中国指挥与控制学会会刊 
作战体系作为支撑体系作战的基础,对于战争的胜负具有非常重要的作用。为打赢未来联合作战和全域作战,需要构建具有中国特色的现代化作战体系。其中如何评估作战体系是困扰科研工作者的一个难点问题。作战体系评估模型作为开展作战体系评估的基础,本文将其作为研究和解决作战体系评估的关键和重点问题之一。
1 作战体系评估的内涵
作战体系评估是以作战体系为研究对象的评估实践活动。它虽然以作战体系为研究对象,但是具有更广的内涵。在关注作战系统的同时,作战体系评估还需要关注作战单元和作战要素。这既包括武器装备,也包括操作武器系统的作战人员,体现了人与装备的结合,关注了人与装备的结合方式[1]。
因此,作战体系评估既包括作战体系整体能力的评估,也包括作战体系重点能力的评估。
首先,作战体系评估要从宏观的角度看待作战体系,将作战体系看成一个整体,强调作战体系的整体运用,评估作战体系的作战效能、作战体系的关键节点、作战体系的重心等。其次,在特定的作战背景下,作战体系评估还要重点关注作战体系特定的作战能力,如在制空作战中,需要重点强调空中进攻能力;在太空作战中,需要重点关注航天侦察和卫星通信能力;在防空作战中,需要重点关注防空反导能力等。
作战体系评估既包括作战体系的静态作战能力的评估,也包括作战体系动态运用效能的评估。通过对作战体系静态作战能力的评估,可以在制定作战体系建设规划时,优化和完善作战体系的基本构成、装备的作战能力、作战装备的建设需求等。通过评估作战体系的动态运用效能,评估体系作战中各作战系统的运用方式、作战单元的作战效能、作战行动的作战效果等[2],优化作战体系结构,弥补短板与弱项,实现作战体系整体作战能力的提升。
2 作战体系评估模型构建
基于对作战体系评估的基本理解,本文从作战体系的完备性和作战体系效能两个维度对作战体系进行评估。其中,体系完备性重点考察主战力量完备性、支撑系统完备性、后勤保障完备性;体系效能重点考察体系模式优胜性、体系化集成能力、体系目标满足度等。在此基础上,本文从体系构建、体系运行、体系运用三个角度设计评估模型体系,为开展作战体系评估活动提供支撑。
2.1 体系构建模型
根据各类作战体系的典型作战样式,按照一般作战样式的基本流程,针对作战过程中的侦(侦察预警)、控(指挥控制)、打(火力打击)、保(包括作战保障、后勤保障、装备保障、人员保障等)、动(机动投送)、防(防御防守)、扰(电子干扰)、支(作战支援)、评(评估反馈)等维度(这些维度可根据具体作战样式进行适当排列组合),分析各维度中所涉及的作战实体要素和基本作战单元,输出作战体系结构图。同时,与理想条件下作战体系要素情况进行对比,得出目标作战体系完整度结论。主要通过设计体系完备性模型和维度完整性模型来实现,即
体系完备性= 各维度完整性×Qi
维度完整性= min(,1)×Pj
式(1)中,Qi为各维度的权重,式(2)中维度要素值还可以再分解聚合,如侦察部分的要素值可以分解为多种侦察装备及对不同类型目标的侦察能力,并对其进行综合,因此,Pj为各维度要素再拆解要素的权重。
2.2 体系运行模型
模型主要用于厘清作战体系内部的运行机理和决策流程,按照OODA(“侦察-判断-决策-行动”)关系等进行描述,从态势感知、信息融合到指挥决策、行动控制、支援保障、评估反馈等流程机制对作战体系进行抽象,通过网络建模和关联度分析,分析作战体系关键节点,能够对作战体系信息链路的通畅性、抗毁性等进行分析和评估,同时绘制出体系信息流转图和交互图。这主要通过设计作战体系信息链路通畅性模型、抗毁性模型和关键节点分析模型来实现。
1)作战体系的信息链路通畅性模型
