评价舰船装备体系贡献度的一种方法

李 炜，张 恒，王 玮

(海军装备研究院，北京100161)

0 引言

20世纪90年代以来，美国在实施新军事变革中提出了“系统的系统”、“系统集成”等思想，强调随着现代科学技术特别是信息技术的迅速发展和广泛应用，应该设计一个架构，将各个军事系统整合起来，以大幅度提高军事能力［1］。这就是现在所说的作战体系和基于信息系统的体系作战能力。

近年来，美军积极从2个方面推进作战体系建设，一是运用体系思想加强军兵种内部及之间的联合，形成强大的联合作战能力;二是运用体系思想研发各种先进的武器装备，提高应对各种作战任务的体系能力。其中，美国海军实施的“网络中心战”，实质是利用信息网络强化对信息的感知、传输和处理能力，将传统意义上独立的舰船平台等兵器转变为信息化作战体系的节点，从而获得信息优势和作战优势。可见，当今信息化海上战争的环境，客观上要求从构建作战体系和提高体系作战能力的角度出发来发展海军装备特别是舰船装备，一型舰船对体系的贡献度则成为研发决策的重要衡准。

本文主要从舰船装备体系构成出发，给出舰船装备体系贡献度的基本含义，并通过实例探索出一种具体的评价方法。

1 舰船装备的体系与能力

1.1 作战体系与能力构成

关于体系，《辞海》解释为“若干有关事物互相联系互相制约而构成的一个整体”，一些专家、学者也给出了自己的定义。综合国内外对体系的认识，可以将体系看成是“由多个系统组成的大系统”，是系统的系统，是系统的更高阶段和形式。而作战体系是指按一定的战略、战役目的将人员和武器装备系统通过C4ISR有机联结起来的一个整体系统［2］，也就是指由各种作战要素、作战单元和作战系统，按照一定结构组织联结起来、并按照相应机理运作的整体系统。根据结构决定功能的原理，构成作战体系的各要素、单元和系统对体系整体能力或效能的贡献不是它们各自能力的线性叠加，而是具有放大或缩小功能的非线性作用［1］。

信息化条件下作战体系的能力，即体系作战能力是在先进的军事信息系统支持下，各种作战能力相互联结、相互作用而形成的整体作战能力，它不是单个武器、作战单元等作战能力的简单相加，而是由多层次具体作战能力按照一定的方式组合起来，形成整体大于各部分之和的综合能力或效能。基于信息系统的体系作战能力主要由任务能力 (核威慑与核反击、联合火力打击、联合封锁、联合岛屿进攻、联合保交等)、要素能力(情报侦察、指挥控制、火力打击、立体机动、信息攻防、综合保障等)和信息基础支撑能力 (信息获取、传输、处理、分发、安全等)3个层次的能力构成［1］。

1.2 舰船装备体系与能力构成

舰船装备是海军装备的主体，在构建海上作战体系中具有核心地位。描述舰船装备的体系构成，传统上是根据舰船的基本使命和遂行的任务划分，即按照舰类、舰种和舰型划分。如按使命任务将舰船分为作战舰艇和辅助舰船两大类，其中作战舰艇又分为水面舰艇和潜艇两类;在同类舰船中，按其基本任务划分为舰种，如水面战斗舰艇包括航母、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、护卫艇、导弹快艇等舰种。

随着近几场局部战争实践和新军事变革的推进，特别是美国海军“网络中心战”理论的牵引，各海军强国正在秉承基于能力的装备发展思路，从其海上安全战略任务确定的核心能力要求出发，通过构建不同的海上作战力量体系来推动海军装备、特别是舰船装备的体系建设，努力实现从以平台为中心向以体系为中心转变，尽快提升或形成体系作战能力。其中，美国海军以“由海向陆”战略为牵引，按照前沿存在、威慑、海上控制、力量投送、海上安全和人道主义援助6种核心能力要求，以建成“海上打击”、“海上盾牌”、“海上基地”和“部队网”等“四大能力支柱”为目标完善装备体系，包括以航母及舰载机、核潜艇为核心的“海上打击”装备体系，以巡洋舰与驱逐舰、近海战斗舰、多用途海上飞机、远程舰空导弹、建制水雷战系统等为核心的“海上盾牌”装备体系等。

综合分析海军强国的海上安全战略任务和信息化海上作战特点可以看到，基于信息系统的海上体系作战能力中，任务能力主要包括核威慑与核打击能力、海域控制与打击能力、保交作战能力、两栖作战与对陆打击能力、综合保障能力等;支撑任务能力的要素能力可以归纳为信息能力、打击能力(保障能力)、防护能力和机动能力等4个方面，每个任务能力对应的具体要素能力因任务特性而有所不同。同时，以任务能力为目的构建和运用作战力量体系，则牵引出综合考虑装备类别、基本特性和多功能属性的海军装备体系，主要包括信息装备、核打击装备、机动作战装备、两栖战装备、水雷战装备、岸基打击装备、支援保障装备等。不同类别的装备构成不同的作战力量体系，其中舰船装备是主体，要求具备4种要素能力，形成5种核心任务能力，详见图1和表1。

