光电侦察装备对抗效能评估研究＊

孙彦飞 薛向锋 侯智斌

（陆军军官学院 合肥 230031）

1 引言

光电侦察是利用光源在目标和背景上的反射或目标、背景本身辐射电磁波的差异来探测、识别目标并对它们进行跟踪、瞄准的活动［1］。光电技术的迅速发展，一方面使光电侦察装备已广泛应用于战场侦察、探测和监视，光电侦察在搜集战略和战术情报中起着越来越重要的作用，另一方面也使得其电磁敏感性大大增加，其性能的发挥也将面临着越来越多因素的影响和制约。光电侦察装备要想发挥其侦察性能，获取战场情报，就必然要面对信息化战场上各种光电对抗技术和手段的干扰与威胁，其对抗能力的高低将直接影响到其侦察能力的发挥。

2 光电侦察装备对抗能力指标体系的建立

图1 光电侦察装备对抗能力指标体系

光电侦察装备对抗是为消弱、破坏敌方光电侦察设备的使用效能，保护己方光电侦察设备正常发挥效能而采取的各种措施和行动［1］。其作战的基本内涵，即侦察、干扰和抗干扰，再考虑到操作人员的因素，光电侦察装备对抗能力应由侦察能力、干扰能力、抗干扰能力和操作人员能力四个基本部分组成［2］。信息化条件下作战，光电侦察装备还必将面临整个战场电磁环境和自然环境的影响，如烟幕干扰、红外干扰、气候条件和激光武器等等，在确立光电侦察装备对抗能力指标体系时，应尽可能的全面。因此，根据光电侦察装备对抗作战的过程和战场环境的影响，建立了光电侦察装备对抗能力指标体系，如图1所示。

3 光电侦察装备对抗效能评估模型

武器装备系统的作战使用效果，取决于在一定的使用环境和条件下该武器装备系统完成某预定的作战使用任务的一组功能，通常用武器装备系统效能描述一个系统完成其特定任务的总体能力［3］。由于各种光电对抗技术和措施的作用机理和对象各不相同，各类型的光电侦察装备受影响的因素和程度也不尽相同，因此，结合光电侦察装备对抗现状，采取WSEIAC模型对光电侦察装备对抗效能进行评估分析。

WSEIAC模型也称ADC方法。它的目的在于根据有效性（Availability，即战备状态）、可依赖性（Dependability，即可靠性）和能力（Capacity）三大要素评价装备系统，把这三大要素组合成一个表示装备系统总性能的单一效能量度［4］。本文以WSEIAC模型为基础，结合作战中实际的对抗情况，将光电侦察装备对抗效能表示为

式中：E为光电侦察装备对抗效能；A为可用度（或有效性）向量，是光电侦察装备在执行任务开始时刻可用程度的量度；D称为任务可信度或可信赖度，直接取决于光电侦察装备的可靠性和使用过程中的维修性；C代表光电侦察装备的对抗能力向量，表示光电侦察装备在处于可用及可信状态下，能达到任务目标的满意度。

3.1 可用性向量确定

为简化问题，一般不考虑光电侦察装备的降功能使用状态，只有正常工作和发生故障两种情况，则可用性向量可表示为

式中：a1，a2分别为光电侦察装备在开始执行任务时处于正常和故障状态的概率；MTBF，MTTR分别为光电侦察装备平均故障间隔时间和平均修复时间，平均修复时间MTTR是修复时间T的数学期望。

3.2 可信度矩阵确定

在执行任务过程中，认为光电侦察装备只有两种情况，即正常或故障，则装备的状态转移只有四种情况，即正常→正常、正常→故障、故障→正常和故障→故障，因此，可信度矩阵D是一个2×2维矩阵。假设装备处于正常工作时的状态为0，故障时状态为1，则有：

式中：d00，d01分别为光电侦察装备开始时处于正常，而执行任务过程中在时刻t时处于正常和故障的概率；d10，d11分别为光电侦察装备开始时处于故障，而执行任务过程中在时刻t时处于正常和故障的概率。

把装备状态变化看成是时间连续、状态离散的马氏链，根据随机过程理论［5］，由柯莫哥洛夫方程可求得，装备开始时处于正常，在时刻t处于故障的概率为

装备开始时处于故障，在时刻t处于正常的概率为

式中：λ为光电侦察装备的故障率，即1／MTBF；μ为光电侦察装备的修复率，即1／MTTR。

3.3 对抗能力向量确定

在对对抗能力进行评估时主要采用专家打分和层次分析法确立权重，用加权求和的方法对对抗能力进行求解。

3.3.1 评估指标权重的确定

采用层次分析法（AHP）来确定各级分指标的权重。为使得出的权重更合理实用，通过咨询相关领域的专家，构成两两判断矩阵，利用层次分析法求出其最大特征向量作为各因素权重系数。

3.3.2 对抗能力各级指标的评判

光电侦察装备对抗能力评估方式采取由下至上逐级集成的顺序进行。首先从二级指标入手，按照评估模型进行评估，评估分值作为上一级指标评估依据，得出一级指标的评估分值，根据一级指标的评估分值，可以得出光电侦察装备对抗能力的总分值。

根据专家的经验，赋予每个二级指标的标准分值，并对每项二级指标进行评估打分，得出的分值为二级指标的评估分值。

设二级指标的权重系数为ωij，评估分值为Rij，其中i代表一级指标的编号、j代表二级指标序号，n代表相应指标的个数。利用加权求和，可以得出二级指标所属的一级指标的评估分值Ri：

然后再利用加权求和，可以得出光电侦察装备对抗能力C：

4 实例分析

下面以某光电侦察装备为例，介绍利用该效能评估模型评价其效能的过程，并对结果进行分析。战场条件：风速为3m／s，天气晴朗，少云，作战地域属于半遮蔽地；设该光电侦察装备的平均故障间隔时间MTBF为100h，平均维修时间MTTR为2h；计算该光电侦察装备在工作T＝8h时的效能值。

1）可用度值

根据公式2可得：

2）可信度值

将T＝8代入公式（4）、（5）可得：

由此可得：

3）对抗能力值

根据装备的自身性能参数，采取层次分析法，与相关专家座谈、询问打分后，得出各分指标的权重和二级指标的分数，见表1。

表1 对抗能力指标权重及二级指标评分结果

通过加权求和，利用式（6）可分别求得：C1＝81.32，C2＝60.48，C3＝67.75，C4＝83.5，将以上结果代入式（7），求得对抗能力为：C＝72.85。

即该光电侦察装备处于正常状态时对抗能力为72.85，故障时为0，则其对抗能力矩阵为

4）对抗效能值

依据WSEIAC模型，将数据代入公式（1），可求得该光电侦察装备对抗效能值为

5 结语

本文提出的光电侦察装备对抗能力评估指标体系以及建立的效能评估模型符合光电对抗的实际情况。在对可用度和可靠度分析时，主要考虑的是装备的可修复性，体现了装备自身的性能对整个效能的影响；在对作战能力分析时，其指标的选取和处理体现了战术和技术上的对抗措施对效能的影响；模型运行的结果合理、可信，为定量评价光电侦察装备的对抗效能提供了一个实用、可靠的方法。通过效能模型评估和实例分析，为提高光电侦察装备的对抗效能，充分发挥光电侦察装备的侦察能力，进一步推动效能评估理论在光电侦察领域的发展与应用等方面的研究，并提供了参考性建议。

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