基于引導(dǎo)員負(fù)荷的指揮引導(dǎo)容量評(píng)估*

董鑫，崔浩林，李昉，韓其松，楊海燕

（空軍工程大學(xué)空管領(lǐng)航學(xué)院，西安710051）

基于引導(dǎo)員負(fù)荷的指揮引導(dǎo)容量評(píng)估*

董鑫，崔浩林，李昉，韓其松，楊海燕

（空軍工程大學(xué)空管領(lǐng)航學(xué)院，西安710051）

針對(duì)目前傳統(tǒng)指揮引導(dǎo)容量評(píng)估不準(zhǔn)確的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)空戰(zhàn)指揮引導(dǎo)容量與引導(dǎo)員負(fù)荷的綜合分析，提出了基于引導(dǎo)員負(fù)荷的指揮引導(dǎo)容量評(píng)估方法。基于引導(dǎo)員負(fù)荷重新定義了指揮引導(dǎo)容量，給出了引導(dǎo)員負(fù)荷的確定方法，并建立了指揮引導(dǎo)容量評(píng)估模型。最后對(duì)某指揮機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)例評(píng)估，評(píng)估結(jié)果表明所提出的指揮引導(dǎo)容量評(píng)估方法將評(píng)估誤差控制在1批之內(nèi)。

指揮引導(dǎo)，引導(dǎo)員負(fù)荷，容量評(píng)估

0 引言

隨著新式戰(zhàn)機(jī)與信息化指揮系統(tǒng)不斷列裝部隊(duì)，空戰(zhàn)的對(duì)抗性更加激烈，空戰(zhàn)指揮的模式與手段正在發(fā)生巨大變化，作為空戰(zhàn)直接指揮者的引導(dǎo)員將面臨更大的挑戰(zhàn)［1］。指揮引導(dǎo)容量直接決定指揮機(jī)構(gòu)的指揮能力，但目前對(duì)指揮引導(dǎo)容量評(píng)估僅僅考慮截?fù)舻囟?，不考慮引導(dǎo)員負(fù)荷對(duì)指揮引導(dǎo)容量影響，已難以滿足現(xiàn)代空戰(zhàn)指揮引導(dǎo)的需求［2］。因此，將引導(dǎo)員負(fù)荷引入指揮引導(dǎo)容量的評(píng)估，對(duì)于進(jìn)行更合理的指揮引導(dǎo)任務(wù)分配，提高指揮機(jī)構(gòu)指揮能力，合理規(guī)劃建設(shè)指揮引導(dǎo)網(wǎng)，進(jìn)而提高空戰(zhàn)能力具有重大意義。

1 引導(dǎo)員負(fù)荷與指揮引導(dǎo)容量定義

根據(jù)指揮引導(dǎo)程序，引導(dǎo)員負(fù)荷可定義為：引導(dǎo)員為滿足空中飛機(jī)作戰(zhàn)行動(dòng)的指揮活動(dòng)在身體和精神上所產(chǎn)生的消耗。

傳統(tǒng)的指揮引導(dǎo)容量，是在整個(gè)戰(zhàn)斗過(guò)程中，在可用截?fù)舻囟蝺?nèi)經(jīng)過(guò)多次引導(dǎo)，一個(gè)指揮機(jī)構(gòu)最多能夠引導(dǎo)的我機(jī)批數(shù)。其在計(jì)算指揮引導(dǎo)容量時(shí)首先計(jì)算戰(zhàn)斗中可用引導(dǎo)的時(shí)間，如下頁(yè)圖1所示。

然后計(jì)算首批引導(dǎo)時(shí)間與末批引導(dǎo)時(shí)間的平均值就是平均引導(dǎo)時(shí)間，最后用可用引導(dǎo)時(shí)間除以平均引導(dǎo)時(shí)間就是指揮引導(dǎo)容量，該方法只考慮到敵空襲規(guī)模、供開(kāi)始引導(dǎo)的時(shí)間、平均引導(dǎo)時(shí)間、引導(dǎo)各批我機(jī)進(jìn)入接敵的平均間隔時(shí)間［3］。但其未考慮一個(gè)重要因素——引導(dǎo)員負(fù)荷。在實(shí)際空戰(zhàn)中，不能有效地衡量各指揮機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)員負(fù)荷與指揮引導(dǎo)容量，常常會(huì)在部分作戰(zhàn)方向或作戰(zhàn)的部分時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)有的指揮機(jī)構(gòu)引導(dǎo)任務(wù)超過(guò)指揮引導(dǎo)工作負(fù)荷，而有的指揮機(jī)構(gòu)未充分利用其引導(dǎo)能力。因此，分析和計(jì)算指揮引導(dǎo)容量必須充分考慮引導(dǎo)員負(fù)荷。

