基于“系統(tǒng)性能+固有能力+作戰(zhàn)能力+作戰(zhàn)任務(wù)”的動態(tài)指標(biāo)體系構(gòu)建方法。通過對作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式的分析,根據(jù)航母編隊防空作戰(zhàn)過程和對WSEIAC方法的改進(jìn),構(gòu)建了航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系基本框架。該研究可為航母編隊指揮員科學(xué)評估防空作戰(zhàn)能力、合理運用防空作戰(zhàn)兵力、優(yōu)化防空作戰(zhàn)方案等奠定理論基礎(chǔ)。

航母編隊; 防空作戰(zhàn); 效能評估; 指標(biāo)體系

Class Number E926.4

1 引言

防空作戰(zhàn)作為航母編隊的重要作戰(zhàn)樣式之一,事關(guān)編隊的安全,是完成其它任務(wù)的基礎(chǔ)[1]。航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系,是編隊防空作戰(zhàn)能力的客觀反映,是進(jìn)行作戰(zhàn)效能評估的基礎(chǔ)?？梢哉f,沒有科學(xué)合理的指標(biāo)體系,作戰(zhàn)效能評估就無法進(jìn)行,而指標(biāo)體系建立不合理,就無從談起作戰(zhàn)效能評估研究的準(zhǔn)確性。

2 作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式

構(gòu)建作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系,需要一種指導(dǎo)模式,它能引導(dǎo)評估者進(jìn)行快速而合理地擬定評估指標(biāo),可以有效提高評估的合理性,克服盲目性。為此,本文先從作戰(zhàn)效能結(jié)構(gòu)歸納出作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式,再建立評估條件與模式的匹配關(guān)系,結(jié)合航母編隊防空作戰(zhàn)任務(wù)和特點,按選擇的評估指標(biāo)體系模式進(jìn)行實例化,合理地擬出細(xì)化的作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系。

通過對作戰(zhàn)效能邏輯結(jié)構(gòu)分析可知,作戰(zhàn)效能主要包括五大要素[2]:系統(tǒng)性能、作戰(zhàn)適宜性、固有能力、作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)效果。根據(jù)以上對各要素定義及相互作用關(guān)系進(jìn)行組合,并通過對大量國內(nèi)外作戰(zhàn)效能評估研究的分析和總結(jié),可以得出作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系主要有以下幾種模式[3],如表1所示。

表1 作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式

模式一通過系統(tǒng)的固有能力分析作戰(zhàn)效能,最終得到的是作戰(zhàn)效能的相對值,是系統(tǒng)的靜態(tài)效能。這類模式的效能評估指標(biāo)一般采用專家評判法、多方案對比法、模糊綜合評判法等進(jìn)行解算。該類模式的優(yōu)點是綜合性好,簡單快捷,可用于多種同類型系統(tǒng)的方案選擇;缺點是強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)本身性能和固有的能力,不能體現(xiàn)出作戰(zhàn)效能的動態(tài)性,并且主觀性強(qiáng),個人偏好對評估結(jié)果的影響大,評估結(jié)果主要依賴于評估者或?qū)＜业闹饔^判斷。

模式二是基于作戰(zhàn)效果的作戰(zhàn)效能評估,通過該類模式可得到作戰(zhàn)效能的絕對值或根據(jù)效果數(shù)據(jù)得到評估效用值。一般作戰(zhàn)仿真方法、統(tǒng)計試驗方法采用的指標(biāo)體系通常屬于這一類模式。這類模式的優(yōu)點在于評估指標(biāo)容易理解,也便于讓所得的評估結(jié)論追溯到作戰(zhàn)效果上。不足之處是基于效果的指標(biāo)不夠全面,如采用戰(zhàn)場攻防對抗仿真方法或海上演習(xí)演練方法,都只能獲取特定想定下的作戰(zhàn)效果指標(biāo),仿真背景假設(shè)和仿真條件對評估結(jié)果有很大影響。

