航母编队防空作战效能评估指标体系构建*

孟庆操 杨 光

(海军大连舰艇学院舰炮系 大连 116018)



航母编队防空作战效能评估指标体系构建*

孟庆操 杨 光

(海军大连舰艇学院舰炮系 大连 116018)

为了科学评估航母编队防空作战能力,提出一种基于“系统性能+固有能力+作战能力+作战任务”的动态指标体系构建方法。通过对作战效能评估指标体系模式的分析,根据航母编队防空作战过程和对WSEIAC方法的改进,构建了航母编队防空作战效能评估指标体系基本框架。该研究可为航母编队指挥员科学评估防空作战能力、合理运用防空作战兵力、优化防空作战方案等奠定理论基础。

航母编队; 防空作战; 效能评估; 指标体系

Class Number E926.4

1 引言

防空作战作为航母编队的重要作战样式之一,事关编队的安全,是完成其它任务的基础[1]。航母编队防空作战效能评估指标体系,是编队防空作战能力的客观反映,是进行作战效能评估的基础。可以说,没有科学合理的指标体系,作战效能评估就无法进行,而指标体系建立不合理,就无从谈起作战效能评估研究的准确性。

2 作战效能评估指标体系模式

构建作战效能评估指标体系,需要一种指导模式,它能引导评估者进行快速而合理地拟定评估指标,可以有效提高评估的合理性,克服盲目性。为此,本文先从作战效能结构归纳出作战效能评估指标体系模式,再建立评估条件与模式的匹配关系,结合航母编队防空作战任务和特点,按选择的评估指标体系模式进行实例化,合理地拟出细化的作战效能评估指标体系。

通过对作战效能逻辑结构分析可知,作战效能主要包括五大要素[2]:系统性能、作战适宜性、固有能力、作战能力和作战效果。根据以上对各要素定义及相互作用关系进行组合,并通过对大量国内外作战效能评估研究的分析和总结,可以得出作战效能评估指标体系主要有以下几种模式[3],如表1所示。

表1 作战效能评估指标体系模式

模式一通过系统的固有能力分析作战效能,最终得到的是作战效能的相对值,是系统的静态效能。这类模式的效能评估指标一般采用专家评判法、多方案对比法、模糊综合评判法等进行解算。该类模式的优点是综合性好,简单快捷,可用于多种同类型系统的方案选择;缺点是强调了系统本身性能和固有的能力,不能体现出作战效能的动态性,并且主观性强,个人偏好对评估结果的影响大,评估结果主要依赖于评估者或专家的主观判断。

模式二是基于作战效果的作战效能评估,通过该类模式可得到作战效能的绝对值或根据效果数据得到评估效用值。一般作战仿真方法、统计试验方法采用的指标体系通常属于这一类模式。这类模式的优点在于评估指标容易理解,也便于让所得的评估结论追溯到作战效果上。不足之处是基于效果的指标不够全面,如采用战场攻防对抗仿真方法或海上演习演练方法,都只能获取特定想定下的作战效果指标,仿真背景假设和仿真条件对评估结果有很大影响。

模式三综合了作战能力和作战适宜性因素,得到作战效能的综合值。该类模式的优点是全面性好,既可兼顾作战能力要素,又可兼顾非作战能力要素。事实上,采用这类模式指标体系的典型代表方法是ADC法,其中A和D可看作为作战适宜性,C是作战能力。优点是简单易懂,物理意义清楚。缺点是过多强调静态的系统效能,强调动态的作战效能较少,同时,作战适宜性在随着作战状态的节点增加计算复杂性急剧增大,可能会出现意想不到的评估结果。

模式四根据系统性能与作战效果指标综合分析作战能力以及作战效能。着重研究作战效能与作战能力之间的影响关系,剖析影响作战效能的关键因素。以系统性能体现静态的作战能力,同时,作战效果体现了作战效能的动态性,将这两方面有机结合起来并进行综合分析,得出较为全面、合理的作战效能评估结果。采用该类模式的效能评估指标体系不仅用于计算作战效能,也可用于计算作战能力的值。此类模式指标体系综合了第一类和第二类模式的优点,并弥补了对方的不足,但是该模式没有考虑作战适宜性对作战可能产生的影响,缺乏全面性。

模式五旨在研究系统性能、固有能力、作战能力和作战任务之间的影响链路,分析系统性能对固有能力的影响,以及固有能力对作战能力的影响,作战能力对作战效能的影响。该类模式强调从系统自身的物理特性出发,根据系统的性能和作战适宜性,分析系统的固有能力;结合作战想定,分析系统的作战能力,再根据作战任务,分析系统的作战效能。此类模式结合了模式一和模式三具有二者共同优点,并考虑了作战环境(想定)以及作战任务对作战效能的影响,使此类模式构建的指标体系具有很强的全面性,同时以系统性能体现静态的固有能力,作战能力体现作战效能的动态性。