綜上，與引導(dǎo)員負(fù)荷相關(guān)的指揮引導(dǎo)容量（Nzyr）應(yīng)定義為指在引導(dǎo)員工作負(fù)荷處于飽和狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)，所引導(dǎo)飛機(jī)的批數(shù)與時(shí)間的比值。

2 引導(dǎo)員負(fù)荷的確定

目前，國(guó)內(nèi)外并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)軍航引導(dǎo)員負(fù)荷評(píng)估的方法，只有民用航空有專(zhuān)門(mén)針對(duì)管制人員的負(fù)荷評(píng)估方法，其中有德國(guó)的MBB方法、英國(guó)的DORA方法、日本的MMBB方法［4］。這些方法的原理基本都是先對(duì)指揮工作進(jìn)行細(xì)分，將其分解成各種單獨(dú)的動(dòng)作，然后簡(jiǎn)單地統(tǒng)計(jì)指揮人員的各項(xiàng)具體動(dòng)作的時(shí)間，觀察其在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)能執(zhí)行多少個(gè)與指揮相關(guān)的動(dòng)作，由此確定能指揮飛機(jī)的架數(shù)［5］。

這些民用航空方法忽視了空戰(zhàn)中軍航出動(dòng)的強(qiáng)度與空戰(zhàn)的激烈程度。指揮引導(dǎo)人員在空戰(zhàn)中需同時(shí)指揮多批飛機(jī)時(shí)，且許多動(dòng)作口令是同時(shí)連續(xù)進(jìn)行的［6］。航空兵指揮機(jī)構(gòu)成熟引導(dǎo)員往往可以邊進(jìn)行領(lǐng)航計(jì)算，邊對(duì)空中態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)判；邊請(qǐng)示指揮員，邊下達(dá)口令；邊進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)協(xié)同，邊進(jìn)行指揮引導(dǎo)。通過(guò)對(duì)多位成熟引導(dǎo)員的問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)：由于空戰(zhàn)異常緊張且激烈，對(duì)各批飛機(jī)的指揮引導(dǎo)往往是按一定的戰(zhàn)術(shù)方法執(zhí)行，特別是在接敵空戰(zhàn)階段，引導(dǎo)員一旦確定了使用某種戰(zhàn)術(shù)，其后的一系列口令幾乎可以無(wú)間斷地發(fā)出，即所謂的引導(dǎo)員思考時(shí)間其實(shí)就是戰(zhàn)術(shù)決策的時(shí)間。

據(jù)以上分析可見(jiàn)，引導(dǎo)員與長(zhǎng)機(jī)通話時(shí)間是硬性、不可壓縮的，但通過(guò)模擬訓(xùn)練可以逐步達(dá)到同時(shí)進(jìn)行操作決策與口令下達(dá)。問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)顯示：成熟引導(dǎo)員至少可以在監(jiān)控一批飛機(jī)飛行動(dòng)態(tài)的同時(shí)，完成對(duì)另一批飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)決策和口令下達(dá)。

為說(shuō)明注意力循環(huán)和通話周期，本文引入以下幾個(gè)定義：

必須口令點(diǎn)：是在基本或復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)策略中，必須給空中飛機(jī)下達(dá)調(diào)整口令的位置點(diǎn)。例如，塔臺(tái)將指揮權(quán)交接給指揮所口令、出航諸元口令、油量詢問(wèn)口令、進(jìn)入空域中的雷達(dá)開(kāi)機(jī)口令、攻擊口令、返航口令等。

平均引導(dǎo)口令時(shí)間Tpzs：根據(jù)空中敵情的實(shí)際與特點(diǎn)，在基本或復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)策略下對(duì)空中我機(jī)一系列必須的口令下達(dá)所需的平均時(shí)間，即下達(dá)一次口令的平均時(shí)間。