表1 任务能力 (力量体系)与装备的映射关系Tab.1 The corresponding relationship between mission capabilities and armament

图1 海军装备体系的构成Fig.1 The construct of ship system of systems

2 舰船装备的体系贡献度评价方法

2.1 舰船装备体系贡献度的含义

贡献度通常指下层或局部性的构成要素对上层整体作用或效果的贡献程度，多用于经济社会领域衡量发展状况，如用于分析经济效益时的产出与投入之比，分析各种因素对经济增长的作用大小等。在武器装备领域，近年来研究装备体系技术贡献度问题，主要是分析不同技术对于所支持系统获得特定功能的贡献程度和对整个装备体系完成使命能力的贡献程度［3］。贡献度一般表达为要素对整体作用或效果所起作用的绝对值，也可以表达为要素对整体作用或效果增长所起作用的绝对值，如果对所起作用采用相对值 (百分率)表示，则可以称为贡献率。

由于单个舰船通常是完整的武器系统，因此，舰船装备的体系贡献度可以定义为一型或单艘舰船在某个海军装备体系或力量体系中对该体系完成使命任务所发挥的作用，即贡献的程度。评价舰船装备的体系贡献度，实质是评价单一舰船加入体系后对某个海军装备体系或力量体系能力的贡献程度。从图1和表1中可以看出，海军作战体系的构成是分层次的，从力量体系 (5个)――装备类别 (7个)――作战编成 (编队、作战群等)。考虑到海上战略、战役和战术级作战任务均是由最小的体系(作战编成)组合成不同的力量体系或独自完成的，故衡量单一舰船在作战编成中的贡献度是评价舰船装备体系贡献度的核心内容，对装备类别和力量体系等上层体系的贡献度可以在此基础上进行综合与评估。

决定作战编成的主要因素是所属装备的类型、型别与数量，这些因素决定着作战编成的体系能力。从装备发展以新代旧、质量为先的目的出发，评价舰船装备对作战编成的体系贡献度，主要应考虑舰船类型或型别变化对体系能力的影响，数量可以作为类型或型别因素变化的影响结果来考虑。从信息化海上作战已经深入实践的状况看，作战编成中舰船类型或型别变化主要是更新换代和提高既有能力，也不排除科技进步创造出新型舰船产生新质作战能力。对后者，是从无到有的质变，体系贡献度容易表达;对前者，主要通过衡量既有能力的增长来评价贡献度，是重点要解决的问题。按照贡献度的一般表达形式，采用绝对值表示舰船装备的体系贡献度为:

贡献度Cm=变化后的体系作战能力Ca1－变化前的体系作战能力Ca0，

并在此基础上用Ca1/Ca0表达体系作战能力增长的比例;

采用相对值表示舰船装备的体系贡献度为:

贡献率Cr=单一舰船产生的部分体系作战能力Cai/总的体系作战能力Cat，

并在此基础上用变化后的贡献率Cr1－变化前的贡献率Cr0表达体系作战能力的增量。

据此，评价舰船装备体系贡献度的方法，落脚在如何科学评估作战编成的体系作战能力上。

2.2 舰船装备体系贡献度量化评价方法

评估作战能力的方法有指数法、层次法、区间数评估法、计算机仿真法、ADC法等，这些方法各有优点，但各自都难以全面体现体系作战能力的结构复杂性、关系复杂性与行为复杂性［1，4］。近年来迅速发展起来的从定性到定量的综合集成方法，为评估复杂系统提供了理论指导。有关研究提出了基于整体效果的装备体系作战效能评估方法［5］、评估体系作战能力实现的以价值为中心的分析方法［6］、装备体系能力需求论证用的体系对抗仿真实验方法［7］等通用的评估方法，对评估海上作战编成的体系作战能力有很好的借鉴作用。

鉴于海域控制与打击、保交作战等海上攻防作战在海上多样化任务中比重最大、信息化程度最高，以此为切入点研究体系作战能力评估方法具有典型性和牵引作用。目前，在舰船装备发展论证阶段主要采用综合指数法评估单舰作战能力。该方法主要应用模糊集合对不同种类武器采用统一衡量标准进行作战能力综合评估，考虑的因素从下到上分为设备性能层、系统指数层、任务指数层和全舰综合指数层4个层次，并以系统设备性能分析和使用过程仿真相结合的方式计算指数，能够基本反映舰载武器和电子系统集成在舰船平台上的综合性能和固有能力，结果形象直观，评估速度快。从理论上看，该方法能够较好反映系统之间的复杂结构关系和相互作用关系，按层次分析能力并进行适当综合，且以计算和仿真为基础，以此扩展到分析作战编成固有的体系作战能力合理可行。