模式三綜合了作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)適宜性因素,得到作戰(zhàn)效能的綜合值。該類模式的優(yōu)點是全面性好,既可兼顧作戰(zhàn)能力要素,又可兼顧非作戰(zhàn)能力要素。事實上,采用這類模式指標(biāo)體系的典型代表方法是ADC法,其中A和D可看作為作戰(zhàn)適宜性,C是作戰(zhàn)能力。優(yōu)點是簡單易懂,物理意義清楚。缺點是過多強(qiáng)調(diào)靜態(tài)的系統(tǒng)效能,強(qiáng)調(diào)動態(tài)的作戰(zhàn)效能較少,同時,作戰(zhàn)適宜性在隨著作戰(zhàn)狀態(tài)的節(jié)點增加計算復(fù)雜性急劇增大,可能會出現(xiàn)意想不到的評估結(jié)果。

模式四根據(jù)系統(tǒng)性能與作戰(zhàn)效果指標(biāo)綜合分析作戰(zhàn)能力以及作戰(zhàn)效能。著重研究作戰(zhàn)效能與作戰(zhàn)能力之間的影響關(guān)系,剖析影響作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵因素。以系統(tǒng)性能體現(xiàn)靜態(tài)的作戰(zhàn)能力,同時,作戰(zhàn)效果體現(xiàn)了作戰(zhàn)效能的動態(tài)性,將這兩方面有機(jī)結(jié)合起來并進(jìn)行綜合分析,得出較為全面、合理的作戰(zhàn)效能評估結(jié)果。采用該類模式的效能評估指標(biāo)體系不僅用于計算作戰(zhàn)效能,也可用于計算作戰(zhàn)能力的值。此類模式指標(biāo)體系綜合了第一類和第二類模式的優(yōu)點,并彌補(bǔ)了對方的不足,但是該模式?jīng)]有考慮作戰(zhàn)適宜性對作戰(zhàn)可能產(chǎn)生的影響,缺乏全面性。

模式五旨在研究系統(tǒng)性能、固有能力、作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)任務(wù)之間的影響鏈路,分析系統(tǒng)性能對固有能力的影響,以及固有能力對作戰(zhàn)能力的影響,作戰(zhàn)能力對作戰(zhàn)效能的影響。該類模式強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)自身的物理特性出發(fā),根據(jù)系統(tǒng)的性能和作戰(zhàn)適宜性,分析系統(tǒng)的固有能力;結(jié)合作戰(zhàn)想定,分析系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力,再根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù),分析系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。此類模式結(jié)合了模式一和模式三具有二者共同優(yōu)點,并考慮了作戰(zhàn)環(huán)境(想定)以及作戰(zhàn)任務(wù)對作戰(zhàn)效能的影響,使此類模式構(gòu)建的指標(biāo)體系具有很強(qiáng)的全面性,同時以系統(tǒng)性能體現(xiàn)靜態(tài)的固有能力,作戰(zhàn)能力體現(xiàn)作戰(zhàn)效能的動態(tài)性。

3 作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式選擇

作戰(zhàn)效能研究的目的和評估需求決定了選擇效能指標(biāo)體系的模式[4]。航母編隊防空作戰(zhàn)效能研究中,一般是首先根據(jù)編隊作戰(zhàn)系統(tǒng)的性能和特點,確定其使命任務(wù)、作戰(zhàn)使用特性,再根據(jù)作戰(zhàn)效能研究的目的和評估目標(biāo),并結(jié)合以上五種作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式的優(yōu)缺點,可以選擇出相應(yīng)的效能評估指標(biāo)體系模式。

航母編隊防空的作戰(zhàn)效能,是指航母編隊防空作戰(zhàn)系統(tǒng)在規(guī)定條件下完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)的能力。航母編隊防空作戰(zhàn)任務(wù)性質(zhì)有打擊、威懾和攔截,但其根本任務(wù)是通過殺傷來襲空中目標(biāo)以保衛(wèi)本編隊或防空區(qū)域內(nèi)其它水面艦艇[5]。因此,航母編隊防空作戰(zhàn)的最終目的,是保衛(wèi)航母本艦和編隊其他艦艇不被敵空襲飛機(jī)或?qū)棜?而實現(xiàn)這個目標(biāo)采用的作戰(zhàn)手段是對敵空中目標(biāo)進(jìn)行殺傷、威懾和攔截。評估航母編隊防空的作戰(zhàn)效能,首先需要分析影響作戰(zhàn)效能的因素,并根據(jù)航母編隊防空作戰(zhàn)過程,分析各影響因素對作戰(zhàn)效能的影響;其次,根據(jù)航母編隊防空作戰(zhàn)系統(tǒng)中武器裝備性能參數(shù)獲得作戰(zhàn)系統(tǒng)的性能,結(jié)合系統(tǒng)的作戰(zhàn)適宜性,分析其固有能力;再進(jìn)一步結(jié)合實際使用環(huán)境以及航母編隊防空作戰(zhàn)過程(作戰(zhàn)想定)分析其作戰(zhàn)能力;最后結(jié)合航母編隊對作戰(zhàn)任務(wù)的完成情況,進(jìn)而得到航母編隊完成防空作戰(zhàn)任務(wù)的程度,即航母編隊防空作戰(zhàn)的作戰(zhàn)效能。

