艦載電子對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估*

房燦新，崔積豐

（中國人民解放軍91404部隊(duì)，河北 秦皇島 066001）

0 引言

艦載電子對抗系統(tǒng)是艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的重要組成部分，是奪取信息優(yōu)勢、削弱并破壞敵方探測、攻擊能力，以及有效防護(hù)艦艇的重要手段。艦載對子對抗系統(tǒng)相對于陸上、空中在作戰(zhàn)環(huán)境上存在較大差異，因艦艇平臺、安裝位置、電磁兼容性，特別是威脅目標(biāo)的戰(zhàn)技性能、作戰(zhàn)運(yùn)用等方式的不同，電子對抗系統(tǒng)在實(shí)戰(zhàn)中的具體效能發(fā)揮具有很大的不確定性。相對于艦艇遠(yuǎn)、近程導(dǎo)彈等防空武器存在冷備、熱備等不同作戰(zhàn)值班狀態(tài)的一系列復(fù)雜使用問題，電子對抗系統(tǒng)在艦艇自防御作戰(zhàn)運(yùn)用中的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、快捷性等是不言而喻的。對于在實(shí)戰(zhàn)化條件下電子對抗系統(tǒng)能否充分發(fā)揮有源/無源干擾綜合效能，能否保證本艦的防空反導(dǎo)成功率，能否提高復(fù)雜環(huán)境下艦艇生存能力，是試驗(yàn)鑒定必須要客觀評估的問題［1-2］。

1 新一代艦載電子對抗系統(tǒng)

新一代艦載電子對抗系統(tǒng)的主要任務(wù)，是綜合利用舷內(nèi)、舷外的有源/無源電子對抗手段，遂行區(qū)域防空和末端自衛(wèi)反導(dǎo)電子對抗作戰(zhàn)。與此同時(shí)，監(jiān)視本艦及編隊(duì)周圍的電磁態(tài)勢，截獲雷達(dá)信號后測量、分選，實(shí)現(xiàn)電子情報(bào)偵察和輻射源個(gè)體識別，經(jīng)過威脅判斷后向作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)預(yù)先告警等。

某艦載電子對抗系統(tǒng)組成如圖1所示，共有偵察前端、綜合顯控及各種干擾設(shè)備組成。系統(tǒng)遵循基于嵌入式實(shí)時(shí)高速光纖通道（FC協(xié)議）和雙冗余以太網(wǎng)的開放式架構(gòu)，包括天線孔徑和射頻前端、預(yù)處理、共用計(jì)算環(huán)境等（含綜合信息處理、綜合調(diào)度控制）。

圖1 某艦電子對抗系統(tǒng)設(shè)備組成

2 作戰(zhàn)試驗(yàn)指標(biāo)體系

作戰(zhàn)試驗(yàn)旨在近似實(shí)戰(zhàn)環(huán)境條件下，對裝備作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性等進(jìn)行考核與評估，檢驗(yàn)裝備完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)的適用條件和滿足度。考核指標(biāo)體系的選取，應(yīng)本著實(shí)際作戰(zhàn)能力的提升為目標(biāo)，而不必過多追求設(shè)計(jì)技術(shù)的復(fù)雜度或某類別性能指標(biāo)的單純領(lǐng)先。

評估指標(biāo)體系的選取需要從多層次、多視角體現(xiàn)艦載電子對抗系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，在構(gòu)建過程中遵循了針對性、系統(tǒng)性、獨(dú)立簡明性和可擴(kuò)展性等原則。根據(jù)電子對抗的主要作戰(zhàn)流程，可將評估指標(biāo)分為偵察測向、控制處理和電子干擾3類。電子對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系如圖2所示。

3 作戰(zhàn)效能評估

國內(nèi)對武器裝備作戰(zhàn)效能的評估方法研究較多，使用效果各有優(yōu)劣［3-4］，本文主要對以下3類方法作研究分析。

3.1 基于ADC的效能評估

ADC是目前國內(nèi)在評估技術(shù)、工程實(shí)現(xiàn)和試驗(yàn)鑒定管理部門反饋等各個(gè)層面認(rèn)可度都比較高的一種評估方法［5-6］。它以系統(tǒng)的總體構(gòu)成為對象，評估被試系統(tǒng)在完成系列化作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)令人滿意的程度。將電子對抗系統(tǒng)定義為8種工作狀態(tài)，如表1所示，表中設(shè)備序號與圖1中的設(shè)備一一對應(yīng)。

表1 電子對抗系統(tǒng)工作狀態(tài)

如表1所示，將電子對抗系統(tǒng)定義為8種工作狀態(tài)。根據(jù)圖1所示的7類設(shè)備的平均故障間隔時(shí)間（MTBF）、平均回復(fù)時(shí)間（MTTR），相應(yīng)的可用性ai和可信性ri為：

式（2）中的Ti為電子對抗實(shí)際作戰(zhàn)過程中裝備的工作時(shí)間，一般可取5 min。在此基礎(chǔ)上，可用性矩陣A，以及可信性矩陣D為：

對圖2所示的各底層指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，基本方法是將紅方的戰(zhàn)技指標(biāo)與藍(lán)方的戰(zhàn)技指標(biāo)進(jìn)行相對比較。參數(shù)越大越好者，按效益性函數(shù)式（5）或式（6）處理；反之，按成本性函數(shù)式（7）或式（8）處理。

