基于貝葉斯—熵權法的岸艦導彈作戰(zhàn)效能研究

張海峰，于忠琳，謝宇鵬

（海軍航空大學，山東煙臺264001）

海上作戰(zhàn)力量是各國軍事力量發(fā)展的重要部分，也是奪控制海權的主要力量支撐。其中，戰(zhàn)斗艦艇作為主要海上作戰(zhàn)平臺的作用尤為突出。近年來，隨著軍事科學技術的不斷發(fā)展，各國的海上力量也在迅速增強。比如日本，其海上自衛(wèi)隊艦艇編隊的編組由10年前“八八”編隊擴展為“十十”編隊，其發(fā)展速度對周邊國家構成了極大威脅[1]。同時，反艦導彈武器也在飛速發(fā)展，但通過多平臺發(fā)射反艦導彈對海上艦艇編隊進行超視距打擊，目前仍是打擊水面艦艇的主要作戰(zhàn)手段[2]。

岸艦導彈是由機動式或固定式岸基平臺發(fā)射的反艦導彈。岸艦導彈的主要優(yōu)勢是部署靈活、簡便快捷以及目標毀傷能力較強。此外，還可以依托岸陸地形實現隱蔽機動和快打快撤，極大地提升了發(fā)射兵力的生存能力。隨著岸艦導彈在射程、航路規(guī)劃、飛行速度、抗干擾等方面性能的提高，岸艦導彈的優(yōu)勢越加明顯，在未來對海突擊作戰(zhàn)中將發(fā)揮重要的火力骨干作用。

以往相關文獻大多集中闡述反艦導彈的毀傷效能或對水面艦艇的突防效能等方面內容[3-10]，本文在充分分析以往反艦導彈效能研究文獻的基礎上，嘗試從整個岸艦導彈武器系統作戰(zhàn)流程出發(fā)，運用貝葉斯網絡原理，建立岸艦導彈全作戰(zhàn)流程的效能評估模型。

1 岸艦導彈作戰(zhàn)流程分析

1.1 岸艦導彈武器系統

岸艦導彈武器系統通常由導彈、武器控制系統和技術支援系統組成。按照火力單元配置，一般單個火力單元的基本配置為導彈發(fā)射車、武器控制車、維護保障車，某些型號還配有指揮車、導彈貯運車和雷達車[11]等，如圖1所示。岸基雷達的預警探測范圍有限，難以滿足現代戰(zhàn)爭中大范圍、遠距離作戰(zhàn)需求。因此，目前典型的岸艦導彈系統，戰(zhàn)時須要依靠上級指揮所提供目指信息。

圖1 某型岸艦導彈武器系統組成框圖Fig.1 Block diagram of a type of shore-ship missile weapon system

1.2 岸艦導彈作戰(zhàn)流程

岸艦導彈作戰(zhàn)流程總體上可歸結為4 個主要階段：情報獲取、機動待機、作戰(zhàn)籌劃、發(fā)射撤收。

在情報獲取階段，從上級指揮所獲取所需的目指信息；在機動待機階段，岸導兵力按照作戰(zhàn)行動方案要求，按時由駐地隱蔽機動至發(fā)射陣地；在作戰(zhàn)籌劃階段，指揮員及指揮所人員對情報進行分析處理后，制定導彈攻擊方案并報請上級指揮所批準；在發(fā)射以及撤收階段，發(fā)射兵力將完成陣地展開、導彈射前準備、聽令發(fā)射及撤收。作戰(zhàn)流程如圖2所示。

圖2 某型岸艦導彈武器系統作戰(zhàn)流程Fig.2 Operational flow of a type of shore-ship missile weapon system

