孤島式平臺非對稱威脅防衛(wèi)研究

趙構*

（中船重工第719所，湖北宜昌，443000）

孤島式平臺非對稱威脅防衛(wèi)研究

趙構*

（中船重工第719所，湖北宜昌，443000）

我國孤島式海工平臺近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)的研究尚屬起步階段，針對平臺近區(qū)安全問題，通過對海工平臺入侵威脅研究，提出一種海工平臺近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)方案架構，通過對入侵目標特征、防衛(wèi)設備特點、作戰(zhàn)方法的綜合分析，確定了系統(tǒng)的防衛(wèi)流程，研究平臺近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)防衛(wèi)策略，為對海工平臺近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)的研究提供技術參考。

海工平臺；近區(qū)防衛(wèi);非對稱威脅;防衛(wèi)策略;

引言

為加快深遠海戰(zhàn)略資源開發(fā)和島礁建設步伐，我國開展了 981平臺、海上浮動電站等大型孤島式海工平臺建設。這些平臺一般長期“孤島式”定點作業(yè)，自主航行能力較差，但是又具有極高的經(jīng)濟和戰(zhàn)略價值，一旦被破壞會產(chǎn)生極大的社會危害，容易誘發(fā)非對稱恐怖襲擾、攻擊。

目前對于孤島式平臺存在的非對稱威脅目標如蛙人、小艇、海盜船等近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)研究尚屬起步階段，近區(qū)防衛(wèi)能力不足。981石油鉆井平臺在南海作業(yè)時，受到過水下蛙人襲擾，不得不臨時加派軍輔船協(xié)同保衛(wèi)；我國在南海的島礁建設活動也長期受到的水下蛙人或者水面快艇監(jiān)視、干擾。當前孤島式平臺對近區(qū)非對稱威脅仍然采用單一武器對抗原則[1]，缺乏系統(tǒng)對抗研究，導致探測預警能力弱，打擊效能低，需開展非對稱威脅近區(qū)安全防衛(wèi)系統(tǒng)研究和應用。本文建立了一種海工平臺近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)架構，開展了防衛(wèi)流程和防衛(wèi)策略的研究。

1 入侵威脅分析

1.1 入侵威脅分析

孤島式平臺一般航行能力較弱，不具備機動規(guī)避能力，是船舶防衛(wèi)最薄弱的狀態(tài)，正常航行的大型水面船舶也會威脅平臺安全。作業(yè)地處于敏感海域的平臺，需要考慮國際敵對勢力、恐怖分子的非對稱襲擾，潛在威脅目標特點是隱蔽偽裝性強，不易發(fā)現(xiàn)、取證；平時以監(jiān)視、騷擾平臺作業(yè)為主，但是潛在風險大，能迅速對平臺進行破壞活動。主要包括：

1）水下目標

蛙人一般由運載器攜帶，偽裝成正常行駛的漁船，隱蔽接近平臺；在靠近平臺近區(qū)時投放入水中，蛙人離開運載器，利用游泳助力裝置安靜靠近平臺，進行偵察、破壞活動。水下蛙人隱蔽性高，破壞性強，是非對稱襲擾的典型案例，我國周邊一些國家擁有蛙人特種部隊。

2）水面目標

水面小型目標一般偽裝成小型客船、漁船等，隱蔽性好；其速度快，可達 30kn～40kn，機動性極強，艙室內(nèi)可攜帶大量彈藥，對平臺潛在威脅較大[2]。

3）低空目標

無人機飛行速度高，隱蔽性強，難以發(fā)現(xiàn)，一般的無人機不具有攻擊性，但是可以竊取平臺作業(yè)信息。目前無人機黑飛現(xiàn)象越來越普遍，已發(fā)現(xiàn)多起無人機監(jiān)視平臺、干擾作業(yè)等威脅事件。