圖2 電子對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

式中，參數(shù)a、b分別為效用區(qū)間最小、最大值；c為中間變量，c=(b-a)(-2×ln 0.2)-1/2；k為調(diào)節(jié)系數(shù)。將各底層指標(biāo)逐一歸一化后，再通過模糊判斷矩陣計(jì)算后得到權(quán)重矩陣，不難得到能力矩陣C。將式（3）中的A、式4中的D矩陣和C相乘，即可得到電子對抗系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。以此算法開發(fā)出軟件，給出了某紅方相對于藍(lán)方電子戰(zhàn)系統(tǒng)的電子干擾效能，如圖3所示。

圖3 紅方相對于某藍(lán)方電子戰(zhàn)系統(tǒng)電子干擾效能

3.2 基于信息熵的效能評估

“熵”是從熱力學(xué)物理中的概念引申而來，最初是用來表示事物不確定性的程度，這與電子對抗系統(tǒng)在復(fù)雜作戰(zhàn)場景中的作戰(zhàn)效用有著較為相似的屬性［7-8］。艦載電子對抗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型態(tài)（復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)）與其功能表現(xiàn)是密切相關(guān)的，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會(huì)由于裝備的戰(zhàn)損、可靠性等因素而發(fā)生變更，從而決定電子對抗系統(tǒng)的最終使用表征。

基于ADC的效能評估，便于從宏觀的戰(zhàn)術(shù)行為、裝備上的總體效果來把握。艦載電子對抗系統(tǒng)，作為一級被試的對象，它是由如圖1所示的7個(gè)二級被試分系統(tǒng)組成。上面評估方法，并沒有同步給出這7個(gè)分系統(tǒng)獨(dú)立的作戰(zhàn)效能評估結(jié)論；以下用信息熵評估的方法，既可以獨(dú)立給出7個(gè)分系統(tǒng)的評估結(jié)論，也能同步得到系統(tǒng)總體的評估結(jié)論。

于是不再從總體上建立如圖2所示的指標(biāo)體系，而是從7個(gè)分系統(tǒng)的個(gè)體上獨(dú)立給出其特定裝備的指標(biāo)體系。然后用與分系統(tǒng)相適宜的解析歸納方法（灰色關(guān)聯(lián)法、Petri網(wǎng)法）得出單一裝備的作戰(zhàn)能力Ci，再用信息熵表示Ii：

如圖1所示，電子對抗系統(tǒng)由偵察測向（設(shè)備1、設(shè)備2并聯(lián)）、控制處理和電子干擾（設(shè)備4、5、6、7并聯(lián)）3大部分組成。

在求得電子對抗系統(tǒng)總信息熵（I總=I偵察測向+I3+I電子干擾）基礎(chǔ)上，再經(jīng)由式（9）即可反向求得電子對抗系統(tǒng)的電子干擾效能。

3.3 基于系統(tǒng)仿真的效能評估

基于水面艦艇在航母編隊(duì)、聯(lián)合機(jī)動(dòng)編隊(duì)等不同應(yīng)用形態(tài)，以及在防空、反導(dǎo)作戰(zhàn)中的電子戰(zhàn)系統(tǒng)核心軍事能力需求，作為系統(tǒng)仿真的重要測試目標(biāo)。關(guān)于測試場景，須擬定好作戰(zhàn)對抗的強(qiáng)度（強(qiáng)、較強(qiáng)、一般、弱），復(fù)雜電磁環(huán)境按照軍用標(biāo)準(zhǔn)要求，也以4種級別來設(shè)定。

在微波暗室利用偵察回路、精確制導(dǎo)仿真回路，模擬常規(guī)飛機(jī)、隱身飛機(jī)艦艇防區(qū)外、內(nèi)的中、遠(yuǎn)程空中突防，模擬高低彈道、亞超聲速結(jié)合，主動(dòng)制導(dǎo)、紅外制導(dǎo)、復(fù)合制導(dǎo)等不同舷角、不同編組、不同波次的導(dǎo)彈攻擊。在多粒度仿真系統(tǒng)試驗(yàn)前，須用海上的歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)模型進(jìn)行校核和驗(yàn)證。各種工作參數(shù)、對抗方式（有源、無源、舷外、組合）按照正交表進(jìn)行設(shè)定，在確立好打擊效果等交戰(zhàn)規(guī)則后，進(jìn)行全系統(tǒng)、全流程的模擬對抗。

相對于半實(shí)物的準(zhǔn)實(shí)時(shí)對抗方式，利用全數(shù)字仿真手段（如虛擬測試靶場軟件VTR），更容易進(jìn)行全速的大樣本仿真試驗(yàn)。從作戰(zhàn)任務(wù)清單角度，聚焦裝備運(yùn)用以及戰(zhàn)術(shù)方法，給出艦載電子對抗系統(tǒng)在不同任務(wù)場景中的防空反導(dǎo)任務(wù)完成率。

4 結(jié)束語

艦載電子對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括海上實(shí)兵試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置、電磁環(huán)境構(gòu)建、測控靶標(biāo)選取、試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取，半實(shí)物/全數(shù)字仿真環(huán)境構(gòu)建［9］、評估指標(biāo)體系確立、指標(biāo)分析與評估等多個(gè)環(huán)節(jié)。本文在分析艦載電子對抗實(shí)戰(zhàn)化考核要求基礎(chǔ)上，結(jié)合艦艇作戰(zhàn)系內(nèi)、外場試驗(yàn)工程實(shí)踐，提出了艦載電子對抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的考核評估方法。此方法盡管在裝備定型試驗(yàn)中得到了初步應(yīng)用，但限于試驗(yàn)的局限性和評估上的主觀性，仍然需要在軍事理論研究和試驗(yàn)工程實(shí)踐中不斷發(fā)掘與完善。■