航母編隊防空作戰效能評估指標體系構建*

孟慶操 楊 光

(海軍大連艦艇學院艦炮系 大連 116018)

?

航母編隊防空作戰效能評估指標體系構建*

孟慶操 楊 光

(海軍大連艦艇學院艦炮系 大連 116018)

為了科學評估航母編隊防空作戰能力,提出一種基于“系統性能+固有能力+作戰能力+作戰任務”的動態指標體系構建方法。通過對作戰效能評估指標體系模式的分析,根據航母編隊防空作戰過程和對WSEIAC方法的改進,構建了航母編隊防空作戰效能評估指標體系基本框架。該研究可為航母編隊指揮員科學評估防空作戰能力、合理運用防空作戰兵力、優化防空作戰方案等奠定理論基礎。

航母編隊; 防空作戰; 效能評估; 指標體系

Class Number E926.4

1 引言

防空作戰作為航母編隊的重要作戰樣式之一,事關編隊的安全,是完成其它任務的基礎[1]。航母編隊防空作戰效能評估指標體系,是編隊防空作戰能力的客觀反映,是進行作戰效能評估的基礎。可以說,沒有科學合理的指標體系,作戰效能評估就無法進行,而指標體系建立不合理,就無從談起作戰效能評估研究的準確性。

2 作戰效能評估指標體系模式

構建作戰效能評估指標體系,需要一種指導模式,它能引導評估者進行快速而合理地擬定評估指標,可以有效提高評估的合理性,克服盲目性。為此,本文先從作戰效能結構歸納出作戰效能評估指標體系模式,再建立評估條件與模式的匹配關系,結合航母編隊防空作戰任務和特點,按選擇的評估指標體系模式進行實例化,合理地擬出細化的作戰效能評估指標體系。

通過對作戰效能邏輯結構分析可知,作戰效能主要包括五大要素[2]:系統性能、作戰適宜性、固有能力、作戰能力和作戰效果。根據以上對各要素定義及相互作用關系進行組合,并通過對大量國內外作戰效能評估研究的分析和總結,可以得出作戰效能評估指標體系主要有以下幾種模式[3],如表1所示。

表1 作戰效能評估指標體系模式

模式一通過系統的固有能力分析作戰效能,最終得到的是作戰效能的相對值,是系統的靜態效能。這類模式的效能評估指標一般采用專家評判法、多方案對比法、模糊綜合評判法等進行解算。該類模式的優點是綜合性好,簡單快捷,可用于多種同類型系統的方案選擇;缺點是強調了系統本身性能和固有的能力,不能體現出作戰效能的動態性,并且主觀性強,個人偏好對評估結果的影響大,評估結果主要依賴于評估者或專家的主觀判斷。

模式二是基于作戰效果的作戰效能評估,通過該類模式可得到作戰效能的絕對值或根據效果數據得到評估效用值。一般作戰仿真方法、統計試驗方法采用的指標體系通常屬于這一類模式。這類模式的優點在于評估指標容易理解,也便于讓所得的評估結論追溯到作戰效果上。不足之處是基于效果的指標不夠全面,如采用戰場攻防對抗仿真方法或海上演習演練方法,都只能獲取特定想定下的作戰效果指標,仿真背景假設和仿真條件對評估結果有很大影響。

模式三綜合了作戰能力和作戰適宜性因素,得到作戰效能的綜合值。該類模式的優點是全面性好,既可兼顧作戰能力要素,又可兼顧非作戰能力要素。事實上,采用這類模式指標體系的典型代表方法是ADC法,其中A和D可看作為作戰適宜性,C是作戰能力。優點是簡單易懂,物理意義清楚。缺點是過多強調靜態的系統效能,強調動態的作戰效能較少,同時,作戰適宜性在隨著作戰狀態的節點增加計算復雜性急劇增大,可能會出現意想不到的評估結果。