平均引導(dǎo)口令距離Spzl：在基本或復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)策略下，每批我機(jī)的航向線被必須口令點(diǎn)分割后，各段航路距離的平均值。

引導(dǎo)口令周期Tzq：在基本或復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)策略下，我機(jī)通過(guò)平均口令距離所需的平均時(shí)間。

3 基于引導(dǎo)員負(fù)荷的指揮引導(dǎo)容量評(píng)估模型

設(shè)某次空戰(zhàn)有n批敵機(jī)突襲我方重要目標(biāo)，敵機(jī)據(jù)我保衛(wèi)目標(biāo)距離為si，空戰(zhàn)中各批我機(jī)必須口令點(diǎn)為qi個(gè)，各批飛機(jī)必須通話時(shí)間為ti，單次引導(dǎo)口令時(shí)間為ts，目標(biāo)回轉(zhuǎn)引導(dǎo)時(shí)則需2 ts，增加飛行距離為s。

在某個(gè)引導(dǎo)口令周期Tzq中，共有K種接敵空戰(zhàn)平均速度，空戰(zhàn)平均速度為vi的飛機(jī)比例為αj；si批我機(jī)采用基本戰(zhàn)術(shù)，其比例為xi，而目標(biāo)回轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)的比例為1-xi，則：

所有我機(jī)平均飛行速度：

在此只討論一種引導(dǎo)戰(zhàn)術(shù)，其他戰(zhàn)術(shù)都可用類(lèi)似方法進(jìn)行分析。假設(shè)某個(gè)方向所有批次的飛機(jī)都采用相同的引導(dǎo)戰(zhàn)術(shù)，則

將上式整理得：

當(dāng)采用基本戰(zhàn)術(shù)或大速度接敵空戰(zhàn)時(shí)平均口令時(shí)間被縮短，且平均引導(dǎo)口令距離或口令周期也同時(shí)縮短；而采用小坡度大機(jī)動(dòng)規(guī)避或低速接敵雖能延長(zhǎng)平均引導(dǎo)口令距離或引導(dǎo)口令周期，但同時(shí)也延長(zhǎng)了平均引導(dǎo)口令時(shí)間。由此可知，指揮引導(dǎo)容量的影響主要體現(xiàn)在引導(dǎo)所增加的平均引導(dǎo)口令距離是否足以抵消引導(dǎo)口令所增加的平均引導(dǎo)口令時(shí)間。

模型中的絕大多數(shù)參數(shù)僅需簡(jiǎn)單分析戰(zhàn)術(shù)要求及引導(dǎo)計(jì)劃即可獲得，只有平均引導(dǎo)口令時(shí)間會(huì)隨著引導(dǎo)員的不同引導(dǎo)方式而存在差異，這與實(shí)際情況一致。

4 實(shí)例分析

將某航空兵指揮機(jī)構(gòu)正面防御方向從0°～180°分為4個(gè)方向，即0°～45°、45°～90°、90°～135°、135°～ 180°，該防區(qū)可用攔截地段為200 km，目標(biāo)一次回轉(zhuǎn)會(huì)致使我機(jī)多飛行5 km。在對(duì)各類(lèi)引導(dǎo)戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)部隊(duì)成熟引導(dǎo)員為期一月的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)一定時(shí)段內(nèi)實(shí)際引導(dǎo)容量在17～20批，模型所需其他數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

在平時(shí)的指揮引導(dǎo)過(guò)程中，雖然引導(dǎo)方式不盡相同，但是成熟引導(dǎo)員的引導(dǎo)口令時(shí)間相差不大。本文中關(guān)于單獨(dú)口令時(shí)間的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)為期一個(gè)月對(duì)成熟引導(dǎo)員的下達(dá)口令時(shí)間記錄所得，見(jiàn)下頁(yè)表2。

表1 某指揮機(jī)構(gòu)指揮引導(dǎo)容量評(píng)估基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

表2 單獨(dú)口令時(shí)間

以0°～45°方向?yàn)槔涸诨緫?zhàn)術(shù)引導(dǎo)的情況下，該方向有8個(gè)必須引導(dǎo)口令點(diǎn)，包括指揮權(quán)限交接（2次，1次為出航前交接，1次為返航后交接）、出航諸元、油量詢問(wèn)，請(qǐng)示指揮員、攻擊口令、返航口令，該方向的必須通話時(shí)間為21.474 s。當(dāng)目標(biāo)進(jìn)行一次回轉(zhuǎn)時(shí)，需增加2次引導(dǎo)時(shí)間，則必須通話時(shí)間為23.974 s。與被引導(dǎo)的飛機(jī)比例進(jìn)行加權(quán)平均，可得該方向的必須通話時(shí)間，見(jiàn)表3。