1.2 近區(qū)防衛(wèi)主要手段

軍用水面艦艇近區(qū)防衛(wèi)主要是通過硬殺傷武器消除非對稱威脅目標，一般包括反蛙人火箭炮、小口徑艦炮、機槍、反蛙人手雷，軍用艦艇防衛(wèi)目的是對目標實現(xiàn)最快最有效的直接殺傷[3]，消除敵方的有生力量。不同于軍用艦艇，孤島式海工平臺為民用設施，過激的處理方式可能引起更大的沖突。民用海工平臺對于威脅目標防衛(wèi)應以及時預警、告警驅離為主，要求盡量避免不必要的傷亡，只有當確定目標會破壞平臺時，才能采取硬殺傷武器反擊，因此，海工平臺防衛(wèi)手段一般以軟殺傷武器為主，保留極少量硬殺傷武器。

近年來國內(nèi)外研制了一些新式軟殺傷武器，可以有效防衛(wèi)海工平臺近區(qū)面臨的非對稱威脅，主要包括強光炫目武器、聲能拒敵武器、水下聲拒止武器、防爆水炮、空氣槍等，相對于傳統(tǒng)硬殺傷武器，軟殺傷性武器使用更為方便，可實現(xiàn)對目標的警告、嚇阻，且不會引起更大的后續(xù)沖突。

2 系統(tǒng)架構組成

通過對入侵威脅分析，明確海工平臺近區(qū)防衛(wèi)功能需求，通過對軍用艦艇近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)研究，提出一種適用于海工平臺的近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)架構，如圖1所示。該近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)是集目標預警、探測、跟蹤和防衛(wèi)等功能于一體的縱深防御系統(tǒng)，主要由前端設備層、信息傳輸鏈路層、多源信息處理層以及顯控管理層組成，具備傳感器綜合管控、信息收集與傳輸、目標識別預警處理、平臺健康監(jiān)視、指揮管理決策的能力。多源信息處理層為整個系統(tǒng)的中樞，負責接收前端傳感器的探測信息，實時解算目標的運動參數(shù)，對可疑目標進行預警判斷，計算防衛(wèi)武器的打擊參數(shù)。

圖1 海工平臺的近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)架構圖

2.1 近區(qū)防衛(wèi)警戒分析

為保障對平臺周邊近空、水面、水下三維空間入侵威脅目標的有效探測，系統(tǒng)配置反蛙人聲納、小目標雷達、紅外光電探測設備、無人機探測器，探測到的信息通過網(wǎng)絡傳輸?shù)胶蠖朔掌?，進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)各傳感器的聯(lián)動探測。

小目標雷達對遠程水面小型艦進行探測，對目標航跡、速度、大小等因素進行綜合分析，實現(xiàn)對威脅目標自動判別，并對威脅目標的自動報警、定位、跟蹤；當目標靠近到平臺近區(qū)，小型紅外光電探測設備與小目標雷達聯(lián)動探測，獲取威脅目標圖像信息，并向指揮室傳輸實時監(jiān)測畫面。

反無人機雷達能夠對平臺近空無人機進行探測，通過與紅外光電探測設備聯(lián)動，能夠返回無人機位置、畫面等信息，為無人機反制提供基礎。

反蛙人聲納對平臺水下近區(qū)進行探測、預警，對抵近的水下蛙人、小型UUV進行自動探測、跟蹤、報警。一般反蛙人聲納探測距離較短，只有數(shù)百米，為保障防御縱深，可以在平臺周邊布置聲納浮標和光纖水聽器線陣，增加對蛙人的探測距離。

2.2 近區(qū)防衛(wèi)作戰(zhàn)分析

系統(tǒng)配備聲能拒敵、高壓水炮、強光炫目、反蛙人火箭炮、水下聲拒止和無人機反制等防衛(wèi)武器，根據(jù)三維警戒系統(tǒng)探測到的信息，分析平臺防衛(wèi)態(tài)勢，對入侵目標進行告警、防衛(wèi)。近區(qū)防衛(wèi)流程如圖2。

一般軍用艦艇近區(qū)防衛(wèi)作戰(zhàn)方法可分為武器抗擊與艦艇機動規(guī)避兩種，海工平臺機動性差，難以采用機動規(guī)避威脅目標，只能根據(jù)各類武器的特點，科學組織武器運用，在不同階段充分發(fā)揮武器的效能。軟、硬武器的綜合運用可以對近區(qū)目標實施告警、嚇阻，對其心理產(chǎn)生強烈震撼，干擾其攻擊行動，使其操作不準、協(xié)同受阻，逼迫其撤離。