模式四根據系統性能與作戰效果指標綜合分析作戰能力以及作戰效能。著重研究作戰效能與作戰能力之間的影響關系,剖析影響作戰效能的關鍵因素。以系統性能體現靜態的作戰能力,同時,作戰效果體現了作戰效能的動態性,將這兩方面有機結合起來并進行綜合分析,得出較為全面、合理的作戰效能評估結果。采用該類模式的效能評估指標體系不僅用于計算作戰效能,也可用于計算作戰能力的值。此類模式指標體系綜合了第一類和第二類模式的優點,并彌補了對方的不足,但是該模式沒有考慮作戰適宜性對作戰可能產生的影響,缺乏全面性。

模式五旨在研究系統性能、固有能力、作戰能力和作戰任務之間的影響鏈路,分析系統性能對固有能力的影響,以及固有能力對作戰能力的影響,作戰能力對作戰效能的影響。該類模式強調從系統自身的物理特性出發,根據系統的性能和作戰適宜性,分析系統的固有能力;結合作戰想定,分析系統的作戰能力,再根據作戰任務,分析系統的作戰效能。此類模式結合了模式一和模式三具有二者共同優點,并考慮了作戰環境(想定)以及作戰任務對作戰效能的影響,使此類模式構建的指標體系具有很強的全面性,同時以系統性能體現靜態的固有能力,作戰能力體現作戰效能的動態性。

3 作戰效能評估指標體系模式選擇

作戰效能研究的目的和評估需求決定了選擇效能指標體系的模式[4]。航母編隊防空作戰效能研究中,一般是首先根據編隊作戰系統的性能和特點,確定其使命任務、作戰使用特性,再根據作戰效能研究的目的和評估目標,并結合以上五種作戰效能評估指標體系模式的優缺點,可以選擇出相應的效能評估指標體系模式。

航母編隊防空的作戰效能,是指航母編隊防空作戰系統在規定條件下完成規定作戰任務的能力。航母編隊防空作戰任務性質有打擊、威懾和攔截,但其根本任務是通過殺傷來襲空中目標以保衛本編隊或防空區域內其它水面艦艇[5]。因此,航母編隊防空作戰的最終目的,是保衛航母本艦和編隊其他艦艇不被敵空襲飛機或導彈殺傷,而實現這個目標采用的作戰手段是對敵空中目標進行殺傷、威懾和攔截。評估航母編隊防空的作戰效能,首先需要分析影響作戰效能的因素,并根據航母編隊防空作戰過程,分析各影響因素對作戰效能的影響;其次,根據航母編隊防空作戰系統中武器裝備性能參數獲得作戰系統的性能,結合系統的作戰適宜性,分析其固有能力;再進一步結合實際使用環境以及航母編隊防空作戰過程(作戰想定)分析其作戰能力;最后結合航母編隊對作戰任務的完成情況,進而得到航母編隊完成防空作戰任務的程度,即航母編隊防空作戰的作戰效能。

綜合以上分析,模式五作戰效能評估指標體系比較適用于本文的航母編隊防空作戰效能評估研究。因此,本文采用基于“系統性能+固有能力+作戰能力+作戰任務”的第五類模式構建作戰效能評估指標體系,其邏輯結構如圖1所示。

圖1 航母編隊防空作戰效能的邏輯結構

4 航母編隊防空作戰效能評估指標體系構建

作戰效能的定義,包括了“給定任務條件下”和“完成任務的能力”。因此,圍繞作戰任務是進行作戰效能研究的基本條件[6]。一般而言,作戰任務都有過程和階段的特點,這種特點在航母編隊防空作戰中尤為明顯。按階段劃分構建作戰效能評估指標體系有利于對影響作戰效能的因素進行定位分析和追溯分析。同時,將作戰任務過程按階段劃分,還能更進一步剖析作戰過程,分析航母編隊在各個階段的作戰效果和單項能力。

4.1 航母編隊防空作戰過程描述

根據航母編隊對空防御作戰使命任務和作戰特點,其作戰效能體現在與來襲空中目標的攻防對抗過程中,航母編隊對空防御作戰過程中主要事件和時間節點如圖2所示。

圖2 航母編隊對空防御作戰過程描述

根據圖2,航母編隊防空作戰過程描述分為三個階段[7]:作戰任務、作戰準備和行動實施。作戰任務階段是指受領上級作戰任務,正確領會上級的作戰意圖,研究制定航母編隊的作戰任務,分析判斷情況,定下初步決心的一系列事件;作戰準備階段是指受領作戰任務后,根據作戰任務要求、首長作戰意圖,制定航母編隊作戰行動的計劃及作戰想定預案,作戰計劃下達后進行各項作戰準備工作,包括行動方案與措施、裝備技術準備、后勤保障準備等一系列活動;行動實施是指預警探測、跟蹤識別、艦載機攔截、艦載武器攔截和作戰效果評估等一系列行動。

