基于MCE的編隊協(xié)同防空武器通道優(yōu)選研究＊

劉洪龍 史紅權(quán)

（海軍大連艦艇學(xué)院研究生管理大隊1隊1） 大連 116018）

（海軍大連艦艇學(xué)院科研部2） 大連 116018）

1 問題的提出

從編隊協(xié)同防空作戰(zhàn)過程來看，在完成武器目標(biāo)分配決策之后，一項重要的任務(wù)就是進(jìn)行整個編隊范圍內(nèi)防空武器通道的組織決策。武器通道是指從探測發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，跟蹤目標(biāo)處理目標(biāo)數(shù)據(jù)，決策進(jìn)行目標(biāo)指示，然后發(fā)射武器，最后直到武器命中目標(biāo)過程中所形成的指揮控制武器的信息通道［1］。武器通道組織則是指根據(jù)當(dāng)時的作戰(zhàn)環(huán)境，選擇適當(dāng)?shù)奈淦魍ǖ溃⒔M織通道中各環(huán)節(jié)人員密切合作，迅速構(gòu)成武器系統(tǒng)對指定目標(biāo)的交戰(zhàn)關(guān)系［2］。

信息技術(shù)的發(fā)展將使編隊信息共享成為可能，從而為編隊防空武器協(xié)同使用的實現(xiàn)提供了技術(shù)保障。隨著水面艦艇編隊武器協(xié)同共用［3］及其相關(guān)理論的深入研究，為使協(xié)同條件下的編隊防空作戰(zhàn)中的武器控制能力盡快形成戰(zhàn)斗力，如何實現(xiàn)編隊防空武器協(xié)同使用條件下的武器通道優(yōu)選，充分發(fā)揮編隊的整體防空作戰(zhàn)效能，將是編隊協(xié)同防空作戰(zhàn)中必須研究的問題。

2 MCE條件下的編隊協(xié)同防空

目前，國內(nèi)外都在圍繞海軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)這一課題進(jìn)行海上協(xié)同作戰(zhàn)研究。傳統(tǒng)的平臺中心戰(zhàn)只強調(diào)各個作戰(zhàn)平臺的各自作戰(zhàn)能力，忽略了相互之間的協(xié)同，使得平臺間的資源無法實現(xiàn)有效共享，本質(zhì)上沒有充分利用戰(zhàn)術(shù)信息實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)［4］。

水面艦艇編隊多平臺協(xié)同防空作戰(zhàn)系統(tǒng)（Multi-Platform Cooperative Engagement，MCE）就是將每個作戰(zhàn)平臺上的目標(biāo)探測系統(tǒng)、指控系統(tǒng)、武器系統(tǒng)的信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享，形成統(tǒng)一的戰(zhàn)場態(tài)勢，保證作戰(zhàn)所需要的信息能夠及時、準(zhǔn)確地在艦艇編隊內(nèi)傳輸和交換，形成合成跟蹤與識別、精確目標(biāo)指示、協(xié)同作戰(zhàn)的能力［5］。

水面艦艇編隊由擔(dān)負(fù)不同使命任務(wù)的多型艦艇組成，其裝備的防空武器也不一樣，這使得編隊防空作戰(zhàn)的協(xié)同變得十分復(fù)雜。盡管MCE系統(tǒng)從理論上能為我們提供實時、高效的信息共享網(wǎng)絡(luò)，但未來如何利用這個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對編隊多平臺協(xié)同防空作戰(zhàn)中武器的協(xié)同使用、武器通道的組織則是必須深入研究的重要戰(zhàn)術(shù)問題，武器通道優(yōu)選作為其中的一個方面，將是影響多平臺協(xié)同防空系統(tǒng)在防空作戰(zhàn)中效能發(fā)揮的重要問題。

3 編隊協(xié)同防空武器通道優(yōu)選

3.1 武器通道選擇原則

武器協(xié)同使用條件下的武器通道包括分布在不同平臺上傳感器、通信設(shè)備、協(xié)同作戰(zhàn)處理單元（CEP）、指控設(shè)備、火控設(shè)備、武器和引導(dǎo)設(shè)備。針對某一目標(biāo)確定好武器打擊平臺之后，對應(yīng)該武器單元的通道可能不止一條，當(dāng)指揮控制武器的信息經(jīng)不同的通道到達(dá)通道末端時，由于傳感器、通信設(shè)備、指控設(shè)備、火控設(shè)備以及武器系統(tǒng)性能和工作狀態(tài)的差異，必將導(dǎo)致武器通道性能的不同。因此，在武器目標(biāo)分配決策確定打擊平臺之后，應(yīng)根據(jù)一定的通道選擇原則，使武器通道的作戰(zhàn)效益最大。在選擇過程中，一般應(yīng)遵循以下原則：

