（92785部隊(duì) 綏中 125200）

1 引言

武器系統(tǒng)效能是在規(guī)定作戰(zhàn)環(huán)境條件下和作戰(zhàn)模式下完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)的能力，能夠全面反映武器系統(tǒng)在規(guī)定作戰(zhàn)環(huán)境下的整體技術(shù)水平和綜合作戰(zhàn)能力，因此作戰(zhàn)效能評(píng)估對(duì)武器系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用具有重要的意義和作用。本文根據(jù)反輻射無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)使用環(huán)境和特點(diǎn)，基于傳統(tǒng)的ADC評(píng)估模型，提出改進(jìn)型作戰(zhàn)效能評(píng)估體系和模型，增加反輻射無(wú)人機(jī)對(duì)抗能力要素，為反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估提供了新的思路和方法。

2 反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系

ADC模型是美國(guó)于1963年成立的工業(yè)界武器系統(tǒng)效能咨詢委員會(huì)研究制定的，是武器系統(tǒng)可用性、可信性和能力的函數(shù)，基本表示形式為E=ADC（E表示系統(tǒng)效能，A表示系統(tǒng)可用度，D表示系統(tǒng)可信度，C表示系統(tǒng)能力）。ADC模型較為全面地映射了武器系統(tǒng)的基本作戰(zhàn)能力，其應(yīng)用也較為廣泛，是武器裝備效能評(píng)估的關(guān)鍵[1～2]。但隨著現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的不斷發(fā)展，武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)作戰(zhàn)效能越來(lái)越受到復(fù)雜電磁環(huán)境特別是對(duì)抗環(huán)境和作戰(zhàn)人員能力的影響，為使反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估更加貼近戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)際，在此引入抗干擾能力指標(biāo)K和操作人員能力指標(biāo)R，對(duì)傳統(tǒng)ADC模型進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的作戰(zhàn)效能指標(biāo)E=ADCKR。

反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系如圖1所示[3～4]。反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)能力主要包括基本能力和對(duì)抗能力?；灸芰χ饕ǚ摧椛錈o(wú)人機(jī)可用性、可信性和基本作戰(zhàn)能力，其中可用性是裝備準(zhǔn)備階段的可用度衡量指標(biāo)，可信性是裝備任務(wù)全過(guò)程的穩(wěn)定度衡量指標(biāo)，基本作戰(zhàn)能力包括裝備發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力、突防能力和毀傷能力。對(duì)抗能力主要包括反輻射無(wú)人機(jī)抗干擾能力和人員作戰(zhàn)能力，其中抗干擾能力是裝備抗有源誘偏、抗組網(wǎng)雷達(dá)等的衡量指標(biāo)，人員作戰(zhàn)能力包括人員基本素質(zhì)和訓(xùn)練效果的衡量指標(biāo)。

圖1 反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系圖

3 反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估模型

3.1 基本效能評(píng)估模型

3.1.1 可用性分析[5]

可用性代表武器系統(tǒng)在最初執(zhí)行任務(wù)時(shí)所處的狀態(tài)指標(biāo)，是對(duì)武器系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)準(zhǔn)備階段可用程度的度量，映射了武器系統(tǒng)的使用準(zhǔn)備程度。

假設(shè)武器系統(tǒng)在開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)時(shí)共有n種狀態(tài)可能，武器系統(tǒng)可用性A可以表示為

式中，ai表示武器系統(tǒng)在最初執(zhí)行任務(wù)時(shí)處于第i種狀態(tài)的概率。

因?yàn)樵谧畛鯃?zhí)行任務(wù)時(shí)，武器系統(tǒng)只能處于多種狀態(tài)中的一種，而不是多種狀態(tài)并存，另外n種狀態(tài)構(gòu)成了樣本空間，所以全部概率值之和一定等于1，也就是說(shuō)：

由于反輻射無(wú)人機(jī)在開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，只有兩種工作狀態(tài)即“正?！迸c“故障”，所以說(shuō)反輻射無(wú)人機(jī)的可用性就可以表示為

式中，a1表示任務(wù)開(kāi)始時(shí)，反輻射無(wú)人機(jī)處于正常工作狀態(tài)的概率；a2表示任務(wù)開(kāi)始時(shí)，反輻射無(wú)人機(jī)處于故障狀態(tài)的概率。

通過(guò)以上計(jì)算過(guò)程可知：

式中，MTBF表示反輻射無(wú)人機(jī)在任務(wù)準(zhǔn)備階段的平均故障間隔時(shí)間；MTTF表示反輻射無(wú)人機(jī)在任務(wù)準(zhǔn)備階段的平均故障修復(fù)時(shí)間。

3.1.2 可信性分析

可信性代表武器裝備在任務(wù)過(guò)程中所處的狀態(tài)指標(biāo)，影射了武器系統(tǒng)在使用過(guò)程中所處的各種狀態(tài)的集合。任務(wù)過(guò)程中的某種狀態(tài)，都可以經(jīng)過(guò)武器系統(tǒng)自身的變化和維護(hù)修理，轉(zhuǎn)化為其他狀態(tài)。