4.2 WSEIAC方法及對其改進思路

WSEIAC系統效能分析方法是由美國工業界武器系統效能咨詢委員會(WSEIAC)為空軍提出的系統效能評估方法[8](也稱ADC法),模型表達式為:E=A·D·C,其中A為有效性(Availability)向量,是在開始執行任務時系統狀態的度量,取決于系統可靠性、維修性、維修水平等因素;D為可信賴性(Dependability)向量,是在已開始執行任務的過程中某個或某幾個時刻系統狀態的度量,表示系統在使用過程中完成規定功能的概率,取決于系統使用過程中的可修復性、人員素質、指揮水平等因素;C是能力(Capability)矩陣,指已知系統執行任務期間的狀態下,系統最終完成任務的能力,是系統各種性能的集中表現。從該模型的整個情況分析,C是潛在作戰能力中除去可靠性、維修性以外的能力。

從WSEIAC法的概念和模型可以看出,系統的效能E決定于A、D、C三個指標,這三個指標分別靜態地描述了系統在作戰過程中不同階段的能力,但主要考慮了靜態的可靠性、維修性等因素,而對系統在作戰過程、攻防對抗和作戰效果等因素考慮較少,不能準確、完整體現系統動態的作戰效能[9]。因此,在應用WSEIAC法構建作戰效能評估指標體系時,對WSEIAC法的效能評估模型進行了適當改進。

改進思路是:根據對航母編隊防空作戰過程的分析,與作戰過程三個階段相對應,重新劃分和定義概念和包含范圍。將作戰任務階段的各種影響因素定義為有效性A,將作戰準備階段各種影響因素及指標定義為可信賴性D,將行動實施階段作戰系統具備的性能和能力稱為能力C。這樣對指標因素的劃分能較好突出系統的作戰過程、作戰效果和抗擊能力,便于分析系統的戰技性能指標等對作戰效能的影響。

1) 航母編隊防空作戰的有效性A

有效性主要是對完成作戰任務的可能性的度量。因此,有效性可用作戰任務及敵方攻擊的性質和特點來描述。

2) 航母編隊防空作戰的可信賴性D

可信賴性是指航母編隊防空作戰計劃和想定制定的周密程度,戰前準備的程度。因此,可信賴性主要決定于戰備完好性、可靠性、生存能力等。

3) 航母編隊防空作戰的能力C

能力是航母編隊防空作戰行動中作戰系統攔截、毀傷目標能力的度量,其主要因素有預警探測能力、跟蹤識別能力、艦載機攔截能力、艦載武器攔截能力等。

4.3 作戰效能層次結構

作戰效能評估指標體系框架一般遵循四層結構[10],如圖3所示。第一層是作戰效能度量層(MOFE),是衡量系統在特定環境下完成規定作戰任務的程度,對航母編隊防空作戰來說,就是保衛目標的完好程度。第二層是效能度量層(MOE),是系統完成其某項功能程度的定性化描述,如作戰任務、作戰能力等,與具體作戰背景有關的特定效能。第三層是性能度量層(MOP),用來度量系統的物理和結構上的行為參數和任務要求參數,是以尺度參數為變量的函數,如預警探測能力、跟蹤識別能力、艦載機攔截能力、艦載武器攔截能力等。第四層是尺度參數層(DP),也是最底層,表示系統固有的屬性或特征,如尺寸、重量等。

