基于貝葉斯—熵權(quán)法的岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能研究

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。

1 岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程分析

1.1 岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)

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

1.2 岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程

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

1.3 影響岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能的主要因素

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。

2 岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能評價指標(biāo)體系

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。

2.1 評價指標(biāo)的選擇

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。

2.2 評價體系的構(gòu)建

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

3 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)效能評估模型

3.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

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

3.2 效能評估實(shí)例

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。

3.3 仿真結(jié)果分析

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。

4 結(jié)束語

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。