李際超，楊克巍，張小可，姜　江，卿杜政

(1.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410073; 2.航天系統(tǒng)仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京仿真中心, 北京 100854)

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基于武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型的裝備貢獻(xiàn)度評(píng)估

李際超1，楊克巍1，張小可1，姜江1，卿杜政2

(1.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410073; 2.航天系統(tǒng)仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京仿真中心, 北京 100854)

從體系角度出發(fā)，提出一種基于武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型的裝備貢獻(xiàn)度評(píng)估方法。首先，將武器裝備與裝備間關(guān)系分別抽象為作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)與邊，建立了基于作戰(zhàn)指標(biāo)的節(jié)點(diǎn)與邊關(guān)系描述模型。然后，構(gòu)造基于作戰(zhàn)環(huán)的綜合影響指標(biāo)對(duì)武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)建立裝備的貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)模型衡量單裝備在武器裝備體系中的貢獻(xiàn)程度。最后，以導(dǎo)彈防御體系為例分析驗(yàn)證了提出方法的可行性。結(jié)果顯示決策類(lèi)節(jié)點(diǎn)在武器裝備體系中扮演重要角色。

武器裝備體系；網(wǎng)絡(luò)建模；作戰(zhàn)環(huán)；貢獻(xiàn)度

0　引言

武器裝備體系是在國(guó)家安全戰(zhàn)略和軍事戰(zhàn)略指導(dǎo)下，按照建設(shè)信息化軍隊(duì)的總體需求，適應(yīng)一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的特點(diǎn)規(guī)律，為發(fā)揮最佳的整體作戰(zhàn)效能，而由功能上相互聯(lián)系、性能上相互補(bǔ)充的各種武器裝備系統(tǒng)，按照一定的體系結(jié)構(gòu)綜合集成的更高層次的武器裝備系統(tǒng)[1]。武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)是武器裝備體系與敵方目標(biāo)共同構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系。武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中裝備種類(lèi)繁多、關(guān)系復(fù)雜，準(zhǔn)確合理地對(duì)武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模描述，從體系的角度考慮單個(gè)裝備對(duì)裝備體系的貢獻(xiàn)度，對(duì)于優(yōu)化裝備發(fā)展規(guī)劃，推動(dòng)武器裝備體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、評(píng)估有重大意義。

目前對(duì)于武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的建模主要分為理論建模[2-3]與計(jì)算機(jī)仿真建模[4-5]。理論建模方面的代表人物是美國(guó)學(xué)者Jeffrey R．Cares，2004年，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論建立了信息時(shí)代交戰(zhàn)模型，根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)中各兵力扮演的角色對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)中兵力進(jìn)行節(jié)點(diǎn)分類(lèi)，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)間關(guān)系建立網(wǎng)絡(luò)，從宏觀層面上對(duì)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了描述[6-7]。2009年，老道明大學(xué)(Old Dominion University)的Sean Deller等人對(duì)Cares建立的信息時(shí)代交戰(zhàn)模型進(jìn)行了進(jìn)一步探討改進(jìn)[8]。國(guó)內(nèi)，從2004年到現(xiàn)在，大批軍隊(duì)院校與科研單位的學(xué)者對(duì)武器裝備體系的網(wǎng)絡(luò)化建模提出了見(jiàn)解。計(jì)算機(jī)仿真建模方面代表人物是澳大利亞國(guó)防科工組織C3研究中心(DSTO C3)的Anthony Dekker[9-10]。2002年，Dekker通過(guò)將Agent建模方法和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相結(jié)合，對(duì)傳統(tǒng)的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法進(jìn)行了拓展，提出了一個(gè)可用于分析C4ISR體系結(jié)構(gòu)的方法，給出了C4ISR體系效能度量的系數(shù)法和調(diào)整損失交換率法。另外，Dekker還運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析法結(jié)合CAVALIER軟件對(duì)軍事網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了研究。國(guó)內(nèi)，金偉新、王鴻潔等人在裝備體系計(jì)算機(jī)仿真建模方面也做了大量工作。

裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度是裝備發(fā)展規(guī)劃、裝備論證評(píng)估中的基礎(chǔ)問(wèn)題，目前已有不少學(xué)者從不同角度研究了該問(wèn)題。2012年，Boaz Golany建立網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化模型來(lái)解決資源約束條件下的裝備發(fā)展規(guī)劃問(wèn)題[11]。國(guó)內(nèi)，2006年，劉磊提出了軍事價(jià)值的概念衡量裝備重要性[12]；2010年，常雷雷基于灰靶理論研究了裝備技術(shù)貢獻(xiàn)度評(píng)估方法[13]；2011年，于芹章采用價(jià)值中心法評(píng)估裝備貢獻(xiàn)度[14]，白松浩采用系統(tǒng)效能分析方法構(gòu)建貢獻(xiàn)度評(píng)估模型[15]；2014年，侯思祥基于關(guān)鍵技術(shù)成熟度和系統(tǒng)集成度對(duì)海軍裝備貢獻(xiàn)度進(jìn)行研究，張書(shū)騰提出基于任務(wù)的裝備貢獻(xiàn)度分析方法，季明闡述了使用試驗(yàn)床開(kāi)展體系貢獻(xiàn)率評(píng)估的流程與方法。

然而，現(xiàn)有的裝備貢獻(xiàn)度研究方法往往注重單個(gè)裝備能力高低，忽略了在完成體系作戰(zhàn)任務(wù)過(guò)程中裝備間的配合依賴(lài)。本文在借鑒有關(guān)概念及相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型的裝備貢獻(xiàn)度評(píng)估方法，并進(jìn)行了示例分析。

1　基于作戰(zhàn)環(huán)的武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)建模

1.1作戰(zhàn)環(huán)基本概念

現(xiàn)代作戰(zhàn)循環(huán)理論認(rèn)為作戰(zhàn)過(guò)程是一個(gè)偵察實(shí)體發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，而后將目標(biāo)相關(guān)信息傳遞給決策實(shí)體，決策實(shí)體通過(guò)對(duì)形勢(shì)分析后向攻擊類(lèi)裝備下達(dá)攻擊命令，攻擊類(lèi)裝備接到命令后對(duì)目標(biāo)實(shí)施攻擊的循環(huán)過(guò)程。基于此，美國(guó)學(xué)者Jeffery R Cares 提出了信息時(shí)代交戰(zhàn)模型[7]，他根據(jù)作戰(zhàn)力量在戰(zhàn)場(chǎng)上扮演不同角色將戰(zhàn)場(chǎng)中的作戰(zhàn)力量分為偵察實(shí)體、決策實(shí)體、影響實(shí)體以及敵方目標(biāo):

1)偵察實(shí)體(S)：戰(zhàn)場(chǎng)上遂行偵察、監(jiān)視及早期預(yù)警任務(wù)的裝備實(shí)體，如偵察衛(wèi)星，雷達(dá)預(yù)警機(jī)等等。

2)決策實(shí)體(D)：戰(zhàn)場(chǎng)上遂行指揮控制任務(wù)的裝備實(shí)體，如C4ISR，航空信息中心，控制中心等等。

3)影響實(shí)體(I)：戰(zhàn)場(chǎng)上遂行火力打擊電磁干擾任務(wù)的裝備實(shí)體，例如殲擊機(jī)、驅(qū)逐艦、電磁干擾雷達(dá)等等。

4)敵方目標(biāo)(T)：敵方基礎(chǔ)設(shè)施如機(jī)場(chǎng)、敵方的武器裝備艦船、敵機(jī)等。

2012年，譚躍進(jìn)提出作戰(zhàn)環(huán)概念并將其定義為：為了完成特定的作戰(zhàn)任務(wù)，武器裝備體系中的偵察類(lèi)、決策類(lèi)、影響類(lèi)等武器裝備實(shí)體與敵方目標(biāo)實(shí)體構(gòu)成的閉合回路。

作戰(zhàn)環(huán)分為標(biāo)準(zhǔn)作戰(zhàn)環(huán)和廣義作戰(zhàn)環(huán)。標(biāo)準(zhǔn)作戰(zhàn)環(huán)代表了作戰(zhàn)體系的最簡(jiǎn)單基本環(huán)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)作戰(zhàn)環(huán)包含4種關(guān)系：偵察監(jiān)視、指揮控制、影響、態(tài)勢(shì)評(píng)估。廣義作戰(zhàn)環(huán)中一個(gè)完整的作戰(zhàn)活動(dòng)包括多個(gè)偵察實(shí)體和多個(gè)決策實(shí)體，廣義作戰(zhàn)環(huán)體現(xiàn)了信息的共享性和指揮的協(xié)同性。

