登陆作战武装直升机火力支援效能评估＊

李仁松 王志邦 姜 超

（海军陆战学院 广州 510430）

1 引言

两栖作战是目前海上作战的一种重要样式，对岸火力支援又是两栖编队的一项主要作战任务。舰载武装直升机作为两栖编队对岸火力支援的主要作战武器系统之一，对其对岸火力支援效能进行客观、正确的评估在舰载武装直升机武器装备建设和战术使用研究上具有十分重要的意义。武器系统的作战效能评估的方法有很多，如实战评估法、试验法、数学模拟法等，ADC模型是其中一种常用的解析评估方法。本文以ADC模型为基础，通过对能力矩阵C进行量化处理并提出突防概率系数H 和人员操作水平系数K对模型进行修正。

2 ADC效能评估模型

ADC效能评估模型是由美国工业界武器系统效能委员会（WSEIAC）提出的，即

其中，矩阵E（Effectiveness）表示待评估武器系统综合作战效能值指标，是对武器系统完成所赋予它的使命任务能力的综合量度，通常用概率值表示；矩阵A（Availability）表示待评估武器系统的可用度（有效性）指标，是对系统在开始执行任务时处于可工作状态或可承担任务状态程度的量度，反映了系统战备情况的优劣；矩阵D（Dependability）表示待评估武器系统的可信度（可依赖性）指标，是对系统在开始执行任务处于某一状态而结束时处于另一状态的系统状态转移性指标的表述，反映了系统可靠性的好坏；矩阵C（Capability）表示武器系统的固有能力，是对系统在各种不同状态条件下完成所赋予使命任务能力的量度，反映了设计能力与作战实际要求能力之间的符合程度［1］。

ADC效能模型是一个基于过程的动态的系统概念［1］，能较全面地反映武器系统状态及随时间变化的多项战术、技术指标在作战使用中的动态变化和综合应用，因而比较适合于较为复杂的武器系统的效能评估。其求解过程的流程图可以用图1表示。

图1 计算系统作战效能流程图

由于武器和军事装备都是在敌方的积极对抗条件下运用的，对抗环境对武器系统的作战效能有很大影响，所以在评定舰载武装直升机对岸火力作战效能时，必须综合考虑战场和敌我因素，模型才能更符合作战实际。为此，本文对ADC模型作如下修改

式中：H为突防概率系数，K为我方操作人员操作水平系数。

3 舰载武装直升机对岸火力效能评估模型

3.1 建立效能评估指标体系

现代武装直升机机载武器系统通常包括：反坦克（装甲）导弹、反舰导弹、空空导弹、航炮、火箭及机枪等，按不同的作战任务可有多种武器配挂方式［2］。舰载武装直升机由于受飞行重量、性能及使用等多方面的要求或限制，在执行对岸火力支援任务时通常挂载对地攻击武器，其对岸火力支援系统主要包括武器控制子系统、指挥通信子系统、侦查子系统等。

舰载武装直升机对岸火力支援系统的可用度矩阵A主要受系统的可信赖性、维修性和维修管理水平决定，具体由系统的故障率λ和修复率μ决定。可信度矩阵D直接取决于武器系统可信赖性和使用过程中的修复性，也与人员素质和指挥因素等有关［1］。能力矩阵C代表系统固有的能力，由武器系统在设计制造时决定，主要有基本能力、生存能力、协同保障能力。舰载武装直升机对岸火力支援系统基本能力主要包括打击精度、命中范围、毁伤能力、发现目标能力，生存能力由飞行速度、机动性和抗毁伤能力决定，协同保障能力则可细化为弹药存储量、通信指挥能力和信息化能力。舰载武装直升机对岸火力支援时，在突防过程中不仅要克服敌火力拦阻，还要克服复杂的战场电磁环境影响和自然环境影响。操作水平性系数主要由武器操作人员的能力、平时训练模式和战场心理素质决定。综合考虑上述因素，构建舰载武装直升机对岸火力支援效能的评估指标体系，如图2所示。

3.2 确定可用度矩阵A

假设舰载武装直升机对岸火力支援时其作战系统在作战过程中只有两种状态，即正常工作状态和故障状态。这种情况下，可用度向量A只有两个分量a1、a2，即

式中a1和a2分别表示系统在任意时刻处于可工作状态和故障状态的概率。若故障率λ和修复率μ已知，MTBF为作战系统的平均无故障工作时间，MTTR为平均故障修复时间，则当系统处于稳定时，有

