军用机场体系设施作战保障效能评估研究∗

（陆军勤务学院军事物流系 重庆 401331）

1 引言

随着国际战略形势变动和国家利益的拓展，影响国家安全的因素增多，周边安全形势复杂性、不确定性加剧，空军作为应对各种突发事件的高科技战略军种，作用愈加凸显，各式战机相继列装使得机场的承载功能和扮演的角色进一步变化。为了更好地应对未来的多机种联合作战任务，要求树立新的机场保障观念，从机场体系的角度来看待军用机场设施作战保障效能的发展，构建以机场体系为主的新型保障模式［1］。

军用机场体系，是为完成特定的使命任务，在一定区域内由若干个航空兵机场构成的有机整体［2］。其保障优势主要体现在能灵活配置机场体系内各机场的保障效能，提高机场体系的整体保障效能。军用机场体系设施作战保障效能，是指在一定条件下军用机场设施为作战飞机、军事人员遂行各类军事行动提供保障的能力［3］。

军用机场各类设施项目的建设与维护，具有投资大、周期长、涉及面广、结构复杂、影响因素多等特点［4］，对机场设施进行传统的粗粒度统计不能全面系统地了解体系的整体保障能力和现有整体运行情况，更不利于及时发现体系存在的薄弱环节。同时，信息化局部战争是多维空间体系与体系的对抗［5］，如果能站在全局的高度，对机场体系内部各成员间的功能属性、组织秩序及其相互关系进行整体性评价、综合性分析，可进一步优化机场体系保障模式，使各机场达到最佳耦合状态，最大限度地发挥整体保障效能。另外，通过对机场体系设施作战保障效能评估，能够将设施作战保障效能的影响因素条理化、系统化，为上级机关贴近作战目标，为分析机场体系设施建设与部队作战实际需要二者之间的能力匹配程度提供依据。因此，科学的军用机场体系设施作战保障效能评估就显得尤为重要。

近年来，随着航空运输需求增强和区域内机场联系更加密切，机场体系评估相关问题得到了部分学者的关注。在机场体系评估研究方面，对民用机场体系的评估多集中在两个方面，一是机场体系内航线网络流量优化问题，如王璐、吴辉和孙智慧［6］借鉴p枢纽中位问题的航线网络构建思想，以最小化运输成本为目标，建立了机场体系航线网络模型，并使用CPLEX对问题算例进行求解，有效提高了机场体系的整体运行效率。二是机场体系中心性问题，如莫辉辉、金凤君、刘毅和王姣娥［7］通过引入网络分析方法的度中心性、邻近中心性和介中心性等三个指标对中国机场体系的网络中心性及其空间组织模式进行了评估研究。而对军用机场体系的评估研究多从急战时环境下机场保障能力的限制资源出发，探讨机场体系保障能力的组成要素。如张卫春、刘臣杰和王冉冉［8］从装卸载环节保障能力、加油环节保障能力、机场油料最大保障能力等方面探讨了机场群应急作战保障能力；葛同民、张卫春和王春颖［9］则围绕机场应急空中输送作业流程，在文献［8］的基础上增加了高峰小时起降架次保障能力、停机位机场保障能力和机场抢修抢建等3个指标，构成了机场群保障能力评估模型，为战时机场群保障能力评估提供了切实的手段和方法。

通过梳理军内外相关文献可以发现，民用机场体系研究以航空流为基础，以节点流的强度作为判定依据，重点关注机场体系的空间特征；而军用机场体系研究则关注各业务阶段的具体设施对机场体系保障能力的影响，但大都只是将多个机场的保障能力进行简单相加从而得出机场体系的保障能力，同时缺乏对机场体系布局的整体考量。本文拟从关乎机场体系整体布局的机场总体规模、作战覆盖范围［10］和作战布势情况［11］等三个方面出发，首先量化机场体系内各类服务保障设施对体系效能的影响，其次以量化所得数据为基础，将其放在机场体系的空间布局层次进行探讨，从而完成对设施作战保障效能的评估。

2 军用机场体系设施作战保障效能评估模型

2.1 指标体系

军用机场体系设施作战保障效能评估模型的构建旨在通过对战时军用机场体系保障过程中各类设施的体系效能影响进行分析，从而评估军用机场体系在战时效能。

本文在模型构建过程中，充分考虑到军用机场体系保障效能特殊性——军事效益，以保障战机战斗力生成为首要目标得到目标函数［12］，将军用机场体系的设施作战保障效能评估指标体系划分为机场总体规模、作战覆盖范围以及作战布势情况三部分，如图1所示。

机场总体规模是指某一范围（全军、各战区等）内机场体系的总体数量，以及一线、二线、三线内各机场体系的数量和机场分布密度，保障作战飞机起降数量规模，其中，三线配置梯次区位线是按照机场体系对应的战役方向和作战构想，以作战需求点为圆心，结合我军航空兵主战飞机的作战半径，划分的三类距离线。

