基于AOE 模型的装备对作战体系的贡献率评估方法*

卜广志

（军事科学院系统工程研究院系统总体研究所，北京 100101）

0 引言

目前，关于装备对作战体系的贡献率研究成为了装备论证领域的一个热点。很多文献对此开展了研究，提出了若干评估方法［1-8］。这些方法大都基于作战能力或作战效能评估结果对贡献率进行建模，虽然能够得出量化分析结论，但不便于分析装备的贡献机理及贡献率高低的原因，对装备决策的支撑作用也较为有限。针对这种“知其然、不知其所以然”的问题，本文从作战体系的任务目标和遂行作战任务的过程出发，采用基于效果的思路研究建立了分析装备对作战体系贡献机理的“装备-活动-效果”模型，并在此基础上建立贡献率评估方法。这种方法按照装备对作战效果的影响建立贡献率评估模型，将作战效果与装备直接关联起来，有助于分析装备对作战体系的贡献机理，支撑装备在作战体系中地位作用的论证与决策。所附算例也验证了方法的有效性。

1 “装备-活动-效果”模型

作战体系的最终目标是完成规定的作战任务。各项组成都与作战任务的完成效果紧密相关，其功能作用也是通过遂行作战过程予以体现。装备作为作战体系的物质技术基础，在开展贡献率研究时，也要从作战体系完成的作战任务出发，通过作战效果分析装备在作战体系中的贡献作用机理，评估计算贡献率大小。“装备-活动-效果”模型即是这种思路的体现。

1.1 建模分析框架

对作战体系而言，承担的作战任务按照完成效果通常可以分解为若干子任务，作战任务的整体效果由这些子任务的效果综合而成。对分解的子任务，还可以按照作战过程细化为一系列作战活动。根据装备自身功能，装备与作战活动之间存在着一定的对应支撑关系。这种由作战效果到作战活动、装备的对应关系，便是基于作战效果分析装备对作战体系贡献率机理的基础，如图1 所示：

图1 由作战效果到装备的对应关系

图中，作战效果层表示的是作战体系完成作战任务的情况，可以采用作战效果评估方程分析；作战活动层表示的是作战体系在遂行作战任务过程中的各种作战活动及关系，可以采用作战活动图分析；装备层表示的是作战体系中的装备构成，包括装备分类、型号构成、数量规模等。

在这三层之间，以作战活动为中介，向上可以分析支撑完成作战任务的效果，向下可以分析装备构成。本文将这种三层分析模型称为“装备（Armament）- 活动（Operation）- 效果（Effect）”模型，简称为AOE 模型。由此模型，通过装备参与的作战活动，可以分析支撑达成的作战效果，进而分析装备对作战体系的贡献机理，支撑贡献率评估建模。

1.2 作战效果评估方程

在作战效果层，子任务的完成效果按照效果累积关系，可以综合为完成作战任务的整体效果。为了表示这种作战效果的综合关系，本文采用作战效果评估方程进行建模，形式如下：

式中，E0为作战任务的整体完成效果，E1、E2、…为子任务1、子任务2 等的完成效果，f：作战效果的综合算法。对任务完成效果，采用任务完成概率、目标达成概率等指标表示。对综合算法形式，具体分析如表1 所示［9］。

1.3 作战活动图

在作战活动层，各项作战活动在遂行作战过程中具体特定的时序或逻辑关系，可以采用图形形式建立作战活动序列，称为作战活动图。作战活动图实质上表示的是作战体系运行或体系对抗的过程。对于作战活动之间的关系，初步分析如下页表2 所示。

1.4 装备、作战活动、作战效果间的支撑矩阵

表1 作战效果的综合算法

表2 作战活动的关系

2 装备对作战体系的贡献率评估方法

2.1 评估流程

当利用AOE 模型分析装备对作战体系的贡献机理，并开展贡献率评估建模时，具体流程如图2所示：

图2 贡献率的评估分析流程

1）分析装备的使命任务。分析待评装备承担的使命任务，这是开展贡献机理分析与贡献率评估的初始依据。

2）分析联合作战样式。根据装备使命任务，分析可能参与的联合作战样式，建立军事背景。

3）设置典型体系对抗场景。针对联合作战样式，设置若干典型体系对抗场景或装备运用场景。在每个场景下，根据任务目标，按照基于效果的思路分解子任务，建立作战效果评估方程。

4）分解作战活动。按照遂行作战任务的具体过程，分解作战活动，建立作战活动图、作战活动对作战效果的支撑矩阵。

5）分析装备体系构成。分析包括的装备种类、型号构成及数量规模，建立装备对作战活动的支撑矩阵。

6）分析装备的贡献机理。由作战活动对作战效果的支撑矩阵、装备对作战活动的支撑矩阵，计算装备对作战效果的支撑矩阵，分析装备对作战体系达成作战效果的贡献作用方式。

7）计算贡献率大小。建立贡献率评估模型，计算装备对作战体系的贡献率大小。

2.2 评估模型

装备对作战体系的贡献率是指待评装备在作战体系中，对完成作战效果的贡献作用或影响程度大小，是对装备在作战体系中地位和作用的一种度量，目前常用以下模型形式［1-2］：

式中，RA为装备A 的贡献率，E作战体系增删替装备A后为作战体系中增加、删除或替换装备A 后的完成任务效果，E作战体系增删替装备A前为作战体系中增加、删除或替换装备A 前的完成任务效果。

在上述模型中，如果论证的是新型装备研制问题，采取在原作战体系上增加待评装备的形式；如果论证的是新老装备替换问题，采取在原作战体系中由待评装备替换老装备的形式；如果论证的是装备退役问题，采取从原作战体系中删除待评装备的形式。