按网络中心战要求，海上作战编成通过传感共用、态势共享、统一指挥、协同作战等方式，将海上C4ISR系统与舰船等平台融为一体，完成对海、防空和反潜等作战任务。由此，体系作战能力主要是融合后的整体对海、防空和反潜能力。评估体系作战能力，就是分析计算作战编成的对海、防空和反潜能力指数，并根据需要进行综合。评估考虑的因素从下至上为设备性能、系统指数、平台指数、任务指数和体系综合指数5个层次(见图2)。

各层级的能力指数求解方法如下:

①系统指数

在指数基准的基础上，依据舰载系统设备性能分析和使用过程仿真相结合的方式给出修正系数，计算出实际的能力指数。关键是要考虑传感器与武器之间的匹配性。例如:

反舰导弹对海作战能力指数=f1×f2×f3×f4×对海指数基准;

其中:f1为对反舰导弹数量的修正系数;f2为针对射程、速度、弹道的修正系数;f3为针对命中精度变化的修正系数;f4为适航性对作战能力的修正系数。

图2 体系作战能力评估的层次结构Fig.2 The level structure for system-of-systems capability evaluation

②平台指数

由单舰各武器系统指数依次求和得到。关键是要考虑本舰在编成中担负的任务类型、任务区域分配、阵位配置以及舰上不同武器系统的作战时序等因素。需要作战过程仿真提供支撑。如下式:

单舰反潜作战能力指数=f×［z×直升机指数基准 +h×鱼雷指数基准+g×鱼雷指数基准］+水声干扰器材指数;其中:z为直升机能力系数;h为火箭助飞鱼雷能力系数;g为管装鱼雷能力系数;f为舰艇平台修正系数。

③体系任务指数

由各单舰相应的任务能力指数依次求和得到。即:

体系防空作战能力指数=∑单舰任务区域内防空指数。

④体系综合指数

将基于作战模拟得到的转换系数变为权重系数，对各体系任务能力进行加权求和得到。即:

体系综合作战能力指数=Kh×对海指数+Kk×

防空指数 +Kq×反潜指数;

其中Kh，Kk，Kq分别为对海、防空、反潜能力指数的权重系数。

3 实例分析

运用上述综合指数法对某8舰编队的2种编配状态进行分析，以评估部分舰船变化后的体系贡献度。该编队初始编成为1艘大型载机舰(Z1型)、2艘防空型驱逐舰(Q1，Q2型各1艘)和5艘多用途驱逐舰(D1型1艘、D2型3艘、D3型1艘)构成，升级后编成的舰种不变，舰型变化为Z2型1艘、Q2和Q3型各1艘、D3型3艘、D4型2艘。

以环型编队构型为典型状态，对2个编队及其中各舰的对海、防空、反潜和综合作战能力指数的计算分析结果如表2所示。从表中可以看出，1艘大型载机舰和2艘防空型驱逐舰的综合作战能力分别占2个编队的61%和69%，贡献度最大。更换1艘Z2型大型载机舰和1艘Q3型防空驱逐舰后，编队综合作战能力提高了47%，对编队能力提高的贡献度最大;更换D3、D4型多用途驱逐舰各2艘后，编队综合作战能力提高了11%。即升级后的编队作战能力较原编队提高了58%。上述定量分析与专家的定性判断趋势一致。

表2 编队体系作战能力指数Tab.2 The capability index of the combat formation

4 结语

根据一般意义的作战体系和贡献度，本文研究提出了舰船装备体系的构成和体系贡献度的基本含义，基于现有方法并结合海上作战编成的特点，对战斗舰艇的体系贡献度评价问题，研究出一种评估作战编成固有的体系作战能力 (分项及综合)的综合指数法，应用于编队构成分析具有较好的科学性。鉴于体系作战能力评估是十分复杂的过程，与作战运用密切相关，从实战效能看，今后还应在评估固有体系作战能力的基础上，立足运用仿真等先进方法手段，评估实战环境下体系的任务作战能力。

［1］ 任连生．基于信息系统的体系作战能力概论［M］．北京:军事科学出版社，2010．

［2］ 胡晓峰，等．作战模拟术语导读［M］．北京:国防大学出版社，2004．

［3］ 常雷雷，张小可，等．基于灰靶理论的武器装备体系技术贡献度评估［J］．兵工自动化，2010，29(10):13 －15，19．

［4］ 蔡延曦，孙琰，等．武器装备体系作战效能评估方法分析［J］．先进制造与管理，2008，27(10):24 －26．

［5］ 于芹章，张英朝，等．基于整体效果的装备体系作战效能评估方法研究［J］．系统仿真技术，2011，7(3):183 －189．

［6］ 刘磊，荆涛，等．武器装备体系演化的评估方法研究［J］．系统仿真学报，2006，18(增2):621 －623，627．

［7］ 胡晓峰，杨镜宇，等．武器装备体系能力需求论证及探索性仿真分析实验［J］．系统仿真学报，2008，20(12):3065 －3068，3073．