水面艦艇防空抗擊效能評(píng)估研究

李月文　張永生

【摘 要】針對(duì)水面艦艇防空抗擊效能評(píng)估問(wèn)題，基于排隊(duì)論研究了艦艇防空武器服務(wù)時(shí)間和空襲目標(biāo)停留時(shí)間，建立了水面艦艇防空抗擊效能評(píng)估模型。該模型為水面艦艇防空作戰(zhàn)方案的仿真論證、防空武器的火力分配方案生成提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】防空抗擊；效能評(píng)估；排隊(duì)論

0 引言

防空武器系統(tǒng)抗擊效能評(píng)估是水面艦艇防空體系發(fā)展和論證中的一項(xiàng)重要工作，也是檢驗(yàn)防空武器系統(tǒng)構(gòu)建是否合理的重要依據(jù)之一[1]。通過(guò)對(duì)防空武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能進(jìn)行分析，可以解決武器系統(tǒng)建設(shè)中存在的一些問(wèn)題，挖掘出體系中影響防空作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵因素，對(duì)防空體系發(fā)展和論證工作有重要的參考價(jià)值為此?，F(xiàn)代水面艦艇防空武器系統(tǒng)主要配備有：電子戰(zhàn)、艦空導(dǎo)彈和艦炮等武器裝備。其中，艦空導(dǎo)彈和艦炮等“硬武器”，對(duì)空中來(lái)襲目標(biāo)的抗擊效能是評(píng)估水面艦艇防空作戰(zhàn)能力的重要指標(biāo)。為此，本文基于排隊(duì)論建立的效能評(píng)估模型，為艦艇防空抗擊效能評(píng)估提供了一種簡(jiǎn)便而可靠的評(píng)定方法。

1 基本假設(shè)

設(shè)某次防空武器系統(tǒng)抗擊作戰(zhàn)中，敵空襲目標(biāo)按照預(yù)定的編隊(duì)進(jìn)攻方案，以隨機(jī)概率的方式分布，對(duì)防空區(qū)域?qū)嵤┩环?；我水面艦艇防空武器系統(tǒng)有m種型號(hào)的防空武器，第i種有n套，則可把防空武器單元與空中來(lái)襲目標(biāo)流看成一個(gè)有n1+…+nm個(gè)“服務(wù)臺(tái)”的有限等待時(shí)間的服務(wù)系統(tǒng)[2]。

1.1 系統(tǒng)假設(shè)

設(shè)空襲目標(biāo)分多批次、不同方向，對(duì)水面艦艇實(shí)施空襲，且主要進(jìn)攻方向來(lái)襲目標(biāo)最多。則來(lái)襲機(jī)群構(gòu)成一種流，在此假設(shè)為最簡(jiǎn)單流，即Poisson流，強(qiáng)度為μ。

由排隊(duì)論知識(shí)可知，服務(wù)系統(tǒng)最難適應(yīng)簡(jiǎn)單流，因此在流強(qiáng)度相同的情況下，水面艦艇也一定能有效抗擊其它隨機(jī)目標(biāo)流。理論證明，現(xiàn)代空襲目標(biāo)流同樣符合Poisson流。因此，將目標(biāo)流假設(shè)為Poisson流是合理可行的。

由上述假設(shè)可知，水面艦艇防空武器系統(tǒng)m種不同型號(hào)的防空武器決定了“服務(wù)臺(tái)”特性的不一致。這對(duì)該系統(tǒng)的處理來(lái)說(shuō)是一個(gè)難點(diǎn)，由排隊(duì)論可知，顧客流為Poisson流時(shí)，對(duì)各個(gè)不同服務(wù)臺(tái)來(lái)說(shuō)，其服務(wù)顧客的顧客流仍為Poisson流，只是強(qiáng)度減少，但服從可加性原則。由此，當(dāng)來(lái)襲目標(biāo)流是強(qiáng)度為λ的Poisson流時(shí)，艦艇防空武器系統(tǒng)中每一型號(hào)防空武器服務(wù)的支目標(biāo)流仍為Poisson流。

1.2 服務(wù)規(guī)則

空襲目標(biāo)按照先后順序接受服務(wù)，艦艇防空武器系統(tǒng)殺傷區(qū)示意圖如圖1所示。

針對(duì)艦炮結(jié)合防空武器系統(tǒng)而言，當(dāng)空襲目標(biāo)進(jìn)入防空武器射擊區(qū)域時(shí)，首先由防空導(dǎo)彈分系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行第一層服務(wù)，再由艦炮分系統(tǒng)進(jìn)行第二層服務(wù)，所以該模型的服務(wù)規(guī)則為混合類型。該模型中，防空導(dǎo)彈和艦炮分系統(tǒng)不同時(shí)對(duì)1個(gè)目標(biāo)提供服務(wù)，艦炮分系統(tǒng)服務(wù)的目標(biāo)是防空導(dǎo)彈分系統(tǒng)未服務(wù)過(guò)或服務(wù)過(guò)而未擊毀的目標(biāo)。防空武器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的服務(wù)過(guò)程如圖2所示。

1.3 服務(wù)時(shí)間

服務(wù)時(shí)間是服務(wù)系統(tǒng)中服務(wù)臺(tái)的一個(gè)重要特征，在水面艦艇防空武器系統(tǒng)抗擊目標(biāo)流空襲時(shí)，服務(wù)時(shí)間指每一座防空武器對(duì)一個(gè)來(lái)襲目標(biāo)的射擊時(shí)間，為一隨機(jī)變量，與武器射程、射擊諸元、目標(biāo)類型、發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間、火力轉(zhuǎn)移時(shí)間等因素有關(guān)。根據(jù)空襲的戰(zhàn)術(shù)知識(shí)及排隊(duì)論知識(shí)可假設(shè)第i型號(hào)武器服務(wù)時(shí)間服從如下指數(shù)分布[4]：

3 結(jié)束語(yǔ)

本文給出的艦艇防空抗擊效能評(píng)估模型，不但解決了艦載防空武器系統(tǒng)抗擊效能的計(jì)算問(wèn)題，而且模型中對(duì)每一支目標(biāo)流的模型計(jì)算方法正是針對(duì)艦載防空武器系統(tǒng)中同一型號(hào)的防空武器計(jì)算的。本文所建立的模型為我方實(shí)施艦艇硬武器防空作戰(zhàn)效能評(píng)估提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張最良，等.軍事運(yùn)籌學(xué)[M].北京：軍事科學(xué)出版社，1993.

[2]周國(guó)祥，許玲.一種艦艇編隊(duì)區(qū)域防空效能評(píng)估方法[J].艦船電子工程，2012（4）：30-32.

[3]曾松林，鐘生新.基于排隊(duì)論的火力抗擊反艦導(dǎo)彈模型分析[J].戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2008（2）：38-40.

[4]鄧可，楊祖快.艦艇防空抗擊效能評(píng)估模型[J].火力與指揮控制，2006，31（9）：40-41.

[責(zé)任編輯：湯靜]