武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)以敵方目標(biāo)為中心，根據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)理論相關(guān)知識(shí)，武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)建模分為4個(gè)步驟：

1)確定敵軍目標(biāo)。根據(jù)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境分析確定敵軍目標(biāo)，所有的敵軍目標(biāo)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成敵軍目標(biāo)集合，并對(duì)敵方目標(biāo)抽象建立模型。

2)裝備單元節(jié)點(diǎn)建模。以敵軍目標(biāo)集合為中心，對(duì)軍隊(duì)現(xiàn)有、在研、預(yù)研的武器裝備分析找出與敵軍目標(biāo)相關(guān)的裝備集合，對(duì)裝備單元進(jìn)行抽象建立模型。

3)邊關(guān)系建模。武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)邊關(guān)系具體體現(xiàn)就是戰(zhàn)場(chǎng)中各種形式的信息流、物質(zhì)流、能量流。對(duì)裝備單元及敵方目標(biāo)間信息交互進(jìn)行分析，抽取節(jié)點(diǎn)間存在的邊關(guān)系，對(duì)其建模描述。

4)構(gòu)建武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。

1.2作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建模

武器裝備體系作戰(zhàn)有向網(wǎng)絡(luò)模型可以數(shù)學(xué)表達(dá)為

D=(V,E)

(1)

其中，V為作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集，E為作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)有向邊集。

作戰(zhàn)有向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集包含偵察、決策、影響、敵方目標(biāo)4類(lèi)實(shí)體，即

V=S∩D∩I∩T

(2)

在如今戰(zhàn)爭(zhēng)現(xiàn)代化信息化背景下，武器裝備呈現(xiàn)復(fù)雜化、智能化、集成化、模塊化特點(diǎn)。單個(gè)武器裝備往往本身就是一個(gè)復(fù)雜大系統(tǒng)，包含了許多子系統(tǒng)，如偵察子系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)子系統(tǒng)、指揮控制子系統(tǒng)、信息傳輸與處理子系統(tǒng)等。

設(shè)子系統(tǒng)表示為subsys，則含有n個(gè)子系統(tǒng)的單裝備節(jié)點(diǎn)vi可表示為

vi={ subsysi 1,subsysi2,…，subsysin}

(3)

更進(jìn)一步，對(duì)于裝備節(jié)點(diǎn)vi的第j個(gè)子系統(tǒng)subsysij可用具體戰(zhàn)技指標(biāo)表示為

subsysij= { xij1,xij2,xij3,…,xij m}

(4)

其中，m表示子系統(tǒng)subsysij的戰(zhàn)技指標(biāo)數(shù)目。

1.3作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)邊關(guān)系建模

在信息化條件的戰(zhàn)場(chǎng)上，裝備間需要相互配合才能完成作戰(zhàn)任務(wù)，例如偵察監(jiān)視類(lèi)裝備通過(guò)無(wú)形的電磁信號(hào)向指揮部傳送偵察數(shù)據(jù)，指揮部通過(guò)有形的電話線向更高層指揮中心進(jìn)行任務(wù)請(qǐng)示，攻擊裝備對(duì)敵方目標(biāo)進(jìn)行火力打擊、電磁干擾等等，這些形形色色的物質(zhì)能量信息流構(gòu)成了武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中的邊。

表1　不同類(lèi)型裝備實(shí)體排列組合下邊類(lèi)別

武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中4類(lèi)實(shí)體之間共有16種不同組合方式，如表1所示：

根據(jù)文獻(xiàn)[8]及討論分析，S->I、S->T 、D->T、I->S、I->D、I->I、T->D、T->I、T->T這9類(lèi)邊在現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)環(huán)境中不存在或出現(xiàn)概率較小，本文重點(diǎn)考慮其它7類(lèi)邊。

Eij=f((xi1,xi2,…,xin),(xj1,xj2,…,xjm),Fk)

(5)