1.3 影響岸艦導彈作戰(zhàn)效能的主要因素

由岸艦導彈作戰(zhàn)流程可知，影響岸艦導彈作戰(zhàn)效能的主要因素有：目指信息、指揮控制、生存能力、毀傷能力[12]。其中，目指信息是否及時準確是前進指揮所能否做出準確判斷并下達準確打擊命令的關鍵，也是反艦導彈能否成功搜索目標并實施精確打擊的前提；指揮控制在整個戰(zhàn)斗行動中相當于人類大腦的作用，是確保參戰(zhàn)兵力與岸艦導彈武器系統完美結合，最大限度地發(fā)揮部隊戰(zhàn)斗力的核心；戰(zhàn)場生存能力是實施導彈突擊行動的前提條件，只有保全自己才能消滅敵人，戰(zhàn)場生存將貫穿岸導兵力機動行軍、陣地展開、射前準備、導彈發(fā)射、撤收待機等階段；毀傷能力（火力打擊能力）則是指整個導彈系統的作戰(zhàn)過程，包括導彈的發(fā)射、飛行、制導、搜索、命中以及對敵毀傷概率，是整個武器系統完成作戰(zhàn)任務的實施部分，決定了整個作戰(zhàn)的成敗。

2 岸艦導彈作戰(zhàn)效能評價指標體系

對岸艦導彈武器系統整體作戰(zhàn)效能進行評估，須要從定性和定量2個方面選取評價指標。通過前文對岸艦導彈武器系統整個作戰(zhàn)流程分析，可依此確定岸艦導彈作戰(zhàn)效能評價指標，并構建評價體系。

2.1 評價指標的選擇

根據對相關文獻研究[13]，很多功能性指標與時間性指標之間存在著耦合性關系。比如，部隊的快速機動能力是功能性指標，而與之對應的部隊機動時間是時間性指標。在實際作戰(zhàn)中，機動能力強，機動時間必然會縮短。所以筆者認為，這2 種指標存在于同一個評價體系中是不合理的。為了使評價體系更加合理，經綜合考慮影響岸艦導彈作戰(zhàn)效能的主要因素以及各影響因素所包含指標特性，最終確定評價指標如下：

目指信息：目標探測能力、目標跟蹤能力、目標數據處理能力、目標信息傳輸能力。

指揮控制：情報處理能力、態(tài)勢判斷能力、數據鏈傳輸能力、決策部署能力。

生存能力：部隊訓練水平、機動路線選擇能力、發(fā)射陣地選擇能力、武器系統本身性能（指雷達輻射值、整體目標大小、迷彩噴涂等隱蔽性固有性能）。

火力打擊：發(fā)射裝置可用性、飛行穩(wěn)定性、目標選擇與跟蹤能力、末端突防能力、戰(zhàn)斗部毀傷能力。

2.2 評價體系的構建

根據前文確定的17 個評價指標確定岸艦導彈武器系統作戰(zhàn)效能評價體系，如圖3所示。

圖3 某型岸艦導彈武器系統效能評價體系Fig.3 Evaluation system for the effectiveness of a type of shore-ship missile weapon system

3 基于貝葉斯網絡的岸艦導彈作戰(zhàn)效能評估模型

3.1 貝葉斯網絡

在前文構建了岸艦導彈武器系統作戰(zhàn)效能評價體系，根據貝葉斯網絡基本架構，可以構建效能評估模型，見圖4。

圖4 岸艦導彈武器系統效能評估貝葉斯模型Fig.4 Bayesian model of effiectiveness evaluation shore-ship missile weapon system

3.2 效能評估實例

下面舉例說明效能評估流程。

1）確定節(jié)點等級。根據導彈武器系統作戰(zhàn)的實際情況，設定各子節(jié)點（Eij）等級{ }好，一般，差 ，即為{good，general，bad} ；設定各父節(jié)點（E、Ei）等級為{好 ，一般，差 }，即為{good，general，bad} 。以0～1來具體劃分等級，差：0～0.5，一般：0.5～0.75，好：0.75～1。

