现代防空体系模型构建及评估方法设计

◆聂恒辉 陈大春

现代防空体系模型构建及评估方法设计

◆聂恒辉 陈大春通讯作者

（航天工程大学 北京 101400）

空中安全是国防安全工作的重要组成部分，针对防空体系复杂的运行机制，文章讨论了夺取制空权对联合作战的重要意义，构建了基于防空体系能力的视图模型，设计了防空体系作战效能的公式算法和与之对应的评估表，进行了评估方法的设计，为实现防空体系作战效能的有效评估提出了较为可行的办法。

防空体系；视图模型；公式算法；评估

随着科学技术的快速发展及其在军事上的广泛应用，未来信息化条件下一体化联合作战将不再是单纯的武器对武器、系统对系统的对抗，而是由各种武器、装备系统组成的武器装备体系之间的对抗[1]。当前，在联合作战军事过程中，为了掌握制空权，对手的地面目标在军事行动中已成为空中力量的首要打击对象。为了保护我方的空中安全，必须要加入天基信息系统来完善防空体系设计，建立健全防空体系。同时要选择科学合理的作战能力评估方法，用于指导作战能力评估，优化地面防空力量的体系配置，促进防空体系良性发展。

1 防空体系作战能力的视图模型

作战概念图是用于简要描述通过体系结构设计要解决的问题，即对要完成的任务和如何完成任务进行分析描述。构建了防空预警概念图，利用该图可以确定防空警戒的核心问题，帮助各类人员迅速掌握情况，明白总体运行机制和工作流程，同时也便于查找问题和发现并提升整个防空体系作战效能的方法途径。

从图1可以看出，遂行防空作战任务的装备和设备涉及陆上、空中、太空。当上级向指挥所下达进行防空警戒的任务后，指挥所将该任务进行分解，分解后的任务由概念图中不同种类功能、不同方向上的系统来收集信息。在完成信息收集处理后，第一时间传送到指挥所，由指挥所下达相关命令拦截目标。

2 防空体系作战能力的公式算法

通过视图建模方法，建立了防空体系的作战视图模型，明确相互关系，在实际应用中仍显得太过笼统，必须要通过公式和图表来详细解析作战过程中的关键要素。在研究评估防空体系作战效能中，引入结构方程模型来分析战斗力的生成需要哪些因素的影响以及相应的影响权重，从而建立更加完备、具体的防空警戒系统结构模型。

图1 防空警戒作战概念图

由防空警戒系统功能视图的模型来看，防空作战体系由四个部分组成，分别是指挥控制系统、侦察预警系统、火力打击系统、勤务保障系统，这几部分在作战中是环环相扣的关系，因此可以看成是串联结构，则防空体系作战效能可以表示为：

E = EYJ × ELJ × EBZ× EZH （1）

式（1）中，E表示防空体系整体作战效能；EYJ表示侦察预警能力，侦察预警系统主要由某型武器信息预警、某型雷达预警、观察哨预警三方面组成；ELJ表示火力拦截能力，包括某型武器定向拦截、某型武器火力打击和某型武器拦截三部分；EBZ是指保障能力，包括各类武器装备弹药保障和生活、心理保障等内容；EZH是指挥控制能力，包括信息的传输、命令的下达和战场形势分析等等。

侦察监视系统、雷达预警系统以及观察哨所综合实现的侦察监视能力EYJ，主要考虑对来袭的敌方飞行目标的发现概率P和提供的预警时间T0，侦察监视能力EYJ表示为[2]：

式（2）中，p是对敌方飞机的发现概率；T0是敌方飞机被发现的时间；TMAX是最大预警时间（从敌方飞机出发到被发现）；α是修正因子。

指挥能力和保障能力，表示我方内部系统支持作战的能力，没有和敌方产生过多的交互，完全可以通过优化自身结构和完全协同体系来提升能力水平，在研究状态（如演训）下可以设为1。

火力拦截系统是行动类武器装备，拦截系统共有某型武器打击、某型炮火力打击和某型导弹拦截3层组成，其能力ELJ主要取决于陆空拦截武器的准确性Pki，各层拦截武器的毁伤概率Phi，则有

则最终结合（1）、（2）、（3）式可以得到防空作战体系能力的公式模型：

由此公式可以看出，在具体应用中提高作战效能，需要提高侦察预警能力、指挥保障能力和火力拦截能力，而且每一种能力下面对应的各项功能指标都会是影响作战的重要因素。以体系的基本划定原则为依据，通过部队调研、专家咨询、集中研讨等方式，全面考虑体系内的力量结构、运行机制、信息流转等关键因素，关注武器装备作战使用中的性能属性[3]，可以由公式具体化为图表，便于分析具体情况，如表1所示：

表1 防空体系作战能力评估表

其中四项能力加起来I1+I2+I3+I4=100；

在指挥控制能力指标中Z1+Z2+Z3+Z4+Z5+Z6=I1，其他项同理。

3 应用设计

在防空预警演练中，我们主要是假定敌方飞行目标临近，然后采取各种措施来应对紧急情况，这就需要通过分析在已经发现并跟踪捕捉到敌方飞行目标时，火力打击系统对整个防空体系作战效能的影响。（已知预警系统的最大预警时间为Amin，而敌方目标被发现并预警的时间是A/2 min）。为简化问题研究，由之前对式（1）的分析可知，效能计算公式中EBZ、EZH取值为1；α修正因子取为1；由于目标已经被发现，因此P为1。

通过式（3）可知火力打击能力由拦截武器的准确性Pki和各层拦截武器的毁伤概率Phi决定，准确性Pki对应着火力拦截能力指标，Phi对应着火力机动能力和火力生存能力指标。即Pki={C1，C2，C3}；Phi={C4，C5，C6}。通过层次分析法（过程略）可以确定权重系数为Pki=（0.253C1 +0.362C2+0.385C3）；Phi=（0.476C4+0.173C5+0.351C6）。

根据式（4）将上述分析所得参数代入，可以得到防空体系的作战效能为：

由此可以计算出体系作战效能值。

4 结论

通过对防空体系作战能力分别进行视图模型分析和公式算法分析以及其衍生出的图表分析，可以比较明显地看出体系内各个分系统对体系整体效能的作用和影响，甚至可以具体到某一个作用单元。对防空体系的能力开展有效评估是一项重要而有难度的工作，本文构建的防空体系，有针对性设计了评估模型，并尝试在实践过程中应用，通过不断积累与完善，为客观真实反映体系能力提供了有效的方法。科学、客观地评估将对防空系统核心能力整体持续提升有较强的推动作用[4]。

[1]陈宝印，栾立秋，张成斌.基于 Multi-Agent 的防空导弹武器系统模型设计[J].指挥控制与仿真，2011（3）：90-92．

[2]李国栋，王鹏.基于作战环的作战体系节点重要性评价方法[J].火力指挥与控制，2019（8）：7-11．

[3]林蒿．结构方程模型原理及AMOS 应用［M］武汉：华中师范大学出版社，2008：1-6．

[4]李梦羽，凌国厚，耿萍萍，李晓娟，王久东.军工企业核心能力评估体系的构建[J].航天工业管理，2016（12）：32-35．