張海峰,于忠琳,謝宇鵬
(海軍航空大學(xué),山東煙臺264001)
海上作戰(zhàn)力量是各國軍事力量發(fā)展的重要部分,也是奪控制海權(quán)的主要力量支撐。其中,戰(zhàn)斗艦艇作為主要海上作戰(zhàn)平臺的作用尤為突出。近年來,隨著軍事科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各國的海上力量也在迅速增強(qiáng)。比如日本,其海上自衛(wèi)隊(duì)艦艇編隊(duì)的編組由10年前“八八”編隊(duì)擴(kuò)展為“十十”編隊(duì),其發(fā)展速度對周邊國家構(gòu)成了極大威脅[1]。同時,反艦導(dǎo)彈武器也在飛速發(fā)展,但通過多平臺發(fā)射反艦導(dǎo)彈對海上艦艇編隊(duì)進(jìn)行超視距打擊,目前仍是打擊水面艦艇的主要作戰(zhàn)手段[2]。
岸艦導(dǎo)彈是由機(jī)動式或固定式岸基平臺發(fā)射的反艦導(dǎo)彈。岸艦導(dǎo)彈的主要優(yōu)勢是部署靈活、簡便快捷以及目標(biāo)毀傷能力較強(qiáng)。此外,還可以依托岸陸地形實(shí)現(xiàn)隱蔽機(jī)動和快打快撤,極大地提升了發(fā)射兵力的生存能力。隨著岸艦導(dǎo)彈在射程、航路規(guī)劃、飛行速度、抗干擾等方面性能的提高,岸艦導(dǎo)彈的優(yōu)勢越加明顯,在未來對海突擊作戰(zhàn)中將發(fā)揮重要的火力骨干作用。
以往相關(guān)文獻(xiàn)大多集中闡述反艦導(dǎo)彈的毀傷效能或?qū)λ媾炌У耐环佬艿确矫鎯?nèi)容[3-10],本文在充分分析以往反艦導(dǎo)彈效能研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,嘗試從整個岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)流程出發(fā),運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)原理,建立岸艦導(dǎo)彈全作戰(zhàn)流程的效能評估模型。
岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)通常由導(dǎo)彈、武器控制系統(tǒng)和技術(shù)支援系統(tǒng)組成。按照火力單元配置,一般單個火力單元的基本配置為導(dǎo)彈發(fā)射車、武器控制車、維護(hù)保障車,某些型號還配有指揮車、導(dǎo)彈貯運(yùn)車和雷達(dá)車[11]等,如圖1所示。岸基雷達(dá)的預(yù)警探測范圍有限,難以滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭中大范圍、遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)需求。因此,目前典型的岸艦導(dǎo)彈系統(tǒng),戰(zhàn)時須要依靠上級指揮所提供目指信息。
圖1 某型岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)組成框圖Fig.1 Block diagram of a type of shore-ship missile weapon system
岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程總體上可歸結(jié)為4 個主要階段:情報(bào)獲取、機(jī)動待機(jī)、作戰(zhàn)籌劃、發(fā)射撤收。
在情報(bào)獲取階段,從上級指揮所獲取所需的目指信息;在機(jī)動待機(jī)階段,岸導(dǎo)兵力按照作戰(zhàn)行動方案要求,按時由駐地隱蔽機(jī)動至發(fā)射陣地;在作戰(zhàn)籌劃階段,指揮員及指揮所人員對情報(bào)進(jìn)行分析處理后,制定導(dǎo)彈攻擊方案并報(bào)請上級指揮所批準(zhǔn);在發(fā)射以及撤收階段,發(fā)射兵力將完成陣地展開、導(dǎo)彈射前準(zhǔn)備、聽令發(fā)射及撤收。作戰(zhàn)流程如圖2所示。
圖2 某型岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)流程Fig.2 Operational flow of a type of shore-ship missile weapon system
由岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程可知,影響岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能的主要因素有:目指信息、指揮控制、生存能力、毀傷能力[12]。其中,目指信息是否及時準(zhǔn)確是前進(jìn)指揮所能否做出準(zhǔn)確判斷并下達(dá)準(zhǔn)確打擊命令的關(guān)鍵,也是反艦導(dǎo)彈能否成功搜索目標(biāo)并實(shí)施精確打擊的前提;指揮控制在整個戰(zhàn)斗行動中相當(dāng)于人類大腦的作用,是確保參戰(zhàn)兵力與岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)完美結(jié)合,最大限度地發(fā)揮部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的核心;戰(zhàn)場生存能力是實(shí)施導(dǎo)彈突擊行動的前提條件,只有保全自己才能消滅敵人,戰(zhàn)場生存將貫穿岸導(dǎo)兵力機(jī)動行軍、陣地展開、射前準(zhǔn)備、導(dǎo)彈發(fā)射、撤收待機(jī)等階段;毀傷能力(火力打擊能力)則是指整個導(dǎo)彈系統(tǒng)的作戰(zhàn)過程,包括導(dǎo)彈的發(fā)射、飛行、制導(dǎo)、搜索、命中以及對敵毀傷概率,是整個武器系統(tǒng)完成作戰(zhàn)任務(wù)的實(shí)施部分,決定了整個作戰(zhàn)的成敗。
對岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能進(jìn)行評估,須要從定性和定量2個方面選取評價指標(biāo)。通過前文對岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)整個作戰(zhàn)流程分析,可依此確定岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能評價指標(biāo),并構(gòu)建評價體系。
根據(jù)對相關(guān)文獻(xiàn)研究[13],很多功能性指標(biāo)與時間性指標(biāo)之間存在著耦合性關(guān)系。比如,部隊(duì)的快速機(jī)動能力是功能性指標(biāo),而與之對應(yīng)的部隊(duì)機(jī)動時間是時間性指標(biāo)。在實(shí)際作戰(zhàn)中,機(jī)動能力強(qiáng),機(jī)動時間必然會縮短。所以筆者認(rèn)為,這2 種指標(biāo)存在于同一個評價體系中是不合理的。為了使評價體系更加合理,經(jīng)綜合考慮影響岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能的主要因素以及各影響因素所包含指標(biāo)特性,最終確定評價指標(biāo)如下:
目指信息:目標(biāo)探測能力、目標(biāo)跟蹤能力、目標(biāo)數(shù)據(jù)處理能力、目標(biāo)信息傳輸能力。
指揮控制:情報(bào)處理能力、態(tài)勢判斷能力、數(shù)據(jù)鏈傳輸能力、決策部署能力。
生存能力:部隊(duì)訓(xùn)練水平、機(jī)動路線選擇能力、發(fā)射陣地選擇能力、武器系統(tǒng)本身性能(指雷達(dá)輻射值、整體目標(biāo)大小、迷彩噴涂等隱蔽性固有性能)。
火力打擊:發(fā)射裝置可用性、飛行穩(wěn)定性、目標(biāo)選擇與跟蹤能力、末端突防能力、戰(zhàn)斗部毀傷能力。
根據(jù)前文確定的17 個評價指標(biāo)確定岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評價體系,如圖3所示。
圖3 某型岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)效能評價體系Fig.3 Evaluation system for the effectiveness of a type of shore-ship missile weapon system
在前文構(gòu)建了岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評價體系,根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu),可以構(gòu)建效能評估模型,見圖4。
圖4 岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)效能評估貝葉斯模型Fig.4 Bayesian model of effiectiveness evaluation shore-ship missile weapon system
下面舉例說明效能評估流程。
1)確定節(jié)點(diǎn)等級。根據(jù)導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)的實(shí)際情況,設(shè)定各子節(jié)點(diǎn)(Eij)等級{ }好,一般,差 ,即為{good,general,bad} ;設(shè)定各父節(jié)點(diǎn)(E、Ei)等級為{好 ,一般,差 },即為{good,general,bad} 。以0~1來具體劃分等級,差:0~0.5,一般:0.5~0.75,好:0.75~1。
2)收集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并計(jì)算先驗(yàn)概率。確定4個根節(jié)點(diǎn)的權(quán)重,其流程及計(jì)算公式為如下[16]:
①對矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理,基本公式為
式(1)中,ximax、ximin分別為矩陣行數(shù)據(jù)的最大、最小值。
②對矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,公式為
③計(jì)算第i 項(xiàng)指標(biāo)熵值,熵值計(jì)算公式為
運(yùn)用下式得出各指標(biāo)權(quán)重
