單兵力線式巡邏有效封鎖寬度分析模型

張 會，吳 鵬，李長軍

(海軍潛艇學院，山東 青島266042)

單兵力線式巡邏有效封鎖寬度分析模型

張 會，吳 鵬，李長軍

(海軍潛艇學院，山東 青島266042)

以水面艦艇反潛巡邏封鎖行動規劃為應用背景，在對巡邏封鎖戰術思想和突破行動方法進行總結的基礎上，首次提出用有效封鎖寬度描述巡邏封鎖行動的效能，建立單兵力往返巡邏行動效能分析模型，給出有效封鎖寬度的概念和最大有效封鎖寬度分析結論，使用仿真方法對所給出的結論進行了驗證。

反潛;巡邏線;效能分析;有效寬度

0 引言

兵力沿特定直線、折線或曲線的巡邏統稱線式巡邏，巡邏的目的是防止敵方兵力的突破。線式巡邏是水面艦艇或潛艇反潛封鎖行動的重要方法，而反潛巡邏樣式又以單艦艇往返和以單艦艇往返為基礎的多艦艇往返最為常見［1－3］。

本文以單艦艇往返巡邏行動為研究對象，建立單兵力往返巡邏行動分析模型，給出有效封鎖寬度的概念，通過理論分析給出有效封鎖寬度計算方法，可用于指導封鎖行動方案或突破行動方案的制定。

1 單兵力線式巡邏行動分析模型

如圖1所示，假設巡邏兵力沿特定的直線段AB做往返機動，目標采用定速直線運動方式進行突破且突破航向垂直于巡邏兵力的巡邏航向［2－4］。記巡邏兵力的巡邏速度為Vs，目標的突破速度為Vm，假設巡邏兵力對目標的探測范圍為一個半徑為ds的圓，并稱ds為巡邏兵力對目標的探測距離。目標能成功突破就是能在不進入巡邏兵力探測范圍的前提下由巡邏線的一側機動到巡邏線的另一側。

稱以AB為中線，寬度為2ds帶型區域為巡邏兵力搜索帶。目標能否成功突破，關鍵看目標在巡邏兵力搜索帶內機動期間目標與巡邏兵力之間的位置關系。顯然，要想成功突破，目標在巡邏兵力搜索帶內機動期間，不能允許巡邏兵力經過自己的航線，因為否則的話，當巡邏兵力經過時二者之間的距離一定小于ds。由此可知，目標要想成功突破，就要確保目標在搜索帶內機動期間巡邏兵力要么一直在目標右側，要么一直在目標左側，據此可把突破方案分為2類：巡邏兵力一直在目標右側的為第1類，巡邏兵力一直在目標左側的為第2類。

線式巡邏行動的效能可用有效封鎖寬度進行描述，其定義如下：若存在一個垂直于巡邏兵力巡邏航線、寬度為Lobs的帶性區域，目標不可能采用位于該區域內的航線進行成功突破，則稱Lobs為巡邏行動的有效封鎖寬度。

2 成功突破臨界條件

建立如圖1所示的坐標系。統一起見，可用突破航線橫坐標d及目標到達某個特定位置 (比如(d，0)點)時刻巡邏兵力的位置和航向表示，分別稱為突破方案的突破位置和突破時機。

對于特定的突破位置，目標可采用不同的時機進行突破，稱使得突破過程中目標和巡邏兵力之間的最小距離Dmin取最大值的突破時機對應的突破方案為最佳突破方案。所謂成功突破臨界條件是指目標采用最佳突破方案使得Dmin=ds的突破位置和突破時機應該滿足的條件。

圖1 目標突破單兵力往返巡邏臨界條件分析圖Fig.1 The Contions for breaking through single force to-and-fro prtrol line

以第1類方案為例對突破臨界條件進行分析。記臨界條件下目標首次接近到封鎖兵力探測圓時刻為0時刻。0時刻目標與巡邏兵力位置關系如圖1所示，其中，點A為0時刻巡邏兵力位置點，點B為巡邏線右端點，l為巡邏兵力的剩余航程，目標和巡邏兵力之間的位置關系用角度α表示。

臨界條件下目標突破過程前后2個半程目標與巡邏兵力之間的相對運動互相對稱［4］，即滿足

成立，此時

突破航線到B點的距離為

3 最大有效封鎖寬度

圖2 單兵力往返巡邏最大封鎖距離示意圖Fig.2 The maxum blockade distance of single force to-and-fro patorl line

證明：先考慮第1類方案。如圖2所示，以巡邏線右端點B作為參考點進行分析，說明目標可成功突破當且僅當B到突破航線的距離

根據假想方案可以計算出實際突破方案的突破時機，具體原則為：如果按照假想方案實施突破目標到達O0時巡邏兵力應該在A'點且正在向右運動，則實際執行時巡邏兵力應該在A″點且正在向左運功 (A'與A″到A點的距離相同)。顯然，實際突破過程中巡邏兵力與目標之間的距離一定大于等于假想突破過程中的相應值，從而可知實際突破一定成功。對于第2類方案有類似的分析結論。綜合起來可得

圖3 假想突破過程與實際突破過程比較圖Fig.3 Virtual and real breaking course

4 仿真驗證

圖4 突破過程仿真方法示意圖Fig.4 Breaking course simulation

圖5 仿真驗證結果圖Fig.5 Validate rusult

5 應用

［1］海軍裝備論證中心．國外反潛作戰［M］．北京：海潮出版社，1987．

［2］蔡云祥，宋裕農．潛艇突破單艦巡邏的輔助決策模塊研究［J］．軍事運籌與系統工程，2001(2)：43－47．

CAI Yun-xiang，SONG Yu-nong．Dicision aid module for submarine to break single ship to-and-fro patrol line［J］．Military Operation and System Engineering，2001(2)：43－47．

［3］董嚴紅，宋裕農，王金樹．潛艇跟隨突破水面艦艇巡邏線方法［J］．火力與指揮控制，2009(S)：148－150．

DONG Yan-hong，SONG Yu-nong，WANG Jin-shu．Discussion on submarine breaking through patrol line of surface-ships by tagging method［J］．Fire Control and Command Control，2009(S)：148 －150．

［4］阿勃楚克，蘇茲達爾．搜索目標法［M］．中國系統工程學會軍事系統委員會，1982．

ABCHUK，SUZIDAL．Search Method(Russia)［M］．Military Engineering Committee of Chinese System Engineering，1982．

The effective blockade width model of single force linear patrol

ZHANG Hui，WU Peng，LI Chang-jun
(Navy Submarine Academy，Qingdao 266042，China)

Use warship antisubmarine patrol plan as the application background，on the basis of the tactical thought of patrol action and the method of breaking action summarizing，we first put forward using effective blockade of width to characterize the efficiency of linear patrol action．The efficiency analyze model of single fore to-and-fro linear patrol and the condept of effective blockade width have beed proposed．The formula for effective blockade width calculation has been worked out by theory anlysis and bas been validated using simulation method．

antisubmarine;patrol line;efficiency analyze;effective blockade width

E843

A

1672－7649(2013)04－0084－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2013.04.019

2012－05－29;

2012－08－02

張會(1971－)，博士，副教授，主要研究方向為軍事運籌和作戰仿真。