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基于模糊评判的两栖攻击舰综合效能评估研究*

2012-08-10乐荣剑许友国

舰船电子工程 2012年7期
关键词:西北风评判评语

乐荣剑 许友国 符 勇

(海军陆战学院 广州 510430)

1 引言

两栖攻击舰是一种用于搭载直升机、高速登陆艇(气垫艇)、输送登陆兵及其武器装备实施垂直登陆的两栖战舰艇[1],有些国家亦称直升机登陆运输舰或直升机母舰,其作为现代两栖作战和远征作战的核心舰型,受到各国海军的重视。该型舰的主要功能是利用舰载直升机和登陆艇运送部队、车辆、机械和物资等,具备较强的两栖作战能力。与传统的两栖作战舰艇相比,它的主要优势在于可长期部署在海上和实施超视距登陆,降低了遭受火力打击的危险,另外,随着现代指控系统的发展,它可作为一个良好的两栖作战指挥平台。

我国拥有漫长的海岸线和广阔的专属海区,在维护祖国统一和诸多岛礁归属问题上都使我国海军存在两栖作战的可能,我海军要适应遂行多样化军事任务需要,提高远海防卫作战能力,必须大力发展大型两栖舰艇。本文通过定性和定量相结合的评判方法,以法国“西北风”级两栖攻击舰为例,分析了其综合性能,对未来我海军发展大型两栖攻击舰有一定的借鉴和指导意义。

模糊综合评判法[2~3](FCE)是一种基于模糊数学的综合评标方法,该方法根据模糊数学的隶属度理论[4]把定性评价转化为定量评价,即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰、系统性强的特点,能较好地解决模糊的、难以量化的问题,适合各种非确定性问题的解决。在两栖攻击舰效能评估问题[5~6]上,评估的指标很多,而且评估指标之间层次性也非常明显。因此本文建立二级模糊综合评判模型,对两栖攻击舰的效能进行评估。

2 两栖攻击舰综合效能评估指标体系

两栖攻击舰之所以“身手不凡”,其中一个关键因素在于它的多功能性,也就是说现代两栖攻击舰可通过更换不同的模块,去执行不同的任务。两栖攻击舰效能[7]的一级评估指标由装载能力、机动能力、作战能力和作战系统效能四个因素构成。它们既相互独立又相互联系,相互独立表现在各要素分别从不同的侧面反映两栖攻击舰作战效能的高低,相互联系表现为各要素缺一不可地共同构成两栖攻击舰效能的评价体系。

两栖攻击舰装载能力体现在对登陆兵、武器装备及登陆上陆工具三大部分的装载上。这三大部分一般是根据投送成建制陆战营的需要按比例装载,但在某些特定的作战背景下,也可以根据作战对象的不同,灵活地调整装载内容。

两栖攻击舰的机动能力体现的是两栖攻击舰能否与驱护舰组成编队作战以及能在离岸基多远的距离上实施作战,由舰船续航力和航速构成。

两栖攻击舰的作战能力主要包括预警能力、指控系统性能、通信能力、航行引导能力、综合防御能力和对岸火力支援能力六个方面。

两栖攻击舰的作战系统效能主要体现在自卫防御、登陆作战指挥、两栖编队作战指挥三大分系统的效能。

根据以上分析,建立两栖攻击舰综合效能评估体系,如图1所示。

图1 两栖攻击舰综合效能评估体系

3 两栖攻击舰综合效能模糊综合评判数学模型

1)确定指标集合:

一级指标集合为U={U1,U2,U3,U4},式中U1、U2、U3、U4分别代表两栖攻击舰的装载能力、机动能力、作战能力和作战系统效能。

各个二级指标集合为

式中:u11,u12,u13分别代表装载登陆兵能力、装载武器装备能力、装载登陆上陆工具能力;u21,u22分别代表两栖攻击舰的续航力和航速;u31,u32,u33,u34,u35,u36分别代表预警能力、指控系统性能、通信能力、航行引导能力、综合防御能力和对岸火力支援能力;u41,u42,u43分别代表两栖攻击舰自卫防御、登陆作战指挥、两栖编队作战指挥三大分系统的效能。

2)就每个Ui中的ki个二级指标对问题进行评价:

Ui中指标权重矢量是:

假设评语集合为V,评语集为指标的评价等级数,可采用m级等评语进行描述,即

则被评价的对象相对于各个指标的模糊评语,即Ui·V上的模糊矩阵为?