⑤代入數(shù)據(jù)。以節(jié)點(diǎn)E1為例。邀請8 位專家對節(jié)點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行打分,見表1。
表1 專家打分情況表Tab.1 Expert rating scoring table
經(jīng)過計(jì)算,得出節(jié)點(diǎn)先驗(yàn)概率為(0.661,0.282,0.057)。同理,可以計(jì)算出其他3 個節(jié)點(diǎn)先驗(yàn)概率分別為:
E2:(0.193,0.602,0.205);
E3:(0.888,0.112,0);
E4:(0.875,0.125,0)。
3)使用Netica軟件對作戰(zhàn)效能進(jìn)行評估。根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的基本原理,運(yùn)用Netica 進(jìn)行仿真的基本步驟為:構(gòu)造貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型,輸入節(jié)點(diǎn)CPT,再輸入原始數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算,即可得出仿真結(jié)果,如圖5所示。
結(jié)合專家打分,得到如圖5所示仿真結(jié)果,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以得到如下結(jié)論。
1)岸艦導(dǎo)彈在反艦作戰(zhàn)方面的優(yōu)勢比較明顯,在對海突擊作戰(zhàn)中應(yīng)當(dāng)注重發(fā)揮其優(yōu)勢。
根據(jù)仿真結(jié)果,岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的生存能力各項(xiàng)數(shù)據(jù)都比較高。與其他平臺發(fā)射的反艦導(dǎo)彈相比,岸艦導(dǎo)彈的優(yōu)勢在于其良好的技術(shù)穩(wěn)定性、機(jī)動性以及可以依托島岸達(dá)成的自身隱蔽性。空中飛機(jī)平臺和海上艦艇平臺均受到隱蔽性差和重復(fù)裝填困難的局限,而潛艇平臺雖然隱蔽性得到提升,但水下機(jī)動性以及數(shù)據(jù)溝通困難的劣勢同樣明顯。與三者相比,機(jī)動式岸導(dǎo)兵力既可以利用復(fù)雜地形快速機(jī)動,實(shí)現(xiàn)隱蔽對海突擊,又可以滿足實(shí)施飽和攻擊和重復(fù)裝填,戰(zhàn)術(shù)更靈活,相較而言,優(yōu)勢明顯。
圖5 Netica仿真結(jié)果Fig.5 Netica simulation results
2)數(shù)據(jù)鏈路是岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),戰(zhàn)時必須確保鏈路暢通。機(jī)動岸艦導(dǎo)彈能否發(fā)揮正常作戰(zhàn)效能,前提是目標(biāo)信息鏈路、指揮命令鏈路和武器控制鏈路的暢通與否。從貝葉斯網(wǎng)絡(luò)圖也可以看出,影響岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能的4 個主要因素都離不開完整穩(wěn)定的數(shù)據(jù)鏈傳輸網(wǎng)以及通訊網(wǎng)絡(luò),這也是岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。所以,在作戰(zhàn)中,鏈路暢通顯得尤為重要。
3)岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)技術(shù)性能是提升導(dǎo)彈突擊效果的基本條件。在目標(biāo)信息探測跟蹤準(zhǔn)確、指揮決策正確無誤、武器系統(tǒng)確保生存前提下,導(dǎo)彈自身的技術(shù)性能將成為決定對海突擊任務(wù)成敗的關(guān)鍵,也是最根本的決定因素。因此,不斷提升岸艦導(dǎo)彈技術(shù)性能是十分必要的。比如,增加多次攻擊能力可以在導(dǎo)彈射程滿足的前提下提升目標(biāo)捕捉能力[18];導(dǎo)彈飛行速度的提高可以增大突防概率;導(dǎo)彈航路規(guī)劃能力的提高可以增大戰(zhàn)場生存能力和突擊效果;超低空巡航可以降低導(dǎo)彈被發(fā)現(xiàn)及攔截概率等。
本文從作戰(zhàn)角度出發(fā),系統(tǒng)分析了岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)流程,并根據(jù)其作戰(zhàn)流程,從目指信息、指揮控制、武器系統(tǒng)生存、火力打擊4 個方面選取17 個指標(biāo)對導(dǎo)彈武器系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能進(jìn)行了評估,并依據(jù)仿真結(jié)果提出岸艦導(dǎo)彈戰(zhàn)斗使用和裝備發(fā)展相關(guān)對策建議。本文在指標(biāo)選取時著重考慮功能性指標(biāo),在對時間性指標(biāo)的考慮上有所欠缺,在以后的研究中將會對時間性指標(biāo)加以側(cè)重。