这里用OODA环时间说明作战体系的信息链路通畅性。假设作战体系完成观察、判断、决策、行动等各阶段任务所需平均时间定义为Δt1、Δt2、Δt3、Δt4,即
TOODA=Δt1+Δt2+Δt3+Δt4
对应于作战体系超网络,OODA环强调的是一个跨域的回路。作战体系超网络针对物理域、信息域与认知域分别构建交战网、信息网和指控网[3]。定义λd和λf是物理域上作战体系的机动部署节奏和交战节奏,λC2是认知域上作战体系定下作战决心和作战计划的决策节奏,λT是信息域与物理域、认知域的交互节奏。OODA环与体系作战超网络的映射关系如图1 所示,OODA环各阶段所需时间如图2 所示。
基于作战体系超网络的指挥周期定义为
TOODA=Δt1+Δt2+Δt3+Δt4≥ + + +
2)作战体系抗毁性模型
平均聚类系数(ACC)表示相互连接的邻居节点比例在整个体系网络中的平均值,描述了一个网络图局部连通属性 。通过对每个节点的聚类系数求和,再根据整个网络中的节点数量求平均即可得到ACC。
对于一个具有N个节点的网络而言,其ACC可以计算如下:
ACC= ×
在式(4)中,mi代表网络中的第i个节点中的直接相邻节点数目,epq为邻居p和q(节点vp和vq)之间的一跳连接,E为所有边的集合。因此,该求和公式表示在 个邻居之间总的邻居连接数目除以这些邻居间最大可能的连接数目。在公式(4)中,2是因为连接的双向特征(对于有向连接,在任意 个邻居之间可能形成的连接数目为 ,对于作战体系的网络来说,存在一些有向连接节点,就需要对其进行特殊处理)。然而,对于只有一个邻居的节点,其ACC值被定义为0。
该算法需要分别计算体系节点被毁后,体系的平均ACC值与原始体系平均ACC值的比值为
抗毁性=
3)作战体系关键节点分析模型
该分析主要是针对体系ACC进行计算,计算出单个节点被毁后的体系ACC,最小的即为关键节点,依次可以得到关键节点排序,即
关键节点=min
2.3 体系运用模型
本文分别从作战体系中侦(侦察预警)、控(指挥控制)、打(火力打击)、保(包括作战保障、后勤保障、装备保障、人员保障等)、动(机动投送)、防(防御防守)、扰(电子干扰)、支(作战支援)、评(评估反馈)等维度,选取各维度的关键能力指标,分别设计体系建设效益指数模型和体系作战效能指数模型。
1)以作战需求和任务牵引为标准,将当前作战体系各维度实际建设水平与需求目标进行对比,得出作战体系各维度关键能力指标的建设效益指数,以侦察维度关键能力作战指标为例,计算如下:
W侦=
其他维度以此类推,在此基础上得出体系建设效益指数:
E建=∑βiWi
2)以典型场景下攻防对抗为背景,将当前作战体系各维度作战能力指标与实际建设水平进行对比,得出作战体系各维度关键能力指标的作战效能指数[5],在侦察维度关键能力作战指标为例,计算如下:
W侦=
其他维度以此类推,在此基础上得出体系作战效能指数:
E战=∑βiWi
3 作战体系评估模型应用案例
3.1 作战背景
在天基信息支援反航母作战中,战略级指挥中心通过通信卫星向战区指挥中心下达打击某航母作战命令。根据战略级指挥中心作战命令,战区级指挥中心通过通信卫星向某导弹部队指挥机构下达作战命令。某导弹部队指挥机构按照作战命令,利用导航定位卫星系统快速定位定向设备,待命实施导弹打击任务。战区级指挥中心向太空行动控制中心提出引导打击某航母侦察需求。太空行动控制中心通过通信卫星将航母目标侦察数据传至战区级指挥中心和某导弹部队指挥机构。导弹部队接收目标指示数据进行预编程和装订导弹弹道数据,实施导弹发射。导弹发射升空后,按预定弹道飞向目标,飞行过程中采用卫星导航定位系统进行卫星制导,以提高导弹武器的命中精度。
3.2 体系构建模型评估
具体作战要素、实体要素、数量规模等参数值评估如表1 所示。
