网电对抗装备战场抢修器材需求SD模型研究∗

李晓星 陈 玲 袁学华 许有武

（国防科技大学 合肥 230037）

1 引言

网电对抗装备在未来信息化战争中的作用越来越明显［1］，由于未来信息化战争爆发时间短、对抗强度大、破坏性强，这就决定了战争对战场抢修的时效性越来越高，对抢修维修器材品种数量的需求越来越精准，因此研究未来信息化战争条件战场抢修器材保障规律，实现装备器材的精确化保障，保障网电对抗装备最大程度地发挥作战效能，具有重要的意义。

2 战场抢修的基本流程

满足战场抢修的器材需要是战时网电对抗装备维修器材需求的直接动因，因此研究维修器材需求必须从战场抢修的过程着手分析。

战场抢修由战场损伤评估（Battlefield Damage Assessment，BDA）和战场损伤修复（Battlefield Damage Repair，BDR）两部分组成，其中，BDA是BDR的前提和基础［2～4］。战场抢修按照先评估后修复的思路，首先应确定网电对抗装备的损伤程度，对于轻损和中损的装备以现场实施战时一级修理为主；针对重损装备应后送到后方基地实施战时二级修理［5～6］，报废装备脱密处理后抛弃，因装备报废或重损装备后送造成装备缺口，因此应及时申请补充装备。战场抢修实施过程［7～8］如图1所示。

图1 抢修策略与实施过程

3 战场抢修器材需求影响因素分析

战场抢修战损装备所消耗的器材量决定装备维修器材需求量。装备受击战损、技术损坏和自然损坏是引发战时装备维修器材消耗的直接影响因素，其中受击损坏约占装备总损坏数的80%，技术损坏和自然损坏约占20%［8～9］。同时战时网电对抗装备的动员生产能力、运输能力决定了战时网电对抗装备补给能力（速度），决定了网电对抗部队的持续作战能力，也间接决定装备维修器材的需求。

4 战场抢修器材需求预测的SD模型

4.1 系统假设

为方便研究和突出重点，对问题的部分因素与研究边界作如下合理假设。

1）交战过程中网电对抗装备战损率始终保持不变；

2）战场抢修过程中保障资源（维修人员、维修器材）充足；

3）网电对抗装备型号不做区分；

4）装备损伤程度分布：轻度损伤8%，中度损伤18%，严重损伤35%，报废39%；

5）轻损维修工作量0.5工时，中损维修工作量2工时，重损维修工作量12工时。轻损、中损装备均为单人维修，维修时限分别为0.5h和2h，重损以三人小组开展抢修行动，即维修时限为4h，重损装备的后送和前送均为 6h［5～6］；

6）轻损、中损装备的修复率为100%，重损装备的修复率为70%；

7）单装器材消耗标准是保障单台套装备所需要的维修器材的品种和数量［10～11］。

4.2 系统变量选取

基于战场抢修策略和维修器材需求影响因素地分析，简化次要因素，选取参战装备数量、期望装备数量、装备补充速度、装备战损速度、装备待修数、装备维修数、装备修复数、报废装备数、轻损维修时间、中损维修时间、重损维修时间、重损后送时间、重损前送时间、战损维修器材消耗、自然环境损耗因子、技术因素损耗因子和单装基数标准等作为主要变量构建装备维修器材需求预测SD模型。

4.3 因果关系分析

通过分析网电对抗装备战场抢修系统内部各要素之间的关系，可以得到如图2所示的装备战场抢修的因果关系图［12～14］。图中箭尾元素对箭头元素产生作用，“十”表示正相关关系，“一”表示负相关关系。

图2 战场抢修器材需求SD模型系统因果关系图

4.4 系统流图建立

因果关系图虽然能够直观地描述系统的反馈机制，但由于是粗略的定性描述，不能表示不同性质变量的区别，必须进一步运用定量化的系统流图［12～14］来表示。在图2基础上绘制战场抢修器材需求预测SD模型系统流图，进而更精准地描绘战场抢修器材需求预测SD模型系统反馈与控制机制，如图3所示。

