基于MCE的編隊協同防空武器通道優選研究＊

劉洪龍 史紅權

（海軍大連艦艇學院研究生管理大隊1隊1） 大連 116018）

（海軍大連艦艇學院科研部2） 大連 116018）

1 問題的提出

從編隊協同防空作戰過程來看，在完成武器目標分配決策之后，一項重要的任務就是進行整個編隊范圍內防空武器通道的組織決策。武器通道是指從探測發現目標，跟蹤目標處理目標數據，決策進行目標指示，然后發射武器，最后直到武器命中目標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當時的作戰環境，選擇適當的武器通道，并組織通道中各環節人員密切合作，迅速構成武器系統對指定目標的交戰關系［2］。

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

2 MCE條件下的編隊協同防空

目前，國內外都在圍繞海軍網絡中心戰這一課題進行海上協同作戰研究。傳統的平臺中心戰只強調各個作戰平臺的各自作戰能力，忽略了相互之間的協同，使得平臺間的資源無法實現有效共享，本質上沒有充分利用戰術信息實現協同作戰［4］。

水面艦艇編隊多平臺協同防空作戰系統（Multi-Platform Cooperative Engagement，MCE）就是將每個作戰平臺上的目標探測系統、指控系統、武器系統的信息通過網絡進行共享，形成統一的戰場態勢，保證作戰所需要的信息能夠及時、準確地在艦艇編隊內傳輸和交換，形成合成跟蹤與識別、精確目標指示、協同作戰的能力［5］。

水面艦艇編隊由擔負不同使命任務的多型艦艇組成，其裝備的防空武器也不一樣，這使得編隊防空作戰的協同變得十分復雜。盡管MCE系統從理論上能為我們提供實時、高效的信息共享網絡，但未來如何利用這個網絡實現對編隊多平臺協同防空作戰中武器的協同使用、武器通道的組織則是必須深入研究的重要戰術問題，武器通道優選作為其中的一個方面，將是影響多平臺協同防空系統在防空作戰中效能發揮的重要問題。

3 編隊協同防空武器通道優選

3.1 武器通道選擇原則

武器協同使用條件下的武器通道包括分布在不同平臺上傳感器、通信設備、協同作戰處理單元（CEP）、指控設備、火控設備、武器和引導設備。針對某一目標確定好武器打擊平臺之后，對應該武器單元的通道可能不止一條，當指揮控制武器的信息經不同的通道到達通道末端時，由于傳感器、通信設備、指控設備、火控設備以及武器系統性能和工作狀態的差異，必將導致武器通道性能的不同。因此，在武器目標分配決策確定打擊平臺之后，應根據一定的通道選擇原則，使武器通道的作戰效益最大。在選擇過程中，一般應遵循以下原則：

1）選擇精度高的通道；

2）選擇反應時間短的通道；

3）選擇可靠性高的通道；

4）選擇涉及節點數較少的通道。

3.2 基于RSR法的武器通道的優選

3.2.1 RSR法的原理

秩和比法（Rank-sum ratio，簡稱 RSR法），是我國學者田鳳調于1988年提出的集古典參數估計與近代非參數統計各自優點于一體的統計分析方法［6］，該法僅依賴于原始統計資料，不需做任何的復雜的數據轉換及處理［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選問題上來，操作十分簡單。其基本思想是根據參評對象評價指標的大小編排秩次，然后用一定的公式求得加權秩和比，并按其大小對參評對象進行排序與評價的方法［8］。

3.2.2 RSR法實現武器通道優選的步驟［9］

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

Step1：確定武器通道的評價指標體系。

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

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

圖1 武器通道性能評價指標體系

Step2：確定正向指標與反向指標。

正向指標是指指標值越大就越好的指標；反之則為反向指標。因此，圖1中數據精度及可靠性為正向指標，反應時間及易組織性為反向指標。

Step3：編秩。

秩次是指對于某一類指標，按一定的原則對該類指標值進行無量綱化所得的值。正向指標是以其值最大者的秩次為最高，而反向指標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，按指標值由大到小依次編秩為m，m－1，…，1；反向指標則相反，按指標值由小到大依次編秩為m，m－1，…，1。當指標值相等時，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：計算加權秩和比。

其中ωj為第j（j＝1，2，…，n）個評價指標在評價中的權重，可由常用的權重確定方法來確定；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按大小進行排序，對通道性能的優劣進行排序。

4 實例計算

假設現有3條武器通道可供選擇，各通道性能評價指標值和權重分布如表1所示。

表1 指標值與權重

由表1易知，表1中的數值組成了通道的原始評價矩陣，經過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

由上述結果知：通道性能的優劣次序依次為：通道3，通道2，通道1。

5 結語

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

［1］陳健，李登峰，伍支前.艦艇編隊作戰通道的模糊多屬性優選方法［J］.火力與指揮控制，2010，35（6）：24～26

［2］戴自立.現代艦艇作戰系統［M］.北京：國防工業出版社，1999：18

［3］熊吉光，劉一中.水面艦艇編隊武器協同共用研究［J］.海軍大連艦艇學院學報，2004，27（2）：1～5

［4］藺立泳，楊萬梅.協同作戰能力簡析［J］.火控雷達技術，2004，33（2）：58～62

［5］陳嫣，何佳洲.多平臺協同防空作戰系統數據融合技術研究［J］.艦船電子工程，2006，26（3）：40～43

［6］田鳳調.秩和比法的應用［M］.北京：人民衛生出版社，2002：385

［7］姚紅.基于秩和比法的期刊綜合評價［J］.中國科技期刊研究，2006，17（2）：213～215

［8］穆荔.應用秩和比法評價廣東省1995年浮游保健工作質量［J］.中國婦幼保健，1996，11（4）：8～9

［9］李招財，劉自林.基于秩和比法的期刊綜合評價［J］.中國科技期刊研究，2006，17（2）：46～48

［10］陳建，李登峰.基于網絡中心戰的艦艇編隊防空武器協同控制決策研究［C］／／第六屆博士生學術年會論文集 ，2009：192～197