假設(shè)武器系統(tǒng)在開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)時(shí)有n種可能的狀態(tài)，武器系統(tǒng)在任務(wù)初始階段可能處于任何一種狀態(tài)，在任務(wù)過(guò)程中可能轉(zhuǎn)化為n-1種其他狀態(tài)，也就是說(shuō)武器系統(tǒng)有n種狀態(tài)轉(zhuǎn)化可能，因此可信性D可表示為

式中，dij表示武器系統(tǒng)在任務(wù)開(kāi)始階段處于第i種狀態(tài)，在任務(wù)過(guò)程中處于第j種狀態(tài)的概率。

另外，任務(wù)過(guò)程中的n中狀態(tài)是武器系統(tǒng)狀態(tài)的合集，因此有

因?yàn)榉摧椛錈o(wú)人機(jī)屬于不可修復(fù)的武器系統(tǒng)，如果在開(kāi)始階段其處于故障狀態(tài)，那么在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中將一直處于故障狀態(tài)，不會(huì)也不能轉(zhuǎn)化為正常狀態(tài)，所以i＞j都是不可能事件，可信性D就可以表示為

反輻射無(wú)人機(jī)在任務(wù)過(guò)程中只有“正?！焙汀肮收稀眱煞N狀態(tài)，因此反輻射無(wú)人機(jī)的可信性D可以簡(jiǎn)化表示為

式中，d11表示反輻射無(wú)人機(jī)在任務(wù)開(kāi)始階段處于正常狀態(tài)，在任務(wù)過(guò)程中仍處于正常狀態(tài)的概率；d12表示反輻射無(wú)人機(jī)在任務(wù)開(kāi)始階段處于正常狀態(tài)，在任務(wù)過(guò)程中處于故障狀態(tài)的概率；d21表示反輻射無(wú)人機(jī)在任務(wù)開(kāi)始階段處于故障狀態(tài)，在任務(wù)過(guò)程中處于正常狀態(tài)的概率；d22表示反輻射無(wú)人機(jī)在任務(wù)開(kāi)始階段處于正常狀態(tài)，在任務(wù)過(guò)程中仍處于故障狀態(tài)的概率。

3.1.3 作戰(zhàn)能力分析[6～7]

反輻射無(wú)人機(jī)基本作戰(zhàn)能力主要包括發(fā)現(xiàn)輻射源（雷達(dá)）能力、突防能力和毀傷能力，在此分別進(jìn)行分析。

1）發(fā)現(xiàn)輻射源能力分析

基于反輻射無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)上的機(jī)動(dòng)性，其反輻射導(dǎo)引頭的體積較小、功能比陸基偵察系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，因此其偵察靈敏度、分辨角精度等指標(biāo)偏低；另外反輻射無(wú)人機(jī)偵察到輻射源信號(hào)后將與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)目標(biāo)后進(jìn)行攻擊，因此反輻射無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)輻射源能力F可表示為

式中，F(xiàn)z表示反輻射無(wú)人機(jī)偵察到輻射源信號(hào)的概率，F(xiàn)p表示反輻射無(wú)人機(jī)偵察信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)匹配成功概率。

2）突防能力分析

反輻射無(wú)人機(jī)在攻擊過(guò)程中，將受到雷達(dá)探測(cè)和防空武器攻擊的威脅，在此其突防能力T可表示為

式中，Tl表示雷達(dá)探測(cè)發(fā)現(xiàn)反輻射無(wú)人的概率，Tf表示防空武器擊落反輻射無(wú)人機(jī)的概率。

3）毀傷能力分析[8]

反輻射無(wú)人機(jī)的毀傷能力主要是破片殺傷，其不但與導(dǎo)引系統(tǒng)的性能和目標(biāo)特性有關(guān)，還與引信、戰(zhàn)斗部以及引信戰(zhàn)斗部配合相關(guān)，則反輻射無(wú)人機(jī)的毀傷能力H可表示為

式中，R表示反輻射無(wú)人機(jī)的毀傷半徑，W表示反輻射無(wú)人機(jī)攻擊偏差，a表示修正因子（反輻射無(wú)人機(jī)是否偵察到輻射源信號(hào)并引導(dǎo)飛行）。

3.2 對(duì)抗效能評(píng)估模型

3.2.1 抗干擾能力分析

反輻射無(wú)人機(jī)在偵察和攻擊過(guò)程中，主要受到有源誘餌干擾，同時(shí)雷達(dá)的“閃爍”開(kāi)機(jī)和雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)，均對(duì)反輻射無(wú)人機(jī)的攻擊產(chǎn)生影響，三者是對(duì)抗反輻射無(wú)人機(jī)的有效方法和手段，每一種對(duì)抗手段的成功，都將導(dǎo)致反輻射無(wú)人機(jī)對(duì)抗效能變?yōu)?，因此其對(duì)抗效能K可表示為

式中，Kye表示反輻射無(wú)人機(jī)成功對(duì)抗誘餌的概率，Kss表示反輻射無(wú)人機(jī)成功對(duì)抗雷達(dá)閃爍開(kāi)機(jī)的概率，Kzw反輻射無(wú)人機(jī)成功對(duì)抗雷達(dá)組網(wǎng)的概率。