3 作战效能评估指标体系模式选择

作战效能研究的目的和评估需求决定了选择效能指标体系的模式[4]。航母编队防空作战效能研究中,一般是首先根据编队作战系统的性能和特点,确定其使命任务、作战使用特性,再根据作战效能研究的目的和评估目标,并结合以上五种作战效能评估指标体系模式的优缺点,可以选择出相应的效能评估指标体系模式。

航母编队防空的作战效能,是指航母编队防空作战系统在规定条件下完成规定作战任务的能力。航母编队防空作战任务性质有打击、威慑和拦截,但其根本任务是通过杀伤来袭空中目标以保卫本编队或防空区域内其它水面舰艇[5]。因此,航母编队防空作战的最终目的,是保卫航母本舰和编队其他舰艇不被敌空袭飞机或导弹杀伤,而实现这个目标采用的作战手段是对敌空中目标进行杀伤、威慑和拦截。评估航母编队防空的作战效能,首先需要分析影响作战效能的因素,并根据航母编队防空作战过程,分析各影响因素对作战效能的影响;其次,根据航母编队防空作战系统中武器装备性能参数获得作战系统的性能,结合系统的作战适宜性,分析其固有能力;再进一步结合实际使用环境以及航母编队防空作战过程(作战想定)分析其作战能力;最后结合航母编队对作战任务的完成情况,进而得到航母编队完成防空作战任务的程度,即航母编队防空作战的作战效能。

综合以上分析,模式五作战效能评估指标体系比较适用于本文的航母编队防空作战效能评估研究。因此,本文采用基于“系统性能+固有能力+作战能力+作战任务”的第五类模式构建作战效能评估指标体系,其逻辑结构如图1所示。

图1 航母编队防空作战效能的逻辑结构

4 航母编队防空作战效能评估指标体系构建

作战效能的定义,包括了“给定任务条件下”和“完成任务的能力”。因此,围绕作战任务是进行作战效能研究的基本条件[6]。一般而言,作战任务都有过程和阶段的特点,这种特点在航母编队防空作战中尤为明显。按阶段划分构建作战效能评估指标体系有利于对影响作战效能的因素进行定位分析和追溯分析。同时,将作战任务过程按阶段划分,还能更进一步剖析作战过程,分析航母编队在各个阶段的作战效果和单项能力。

4.1 航母编队防空作战过程描述

根据航母编队对空防御作战使命任务和作战特点,其作战效能体现在与来袭空中目标的攻防对抗过程中,航母编队对空防御作战过程中主要事件和时间节点如图2所示。

图2 航母编队对空防御作战过程描述

根据图2,航母编队防空作战过程描述分为三个阶段[7]:作战任务、作战准备和行动实施。作战任务阶段是指受领上级作战任务,正确领会上级的作战意图,研究制定航母编队的作战任务,分析判断情况,定下初步决心的一系列事件;作战准备阶段是指受领作战任务后,根据作战任务要求、首长作战意图,制定航母编队作战行动的计划及作战想定预案,作战计划下达后进行各项作战准备工作,包括行动方案与措施、装备技术准备、后勤保障准备等一系列活动;行动实施是指预警探测、跟踪识别、舰载机拦截、舰载武器拦截和作战效果评估等一系列行动。

4.2 WSEIAC方法及对其改进思路

WSEIAC系统效能分析方法是由美国工业界武器系统效能咨询委员会(WSEIAC)为空军提出的系统效能评估方法[8](也称ADC法),模型表达式为:E=A·D·C,其中A为有效性(Availability)向量,是在开始执行任务时系统状态的度量,取决于系统可靠性、维修性、维修水平等因素;D为可信赖性(Dependability)向量,是在已开始执行任务的过程中某个或某几个时刻系统状态的度量,表示系统在使用过程中完成规定功能的概率,取决于系统使用过程中的可修复性、人员素质、指挥水平等因素;C是能力(Capability)矩阵,指已知系统执行任务期间的状态下,系统最终完成任务的能力,是系统各种性能的集中表现。从该模型的整个情况分析,C是潜在作战能力中除去可靠性、维修性以外的能力。

从WSEIAC法的概念和模型可以看出,系统的效能E决定于A、D、C三个指标,这三个指标分别静态地描述了系统在作战过程中不同阶段的能力,但主要考虑了静态的可靠性、维修性等因素,而对系统在作战过程、攻防对抗和作战效果等因素考虑较少,不能准确、完整体现系统动态的作战效能[9]。因此,在应用WSEIAC法构建作战效能评估指标体系时,对WSEIAC法的效能评估模型进行了适当改进。