3.3 确定可信度矩阵D

由于系统在开始工作或执行任务时只有工作和故障两种可用性状态，则其可信度矩阵为有四个元素构成的矩阵，即

图2 舰载武装直升机对岸火力支援效能的评估指标体系

式中，d11为在开始执行任务时系统处于a1状态，在完成任务时仍处于a1状态的概率；d12为在开始执行任务时系统处于a1状态，在完成任务时处于a2状态的概率；d21为在开始执行任务时系统处于a2状态，在完成任务时处于a1状态的概率；d22为在开始执行任务时系统处于a2状态，在完成任务时仍处于a2状态的概率。对于可修理的武器系统，当平均无故障工作时间和平均修复时间都服从指数分布时，故障率λ和修复率μ均为常数，T为任务持续时间，并且假设舰载武装直升机对岸火力支援时其系统在作战过程中是不可修复的，因此μ＝0，则

3.4 确定能力矩阵C

舰载武装直升机对岸火力支援系统能力矩阵为

式中，c1表示对岸火力支援系统正常作战时完成作战任务的概率，是其作战能力的综合体现；c2表示武器系统故障时完成作战任务的概率，一般情况下认为c2＝0。本文采取层次分析法和模糊综合评判方法对C进行量化处理，具体做法为：

1）建立武器系统对岸火力支援能力评估因素域U

根据已建立的舰载武装直升机对岸火力支援效能的评估指标体系，可得

2）确定评语等级论域V

3）建立单因素评判的模糊关系矩阵R

式中，rij为各层因素集U中因素Ui对应论域V中等级Vj的隶属关系，即对评判对象中的第i项因素的单因素评判，此处为第1层指标的模糊关系矩阵。

4）采用层次分析法确定评判因素权向量

5）进行模糊综合评判

3.5 求能力系数K和战场环境系数H

结合实际情况或通过专家评分方法，得出人员专业能力、平时训练水平、战场心理素质三个分量具体分值和权重，根据加权平均法求得能力系数K：，则做归一化处理。

6）计算能力值

将评判等级与相应分数结合，计算能力值C1的评分，

同理，可求出战场环境系数H：

其中Ki、Hij分别为影响能力系数和战场环境系数的各个因素的具体分值，αi、βi、βij为相应的权重值。

3.6 求舰载武装直升机对岸火力支援效能E

利用公式E＝H·K·A·D·C求出舰载武装直升机对岸火力支援效能E。

4 实例分析

4.1 计算可用度矩阵A

假设，A型舰载武装直升机对岸火力支援系统相关参数如下。系统故障间隔时间T＝200小时，故障修复时间R＝2小时，则用式（4）、式（5）可计算出其可用度矩阵A为

4.2 计算可信度矩阵D

设改型舰载武装直升机对岸火力支援系统故障分布服从指数分布，在执行对岸火力支援任务的1小时期间，系统故障不可修复，则用式（7）可计算出可信度矩阵为

4.3 计算确定能力矩阵C

通过专家给分，用层次分析法构造判断矩阵并进行一致性检验，求出舰载武装直升机对岸火力支援系统能力矩阵各层指标权重如表1所示。

表1 能力矩阵各层指标权重表

用模糊关系合成原理计算能力值，可得：

同理可得：

故舰载武装直升机对岸火力支援系统正常时的能力值为

则能力矩阵为

4.4 计算操作水平系数K和突防概率系数H

结合实际情况和武器装备设计性能参数，得操作水平系数K和突防概率系数H 的各层权重值及相关参数表，如表2所示。

表2 权重值及相关参数表

利用式（10）和式（11），计算得：

4.5 计算舰载武装直升机对岸火力支援效能E

实例分析证明，在真实战场环境中，突防概率系数和人员操作水平系数对舰载武装直升机对岸火力支援效能有相当大影响，不能忽视。

5 结语

运用改进ADC模型对舰载武装直升机对岸火力支援效能进行综合评估是现实可行的，该模型不仅考虑了舰载武装直升机自身的能力，也综合考虑了突防概率系数和人员操作水平系数对作战效能的影响，因此，得出的结论将更加符合战场实际。同时，通过采用层次分析法、模糊综合评判法对ADC模型能力矩阵进行量化处理，实现了定性分析和定量计算相结合，有利于了解不同因素对舰载武装直升机对岸火力支援效能的影响程度，为设计研发和实际作战使用提供了参考依据。但是在考虑系统作战状态时仅简单考虑了正常工作和故障两种状态，还有进一步研究的空间。

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