基于DoDAF作战视图的水面舰艇对飞航导弹防御模型设计*

王洪胜　郭传福　王　楠　牛辉涛

(海军大连舰艇学院舰船指挥系　大连　116018)



基于DoDAF作战视图的水面舰艇对飞航导弹防御模型设计*

王洪胜郭传福王楠牛辉涛

(海军大连舰艇学院舰船指挥系大连116018)

摘要水面舰艇对飞航导弹防御作战需综合使用远程、中近程舰空导弹及电子战装备，基于以上作战特点，以DoDAF作战视图为研究工具构建水面舰艇对飞航导弹防御模型。探讨了基于DoDAF体系结构的水面舰艇对飞航导弹防御模型设计步骤，构建了高层作战概念图、组织关系图、作战活动图等六大作战视图模型。所建模型简单直观易于沟通交流，研究结果对优化水面舰艇对飞航导弹防御作战顶层设计和装备开发具有重要支撑作用。

关键词DoDAF； 拦截作战； 模型设计

Class NumberE925.6

1　引言

飞航导弹是水面舰艇航渡和基地防御作战中面临的传统威胁之一，信息化作战条件下，水面舰艇能否对飞航导弹实施有效抗击，取决于对目标的预警探测能力，信息传输能力、指挥控制能力、火力拦截能力和电子对抗能力。本文基于DoDAF建模思想，以DoDAF作战视图为研究工具，构建水面舰艇对飞航导弹防御模型，为优化水面舰艇对飞航导弹防御作战顶层设计和装备开发提供技术支撑。

2　对飞航导弹拦截作战过程描述

预警机及舰载对空搜索雷达获取来袭飞航导弹目标信息后，迅速对目标信息进行预处理，完成目标信息初判后将目标情报信息传送至水面舰艇平台，水面舰艇立即转入对飞航导弹拦截作战。对空搜索雷达依据预警信息持续对来袭目标进行搜索，搜索完毕即转入对目标跟踪，后通过传感器系统将来袭目标态势以图形和数字形式传送至舰艇作战指挥室，舰艇长及相关部门长对来袭目标进行敌我识别、目标威胁判断及排序，根据来袭飞航导弹的方位、距离、速度、高度等因素形成对飞航导弹防御作战方案，舰艇指挥员依据作战方案分别向武器部门下达目标指示，火控节点指挥员依据目标数据解算射击参数，当目标进入远程舰空导弹拦截区域后，发射远程舰空导弹进行拦截，跟踪雷达探测到被打击的目标以后，将目标属性传回指控系统，指控系统对作战效果进行评估，得出毁伤效果评估结论。若远程舰空导弹未命中目标，则转入中近程舰空导弹对目标进行拦截，若仍未命中目标，则使用舰炮或电子战装备对目标进行抗击，完成整个防御作战过程。

3　基于DoDAF建模设计步骤

DoDAF即美国国防体系结构框架，该框架提供了开发和表述体系结构的规则、指南和产品描述，是开发体系结构的前提条件[1]，笔者依据水面舰艇对飞航导弹防御作战需求和拦截过程，并结合DoDAF模型开发规律，制定作战视图产品开发步骤为[2～4]：

1) 基于水面舰艇对飞航导弹防御作战使命任务，梳理水面舰艇对飞航导弹防御作战概念和功能需求，构建高级作战概念图OV-1；

2) 以水面舰艇对飞航导弹防御作战指挥流程为基础，建立作战指挥组织，分析人员角色以及上下级关系，构建组织关系图OV-4；

3) 进行防御作战活动建模。首先，基于水面舰艇对飞航导弹防御作战过程和主要作战活动，构建作战活动图OV-5；然后，按照防御作战事件发生先后顺序及相互关联，构建作战事件跟踪描述图OV-6c；第三，依据防御作战过程中核心作战节点状态变化情况，完成作战状态转换描述图OV-6b的构建。

4) 基于水面舰艇对飞航导弹防御作战过程中作战节点之间的连接和信息交互关系，构建作战节点连接能力描述图OV-2。

具体开发步骤如图1所示。

图1　水面舰艇对飞航导弹防御模型开发步骤

4　水面舰艇对飞航导弹防御模型设计

4.1高级作战概念图(OV-1)

OV-1是对水面舰艇对飞航导弹防御作战的一种图形描述。它从宏观角度着手描述水面舰艇对飞航导弹防御作战概念和作战背景，便于不同层次的决策者和设计者的沟通交流[5]。根据水面舰艇对飞航导弹防御作战过程描述，可确定主要作战环节包括目标探测、指挥控制、火力抗击和电子干扰等，主要参与对象包括雷达军士、舰艇指挥员和对空作战指挥员和电子战指挥员等，如图2所示。

4.2组织关系图(OV-4)

OV-4描述了水面舰艇对飞航导弹作战时各级组织之间的指挥结构，各级组织以节点形式给出[6]。舰艇作战指挥节点统筹全部作战活动，处于指挥第一层次，下设目标探测节点、火力抗击节点和电子战节点。其中，预警机节点受编队指挥员指挥，授权情况下可受本舰指挥，舰艇目标探测节点可与预警机节点进行目标信息交换和情报传递。

4.3作战活动图(OV-5)