改进思路是:根据对航母编队防空作战过程的分析,与作战过程三个阶段相对应,重新划分和定义概念和包含范围。将作战任务阶段的各种影响因素定义为有效性A,将作战准备阶段各种影响因素及指标定义为可信赖性D,将行动实施阶段作战系统具备的性能和能力称为能力C。这样对指标因素的划分能较好突出系统的作战过程、作战效果和抗击能力,便于分析系统的战技性能指标等对作战效能的影响。

1) 航母编队防空作战的有效性A

有效性主要是对完成作战任务的可能性的度量。因此,有效性可用作战任务及敌方攻击的性质和特点来描述。

2) 航母编队防空作战的可信赖性D

可信赖性是指航母编队防空作战计划和想定制定的周密程度,战前准备的程度。因此,可信赖性主要决定于战备完好性、可靠性、生存能力等。

3) 航母编队防空作战的能力C

能力是航母编队防空作战行动中作战系统拦截、毁伤目标能力的度量,其主要因素有预警探测能力、跟踪识别能力、舰载机拦截能力、舰载武器拦截能力等。

4.3 作战效能层次结构

作战效能评估指标体系框架一般遵循四层结构[10],如图3所示。第一层是作战效能度量层(MOFE),是衡量系统在特定环境下完成规定作战任务的程度,对航母编队防空作战来说,就是保卫目标的完好程度。第二层是效能度量层(MOE),是系统完成其某项功能程度的定性化描述,如作战任务、作战能力等,与具体作战背景有关的特定效能。第三层是性能度量层(MOP),用来度量系统的物理和结构上的行为参数和任务要求参数,是以尺度参数为变量的函数,如预警探测能力、跟踪识别能力、舰载机拦截能力、舰载武器拦截能力等。第四层是尺度参数层(DP),也是最底层,表示系统固有的属性或特征,如尺寸、重量等。

1) 作战效能度量层

航母编队防空作战效能的总体度量,作战效能评估研究所要实现的目标。根据本文选定的指标体系模式,包括系统性能、固有能力、作战能力和作战任务四个主要评估要素。

2) 效能度量层

通过各分系统性能及各单项能力的综合分析,得出系统性能,以此为基础,综合考虑系统的作战适宜性,获得航母编队防空作战的固有能力。同时根据作战想定,获得编队在想定环境下的作战能力,再根据对作战任务的完成情况,最终得到航母编队防空作战的综合效能。

3) 性能度量层

从各个方面或角度反映和衡量航母编队防空作战的有效性、可信赖性和能力三个方面分指标,主要包括预警探测能力、跟踪识别能力、舰载机拦截能力、舰载武器拦截能力、战备完好性、可靠性、生存能力等。

4) 尺度参数层

是作战效能评估指标体系的基础,向性能度量层提供各因素的关系特征和数据来源,是作战效能评估的基础和依据。

4.4 航母编队对空防御作战效能评估指标体系

通过以上对航母编队防空作战效能评估指标体系模式分析,结合航母编队防空作战过程和对WSEIAC法的改进,依据航母编队防空作战效能层次结构和逻辑关系,建立航母编队防空作战效能评估指标体系,如图4所示,包括1个作战效能总指标、4个一级指标、11个二级指标和49个三级指标。

5 结语

本文根据航母编队防空作战特点和作战过程,通过对国内外大量作战效能研究总结归纳,提出了基于“系统性能+固有能力+作战能力+作战任务”的航母编队防空作战效能评估指标体系模式。采用改进的WSEIAC方法,构建了航母编队防空作战效能评估指标体系的基本框架,为航母编队指挥员科学评估防空作战能力、合理运用防空作战兵力、优化防空作战方案等奠定了理论基础。

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Design of Effectiveness Estimation Index System of Air Defense of the Aircraft Carrier Formation

MENG Qingcao YANG Guang

(Department of Shipboard Gun, Dalian Naval Academy, Dalian 116018)

For the sake of evaluating the combat capability of the aircraft carrier formation scientifically, a method of dynamic index system based on the system function + proper ability + war power + battle task is put forward. Through the analysis of index system mode in the combat efficiency, based on the air-defense combat process of the aircraft carrier formation and the improvement of WSEAC method, the basic frame of air-defense combat efficiency evaluate index system of the aircraft carrier formation is built. The research could lay theory foundation for the commander of the aircraft carrier formation to estimate the air defense capability scientifically, manage the troops of air defense, and optimize the air defense battle project.

aircraft carrier formation, air defense, efficiency evaluate, index system

2015年4月3日,

2015年5月27日

孟庆操,男,博士,副教授,研究方向:武器作战使用。

E926.4

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.10.001