艦機(jī)作戰(zhàn)編組協(xié)同對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能評(píng)估研究?

劉艷平 張 旭

（1.91404部隊(duì) 秦皇島 066001）（2.南部戰(zhàn)區(qū)海軍參謀部航空兵處 湛江 264001）

1 引言

近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，為爭(zhēng)奪海洋權(quán)益，世界軍事強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)先發(fā)展能夠搭載艦載機(jī)的水面平臺(tái)，例如航母、驅(qū)護(hù)艦等，擁有具備起降艦載機(jī)的水面平臺(tái)已成為大國(guó)海軍的重要標(biāo)志。近十年來(lái)，我海軍水面艦艇發(fā)展迎來(lái)了“春天”式爆發(fā)，呈直線增長(zhǎng)模式，同時(shí)配套有大量的艦載機(jī)，艦機(jī)協(xié)同訓(xùn)練逐步成為演習(xí)、研練重點(diǎn)訓(xùn)練科目。我國(guó)的艦機(jī)協(xié)同訓(xùn)練起步較晚，隨著我國(guó)護(hù)航行動(dòng)的常態(tài)化推進(jìn)，驅(qū)護(hù)艦搭載艦載直升機(jī)出海護(hù)航已較為普遍化，艦機(jī)協(xié)同正式從訓(xùn)練走向了實(shí)踐。

20世紀(jì)90年代，美國(guó)、俄羅斯和一些西方國(guó)家從單純研究單武器裝備發(fā)展到研究武器裝備作戰(zhàn)系統(tǒng)，對(duì)作戰(zhàn)效能評(píng)估形成系統(tǒng)化、自動(dòng)化和智能化［1］。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始，相繼開(kāi)展艦機(jī)、多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)研究工作［2～8］，但是對(duì)于艦機(jī)、多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能研究則處于起步階段［9～16］。開(kāi)展艦機(jī)作戰(zhàn)編組作戰(zhàn)效能評(píng)估研究可以提高艦機(jī)作戰(zhàn)編組的整體作戰(zhàn)效果，對(duì)改善艦機(jī)協(xié)同攻擊中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有重要意義。

水面艦艇搭載艦載機(jī)分為多種，例如航母搭載各種作戰(zhàn)飛機(jī)、驅(qū)護(hù)艦搭載反潛或反艦直升機(jī)等。本文立足驅(qū)護(hù)艦搭載反艦直升機(jī)組成的作戰(zhàn)編組，對(duì)其協(xié)同對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能評(píng)估開(kāi)展研究，通過(guò)層次分析確定指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)基于指數(shù)法的效能評(píng)估模型計(jì)算艦機(jī)編組協(xié)同對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能，為艦機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估提供一種新思路。

2 構(gòu)建艦機(jī)編組作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

艦機(jī)編組作戰(zhàn)效能指標(biāo)的選取，需要綜合考慮各種因素，但總體上遵循系統(tǒng)性、客觀性、時(shí)效性、完備性等原則［17］，從而使艦機(jī)編組作戰(zhàn)效能評(píng)估體系的構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)又最大限度地客觀真實(shí)反映編組的作戰(zhàn)效能。

艦機(jī)作戰(zhàn)編組分為驅(qū)護(hù)艦和艦載直升機(jī)，兩者均具備對(duì)海攻擊能力，在對(duì)海攻擊任務(wù)中，兩平臺(tái)之間互為協(xié)同關(guān)系。為了多層次、多因素的客觀反映平臺(tái)的作戰(zhàn)能力，建立兩個(gè)層級(jí)的評(píng)估體系，分別是基于能力的一級(jí)指標(biāo)和基于技術(shù)的二級(jí)指標(biāo)。

驅(qū)護(hù)艦和艦載直升機(jī)平臺(tái)在對(duì)海攻擊任務(wù)中，最主要有三個(gè)能力：平臺(tái)自身能力、預(yù)警探測(cè)能力和反艦攻擊能力。

平臺(tái)自身能力是平臺(tái)的基本能力，能力大小關(guān)系到其它能力的延伸，其核心數(shù)據(jù)指標(biāo)為生存能力、適應(yīng)性、最大航速、續(xù)航能力、導(dǎo)航能力五項(xiàng)指標(biāo)，指標(biāo)間互為串聯(lián)關(guān)系。