1) 作戰效能度量層

航母編隊防空作戰效能的總體度量,作戰效能評估研究所要實現的目標。根據本文選定的指標體系模式,包括系統性能、固有能力、作戰能力和作戰任務四個主要評估要素。

2) 效能度量層

通過各分系統性能及各單項能力的綜合分析,得出系統性能,以此為基礎,綜合考慮系統的作戰適宜性,獲得航母編隊防空作戰的固有能力。同時根據作戰想定,獲得編隊在想定環境下的作戰能力,再根據對作戰任務的完成情況,最終得到航母編隊防空作戰的綜合效能。

3) 性能度量層

從各個方面或角度反映和衡量航母編隊防空作戰的有效性、可信賴性和能力三個方面分指標,主要包括預警探測能力、跟蹤識別能力、艦載機攔截能力、艦載武器攔截能力、戰備完好性、可靠性、生存能力等。

4) 尺度參數層

是作戰效能評估指標體系的基礎,向性能度量層提供各因素的關系特征和數據來源,是作戰效能評估的基礎和依據。

4.4 航母編隊對空防御作戰效能評估指標體系

通過以上對航母編隊防空作戰效能評估指標體系模式分析,結合航母編隊防空作戰過程和對WSEIAC法的改進,依據航母編隊防空作戰效能層次結構和邏輯關系,建立航母編隊防空作戰效能評估指標體系,如圖4所示,包括1個作戰效能總指標、4個一級指標、11個二級指標和49個三級指標。

5 結語

本文根據航母編隊防空作戰特點和作戰過程,通過對國內外大量作戰效能研究總結歸納,提出了基于“系統性能+固有能力+作戰能力+作戰任務”的航母編隊防空作戰效能評估指標體系模式。采用改進的WSEIAC方法,構建了航母編隊防空作戰效能評估指標體系的基本框架,為航母編隊指揮員科學評估防空作戰能力、合理運用防空作戰兵力、優化防空作戰方案等奠定了理論基礎。

[1] 本杰明·朗伯斯.新世紀初葉美國航母空中作戰力量[M].北京:海軍裝備研究院綜合所,2006.

[2] 莊世杰,邱滌珊,沙基昌.潛射反艦導彈武器系統作戰效能指標體系設計初探[J].火力與指揮控制,1998,20(4):68-73.

[3] 羅從文.航母編隊對空防御作戰效能分析研究[D].南京:海軍指揮學院,2007.

[4] 朱斯高,岳超源,趙勇.某型空艦導彈武器系統作戰效能評估指標體系[J].華中科技大學學報(城市科學版),2005,22(增刊):125-128.

[5] 李懷周.美國海軍航母戰斗群作戰研究[D].北京:國防大學,2001.

[6] 肖凡,劉忠,黃金才.作戰方案效能評估指標研究[J].軍事運籌與系統工程,2006,20(2):41-45.

[7] 劉海鷹.航空母艦編隊的作戰能力與戰術使用[J].現代艦船,1995(1):14-17.

[8] 柏曉莉,柏曉輝,羅雪山.C4ISR系統通信網絡效能評估指標體系研究[J].軍事運籌與系統工程,2006,20(1):71-75.

[9] 馬其東,方立恭.中遠程艦空導彈武器作戰效能指標體系研究[J].國防技術基礎,2008(10):41-45.

[10] 臧壘,蔣曉原,王鈺.C4ISR系統作戰效能評估指標體系研究[J].系統仿真學報,2008,20(3):574-577.

Design of Effectiveness Estimation Index System of Air Defense of the Aircraft Carrier Formation

MENG Qingcao YANG Guang

(Department of Shipboard Gun, Dalian Naval Academy, Dalian 116018)

For the sake of evaluating the combat capability of the aircraft carrier formation scientifically, a method of dynamic index system based on the system function + proper ability + war power + battle task is put forward. Through the analysis of index system mode in the combat efficiency, based on the air-defense combat process of the aircraft carrier formation and the improvement of WSEAC method, the basic frame of air-defense combat efficiency evaluate index system of the aircraft carrier formation is built. The research could lay theory foundation for the commander of the aircraft carrier formation to estimate the air defense capability scientifically, manage the troops of air defense, and optimize the air defense battle project.

aircraft carrier formation, air defense, efficiency evaluate, index system

2015年4月3日,

2015年5月27日

孟慶操,男,博士,副教授,研究方向:武器作戰使用。

E926.4

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.10.001