作战覆盖范围是指各个机场体系内保障航空兵作战飞机的所能辐射区域的覆盖面积及其在作战区域总面积所占比例即覆盖度。

作战布势情况是指当前机场体系布局能否满足作战飞机执行给定任务的保障需要，评估分析机场整体布势有何优势、存在什么问题。

为了更好解释本文研究内容，作示意图如图2所示。

图2 示意图

2.2 评估模型

根据指标体系，进一步量化建立数学模型。

为了更好地研究军用机场体系设施作战保障效能评估问题，使模型不至于太复杂同时又有一定的实用性，对模型作如下假设：

1）军用机场可满足各型飞机的运输、油料勤务、航材等保障需求，本文只考虑军事设施对军用机场保障效能的影响；

2）面向单一作战需求点；

3）只考虑单个战区内军用机场体系保障情况；

4）单个机场只能保障某一型战机，如强击机、歼击机、轰炸机；

5）作战需求点位置已知，且作战区域的范围确定；

6）飞机在执行任务、地面保障、停放过程中无飞机损失；

7）对于一线、二线、三线（纵深）机场，划分三类梯次区位线Φ1、Φ2、Φ3。

根据以上假设，得到军用机场体系设施作战保障效能评估模型为

V：军用机场体系设施作战保障效能评估结果；V1：军用机场总体规模评估结果；V2：军用机场作战覆盖范围评估结果；V3：军用机场作战布势情况评估结果。

式（1）表示评估结果由军用机场总体规模、作战覆盖范围以及作战布势情况三方面共同表述，三者为并列关系。下面介绍V1、V2、V3的计算方法。

2.2.1 军用机场总体规模

军用机场总体规模包括机场体系总体数量、一二三线机场体系数量和机场总体密度以及保障作战飞机起降数量规模等三方面，见式（2）。

式（2）参数说明如下：

Z：Z=Z1+Z2+Z3，其中 Z1、Z2、Z3各表示一二三线机场体系数量；Y：孤立机场数量；D：机场总体密度，即机场在作战区域内的分布密度；Tq：某一军用机场体系保障飞机起降数量规模，数值为该机场体系内起降飞机的种类型号数量。

其中，参数D由作战区域内的机场总数N除以作战区域总面积S而得到，见式（3），参数Tq的计算方法见式（4）。

I：作战区域内军用机场体系的集合，表示第m个机场体系中第i个机场体系，｛I|i=1，2，3，…，m｝；

J：作战区域内军用机场的集合，表示第i个机场体系中的第j个机场｛J|j=1，2，…，n｝；

Kij：第i个机场体系内第j个机场相对于整个体系起降能力的权重系数，其数值大小可根据机场运行状态、地理条件、任务需求点距离等确定；

Qij：第i个机场体系内第j个机场的起降能力；

Qij飞行场地：第i个机场体系内第j个机场的飞行场地所能最大保障的机型起降能力；

Qij技术保障设施：第i个机场体系内第j个机场的飞行场地所能最大保障的机型起降能力；

Qij指挥通信设施：第i个机场体系内第j个机场的飞行场地所能最大保障的机型起降能力；

Qij导航助航设施：第i个机场体系内第j个机场的飞行场地所能最大保障的机型起降能力。式中，约束条件为

约束条件（6）和（7）表示作战区域内军用机场体系及孤立点数量均不超过机场总数。

2.2.2 作战覆盖范围

作战覆盖范围主要根据各个机场保障航空兵主战机型的作战半径，评估机场体系所能辐射的保障区域范围。具体包括两个三级指标：一是覆盖区域的面积；二是覆盖度，即覆盖区域面积占作战区域总面积的百分比，评估办法如式（6）～（8）所示。

Pij为第i个机场体系内第j个机场的作战覆盖区域面积；βi为第i个机场体系的作战覆盖区域面积；A为作战区域总面积；R为机场体系覆盖度；

式中约束条件为

约束条件（11）表示单个机场的作战覆盖区域面积不超过所在机场体系的作战覆盖区域面积。

2.2.3 作战布势情况

机场体系作战布势情况，主要评估一二三线机场体系内按照目前布局的各个机场对完成各类给定的航空兵飞机保障任务需要，计算其完成作战任务的满足程度。考虑到航空兵作战任务最终要落实为作战飞机的出动量或者说起降能力上，因此通过作战飞机在一定时间内的出动架次量或者出动架次率对任务满足度加以进一步衡量，具体可表征为两个三级指标：一是指定时间内可出动的作战飞机数量，比如在作战首日或者头几天各型战机的出动架次；二是单位时间可出动的作战飞机数量，比如用平均一昼夜各型战机的出动架次，或者按每个大队、团、旅或师等单位一昼夜各型战机的出动架次。

Ek为指定时间内可出动的作战飞机数量；Fk：单位时间可出动的作战飞机架次数；εk为第k线机场体系内机场可出动的作战飞机总架数；G为战时飞机完好率；B为战时飞机战损率；H为飞机出动强度；K为一二三线范围集合，｛k|k=1，2，3｝。