进行模糊变换,即

从而得到就每个Ui的评价结果Bi。

3)对每个Ui的评价结果Bi进行合成

将各个Bi合成为一个U×V上的模糊矩阵R,即

假设一级指标集合U上的权重矢量为

则经模糊变换得到被评价问题相对于全部指标的总的模糊评语为

由B可评估出该型两栖攻击舰的综合效能。

4 实例分析

法国的“西北风”级两栖攻击舰[8]是法国为适应北约组织为增强战略海上输送能力要求而建造的,其可为联合及多国两栖作战提供预置指挥平台和登陆船坞,同时也可从事非战斗人员的撤退和人道主义救援。该型舰的满载排水量为21600吨,与美国的“黄蜂”级和“美国”级两栖攻击舰(此两型两栖攻击舰的满载排水量超过四万吨)相比,满载排水量小了很多,当前我国海军战略由近海防御向远海防卫转变,所以“西北风”级两栖攻击舰是一款非常值得我海军学习和参照的舰型。因此,本文以法国的“西北风”级两栖攻击舰为例,通过专家咨询和模糊评判,确定该型两栖攻击舰综合效能构成要素的权重值。根据效能评估模型,计算各指标的隶属度,得到评价该舰作战效能的总的模糊评语。

1)确定各评价指标的权重及评价值结果

首先通过对同一级评价指标内的因素进行比较,结合专家的判断,确定两栖攻击舰综合效能评价要素的权重,见表1。

表1 两栖攻击舰综合效能评价要素权重

运用模糊统计法[9],让参加评价的各位专家填写评价调查表,结合专家意见,划分三个评价等级(高、中、低),依次统计各评价因素等级的频数,计算各指标的隶属度,得到模糊评价结果,如表2~表5所示。

表2 法国“西北风”级两栖攻击舰装载能力评价表

表3 法国“西北风”级两栖攻击舰机动能力评价表

表4 法国“西北风”级两栖攻击舰作战能力评价表

表5 法国“西北风”级两栖攻击作战系统评价表

2)计算总的模糊评语

根据模糊运算规则,并进行归一化处理,由表2可得:

同理可得:

通过归一化处理后总的模糊评语为:

最后,得出“西北风”级两栖攻击舰综合效能各等级评估结果为:高占59.55%,中占33.55%,低占6.90%,根据最大隶属原则,能够判断“西北风”级两栖攻击舰综合效能为高。

3)评估结果分析

分析“西北风”级两栖攻击舰的性能[11],其综合效能高主要体现在以下三个方面:1)很强的装载能力。它全通式飞行甲板上设有6处直升机起降点,依靠两部各自独立的电梯与机库相连(一部在舰艉,另一部在岛式上层建筑后面),可同时起降6架直升机。它的直升机库,可停放16架NH90或“虎”式直升机,舰上面积1000m2的车辆库,可装载60辆装甲车或12辆“勒克莱尔”坦克。舰艉的大型坞舱,可装载2艘LCAC大型气垫登陆艇或4艘LCM通用登陆艇;2)优良的作战能力。该舰集多种功能于一身,不仅能执行登陆运输任务,还设有最新指挥设备,它的通信设备与“戴高乐”号航空母舰所使用的设备是一样的,使得该舰可进行高信息流量且保密性很高的实时联络,所以它可以兼负两栖作战指挥舰任务;3)很强的指挥功能拓展能力。该舰预留了一个大约850m2的联合作战指挥中心,最大可提供150个即插即用的指挥部位,可根据需要临时配置设备,实行指挥。其主要的不足在于它的自防御能力,它的防御武器包括2套近程防空导弹发射装置即最大射程为6km的“西北风”舰空导弹、2门30mm和20mm单管自动炮、2~4挺12.7mm机枪、16架直升机,所以它的防御主要依靠护卫舰船。因此,如在自防御系统上加以改进该型舰的综合效能将上升到一个更高的层次。我海军面临的战略任务需要发展两栖攻击舰,而“西北风”级两栖攻击舰的构建思路以及它的优势和存在的不足都能作为我们发展很好的借鉴和启示。

5 结语

两栖攻击舰综合效能的评估非常复杂,其效能评估的方法有多种,且各有不同的特点。利用模糊综合评判方法对两栖攻击舰综合效能进行评估,能科学地将定性和定量结合起来,使计算结果更加客观全面,从对“西北风”级两栖攻击舰的判断结果看,评估结果与实际情况接近,具有较强的科学性与可操作性。通过该方法评估得到的数据可为我海军未来发展两栖攻击舰的论证、设计、研发、维护及作战运用研究具有一定的指导意义。

[1]程虹,杨屹.两栖攻击舰发展分析及思考[J].论证与研究,2008(6).

[2]哈维(美).运筹学原理与应用[M].北京:国防工业出版社,1992.

[3]李登峰.海军运筹分析教程[M].北京:海潮出版社,2004.

[4]杨纶标,高英仪.模糊数学原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2005.

[5]彭晓睿.军事决策分析[M].海军兵种指挥学院,2007.

[6]李登峰,许腾.海军作战运筹分析及应用[M].北京:国防工业出版社,2007.

[7]戴自立.现代舰船作战系统[M].北京:国防工业出版社,1999:366369.

[8]Stephen Saunders Jane’s Fighting Ships 20082009[M].London:Jane’s Information Group Inc,2008.

[9]沈继红,付肖燕,赵玉新.模糊综合评判模型的改进[J].模糊系统与数学,2011,25(3):127133.

[10]邢利华,刘式宋.炮兵精确打击指挥信息系统作战效能评估[J].计算机与数字工程,2010(1).

[11]陈建华.舰艇作战模拟理论与实践[M].北京:国防工业出版社,2002:5668.

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