綜合以上分析,模式五作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系比較適用于本文的航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估研究。因此,本文采用基于“系統(tǒng)性能+固有能力+作戰(zhàn)能力+作戰(zhàn)任務(wù)”的第五類模式構(gòu)建作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系,其邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 航母編隊防空作戰(zhàn)效能的邏輯結(jié)構(gòu)

4 航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系構(gòu)建

作戰(zhàn)效能的定義,包括了“給定任務(wù)條件下”和“完成任務(wù)的能力”。因此,圍繞作戰(zhàn)任務(wù)是進(jìn)行作戰(zhàn)效能研究的基本條件[6]。一般而言,作戰(zhàn)任務(wù)都有過程和階段的特點,這種特點在航母編隊防空作戰(zhàn)中尤為明顯。按階段劃分構(gòu)建作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系有利于對影響作戰(zhàn)效能的因素進(jìn)行定位分析和追溯分析。同時,將作戰(zhàn)任務(wù)過程按階段劃分,還能更進(jìn)一步剖析作戰(zhàn)過程,分析航母編隊在各個階段的作戰(zhàn)效果和單項能力。

4.1 航母編隊防空作戰(zhàn)過程描述

根據(jù)航母編隊對空防御作戰(zhàn)使命任務(wù)和作戰(zhàn)特點,其作戰(zhàn)效能體現(xiàn)在與來襲空中目標(biāo)的攻防對抗過程中,航母編隊對空防御作戰(zhàn)過程中主要事件和時間節(jié)點如圖2所示。

圖2 航母編隊對空防御作戰(zhàn)過程描述

根據(jù)圖2,航母編隊防空作戰(zhàn)過程描述分為三個階段[7]:作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)準(zhǔn)備和行動實施。作戰(zhàn)任務(wù)階段是指受領(lǐng)上級作戰(zhàn)任務(wù),正確領(lǐng)會上級的作戰(zhàn)意圖,研究制定航母編隊的作戰(zhàn)任務(wù),分析判斷情況,定下初步?jīng)Q心的一系列事件;作戰(zhàn)準(zhǔn)備階段是指受領(lǐng)作戰(zhàn)任務(wù)后,根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)要求、首長作戰(zhàn)意圖,制定航母編隊作戰(zhàn)行動的計劃及作戰(zhàn)想定預(yù)案,作戰(zhàn)計劃下達(dá)后進(jìn)行各項作戰(zhàn)準(zhǔn)備工作,包括行動方案與措施、裝備技術(shù)準(zhǔn)備、后勤保障準(zhǔn)備等一系列活動;行動實施是指預(yù)警探測、跟蹤識別、艦載機(jī)攔截、艦載武器攔截和作戰(zhàn)效果評估等一系列行動。

4.2 WSEIAC方法及對其改進(jìn)思路

WSEIAC系統(tǒng)效能分析方法是由美國工業(yè)界武器系統(tǒng)效能咨詢委員會(WSEIAC)為空軍提出的系統(tǒng)效能評估方法[8](也稱ADC法),模型表達(dá)式為:E=A·D·C,其中A為有效性(Availability)向量,是在開始執(zhí)行任務(wù)時系統(tǒng)狀態(tài)的度量,取決于系統(tǒng)可靠性、維修性、維修水平等因素;D為可信賴性(Dependability)向量,是在已開始執(zhí)行任務(wù)的過程中某個或某幾個時刻系統(tǒng)狀態(tài)的度量,表示系統(tǒng)在使用過程中完成規(guī)定功能的概率,取決于系統(tǒng)使用過程中的可修復(fù)性、人員素質(zhì)、指揮水平等因素;C是能力(Capability)矩陣,指已知系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)期間的狀態(tài)下,系統(tǒng)最終完成任務(wù)的能力,是系統(tǒng)各種性能的集中表現(xiàn)。從該模型的整個情況分析,C是潛在作戰(zhàn)能力中除去可靠性、維修性以外的能力。