驅(qū)護(hù)艦及艦載直升機(jī)都具備預(yù)警探測(cè)能力，由于可以互相引導(dǎo)，因而兩者之間互為并聯(lián)關(guān)系，核心數(shù)據(jù)指標(biāo)為發(fā)現(xiàn)概率、最遠(yuǎn)跟蹤距離、識(shí)別成功率、航跡連續(xù)性、跟蹤精度五個(gè)指標(biāo)，指標(biāo)間互為串聯(lián)關(guān)系。

驅(qū)護(hù)艦及艦載直升機(jī)都具備反艦攻擊能力，且是對(duì)海攻擊任務(wù)中的核心能力，其核心數(shù)據(jù)指標(biāo)為規(guī)劃能力、發(fā)射能力、射程、命中概率、毀傷能力五個(gè)指標(biāo)，指標(biāo)間互為串聯(lián)關(guān)系。

艦機(jī)作戰(zhàn)編組效能評(píng)估指標(biāo)體系模型如圖1所示。

圖1 艦機(jī)作戰(zhàn)編組效能評(píng)估指標(biāo)體系模型

3 建立指數(shù)法效能評(píng)估模型

在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，指數(shù)是量化某一社會(huì)現(xiàn)象在某一時(shí)間段內(nèi)變動(dòng)的指標(biāo)，是一種非常重要的數(shù)學(xué)建模方法，可對(duì)“黑箱系統(tǒng)”相對(duì)科學(xué)地進(jìn)行量化。將指數(shù)方法引入作戰(zhàn)裝備和作戰(zhàn)指揮的效能評(píng)估中，可以客觀反映人員和武器裝備在特定條件下相對(duì)平均的作戰(zhàn)水平。指數(shù)法的特點(diǎn)是在不同武器平臺(tái)之間、編組兵力之間建立合理的比例關(guān)系，可以統(tǒng)一衡量武器平臺(tái)和作戰(zhàn)編組的作戰(zhàn)效能。

單武器平臺(tái)、系統(tǒng)以及各功能模塊組成之間，按層次在總體上可用一種關(guān)系方式關(guān)聯(lián)起來(lái)，表達(dá)形式上表現(xiàn)為冪指數(shù)乘積的形式，因此，建立基本計(jì)算模型為

其中：M代表所選取的武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力要素的數(shù)量；δm是根據(jù)第m項(xiàng)要素對(duì)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力貢獻(xiàn)的大小，應(yīng)用層次分析方法計(jì)算出的冪指數(shù)，并且δ1+δ2+…+δm=1；Im代表第m項(xiàng)要素的能力系數(shù)；k代表修正系數(shù)。

耦合聯(lián)接形式和具體處理方法如下：

串聯(lián)——乘（×）；并聯(lián)——加（+）；合作——加權(quán)和；協(xié)同——加（+）；保障——乘以，保障度，常數(shù)；綜合集成——人的經(jīng)驗(yàn)判斷、基于知識(shí)庫(kù)推理、定性推理、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力指數(shù)建立模型可表示為

Im為導(dǎo)彈攻擊過(guò)程中的關(guān)聯(lián)核心數(shù)據(jù)，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定。

根據(jù)艦機(jī)編組效能指標(biāo)體系可知，艦機(jī)平臺(tái)主要為平臺(tái)自身能力、預(yù)警探測(cè)能力和反艦攻擊能力，由于艦機(jī)平臺(tái)的預(yù)警探測(cè)可以互為引導(dǎo)，兩者為協(xié)同關(guān)系。通過(guò)艦機(jī)效能指標(biāo)體系可建立艦機(jī)編組評(píng)估模型，具體如下所示：

4 層次分析法（AHP）

在艦機(jī)作戰(zhàn)編組協(xié)同對(duì)海攻擊效能評(píng)估中，通過(guò)層次分析法較為科學(xué)地確定各平臺(tái)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，為綜合評(píng)價(jià)平臺(tái)基本能力和編組綜合能力奠定基礎(chǔ)。