綜合運用軟硬防衛(wèi)設備，實現(xiàn)各設備的有序化和有限資源的合理調(diào)配，能發(fā)揮各武器的積極作用，在時域上獲得對目標抗擊的連續(xù)性以及打擊效果的疊加性。民用海工平臺采用傷亡最小化的對抗策略，盡量減小對抗帶來的后續(xù)影響，依據(jù)近區(qū)防衛(wèi)設備作用機理及海上氣象條件的影響，孤島式海工平臺一般防衛(wèi)原則和方法如下:

1）白天及霧天對光傳播衰減較大，強光照射效果差，當在白天或霧天時，不使用強光眩目武器。

2）當發(fā)現(xiàn)有蛙人靠近干擾平臺作業(yè)，優(yōu)先使用水下聲拒止進行驅離，發(fā)現(xiàn)蛙人繼續(xù)靠近，且破壞意圖強烈，則采用反蛙人火箭炮殺傷；

3）對于較遠水面可疑目標，白天使用強噪聲武器對其喊話警告；夜晚使用強噪聲武器和強光眩目武器向其告警，迫使其改變航向。對于靠近平臺的目標，使用高壓水炮驅離。

4）當發(fā)現(xiàn)多個目標從不同方向同時來襲時，且入侵意圖明顯，在使用強噪聲、強光武器警告無效后，視敵情快速判斷，使用硬武器予以消滅。

5）無人機反制武器通過信道堵塞能夠破壞無人機的控制系統(tǒng)，使其脫離破壞分子控制。

圖2 近區(qū)防衛(wèi)流程圖

3 近區(qū)防衛(wèi)策略研究

為實現(xiàn)海工平臺近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)對目標的有效防衛(wèi)，要針對威脅目標作戰(zhàn)規(guī)律及特點，采用科學的分析方法，通過制定合理的策略，使得在不同階段武器資源有序使用，根據(jù)各防衛(wèi)設備作用半徑及目標距離、速度、數(shù)量、氣象條件等特點，綜合運用近區(qū)防衛(wèi)武器，充分發(fā)揮武器綜合運用的積極作用，驅離威脅目標[4]。

在進行策略分析時，要對進行適當簡化，相對于防衛(wèi)半徑，威脅目標較小，不考慮平臺和威脅目標自身長度的影響，因此平臺和威脅目標可以看做質點；水深相對防衛(wèi)半徑很小，在進行分析時可以忽略，可以降維至二維進行分析。

一般目標威脅等級由距離、殺傷能力決定，其中距離因素作為決定因素，距離平臺最近的目標威脅等級最高，應予以優(yōu)先打擊。在距離相同或相近的情況下，以目標殺傷能力判斷優(yōu)先級，目標攜帶武器越多，速度越快，則該目標威脅等級越高。對水下戰(zhàn)斗蛙人其殺傷能力由聲納目標回波的強度決定，蛙人是低反射強度的目標，所以當蛙人攜帶重型裝備如小型魚雷、水雷等，會增加其反射面積，武裝蛙人聲納上的回波要比不攜帶武器蛙人回波要強很多。因此，對于水下目標回波越強，威脅等級越高。對于水面目標殺傷能力的判斷較為復雜，由目標噸位、速度、武器裝備等多種因素決定，通過紅外光電探測設備和雷達對目標的進行觀測，確定入侵的船型、速度和武器攜帶情況，分析得到入侵目標的殺傷能力。

圖3 水面和水下防衛(wèi)態(tài)勢圖

上圖為海工平臺防衛(wèi)態(tài)勢圖，O為平臺位置，A水面入侵目標，B為水下入侵目標，S1為水面預警圈距離，參考雷達、紅外光電探測設備的探測性能確定，一般設為5km；S2為告警距離，聲能拒敵、強光炫目等裝備的防衛(wèi)性能確定，一般2000m左右；S3為驅逐距離，由輕武器和高壓水炮性能決定，一般為200m左右；D1為水下預警距離，有反蛙人探測聲納性能確定，一般500m左右；D2為驅逐距離，由反蛙人火箭炮性能決定，一般為100m左右；R1為水面入侵目標威脅范圍，d1為水下入侵目標威脅范圍。