從WSEIAC法的概念和模型可以看出,系統(tǒng)的效能E決定于A、D、C三個指標(biāo),這三個指標(biāo)分別靜態(tài)地描述了系統(tǒng)在作戰(zhàn)過程中不同階段的能力,但主要考慮了靜態(tài)的可靠性、維修性等因素,而對系統(tǒng)在作戰(zhàn)過程、攻防對抗和作戰(zhàn)效果等因素考慮較少,不能準(zhǔn)確、完整體現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)的作戰(zhàn)效能[9]。因此,在應(yīng)用WSEIAC法構(gòu)建作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系時,對WSEIAC法的效能評估模型進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)。

改進(jìn)思路是:根據(jù)對航母編隊防空作戰(zhàn)過程的分析,與作戰(zhàn)過程三個階段相對應(yīng),重新劃分和定義概念和包含范圍。將作戰(zhàn)任務(wù)階段的各種影響因素定義為有效性A,將作戰(zhàn)準(zhǔn)備階段各種影響因素及指標(biāo)定義為可信賴性D,將行動實施階段作戰(zhàn)系統(tǒng)具備的性能和能力稱為能力C。這樣對指標(biāo)因素的劃分能較好突出系統(tǒng)的作戰(zhàn)過程、作戰(zhàn)效果和抗擊能力,便于分析系統(tǒng)的戰(zhàn)技性能指標(biāo)等對作戰(zhàn)效能的影響。

1) 航母編隊防空作戰(zhàn)的有效性A

有效性主要是對完成作戰(zhàn)任務(wù)的可能性的度量。因此,有效性可用作戰(zhàn)任務(wù)及敵方攻擊的性質(zhì)和特點來描述。

2) 航母編隊防空作戰(zhàn)的可信賴性D

可信賴性是指航母編隊防空作戰(zhàn)計劃和想定制定的周密程度,戰(zhàn)前準(zhǔn)備的程度。因此,可信賴性主要決定于戰(zhàn)備完好性、可靠性、生存能力等。

3) 航母編隊防空作戰(zhàn)的能力C

能力是航母編隊防空作戰(zhàn)行動中作戰(zhàn)系統(tǒng)攔截、毀傷目標(biāo)能力的度量,其主要因素有預(yù)警探測能力、跟蹤識別能力、艦載機(jī)攔截能力、艦載武器攔截能力等。

4.3 作戰(zhàn)效能層次結(jié)構(gòu)

作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系框架一般遵循四層結(jié)構(gòu)[10],如圖3所示。第一層是作戰(zhàn)效能度量層(MOFE),是衡量系統(tǒng)在特定環(huán)境下完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)的程度,對航母編隊防空作戰(zhàn)來說,就是保衛(wèi)目標(biāo)的完好程度。第二層是效能度量層(MOE),是系統(tǒng)完成其某項功能程度的定性化描述,如作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)能力等,與具體作戰(zhàn)背景有關(guān)的特定效能。第三層是性能度量層(MOP),用來度量系統(tǒng)的物理和結(jié)構(gòu)上的行為參數(shù)和任務(wù)要求參數(shù),是以尺度參數(shù)為變量的函數(shù),如預(yù)警探測能力、跟蹤識別能力、艦載機(jī)攔截能力、艦載武器攔截能力等。第四層是尺度參數(shù)層(DP),也是最底層,表示系統(tǒng)固有的屬性或特征,如尺寸、重量等。

1) 作戰(zhàn)效能度量層

航母編隊防空作戰(zhàn)效能的總體度量,作戰(zhàn)效能評估研究所要實現(xiàn)的目標(biāo)。根據(jù)本文選定的指標(biāo)體系模式,包括系統(tǒng)性能、固有能力、作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)任務(wù)四個主要評估要素。

2) 效能度量層

通過各分系統(tǒng)性能及各單項能力的綜合分析,得出系統(tǒng)性能,以此為基礎(chǔ),綜合考慮系統(tǒng)的作戰(zhàn)適宜性,獲得航母編隊防空作戰(zhàn)的固有能力。同時根據(jù)作戰(zhàn)想定,獲得編隊在想定環(huán)境下的作戰(zhàn)能力,再根據(jù)對作戰(zhàn)任務(wù)的完成情況,最終得到航母編隊防空作戰(zhàn)的綜合效能。

