登陸作戰武裝直升機火力支援效能評估＊

李仁松 王志邦 姜 超

（海軍陸戰學院 廣州 510430）

1 引言

兩棲作戰是目前海上作戰的一種重要樣式，對岸火力支援又是兩棲編隊的一項主要作戰任務。艦載武裝直升機作為兩棲編隊對岸火力支援的主要作戰武器系統之一，對其對岸火力支援效能進行客觀、正確的評估在艦載武裝直升機武器裝備建設和戰術使用研究上具有十分重要的意義。武器系統的作戰效能評估的方法有很多，如實戰評估法、試驗法、數學模擬法等，ADC模型是其中一種常用的解析評估方法。本文以ADC模型為基礎，通過對能力矩陣C進行量化處理并提出突防概率系數H 和人員操作水平系數K對模型進行修正。

2 ADC效能評估模型

ADC效能評估模型是由美國工業界武器系統效能委員會（WSEIAC）提出的，即

其中，矩陣E（Effectiveness）表示待評估武器系統綜合作戰效能值指標，是對武器系統完成所賦予它的使命任務能力的綜合量度，通常用概率值表示；矩陣A（Availability）表示待評估武器系統的可用度（有效性）指標，是對系統在開始執行任務時處于可工作狀態或可承擔任務狀態程度的量度，反映了系統戰備情況的優劣；矩陣D（Dependability）表示待評估武器系統的可信度（可依賴性）指標，是對系統在開始執行任務處于某一狀態而結束時處于另一狀態的系統狀態轉移性指標的表述，反映了系統可靠性的好壞；矩陣C（Capability）表示武器系統的固有能力，是對系統在各種不同狀態條件下完成所賦予使命任務能力的量度，反映了設計能力與作戰實際要求能力之間的符合程度［1］。

ADC效能模型是一個基于過程的動態的系統概念［1］，能較全面地反映武器系統狀態及隨時間變化的多項戰術、技術指標在作戰使用中的動態變化和綜合應用，因而比較適合于較為復雜的武器系統的效能評估。其求解過程的流程圖可以用圖1表示。

圖1 計算系統作戰效能流程圖

由于武器和軍事裝備都是在敵方的積極對抗條件下運用的，對抗環境對武器系統的作戰效能有很大影響，所以在評定艦載武裝直升機對岸火力作戰效能時，必須綜合考慮戰場和敵我因素，模型才能更符合作戰實際。為此，本文對ADC模型作如下修改

式中：H為突防概率系數，K為我方操作人員操作水平系數。

3 艦載武裝直升機對岸火力效能評估模型

3.1 建立效能評估指標體系

現代武裝直升機機載武器系統通常包括：反坦克（裝甲）導彈、反艦導彈、空空導彈、航炮、火箭及機槍等，按不同的作戰任務可有多種武器配掛方式［2］。艦載武裝直升機由于受飛行重量、性能及使用等多方面的要求或限制，在執行對岸火力支援任務時通常掛載對地攻擊武器，其對岸火力支援系統主要包括武器控制子系統、指揮通信子系統、偵查子系統等。

艦載武裝直升機對岸火力支援系統的可用度矩陣A主要受系統的可信賴性、維修性和維修管理水平決定，具體由系統的故障率λ和修復率μ決定。可信度矩陣D直接取決于武器系統可信賴性和使用過程中的修復性，也與人員素質和指揮因素等有關［1］。能力矩陣C代表系統固有的能力，由武器系統在設計制造時決定，主要有基本能力、生存能力、協同保障能力。艦載武裝直升機對岸火力支援系統基本能力主要包括打擊精度、命中范圍、毀傷能力、發現目標能力，生存能力由飛行速度、機動性和抗毀傷能力決定，協同保障能力則可細化為彈藥存儲量、通信指揮能力和信息化能力。艦載武裝直升機對岸火力支援時，在突防過程中不僅要克服敵火力攔阻，還要克服復雜的戰場電磁環境影響和自然環境影響。操作水平性系數主要由武器操作人員的能力、平時訓練模式和戰場心理素質決定。綜合考慮上述因素，構建艦載武裝直升機對岸火力支援效能的評估指標體系，如圖2所示。

3.2 確定可用度矩陣A

假設艦載武裝直升機對岸火力支援時其作戰系統在作戰過程中只有兩種狀態，即正常工作狀態和故障狀態。這種情況下，可用度向量A只有兩個分量a1、a2，即

式中a1和a2分別表示系統在任意時刻處于可工作狀態和故障狀態的概率。若故障率λ和修復率μ已知，MTBF為作戰系統的平均無故障工作時間，MTTR為平均故障修復時間，則當系統處于穩定時，有