其中，xi1,xi2,…,xin表示節(jié)點(diǎn)vi作戰(zhàn)指標(biāo)，xj1,xj2,…,xjm表示節(jié)點(diǎn)vj作戰(zhàn)指標(biāo)。Fk表示邊所屬邊關(guān)系分類(lèi)。

由于各類(lèi)邊功能性質(zhì)不同，不同分類(lèi)Eij值差別較大，為便于分析處理，本文對(duì)Eij進(jìn)行歸一化處理。

pij={f(Eij)|f(·)∈[0,1]}

(6)

其中，pij稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)邊能力值。

因此，邊集可以如式(7)表示。

(7)

其中，n表示武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目。

在作戰(zhàn)過(guò)程中，敵我雙方偵察類(lèi)、決策類(lèi)、影響類(lèi)裝備相互配合，雙方的裝備、基礎(chǔ)設(shè)施等互為對(duì)方打擊目標(biāo)，形成各自作戰(zhàn)環(huán)。作戰(zhàn)環(huán)以敵方目標(biāo)為中心，不同的使命任務(wù)，作戰(zhàn)目標(biāo)不同，牽引出的作戰(zhàn)環(huán)也不同。一個(gè)裝備實(shí)體參與的作戰(zhàn)環(huán)條數(shù)可能不止一條，作戰(zhàn)環(huán)錯(cuò)雜交織將不同裝備實(shí)體、敵方目標(biāo)串連形成一個(gè)復(fù)雜的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。由于信息流物質(zhì)流傳播的有向性，每一個(gè)作戰(zhàn)環(huán)都是有向環(huán)，武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)有向網(wǎng)絡(luò)。

對(duì)武器裝備體系的建模描述是進(jìn)行武器裝備體系論證、評(píng)估、優(yōu)化與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對(duì)武器裝備體系進(jìn)行描述與建模，在此基礎(chǔ)上建立裝備貢獻(xiàn)度評(píng)估模型，更加有利于分析武器裝備體系中各種要素之間的關(guān)系對(duì)武器裝備體系能力的影響。

2　裝備貢獻(xiàn)度評(píng)估模型

2.1對(duì)裝備貢獻(xiàn)度理解

為了提高軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，武器裝備體系的研究與發(fā)展在軍事領(lǐng)域的地位日趨升高。作為國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，武器裝備體系的建設(shè)和發(fā)展對(duì)提高一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的作戰(zhàn)效能有極大的作用，是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)鍵建設(shè)項(xiàng)目。目前，世界各國(guó)正積極開(kāi)展各項(xiàng)武器裝備對(duì)體系整體影響論證工作，而中國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，有限的國(guó)防預(yù)算和較短的發(fā)展時(shí)間更要求我軍在建設(shè)和發(fā)展武器裝備體系時(shí)必須考慮單裝備對(duì)體系的整體能力的影響，擇優(yōu)進(jìn)行發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

武器裝備體系中裝備貢獻(xiàn)度研究是武器裝備體系研究的重要組成部分，關(guān)乎未來(lái)裝備發(fā)展規(guī)劃，對(duì)其研究可助于推動(dòng)武器裝備體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。因此，在武器裝備體系網(wǎng)絡(luò)化建模的基礎(chǔ)上，用定量化的方法分析體系內(nèi)裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度，為優(yōu)化我軍武器裝備體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源配置的最優(yōu)化指明了方向。

目前已有不少學(xué)者從不同角度對(duì)裝備貢獻(xiàn)度進(jìn)行了研究，但對(duì)裝備貢獻(xiàn)度概念并未給予明確定義與闡述。本文對(duì)裝備貢獻(xiàn)度定義如下：裝備貢獻(xiàn)度是指某類(lèi)特定的裝備在包含它的裝備體系和給定的作戰(zhàn)條件下，對(duì)體系完成作戰(zhàn)使命任務(wù)所發(fā)揮的能力或作戰(zhàn)效果的價(jià)值。

2.2基于作戰(zhàn)環(huán)的體系作戰(zhàn)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)

我方武器裝備體系最基本的任務(wù)為對(duì)敵方目標(biāo)實(shí)施打擊，降低敵方目標(biāo)作戰(zhàn)能力直至完全喪失。因此，在對(duì)一個(gè)武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能力評(píng)價(jià)時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)該放在我方武器裝備體系對(duì)敵方目標(biāo)的影響能力上。本文提出綜合影響指數(shù)h作為武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的能力評(píng)估指標(biāo)。