3 案例

下面，以美军EA-18G 电子战飞机为例，说明文中方法的运用。

3.1 分析使命任务

EA-18G 是在F/A-18E/F 基础上研制的专用电子战飞机，其使命任务是对敌方雷达、通信网络等实施电子干扰或反辐射打击，为空中编队提供伴随电子战支援，掩护空中编队突防。

3.2 分析联合作战样式

根据EA-18G 的使命任务，参与的典型联合作战样式为对敌方地面目标的空袭作战。

3.3 设置典型体系对抗场景

美军在对敌方一处要地目标的空袭中，出动4架对地打击飞机（F/A-18E/F）、4 架护航战斗机（F-16C/D）、1 架预警机（E-3C）、1 架电子战飞机（EC-130H）、1 架电子侦察机（RC-135）、1 架随队干扰飞机（EA-18G）。其中，F/A-18E/F 挂载AGM-65“小牛”空地导弹执行对地打击任务；F-16C/D 在空中进行护航；E-3C 对战场空域进行警戒，指挥引导其他飞机作战；EC-130H 对敌方对空警戒雷达、地空导弹的搜索和制导雷达实施电子干扰；RC-135对敌方雷达目标进行探测，为电子干扰提供支援；EA-18G 为F/A-18E/F 提供随队电子干扰，挂载AGM-88 反辐射导弹对敌方雷达目标实施反辐射打击。敌方目标周边部署2 部对空警戒雷达，2 套道尔-M1 地空导弹系统。

在此场景下，美军的任务目标是空袭打击敌方地面目标。按照达成的作战效果，可以细化为3 项子任务：1）突防，指对地打击飞机在战斗机、电子战飞机掩护下，突破敌方战斗机、地空导弹的拦截，到达导弹发射阵位；2）打击命中，指对地打击飞机发射空地导弹，命中并毁伤敌方目标；3）生存，指空袭编队在作战过程中，不被敌方拦截毁伤，安全返航。按照任务达成的效果，这3 项子任务之间为直接累积的关系，建立作战效果评估方程如下：

式中，E0为完成空袭任务概率；EP为突防概率；EH为打击命中概率；ES为生存概率。

3.4 作战活动模型与支撑矩阵

按照遂行空袭作战任务的过程，分解以下作战活动：RC-135 对敌方雷达目标实施电子侦察，为后续电子干扰提供目标特性数据；EC-130H 对敌方对空警戒雷达、地空导弹探测雷达实施远距离支援干扰，为整个空袭编队提供电子掩护；当空袭编队遭遇敌方对空警戒雷达、地空导弹威胁时，随队的EA-18G 发射AGM-88 实施反辐射打击或近距电子干扰，掩护空袭编队突防；最后，由突防的F/A-18E/F 发射AGM-65 对地面目标实施打击。在整个过程中，E-3C 预警机一直对空探测警戒，当发现空中威胁时，引导F-16C/D 战斗机前出拦截。由此，建立作战活动图如图3 所示。

图3 案例中的作战活动图

建立作战活动对作战效果支撑矩阵M［OE］如下：

式中，O1为电子侦察，O2为远距离支援干扰，O3为随队干扰，O4为反辐射打击，O5为空对地打击，O6为对空探测，O7为空中护航，E1为突防概率，E2为打击命中概率，E3为生存概率。

3.5 分析装备体系构成

在典型体系对抗场景描述中，已经给出了装备体系方案，如下页图4 所示。

图4 案例中的装备体系构成

建立装备对作战活动支撑矩阵M［AO］如下：

式中，A1为RC-135 电子侦察机；A2为EC-130H 电子 战 飞 机；A3为EA-18G 电 子 战 飞 机；A4为F/A-18E/F 飞机；A5为E-3C 预警机；A6为F-16 战斗机。

3.6 分析装备的贡献机理

计算装备对作战效果支撑矩阵：

由矩阵M［AE］可以看出，AE31、AE33两个数值较大，对应表示的是EA-18G 电子战飞机对空袭体系的突防、生存效果具有较大贡献作用。

3.7 计算贡献率大小

为了评估EA-18G 对空袭体系的贡献率，采用在作战体系中有无EA-18G 时完成任务概率相对比较的方式进行计算。当空袭体系中没有EA-18G 时，采用早期的EA-6B 电子战飞机顶替，作战活动、任务样式等假设相同。其中，重点计算分析突防概率、生存概率，及整体完成任务概率，得到表3 所示结果。

由此结果可知，当在空袭体系中删除EA-18G时，突防概率降低13%，生存概率降低15%，整体完成任务概率会降低30%。可见，EA-18G 与EA-6B相比，对于空袭体系具有较高的贡献率。

4 结论

在装备对作战体系的贡献率评估建模中，装备的贡献机理是建模的理论基础。本文针对作战体系完成作战任务的效果分析，建立了“装备-活动-效果”模型，采用作战效果评估方程分析子任务效果与整体效果之间的关系，采用作战活动图分析各项作战活动之间的关系，采用装备对作战活动的支撑矩阵、作战活动对作战效果的支撑矩阵分析相互之间的对应关系。由此按照从装备到作战活动，再到作战效果的顺序，分析装备对完成作战任务效果的影响方式。最后在此基础上建立贡献率评估模型，量化计算具体的贡献作用或影响程度大小。需要指出的是，本文研究还很初步，仍然存在很多需要深化完善之处，如：作战效果之间的综合算法、作战活动之间的关系形式等。

表3 案例的计算结果