表3 各方向的必須通話時(shí)間（s）

基于以上數(shù)據(jù)：根據(jù)式（1）、式（2）分別計(jì)算出各個(gè)方向上不同比例目標(biāo)回轉(zhuǎn)的平均口令時(shí)間與平均口令距離，根據(jù)式（3）、式（4）計(jì)算出各個(gè)方向上不同比例目標(biāo)回轉(zhuǎn)的口令周期，根據(jù)式（5）各個(gè)方向上不同比例目標(biāo)回轉(zhuǎn)的指揮引導(dǎo)容量。最后用不同方向容量比例進(jìn)行加權(quán)平均后的最終結(jié)論見(jiàn)表4。根據(jù)傳統(tǒng)方法計(jì)算指揮引導(dǎo)容量的過(guò)程已在第一部分提到，這里只將結(jié)果并入表4。

由表4可以看出，不管使用傳統(tǒng)方法或者基于引導(dǎo)員負(fù)荷的方法，不同目標(biāo)回轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)比例下的指揮引導(dǎo)容量不同，目標(biāo)回轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)比例越大，則指揮引導(dǎo)容量越小，均符合指揮引導(dǎo)容量的一般規(guī)律。通過(guò)與實(shí)際指揮引導(dǎo)容量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較表明：使用傳統(tǒng)方法計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于指揮機(jī)構(gòu)實(shí)際容量，而使用本方法取得的結(jié)果與實(shí)際指揮過(guò)程中的引導(dǎo)容量誤差在1批之內(nèi)。

表4 某指揮機(jī)構(gòu)指揮引導(dǎo)容量（批）

5 結(jié)論

本文將引導(dǎo)員負(fù)荷引入指揮引導(dǎo)容量的評(píng)估，不僅能較好地反映出空戰(zhàn)的復(fù)雜性和引導(dǎo)員戰(zhàn)術(shù)策略的差異，且能夠更加準(zhǔn)確地反映一個(gè)指揮機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)能力，對(duì)規(guī)劃建設(shè)指揮引導(dǎo)網(wǎng)具有指導(dǎo)作用。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，如能分別針對(duì)各個(gè)引導(dǎo)員的通話時(shí)間特征進(jìn)行量化處理，結(jié)論會(huì)更加準(zhǔn)確。本方法對(duì)引導(dǎo)員負(fù)荷的構(gòu)成只是進(jìn)行了簡(jiǎn)單分類(lèi)，如能理清各項(xiàng)口令之間的關(guān)聯(lián)則可以對(duì)引導(dǎo)員指令周期有更加精確定義，就可以簡(jiǎn)化引導(dǎo)程序，提高引導(dǎo)效率。

［1］鄧喜文，賈長(zhǎng)生，張?jiān)榔?空戰(zhàn)中角度對(duì)攻擊優(yōu)勢(shì)影響研究［J］.電光與控制，2011，18（9）：44-47.

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Capacity Evaluation of Command and Guide Based on Guiders Load

DONG Xin，CUI Hao-lin，LI Fang，HAN Qi-song，YANG Hai-yan
（The Air Control and Navigation Institute，Air Force Engineering University，Xi’an 710051，China）

Aiming at the issue of inaccurate evaluation of traditional command and guide（CG）capacity，a new method of capacity evaluation of CG is proposed based guider load through the comprehensive analysis on the air combat CG capacity and guider load.On the basis of guider load this paper defined the capacity of CG and modeled the capacity evaluation of CG.Finally，taking some command institutions as evaluate object，and the evaluation results show that the error of the proposed method of evaluation of CG capacity could be controlled within 1.

command and guide（CG），guider load，capacity evaluation

TP24.1；TJ85

A

1002-0640（2017）01-0058-04

2015-11-05

2016-02-20

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61472441）

董鑫（1984-），男，陜西咸陽(yáng)人，講師。研究方向：空中作戰(zhàn)指揮控制。