其它约束条件为

约束条件（15）表示一线至三线军用机场半径范围依次递增。从防御位置上来说，最靠近作战需求点的也就是最前沿的作为一线，往后以此类推。

3 实例分析

3.1 问题提出

鉴于我国与C国的边境领土划分谈判暂未完成，目前围绕领土争端的武装对峙时有发生，爆发局部战争的可能性始终存在。以可能担负对C国作战任务的我某部战区航空兵机场体系为例，现假定该战区有军用机场27个，作战需求点1个设为W，其经纬度坐标、机场的常驻机型、相应作战半径以及数量如表1所示。该战区预定担负空中火力打击任务的作战飞机为歼轰-a，轰-b和强-c。由于军队的保密性要求，这里的地理位置、机场容量等数值是经过规范化处理后的数值，并不是实际的数值。

表1 某战区军用机场及作战需求点情况

采用我们提出的评估模型对军用机场设施作战保障效能从机场总体规模、作战覆盖范围以及作战布势情况等三方面进行评估。

3.2 机场规模

1）采用我们已投的《基于DBSCAN算法的军用机场体系划分方法研究》中提出的DBSCAN算法，可以得出机场体系划分结果，共27个机场，划分为4个机场体系，余4个孤立点，具体见表2。

表2 机场体系划分结果

2）计算机场分布密度。由式（3）计算得D=27/490×104km2≈0.055，即每万平方千米内拥有机场0.055个。

3）根据机场体系对应的作战需求点和我军航空兵主战飞机的作战特点，划分三类距离线。如图3所示，其中能够进驻的一线机场体系有1个，二线机场体系有1个，三线机场体系有2个。

4）计算军用机场体系保障飞机起降数量规模。评估数值可由单个机场设施作战保障效能评估结果得出，包括单个机场的保障飞机起降规模（机型和相应架次）以及机场设施状况（完好、堪用、损耗、破损），其具体评估办法在已投的《军用机场设施作战保障效能评价指标体系研究》一文中有体现。

图3 机场体系及一二三线范围划分

3.3 覆盖范围

1）根据机场体系内主战飞机的作战半径评估作战覆盖情况。轰-b作战半径约2000km，部署在三线机场就可打击中C边境的大部分主要目标；相应的，歼轰-a作战半径约1600km，可部署在二线机场；强-c作战半径约500km，可部署在一线机场。

故各机场作战覆盖区域面积:

2）计算机场体系覆盖范围。已知该战区A=49×105km2，由计算式（9）、（10）可得，对机场体系1，R=580000/4900000=12%，其他机场体系在该部战区的作战覆盖范围如表3所示。

表3 各机场体系在该部战区作战覆盖范围

3.4 作战布势情况

评估作战布势情况。以中C边境中等规模空中火力支援作战为例。已知一二三线机场体系飞机架数（ε1、ε2、ε3）、完好率G、战损率B以及出动强度H，由计算式（13）、（14）可分别求得相应的首日可出动飞机架数（E1、E2、E3）和首日可出动飞机架次数（F1、F2、F3）。其中，C军战时空中火力支援飞机架次如表4所示，我军情况见表5。

表4 C军战时空中火力支援飞机架次

表5 我军战时空中火力支援飞机架次

与C军作战首日的出动能力相比，当前中C遂行地面支援作战的飞机数量和架次比例分别为1：1.52和1：1.55。

3.5 总体评估结果

从机场的总体规模看，基本满足战场需求，但从机场的具体分布来看，该保障区内，机场体系分布疏散，存在着整体能力过剩和局部强度紧张的现象；从机场体系作战覆盖范围来看，总体作战能力基本能覆盖整个战区及作战需求点，但是二线机场作战范围偏小，不能对作战需求点形成覆盖，有待进一步建设加强；从作战布势情况来看，我军与C军的火力差距较大，可在一线进驻一个及以上建制飞行团，进一步加强我火力支援能力。

同时，在机场建设方面，由于该作战区域面积广，机场分布密度较小，机场孤立点较多，下一步机场建设应侧重体系建设，并谨慎考察各“孤立点”，避免重要战略机场的遗漏，最终使作战区域内机场体系建设达到与我军各战区的主要作战方向、全国战略布局相契合的目标。

4 结语

本文从军用机场体系整体布局角度着手，认真分析了军用机场体系设施作战保障效能的影响因素，构建了包含机场总体规模、作战覆盖范围和作战布势情况等三个方面的军用机场体系设施作战保障效能评估模型，并利用该评估模型对中C边界冲突背景下的某部战区机场体系进行了评估示例，效果良好。下一步，可把对机场体系的作战保障效能评估和作战对抗实时同步进行，依托作战仿真系统，对机场体系在敌我对抗条件下能否有效完成所担负的飞机保障任务进行反复计算，使评估结果更加真实。