3.3 確定可信度矩陣D

由于系統在開始工作或執行任務時只有工作和故障兩種可用性狀態，則其可信度矩陣為有四個元素構成的矩陣，即

圖2 艦載武裝直升機對岸火力支援效能的評估指標體系

式中，d11為在開始執行任務時系統處于a1狀態，在完成任務時仍處于a1狀態的概率；d12為在開始執行任務時系統處于a1狀態，在完成任務時處于a2狀態的概率；d21為在開始執行任務時系統處于a2狀態，在完成任務時處于a1狀態的概率；d22為在開始執行任務時系統處于a2狀態，在完成任務時仍處于a2狀態的概率。對于可修理的武器系統，當平均無故障工作時間和平均修復時間都服從指數分布時，故障率λ和修復率μ均為常數，T為任務持續時間，并且假設艦載武裝直升機對岸火力支援時其系統在作戰過程中是不可修復的，因此μ＝0，則

3.4 確定能力矩陣C

艦載武裝直升機對岸火力支援系統能力矩陣為

式中，c1表示對岸火力支援系統正常作戰時完成作戰任務的概率，是其作戰能力的綜合體現；c2表示武器系統故障時完成作戰任務的概率，一般情況下認為c2＝0。本文采取層次分析法和模糊綜合評判方法對C進行量化處理，具體做法為：

1）建立武器系統對岸火力支援能力評估因素域U

根據已建立的艦載武裝直升機對岸火力支援效能的評估指標體系，可得

2）確定評語等級論域V

3）建立單因素評判的模糊關系矩陣R

式中，rij為各層因素集U中因素Ui對應論域V中等級Vj的隸屬關系，即對評判對象中的第i項因素的單因素評判，此處為第1層指標的模糊關系矩陣。

4）采用層次分析法確定評判因素權向量

5）進行模糊綜合評判

3.5 求能力系數K和戰場環境系數H

結合實際情況或通過專家評分方法，得出人員專業能力、平時訓練水平、戰場心理素質三個分量具體分值和權重，根據加權平均法求得能力系數K：，則做歸一化處理。

6）計算能力值

將評判等級與相應分數結合，計算能力值C1的評分，

同理，可求出戰場環境系數H：

其中Ki、Hij分別為影響能力系數和戰場環境系數的各個因素的具體分值，αi、βi、βij為相應的權重值。

3.6 求艦載武裝直升機對岸火力支援效能E

利用公式E＝H·K·A·D·C求出艦載武裝直升機對岸火力支援效能E。

4 實例分析

4.1 計算可用度矩陣A

假設，A型艦載武裝直升機對岸火力支援系統相關參數如下。系統故障間隔時間T＝200小時，故障修復時間R＝2小時，則用式（4）、式（5）可計算出其可用度矩陣A為

4.2 計算可信度矩陣D

設改型艦載武裝直升機對岸火力支援系統故障分布服從指數分布，在執行對岸火力支援任務的1小時期間，系統故障不可修復，則用式（7）可計算出可信度矩陣為

4.3 計算確定能力矩陣C

通過專家給分，用層次分析法構造判斷矩陣并進行一致性檢驗，求出艦載武裝直升機對岸火力支援系統能力矩陣各層指標權重如表1所示。

表1 能力矩陣各層指標權重表

用模糊關系合成原理計算能力值，可得：

同理可得：

故艦載武裝直升機對岸火力支援系統正常時的能力值為

則能力矩陣為

4.4 計算操作水平系數K和突防概率系數H

結合實際情況和武器裝備設計性能參數，得操作水平系數K和突防概率系數H 的各層權重值及相關參數表，如表2所示。

表2 權重值及相關參數表

利用式（10）和式（11），計算得：

4.5 計算艦載武裝直升機對岸火力支援效能E

實例分析證明，在真實戰場環境中，突防概率系數和人員操作水平系數對艦載武裝直升機對岸火力支援效能有相當大影響，不能忽視。

5 結語

運用改進ADC模型對艦載武裝直升機對岸火力支援效能進行綜合評估是現實可行的，該模型不僅考慮了艦載武裝直升機自身的能力，也綜合考慮了突防概率系數和人員操作水平系數對作戰效能的影響，因此，得出的結論將更加符合戰場實際。同時，通過采用層次分析法、模糊綜合評判法對ADC模型能力矩陣進行量化處理，實現了定性分析和定量計算相結合，有利于了解不同因素對艦載武裝直升機對岸火力支援效能的影響程度，為設計研發和實際作戰使用提供了參考依據。但是在考慮系統作戰狀態時僅簡單考慮了正常工作和故障兩種狀態，還有進一步研究的空間。

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