為計(jì)算綜合影響指數(shù)h，定義作戰(zhàn)環(huán)影響能力度量與武器裝備體系對(duì)敵方目標(biāo)影響度量的概念。

定義1設(shè)某作戰(zhàn)環(huán)OLi含有邊集{ej},j=1,2,…,n,其中n為OLi含有的邊數(shù)，每條邊標(biāo)準(zhǔn)能力值為pej，定義作戰(zhàn)環(huán)OLi影響能力度量為UOLi=Πpei。

(8)

2.3裝備貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)

對(duì)于武器裝備貢獻(xiàn)度的一個(gè)直觀理解為若某裝備從武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中移除或被摧毀，剩余武器裝備體系對(duì)敵方目標(biāo)影響能力大大降低，則表示該裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度較高，反之，移除該裝備后，新舊武器裝備體系對(duì)敵方目標(biāo)影響能力基本不發(fā)生改變，則表示該裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度較低。

本文將有無(wú)某裝備的體系作戰(zhàn)能力(效果)之差與原武器裝備體系作戰(zhàn)能力(效果)的比值作為衡量某裝備貢獻(xiàn)度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。計(jì)算為

(9)

其中，convi表示裝備vi貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)，G表示原武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，將裝備vi從G中移除后構(gòu)成新的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)G-vi，hG表示原武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)綜合影響指數(shù)，hG-vi表示新形成武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)綜合影響指數(shù)。

下面以導(dǎo)彈防御體系構(gòu)建簡(jiǎn)單作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)說(shuō)明裝備貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)過(guò)程。

3　應(yīng)用案例研究

某導(dǎo)彈防御體系由4個(gè)偵察監(jiān)視類(lèi)裝備天基紅外系統(tǒng)S1、改進(jìn)的早期預(yù)警雷達(dá)S2、X波段雷達(dá)S3、AN/SPY-1雷達(dá)S4，1個(gè)指揮控制類(lèi)實(shí)體作戰(zhàn)管理中心D1，3個(gè)影響類(lèi)裝備實(shí)體愛(ài)國(guó)者-3導(dǎo)彈I1、GBI攔截彈I2、標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈I3組成。該導(dǎo)彈防御體系面臨2個(gè)敵方目標(biāo)T1、T2威脅。該導(dǎo)彈防御體系內(nèi)各裝備及敵方目標(biāo)根據(jù)作戰(zhàn)想定相互連接構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

表2展示了圖2中各邊在作戰(zhàn)過(guò)程中的主要功能分類(lèi)。

表2　邊功能分類(lèi)

本文中，假設(shè)偵察監(jiān)視鏈路連接概率為95%，指揮控制與通信鏈路的連接概率為90%，愛(ài)國(guó)者-3的攔截概率為50%，GBI陸基攔截彈的攔截概率為70%，標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈的攔截概率為80%。得到作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣為：

(10)

3.1導(dǎo)彈防御體系綜合影響指數(shù)

在導(dǎo)彈防御體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中存在許多作戰(zhàn)環(huán)，例如，T1->S1->D1->I1->T1(OL1)，該環(huán)表示為目標(biāo)T1信息被偵察節(jié)點(diǎn)S1獲取，S1將信息傳給指控節(jié)點(diǎn)D1，D1對(duì)獲取的信息分析處理后下指令至I1，I1對(duì)目標(biāo)T1實(shí)施打擊的過(guò)程。

OL1的影響能力度量值可以計(jì)算得到：

UOL1=pT1S1·pS1D1·pD1I1·pI1T1=0.95×0.90×0.90×0.50=0.384 8

表3展示了所有作戰(zhàn)環(huán)的影響能力度量。

實(shí)例中導(dǎo)彈防御體系對(duì)目標(biāo)T1、T2的打擊能力計(jì)算得到：

0.538 7+0.384 8+0.538 7=3.553 1

表3　導(dǎo)彈防御體系包含各目標(biāo)的作戰(zhàn)環(huán)及其影響能力度量

這里本文假定T1，T2具有同等重要性，即wT1=wT2=0.5，則計(jì)算得到作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為

h=∑wTi·EfTi=0.5×3.553 1+

0.5×2.400 9=2.977 0

3.2導(dǎo)彈防御體系裝備貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)