4.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

應(yīng)用AHP分析決策問(wèn)題時(shí)，首先要把問(wèn)題條理化、層次化，構(gòu)造出一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)模型［18］。在艦機(jī)作戰(zhàn)編組協(xié)同對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能評(píng)估中，可以分為三類(lèi)：

1）綜合效能層。在艦機(jī)作戰(zhàn)編組評(píng)估中，綜合效能層就是編組協(xié)同對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能值。

2）基本能力層。在艦機(jī)作戰(zhàn)編組評(píng)估中，驅(qū)護(hù)艦、艦載機(jī)平臺(tái)所具備的能力為基本能力層，基本能力層下又具備若干子能力層。

3）性能指標(biāo)層。在艦機(jī)作戰(zhàn)編組評(píng)估中，基本能力層下的性能指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的即為性能指標(biāo)層。

4.2 構(gòu)造判斷矩陣

構(gòu)造判斷矩陣前，首先需要確定性能指標(biāo)層中的相關(guān)指標(biāo)，所有指標(biāo)或核心指標(biāo)構(gòu)成指標(biāo)集。從指標(biāo)集中每次選取兩個(gè)指標(biāo)，兩兩進(jìn)行比較，判斷兩個(gè)指標(biāo)的重要性，所有比較結(jié)果以矩陣的形式表達(dá)。根據(jù)Saaty的建議，采用數(shù)字1～9及其倒數(shù)作為矩陣中標(biāo)度數(shù)值。具體標(biāo)度如下：

第一步：確定指標(biāo)集合X={x1，x2，x3…}。

第二步：根據(jù)Saaty的建議，對(duì)兩兩指標(biāo)建立重要關(guān)系評(píng)判，如表1。

第三步：根據(jù)重要程度關(guān)系構(gòu)造判斷矩陣，如式（4）。

rji的數(shù)值根據(jù)表1重要程度關(guān)系進(jìn)行評(píng)判。

4.3 判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)

判斷矩陣是否合理，需經(jīng)過(guò)一致性檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)的步驟如下。

在鄒某某雇員受害案例中，雇主作為一種轉(zhuǎn)承責(zé)任，應(yīng)該承擔(dān)賠償責(zé)任，因此，雇主孫某某應(yīng)該承擔(dān)賠償責(zé)任，在司法實(shí)踐中，第一種意見(jiàn)不能適用。對(duì)于第二種、第三種分歧意見(jiàn)辯駁的實(shí)質(zhì)問(wèn)題就是雇主與侵權(quán)第三人承擔(dān)責(zé)任的性質(zhì)。

第一步：根據(jù)式（5）計(jì)算一致性指標(biāo)CI。

第二步：查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI。對(duì)n=1，2，…9，依據(jù)Saaty給出的RI值，見(jiàn)表2。

表2 RI值

第三步：根據(jù)式（6）計(jì)算一致性比例CR：

當(dāng)CR<0.10時(shí)，判斷矩陣的一致性屬于合理范圍，否則需對(duì)判斷矩陣進(jìn)行修正，直到滿足一致性判斷要求。

4.4 確定權(quán)重

當(dāng)判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)后，首先根據(jù)判斷矩陣，求其最大特征值；其次計(jì)算出最大特征值的特征向量；再次，對(duì)特征向量進(jìn)行歸一化；最后，歸一化值即為各指標(biāo)權(quán)重。

5 用例分析

出于保密因素考慮，艦機(jī)作戰(zhàn)編組對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能的用例分析不針對(duì)具體型號(hào)平臺(tái)，所用基本數(shù)據(jù)均采用主觀賦值法，以作案例分析，所得結(jié)果僅供參考。