3.2.2 人員能力分析[9～10]

任何武器系統(tǒng)都是都是人類設(shè)計(jì)的，都需要人去操作，人員的心里素質(zhì)、業(yè)務(wù)能力、訓(xùn)練水平等的差異均會(huì)對(duì)武器系統(tǒng)的效能發(fā)揮有著明顯的影響，綜合考慮則人員能力R可表示為

式中，Rxl表示反輻射無(wú)人機(jī)操作者的心里素質(zhì)，這個(gè)值可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)量獲得；Ryw表示反輻射無(wú)人機(jī)操作者的業(yè)務(wù)能力，可以通過(guò)計(jì)算得到（Nwc為完成任務(wù)次數(shù)，Nzs為接受任務(wù)總數(shù)）；Rxl表示反輻射無(wú)人機(jī)操作者的訓(xùn)練水平。

3.3 改進(jìn)后的反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能模型

結(jié)合以上分析，在原有ADC模型的基礎(chǔ)上，綜合對(duì)抗能力中的抗干擾能力和操管人員能力，得出反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估模型為

該效能模型貼近作戰(zhàn)使用實(shí)際，在傳統(tǒng)只考慮武器裝備基本性能的基礎(chǔ)上，充分考慮作戰(zhàn)使用中的復(fù)雜電磁環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)環(huán)境，將反輻射無(wú)人機(jī)的對(duì)抗性能加入到作戰(zhàn)效能評(píng)估體系中，由它來(lái)評(píng)價(jià)武器反輻射無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)效能是可行的，也更加精確。

4 實(shí)例應(yīng)用分析

假設(shè)1架發(fā)輻射無(wú)人機(jī)單獨(dú)執(zhí)行任務(wù)，對(duì)目標(biāo)雷達(dá)進(jìn)行攻擊，在此應(yīng)用以上建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算[11～12]。

如果要求反輻射無(wú)人機(jī)達(dá)到作戰(zhàn)使用要求，能夠有效發(fā)揮作戰(zhàn)效能，那么反輻射無(wú)人機(jī)的可用性和可信性指標(biāo)均為1（裝備工作正常），即A=1、D=1。

反輻射無(wú)人機(jī)偵察到輻射源的概率Fz=0.85，與數(shù)據(jù)庫(kù)匹配成功概率Fp=0.9，則反輻射無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)輻射源能力F=0.765。

雷達(dá)探測(cè)發(fā)現(xiàn)反輻射無(wú)人的概率Tl=0.5，防空武器擊落反輻射無(wú)人機(jī)的概率Tf=0.2，則反輻射無(wú)人機(jī)突防能力T=1-0.1=0.9。

反輻射無(wú)人機(jī)的毀傷半徑R=20m，反輻射無(wú)人機(jī)攻擊偏差W=7m，修正因子a=1（反輻射無(wú)人機(jī)正常偵察到輻射源信號(hào)并引導(dǎo)飛行），則反輻射無(wú)人機(jī)的毀傷能力H=0.862。

反輻射無(wú)人機(jī)成功對(duì)抗誘餌的概率Kye=0.8，反輻射無(wú)人機(jī)成功對(duì)抗雷達(dá)閃爍開(kāi)機(jī)的概率Kss=0.9，反輻射無(wú)人機(jī)成功對(duì)抗雷達(dá)組網(wǎng)的概率Kzw=0.8，則反輻射無(wú)人機(jī)對(duì)抗效能K=0.576。

反輻射無(wú)人機(jī)操作者的心里素質(zhì)統(tǒng)計(jì)量Rxl=0.8，反輻射無(wú)人機(jī)操作者的業(yè)務(wù)能力Ryw=0.9，表示反輻射無(wú)人機(jī)操作者的訓(xùn)練水平Rxl=0.9，則反輻射無(wú)人機(jī)人員操管能力R=0.648。

單架反輻射無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能計(jì)算如下：

計(jì)算結(jié)果與以往模型的計(jì)算結(jié)果有所下降，主要是新建模型更加貼近作戰(zhàn)實(shí)際，將戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和人員因素考慮到模型要素之中，且本次實(shí)例應(yīng)用分析僅采用單武器攻擊方式，綜合原因?qū)е路摧椛錈o(wú)人機(jī)攻擊的成功率降低，但計(jì)算要素更加全面、過(guò)程更加科學(xué)、結(jié)果更加貼近實(shí)際作戰(zhàn)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評(píng)估對(duì)武器系統(tǒng)的發(fā)展和作戰(zhàn)能力的發(fā)揮起著越來(lái)越重要的作用。本文對(duì)傳統(tǒng)的ADC模型進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的影響要素進(jìn)行了分析研究，建立了改進(jìn)型的ADC評(píng)估模型，對(duì)反輻射無(wú)人機(jī)的發(fā)展和進(jìn)步提供了一定的參考借鑒價(jià)值，具有一定的軍事和經(jīng)濟(jì)效益。