海工平臺不具有機動性，問題簡化為在威脅目標靠近平臺至其威脅范圍前，其進行有效控制，即保障水面目標與平臺距離不小于R1、水下不小于d1。

當反蛙人聲納發(fā)現(xiàn)蛙人，目標進入D1，由于一般水下聲拒止的作用距離大于D1，可以直接使用水下聲拒止對其告警，通過強聲殺傷迫使蛙人上浮、遠離；對于多批蛙人入侵目標，優(yōu)先對反射回波較大的蛙人進行驅離。

當蛙人僥幸進入D2，可以提高水下聲拒止功率，反蛙人火箭炮進行戰(zhàn)斗狀態(tài)，當蛙人接近平臺至d1時，認為蛙人會對平臺造成重大破壞，使用反蛙人火箭炮對敵人進行定點殺傷。

當水面預警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)可疑小型艦艇進入S1時，雷達和紅外光電設備對目標進行持續(xù)跟蹤，對目標運動要素和入侵威脅等級進行分析，當目標靠近至S2，使用聲能拒敵、強光炫目等軟殺傷性武器告警，迫使遠離，若目標不顧警告，不改變航向離開，連續(xù)使強光武器閃光，調(diào)節(jié)強噪聲武器聲壓，發(fā)出刺耳響亮的聲波；若目標靠近S3，采用高壓水炮打擊目標，當目標接近平臺至R1時，認為目標會對平臺造成重大破壞，使用輕武器對目標進行打擊。

4 結束語

在日益復雜的國際形勢下，海工平臺需要建立近區(qū)防衛(wèi)系統(tǒng)保障平臺安全，對水下蛙人及水面小型目標船只這類非對稱威脅急需研究有效的方式抗擊。本文在分析近區(qū)防衛(wèi)作戰(zhàn)特點的基礎上，對近區(qū)防衛(wèi)武器綜合運用的一般原則和方法、策略進行了初步的研究。

[1]王帥,劉濤.蛙人運載裝備體系發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術[J].中國造船,2012,53(2):198-209.

[2]郭萬海,張淑芳,孔令富.水面艦艇編隊反蛙人防御觀察組織[J].火力控制與指揮,2008,33(1):63-65.

[3]解維河,汪德虎,石晨光.水面艦艇防衛(wèi)水下近區(qū)作戰(zhàn)目標使用方法[J].艦船科學技術,2013,35(4):87-89.

[4]高曉光,王云輝,李波.基于綜合效能的火力/電子戰(zhàn)協(xié)同攻擊決策研究[J].系統(tǒng)工程與電子技術,2007,29(12):2081-2084.

[5]朱海濱等.分布式系統(tǒng)原理與設計.朱海濱等,國防科技大學出版社.1997.03.25-26.

The Unsymmetrical Threat Defense Study of the Island Marine Platform

ZHAO Gou*
(The 719 central shipping industry,Hubei Yichang,443000,China）

The research on the defense system of the island marine platform in china is still in its infancy,for the security of the platform,based on the design basis threat research,this paper proposes a scheme for the defense system of the offshore platform,Based on the analysis of the target characteristics，weapon performance and operation methods,the system defense flow is determined,the decision-making model of the defense system of the platform is established,All these researches can provide technologyreference for the future development of ship near-zone defense system.

Island Marine Platform;defense in the near area; asymmetric threat; the decision-making model

TP255

A

1672-9129(2017)04-0095-04

趙構.孤島式平臺非對稱威脅防衛(wèi)研究[J].數(shù)碼設計,2017,6(4):95-98.

Cite：ZHAO Gou.The Unsymmetrical Threat Defense Study of the Island Marine Platform[J].Peak Data Science,2017,6(4):95-98.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.024