2）收集節(jié)點數據并計算先驗概率。確定4個根節(jié)點的權重，其流程及計算公式為如下[16]：

①對矩陣數據進行無量綱化處理，基本公式為

式（1）中，ximax、ximin分別為矩陣行數據的最大、最小值。

②對矩陣進行標準化處理，公式為

③計算第i 項指標熵值，熵值計算公式為

運用下式得出各指標權重

⑤代入數據。以節(jié)點E1為例。邀請8 位專家對節(jié)點指標進行打分，見表1。

表1 專家打分情況表Tab.1 Expert rating scoring table

經過計算，得出節(jié)點先驗概率為（0.661，0.282，0.057）。同理，可以計算出其他3 個節(jié)點先驗概率分別為：

E2：（0.193，0.602，0.205）；

E3：（0.888，0.112，0）；

E4：（0.875，0.125，0）。

3）使用Netica軟件對作戰(zhàn)效能進行評估。根據貝葉斯網絡的基本原理，運用Netica 進行仿真的基本步驟為：構造貝葉斯網絡模型，輸入節(jié)點CPT，再輸入原始數據進行運算，即可得出仿真結果，如圖5所示。

3.3 仿真結果分析

結合專家打分，得到如圖5所示仿真結果，對數據進行分析，可以得到如下結論。

1）岸艦導彈在反艦作戰(zhàn)方面的優(yōu)勢比較明顯，在對海突擊作戰(zhàn)中應當注重發(fā)揮其優(yōu)勢。

根據仿真結果，岸艦導彈武器系統的生存能力各項數據都比較高。與其他平臺發(fā)射的反艦導彈相比，岸艦導彈的優(yōu)勢在于其良好的技術穩(wěn)定性、機動性以及可以依托島岸達成的自身隱蔽性?？罩酗w機平臺和海上艦艇平臺均受到隱蔽性差和重復裝填困難的局限，而潛艇平臺雖然隱蔽性得到提升，但水下機動性以及數據溝通困難的劣勢同樣明顯。與三者相比，機動式岸導兵力既可以利用復雜地形快速機動，實現隱蔽對海突擊，又可以滿足實施飽和攻擊和重復裝填，戰(zhàn)術更靈活，相較而言，優(yōu)勢明顯。

圖5 Netica仿真結果Fig.5 Netica simulation results

2）數據鏈路是岸艦導彈武器系統的神經網絡，戰(zhàn)時必須確保鏈路暢通。機動岸艦導彈能否發(fā)揮正常作戰(zhàn)效能，前提是目標信息鏈路、指揮命令鏈路和武器控制鏈路的暢通與否。從貝葉斯網絡圖也可以看出，影響岸艦導彈作戰(zhàn)效能的4 個主要因素都離不開完整穩(wěn)定的數據鏈傳輸網以及通訊網絡，這也是岸艦導彈武器系統的重點環(huán)節(jié)。所以，在作戰(zhàn)中，鏈路暢通顯得尤為重要。

3）岸艦導彈武器系統技術性能是提升導彈突擊效果的基本條件。在目標信息探測跟蹤準確、指揮決策正確無誤、武器系統確保生存前提下，導彈自身的技術性能將成為決定對海突擊任務成敗的關鍵，也是最根本的決定因素。因此，不斷提升岸艦導彈技術性能是十分必要的。比如，增加多次攻擊能力可以在導彈射程滿足的前提下提升目標捕捉能力[18]；導彈飛行速度的提高可以增大突防概率；導彈航路規(guī)劃能力的提高可以增大戰(zhàn)場生存能力和突擊效果；超低空巡航可以降低導彈被發(fā)現及攔截概率等。

4 結束語

本文從作戰(zhàn)角度出發(fā)，系統分析了岸艦導彈武器系統的作戰(zhàn)流程，并根據其作戰(zhàn)流程，從目指信息、指揮控制、武器系統生存、火力打擊4 個方面選取17 個指標對導彈武器系統整體作戰(zhàn)效能進行了評估，并依據仿真結果提出岸艦導彈戰(zhàn)斗使用和裝備發(fā)展相關對策建議。本文在指標選取時著重考慮功能性指標，在對時間性指標的考慮上有所欠缺，在以后的研究中將會對時間性指標加以側重。