3) 性能度量層

從各個方面或角度反映和衡量航母編隊防空作戰(zhàn)的有效性、可信賴性和能力三個方面分指標(biāo),主要包括預(yù)警探測能力、跟蹤識別能力、艦載機(jī)攔截能力、艦載武器攔截能力、戰(zhàn)備完好性、可靠性、生存能力等。

4) 尺度參數(shù)層

是作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系的基礎(chǔ),向性能度量層提供各因素的關(guān)系特征和數(shù)據(jù)來源,是作戰(zhàn)效能評估的基礎(chǔ)和依據(jù)。

4.4 航母編隊對空防御作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系

通過以上對航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式分析,結(jié)合航母編隊防空作戰(zhàn)過程和對WSEIAC法的改進(jìn),依據(jù)航母編隊防空作戰(zhàn)效能層次結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系,建立航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系,如圖4所示,包括1個作戰(zhàn)效能總指標(biāo)、4個一級指標(biāo)、11個二級指標(biāo)和49個三級指標(biāo)。

5 結(jié)語

本文根據(jù)航母編隊防空作戰(zhàn)特點和作戰(zhàn)過程,通過對國內(nèi)外大量作戰(zhàn)效能研究總結(jié)歸納,提出了基于“系統(tǒng)性能+固有能力+作戰(zhàn)能力+作戰(zhàn)任務(wù)”的航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系模式。采用改進(jìn)的WSEIAC方法,構(gòu)建了航母編隊防空作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系的基本框架,為航母編隊指揮員科學(xué)評估防空作戰(zhàn)能力、合理運用防空作戰(zhàn)兵力、優(yōu)化防空作戰(zhàn)方案等奠定了理論基礎(chǔ)。

[1] 本杰明·朗伯斯.新世紀(jì)初葉美國航母空中作戰(zhàn)力量[M].北京:海軍裝備研究院綜合所,2006.

[2] 莊世杰,邱滌珊,沙基昌.潛射反艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系設(shè)計初探[J].火力與指揮控制,1998,20(4):68-73.

[3] 羅從文.航母編隊對空防御作戰(zhàn)效能分析研究[D].南京:海軍指揮學(xué)院,2007.

[4] 朱斯高,岳超源,趙勇.某型空艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(城市科學(xué)版),2005,22(增刊):125-128.

[5] 李懷周.美國海軍航母戰(zhàn)斗群作戰(zhàn)研究[D].北京:國防大學(xué),2001.

[6] 肖凡,劉忠,黃金才.作戰(zhàn)方案效能評估指標(biāo)研究[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程,2006,20(2):41-45.

[7] 劉海鷹.航空母艦編隊的作戰(zhàn)能力與戰(zhàn)術(shù)使用[J].現(xiàn)代艦船,1995(1):14-17.

[8] 柏曉莉,柏曉輝,羅雪山.C4ISR系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)效能評估指標(biāo)體系研究[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程,2006,20(1):71-75.

[9] 馬其東,方立恭.中遠(yuǎn)程艦空導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系研究[J].國防技術(shù)基礎(chǔ),2008(10):41-45.

[10] 臧壘,蔣曉原,王鈺.C4ISR系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報,2008,20(3):574-577.

Design of Effectiveness Estimation Index System of Air Defense of the Aircraft Carrier Formation

MENG Qingcao YANG Guang

(Department of Shipboard Gun, Dalian Naval Academy, Dalian 116018)

For the sake of evaluating the combat capability of the aircraft carrier formation scientifically, a method of dynamic index system based on the system function + proper ability + war power + battle task is put forward. Through the analysis of index system mode in the combat efficiency, based on the air-defense combat process of the aircraft carrier formation and the improvement of WSEAC method, the basic frame of air-defense combat efficiency evaluate index system of the aircraft carrier formation is built. The research could lay theory foundation for the commander of the aircraft carrier formation to estimate the air defense capability scientifically, manage the troops of air defense, and optimize the air defense battle project.

aircraft carrier formation, air defense, efficiency evaluate, index system

2015年4月3日,

2015年5月27日

孟慶操,男,博士,副教授,研究方向:武器作戰(zhàn)使用。

E926.4

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.10.001