1）選擇精度高的通道；

2）選擇反應(yīng)時間短的通道；

3）選擇可靠性高的通道；

4）選擇涉及節(jié)點數(shù)較少的通道。

3.2 基于RSR法的武器通道的優(yōu)選

3.2.1 RSR法的原理

秩和比法（Rank-sum ratio，簡稱 RSR法），是我國學(xué)者田鳳調(diào)于1988年提出的集古典參數(shù)估計與近代非參數(shù)統(tǒng)計各自優(yōu)點于一體的統(tǒng)計分析方法［6］，該法僅依賴于原始統(tǒng)計資料，不需做任何的復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理［7］，與目前常用的綜合評價方法相比，理論易懂，計算簡便，將其引入到武器通道的優(yōu)選問題上來，操作十分簡單。其基本思想是根據(jù)參評對象評價指標(biāo)的大小編排秩次，然后用一定的公式求得加權(quán)秩和比，并按其大小對參評對象進(jìn)行排序與評價的方法［8］。

3.2.2 RSR法實現(xiàn)武器通道優(yōu)選的步驟［9］

本文通過RSR法的原理計算各參評通道的秩和比值，從而對通道性能優(yōu)劣的排序，進(jìn)而對通道進(jìn)行優(yōu)選。該法用于武器通道優(yōu)選的具體實現(xiàn)步驟如下：

Step1：確定武器通道的評價指標(biāo)體系。

MCE系統(tǒng)條件下的武器通道評價指標(biāo)體系應(yīng)能充分客觀的反映通道的性能。根據(jù)通道的選擇原則及參考已有文獻(xiàn)資料，本文采用文獻(xiàn)［10］提出的通道性能優(yōu)劣評估指標(biāo)體系，如圖1所示。假設(shè)對應(yīng)某一武器打擊平臺可組織起m條通道，則根據(jù)圖1可構(gòu)成一個原始的評價矩陣：

式中xij表示第i（i＝1，2，…，m）條通道對應(yīng)于第j（j＝1，2，…，n）個評價指標(biāo)的指標(biāo)值。

圖1 武器通道性能評價指標(biāo)體系

Step2：確定正向指標(biāo)與反向指標(biāo)。

正向指標(biāo)是指指標(biāo)值越大就越好的指標(biāo)；反之則為反向指標(biāo)。因此，圖1中數(shù)據(jù)精度及可靠性為正向指標(biāo)，反應(yīng)時間及易組織性為反向指標(biāo)。

Step3：編秩。

秩次是指對于某一類指標(biāo)，按一定的原則對該類指標(biāo)值進(jìn)行無量綱化所得的值。正向指標(biāo)是以其值最大者的秩次為最高，而反向指標(biāo)則以值最小者為最高。比如，在m個參評對象中，對于正向指標(biāo)，按指標(biāo)值由大到小依次編秩為m，m－1，…，1；反向指標(biāo)則相反，按指標(biāo)值由小到大依次編秩為m，m－1，…，1。當(dāng)指標(biāo)值相等時，取平均秩次。則可得到編排秩次后的無量綱編秩矩陣R＝（rij）m×n。

Step4：計算加權(quán)秩和比。

其中ωj為第j（j＝1，2，…，n）個評價指標(biāo)在評價中的權(quán)重，可由常用的權(quán)重確定方法來確定；RSRi表示第i（i＝1，2，…，m）個通道通過秩和比法求取得值，該值用于評價該通道的性能。

Step5：對RSRi按大小進(jìn)行排序，對通道性能的優(yōu)劣進(jìn)行排序。

4 實例計算

假設(shè)現(xiàn)有3條武器通道可供選擇，各通道性能評價指標(biāo)值和權(quán)重分布如表1所示。

表1 指標(biāo)值與權(quán)重

由表1易知，表1中的數(shù)值組成了通道的原始評價矩陣，經(jīng)過Step3得到編排秩次后的無量綱編秩矩陣為：

將式（2）代入式（1）可得：

RSR1＝0.617，RSR2＝0.633，RSR3＝0.75

由上述結(jié)果知：通道性能的優(yōu)劣次序依次為：通道3，通道2，通道1。

5 結(jié)語

從信息共享條件下的未來防空需求出發(fā)，定性分析了MCE條件下的編隊協(xié)同防空問題，針對其中的武器通道優(yōu)選問題，引入RSR法來判斷通道性能的優(yōu)劣，該方法理論易懂，計算簡單，為編隊協(xié)同防空武器通道優(yōu)選提供了新的解決方法。

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［4］藺立泳，楊萬梅.協(xié)同作戰(zhàn)能力簡析［J］.火控雷達(dá)技術(shù)，2004，33（2）：58～62

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