表3 艦平臺(tái)影響因素評(píng)估結(jié)果

最后，將轉(zhuǎn)換后的指標(biāo)結(jié)合權(quán)重系數(shù)進(jìn)行指數(shù)平均向上綜合，見(jiàn)公式：

其中，底數(shù)為評(píng)估指標(biāo)項(xiàng)，δ1～δ5為指數(shù)權(quán)重系數(shù)。

指數(shù)法評(píng)估結(jié)果為I艦平臺(tái)=1。

表4 艦平臺(tái)預(yù)警探測(cè)能力評(píng)估結(jié)果

最后，將轉(zhuǎn)換后的指標(biāo)結(jié)合權(quán)重系數(shù)進(jìn)行指數(shù)平均向上綜合，見(jiàn)公式：

其中，底數(shù)為評(píng)估指標(biāo)項(xiàng)，δ1～δ5為指數(shù)權(quán)重系數(shù)。

指數(shù)法評(píng)估結(jié)果為I預(yù)警探測(cè)=0.8712·0.91·0.9732·0.9955·0.9918=0.7618。

表5 艦平臺(tái)對(duì)海攻擊能力評(píng)估結(jié)果

指數(shù)法評(píng)估結(jié)果為I艦對(duì)海攻擊=0.9814·0.897·0.9512·0.964·0.9955=0.8036。

表6 艦載機(jī)平臺(tái)影響因素評(píng)估結(jié)果

最后，將轉(zhuǎn)換后的指標(biāo)結(jié)合權(quán)重系數(shù)進(jìn)行指數(shù)平均向上綜合，見(jiàn)公式：

其中，底數(shù)為評(píng)估指標(biāo)項(xiàng)，δ1～δ5為指數(shù)權(quán)重系數(shù)。

指數(shù)法評(píng)估結(jié)果為：I機(jī)平臺(tái)=1。

表7 艦載機(jī)平臺(tái)預(yù)警探測(cè)能力評(píng)估結(jié)果

最后，將轉(zhuǎn)換后的指標(biāo)結(jié)合權(quán)重系數(shù)進(jìn)行指數(shù)平均向上綜合，見(jiàn)公式：

其中，底數(shù)為評(píng)估指標(biāo)項(xiàng)，δ1～δ5為指數(shù)權(quán)重系數(shù)。

指數(shù)法評(píng)估結(jié)果為I預(yù)警探測(cè)=0.7509·0.8738·0.9236·0.949·0.9937=0.5717。

表8 艦載機(jī)平臺(tái)對(duì)海導(dǎo)彈能力評(píng)估結(jié)果

指數(shù)法評(píng)估結(jié)果為f機(jī)對(duì)海攻擊=0.6815·0.8645·0.9644·0.964·0.9955=0.5353。

根據(jù)艦機(jī)作戰(zhàn)編組對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能評(píng)估模型，計(jì)算艦機(jī)作戰(zhàn)編組的對(duì)海攻擊效能為I艦機(jī)作戰(zhàn)編組=（0.7618+0.5717）×（0.8036×1+0.5353×1）=1.7854。

艦機(jī)作戰(zhàn)編組協(xié)同對(duì)海攻擊作戰(zhàn)效能的基準(zhǔn)值為4，主觀賦值相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算的作戰(zhàn)效能值為1.7854，說(shuō)明該編組在某次任務(wù)或演習(xí)中僅發(fā)揮了其作戰(zhàn)效能的44.64%。其中艦載機(jī)的預(yù)警探測(cè)能力和反艦攻擊能力相對(duì)較弱，需查明具體原因并進(jìn)行整改，提高艦機(jī)作戰(zhàn)編組的作戰(zhàn)效能。

6 結(jié)語(yǔ)

采用層次分析法和指數(shù)法確定的艦機(jī)作戰(zhàn)編組協(xié)同攻擊模型可以計(jì)算該編組的作戰(zhàn)效能，能夠?qū)幗M的作戰(zhàn)效能進(jìn)行具體量化，并通過(guò)計(jì)算可以查找平臺(tái)攻擊或協(xié)同攻擊中的薄弱環(huán)節(jié)或者能力，為艦機(jī)編組作戰(zhàn)效能評(píng)估的構(gòu)成與優(yōu)化提供了定量依據(jù)。但研究過(guò)程發(fā)現(xiàn)，由于艦機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各項(xiàng)指標(biāo)選取和權(quán)重確定有待商榷，因而最終計(jì)算結(jié)果值并不能完全、準(zhǔn)確、真實(shí)地反映作戰(zhàn)編組的作戰(zhàn)實(shí)力，但從客觀角度上能夠相對(duì)科學(xué)地反映作戰(zhàn)編組的作戰(zhàn)能力，對(duì)計(jì)算作戰(zhàn)編組能力具有重要的參考價(jià)值。