OV-5主要描述完成作战目标所涉及的作战活动，研究各种活动的输入流、输出流，活动模型一般采用分层结构，对作战活动逐层分解[7]。以水面舰艇对飞航导弹防御作战过程为基础，建立侦查预警、指挥控制、火力抗击和电子干扰在内的节点树模型，结合OV-1和OV-2作战视图，对节点树进行分解，形成预警机预警、对空搜索雷达预警、目标识别等13个模块，对应的作战活动图OV-5如图4所示。

4.4作战事件跟踪描述图(OV-6c)

OV-6c主要解决在水面舰艇对飞航导弹拦截作战过程中预警机、作战指挥室和各武器部门之间的信息状态时序逻辑问题，该作战视图有助于定义接口关系，并保证各个作战节点具有必要的信息[8]，以便于作战活动进行合理对接，如图5所示。

图2　高级作战概念图OV-1

图3　组织关系图OV-2

图4　作战活动图OV-3

图5　作战事件跟踪描述图OV-6c

4.5作战状态转换描述图(OV-6b)

OV-6b描述水面舰艇在对飞航导弹防御作战过程中自身状态的转换，防御作战的核心环节在于对目标进行火力抗击或电子干扰，防御成功则防御作战结束，否则继续对其火力抗击或电子干扰，反复迭代直至作战结束，结合OV-6c形成水面舰艇对飞航导弹防御作战状态转换描述图OV-6b，如图6所示。

图6　作战状态转换图OV-6b

4.6作战节点连接描述图(OV-2)

对作战视图OV-5主要作战节点进行归类，主要包括预警飞机、舰载雷达、作战指挥室、对空部门、电子战部门、远程舰空导弹武器系统、中近程舰空导弹武器系统、舰炮武器系统、电子战武器系统等九大节点，依据各个节点之间的依赖关系和信息交换形成作战节点描述图OV-2，该图主要用于描述作战节点构成和节点之间的信息需求，确定信息流动的逻辑网络，同时还显示OV-5中相关作战活动所必须的关键角色和必要交互[9～10]，如图7所示。

图7　作战节点连接描述图OV-2

5　结语

本文以水面舰艇对飞航导弹防御作战为基础，基于DoDAF建模思想对该防御作战进行建模，完成了相关视图的分析与设计，阐明各模型之间的逻辑关系和信息交互规则，模型设计简单明了、实用性强，对优化水面舰艇对飞航导弹防御作战模型设计具有支撑作用。

参 考 文 献

[1] 李雪超，张金成.基于DoDAF的多层弹道导弹防御系统模型研究[J].指挥控制与仿真，2010，32(5)：45-48.

[2] 王洪胜，禹大勇，曲延明.基于DoDAF的舰载弹炮结合防空武器系统模型[J].兵工自动化，2014(5)：28-31.

[3] 张少兵，郭中伟，钱晓进.基于DoDAF的防空兵指挥信息系统作战体系结构[J].兵工自动化，2011，30(3)：18-20.

[4] 姚勇，李智.基于DoDAF的反导指控系统体系结构模型研究[J].现代防御技术，2011，39(5)：87-95.

[5] 程飞，许涛，张加林.基于DoDAF的潜艇作战系统体系结构分析[J].四川兵工学报，2012，33(3)：80-84.

[6] 马颖亮，黄定东，王保乳.基于DoDAF的“宙斯盾”防空作战体系结构[J].兵工自动化，2012，31(2)：9-13，19.

[7] 丛树学，白奕.基于DoDAF的舰载武器系统体系结构建模[J].指挥控制与仿真，2008，30(5)：23-26.

[8] 戎光，刘新发，夏惠诚.基于DoDAF的大型舰艇编队防空反导系统作战体系结构[J].舰船电子对抗，2012，35(6)：22-25，39.

[9] 李云全，陈瑜.基于DoDAF的系统建模探讨[J].现代电子技术，2008，4：59-62.

[10] 王明贺，刘建闯，汪洋.基于DoDAF的作战能力视图研究[J].兵工自动化，2012，31(3)：1-4.

*收稿日期：2015年10月9日,修回日期：2015年11月25日

基金项目：海军大连舰艇学院2110三期工程三期资助学术预研课题(编号：DLJY-XY2015030)资助。

作者简介：王洪胜，男，硕士研究生，讲师，研究方向：水面舰艇攻防战术与作战效能评估。郭传福，男，博士，副教授，研究方向：水面舰艇战术。王楠，男，博士，讲师，研究方向：海军作战仿真。牛辉涛，男，助教，研究方向：海军航空兵战术。

中图分类号E925.6

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.008

Model Design of Surface Ship Defensing for Cruise Missile Based on DoDAF

WANG HongshengGUO ChuanfuWANG NanNIU Huitao

(Department of Surface Ship Command, Dalian Naval Academy, Dalian116018)

AbstractBased on the characteristic that surface ship cruise missle operations require the integrated use of remote, short-range ship-air missles and electronic warefare equipment, surface uessels of cruise missle defense model is built by regarding DoDAT combat view as research tool. The design steps of cruise defense model based on DoDAF system architecture are discussed. Six combat operations view model, such as high-level operational concept map, organizationd diagrams, activity diagrams are constructed. The model is simple and easy to communicate. The research resucts have supporting role for optimizing aerodynamic missle deferse for surface ships fighting top-level design and equipment development.

Key WordsDoDAF, defense operations, model design