图3 战场抢修器材需求SD模型系统系统流图

模型中5个状态变量，6个速率变量，其他为辅助变量或常量。该系统流图模型中涉及到的主要变量关系如下：

5 战场抢修器材需求预测SD模型仿真分析

5.1 背景条件设定

对战场抢修器材需求预测SD模型进行仿真实验，首先应设定作战背景和作战条件。假设在某次战役行动中某网电对抗旅对当面之敌实施侦察，某型参战网电对抗侦察装备数量60套，期望装备数为100套。作战方案不同，则网电对抗侦察装备的部署位置、动员补给策略也不尽相同，进而装备战损率、装备补给时间也不同。

5.2 仿真实验及结果分析

5.2.1 不同战损率条件下维修器材需求预测

根据基本作战背景，设定四种作战方案的战损率分别为0.1、0.2、0.3和0.4，装备补给时间为两天。作战（仿真）时长为20天，仿真步长设置为0.1天。则通过SD模型仿真得到器材需求预测曲线如图4所示。

图4 不同战损率条件下维修器材需求预测曲线

图4横坐标为作战持续时间，纵坐标分别为维修器材需求（基数/天）和维修器材累计需求（基数［15～16］）。仿真结果分析如下。

1）维修器材需求在不同的作战阶段变化有差异。如图3战损率为0.3的维修器材需求曲线，第1天器材需求为11基数/天，第3天为15基数/天，需求量变化较大；第10天开始器材需求为17基数/天趋于稳定。作战初期，由于大量战损装备处于维修抢修越大状态，导致器材需求波动较大；作战中后期，抢修分队维修保障能力的不断提升，抢修效果逐渐显现，器材需求趋于稳定。

2）装备战损率直接影响维修器材需求量。如图3战损率为0.1和0.3的维修器材需求曲线，第20天，战损率0.1的器材需求为6基数/天，器材累计需求量为117基数；战损率0.3的器材需求为16基数/天，器材累计需求量为407基数。装备战损率的增加，抢修任务加重，维修器材需求量增加。

5.2.2 不同装备补给时间条件下维修器材需求预测

根据基本作战背景，设定四种作战方案的装备补给时间分别为1天、2天、3天和4天，则通过SD模型仿真得到装备补给速度预测曲线和器材需求预测曲线如图5和图6所示。

图5 不同装备补给时间条件下装备补给速度预测曲线

图6 不同装备补给时间条件下维修器材需求预测曲线

仿真结果分析如下。

1）装备补给时间直接影响装备补给速度。如图5所示，装备补给时间为1天，则第1.6天装备补充速度达到峰值35套/天，第7天装备补充速度趋于稳定约为22套/天；装备补给时间为4天，则第4天装备补充速度达到峰值40套/天，第15天装备补充速度趋于稳定约为22套/天。基于整个作战过程装备补充速度曲线呈现出作战初期变化幅度大、作战中后期逐渐趋向稳定的特点，可得装备补给时间延时了装备补给速度。

2）装备补给时间延时滞后器材需求。如图6所示，装备补给时间1天，则第3.7天维修器材需求达到峰值约15基数/天，第8天维修器材需求趋于稳定约为14基数/天；装备补给时间4天，则第7.4天维修器材需求达到峰值约16基数/天，第17.5天维修器材需求趋于稳定，约为14基数/天。装备补给时间影响后续装备的补给速度，直接影响实际参战装备数量，直接影响部队战斗力的生成。由于直接影响参战装备总数，在战损率恒定的情况下，客观上将间接影响战损装备数量，进而延时滞后维修器材需求。

6 结语

战时网电对抗装备器材保障是网电对抗部队完成未来联合作战任务的重要保障，精准预测战场抢修网电对抗装备器材的品种和数量，是确保网电对抗装备保障精确化的客观要求。本文将系统动力学方法引入到网电对抗装备战场抢修器材的需求预测，通过因果关系分析，有效地展现战场抢修器材需求预测SD模型系统中诸多因素相互关联、相互影响的复杂关系。通过构建系统流图进行仿真实验，研究了装备战损率、装备补给时间对战场抢修器材需求预测SD模型系统带来的影响。以上研究成果有助于深入认识战场抢修器材预测SD模型系统的运行机理，也为实现战时器材的精确化保障提供了参考，具有一定的理论和现实意义。