本文以改進(jìn)的早期預(yù)警雷達(dá)S2為例計(jì)算武器裝備體系中單個(gè)裝備的貢獻(xiàn)度。去掉S2后導(dǎo)彈防御體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)變?yōu)椋?/p>

重新計(jì)算導(dǎo)彈防御體系對(duì)于T1，T2的影響能力。

0.384 8+0.538 7=1.847 0

計(jì)算去掉S2后導(dǎo)彈防御體系的綜合作戰(zhàn)能力指標(biāo)：

則S2貢獻(xiàn)度指標(biāo)計(jì)算為

表4展示了導(dǎo)彈防御體系中各裝備貢獻(xiàn)度。

從圖4可以看出在構(gòu)建的簡(jiǎn)單導(dǎo)彈防御體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)例中，作戰(zhàn)管理中心最為重要，因?yàn)樵搶?shí)例中本文只假設(shè)了一個(gè)決策類(lèi)裝備實(shí)體(作戰(zhàn)管理中心)，所有作戰(zhàn)活動(dòng)都需要作戰(zhàn)管理中心指揮控制，當(dāng)它被摧毀后整個(gè)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)即會(huì)癱瘓。這與實(shí)際情況較為符合，決策類(lèi)裝備實(shí)體在裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中扮演著大腦作用，一旦摧毀將大大降低整個(gè)武器裝備體系的作戰(zhàn)能力。

表4　導(dǎo)彈防御體系中各裝備貢獻(xiàn)度

4　結(jié)束語(yǔ)

從體系角度考慮裝備對(duì)武器裝備體系的貢獻(xiàn)度，對(duì)于裝備預(yù)研方向選擇，優(yōu)化裝備發(fā)展規(guī)劃，推動(dòng)武器裝備體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、評(píng)估有重大意義，而對(duì)武器裝備體系結(jié)構(gòu)的合理建模描述是基礎(chǔ)。本文借鑒現(xiàn)代作戰(zhàn)循環(huán)理論，建立基于作戰(zhàn)環(huán)的武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型，提出綜合影響指標(biāo)對(duì)武器裝備體系作戰(zhàn)能力進(jìn)行評(píng)估，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建裝備貢獻(xiàn)度評(píng)價(jià)指標(biāo)衡量單裝備在武器裝備體系中的貢獻(xiàn)程度。最后，構(gòu)建示例驗(yàn)證提出方法的適用性與可行性。本文提出基于武器裝備體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型的裝備貢獻(xiàn)度評(píng)估方法為體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、體系能力的評(píng)估提供了一種新思路。此外，本文提出的基于作戰(zhàn)環(huán)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化描述與建模的思想和方法也可以應(yīng)用于其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或體系。

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(責(zé)任編輯耿金花)

Equipment Contribution Degree Evaluation Method Based on Combat Network of Weapon System-of-Systems

LI Jichao, YANG Kewei1, ZHANG Xiaoke1, JIANG Jiang1, QING Duzheng2

(1. College of Information System and Management, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;2.Science and Technology on Space System Simulation Laboratory, Beijing Simulation Center, Beijing 100854, China)

In the paper, an equipment contribution degree evaluation method based on combat network of weapon system-of-systems (WSOS) is proposed. Firstly, weapons and armaments are abstracted as nodes while the complicated relationships between weapon and armaments are abstracted as edges of combat network. The nodes and edges are categorized and related mathematical models based on operational indicators are built.For a better evaluation of WSOS operational effectiveness, a comprehensive evaluation index based on operation loop is put forward. Besides, an equipment contribution degree evaluation model is established to weigh the equipment contribution within the WSOS. Finally, a theater missile defense system-of-systems is taken as a case study to verify the feasibility and effectiveness of the proposed methods. The results show that the decision organs play a most important role in the WSOS.

weapon system-of-systems; network modeling; operation loop; contribution degree

1672-3813(2016)03-0001-07；DOI:10.13306/j.1672-3813.2016.03.001

2014-09-29；

2015-03-26

李際超(1990-)，男，山東青州人，博士研究生，主要研究方向?yàn)閲?guó)際采辦與體系工程管理。

N936

A