表1 作战要素、实体要素、数量规模等参数值评估 |
| 维度 | 作战要素 | 实体要素 | 数量规模 | 完整性 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 需求值 | 实际值 | ||||
| 目标指示0.3 | 侦察系统0.6 | 侦察卫星 1 | 10 | 6 | 0.6 |
| 数传系统0.4 | 通信卫星 0.6 | 2 | 2 | 1 | |
| 地面站0.4 | 4 | 2 | 0.5 | ||
| 指挥控制0.3 | 指挥机构 | 战略级指挥中心0.5 | 1 | 1 | 1 |
| 太空行动控制中心0.2 | 1 | 1 | 1 | ||
| 战区级指挥中心0.2 | 1 | 1 | 1 | ||
| 导弹部队指挥机构0.1 | 1 | 1 | 1 | ||
| 火力打击0.3 | 反舰打击系统0.4 | Ⅰ型反舰弹道导弹 1 | 2 | 2 | 1 |
| 中程反舰打击系统 0.6 | Ⅱ型反舰弹道导弹 1 | 2 | 2 | 1 | |
| 综合保障0.1 | 卫星通信系统0.5 | 通信卫星1 | 2 | 2 | 1 |
| 卫星导航系统0.5 | 导航卫星 1 | 16 | 16 | 1 | |
体系完备性=0.68×0.3+0.3+0.3+0.1=0.904
注:这里的作战要素和实体要素权重采用专家打分方法确定,此部分内容不属于本文研究重点,这里不再详细描述。
3.3 体系运行模型评估
1)指挥流程图
指挥流程如图3 所示。
2)信息链路通畅性评估
超网络指挥周期如图4 所示。
注:各实体要素之间的交互时间通过仿真计算所得,由于本文重点研究评估方法,仿真演示过程部分在本文中省略。
3)体系抗毁性评估
ACC= × = ×(6/8+6/16+8/31+6/21+2/4+2/4+1+2/4+9/19+10/28+2/10)=0.47
其中,已经明确单向连接的关系已经减除。
4)体系关键节点分析
各节点被毁后的体系ACC计算结果分别如下:
ACC={0.47,0.44,0.41,0.35,0.41,0.47,0.47,0.47,0.38,0.56,0.61,0.60}
式中,体系ACC分别对应的节点为:无损毁、战略指挥中心、战区指挥中心、太空行动控制中心、导弹部队指挥机构、Ⅰ型反舰弹道导弹、Ⅱ型反舰弹道导弹、侦察卫星、中继卫星、地面站、通信卫星、导航卫星。
将其按关键程度由高到低排序为:太空行动控制中心、中继卫星、战区指挥中心、导弹部队指挥机构、战略指挥中心、Ⅰ型反舰弹道导弹、Ⅱ型反舰弹道导弹、侦察卫星、地面站、导航卫星、通信卫星。
3.4 体系运用模型评估
评估结果如表2 所示。
表2 体系评估结果 |
| 维度 | 关键能力指标 | 需求值 | 建设水平 | 对抗水平 |
|---|---|---|---|---|
| 目标指示 0.4 | 覆盖范围0.2 | 2 500 km | 2 000 km | 1 500 km |
| 定位精度0.3(成本型) | 4 km | 3 km | 5 km | |
| 侦察成功率0.2 | 1 | 0.8 | 0.6 | |
| 时效性0.3(成本型) | 120 s | 180 s | 240 s | |
| 指挥控制0.2 | 命令时延0.5(成本型) | 1 s | 0.5 s | 2 s |
| 决策时延0.5 (成本型) | 20 s | 30 s | 60 s | |
| 火力打击 0.3 | 命中概率0.4 | 0.9 | 0.8 | 0.6 |
| 命中精度0.3(成本型) | 30 m | 50 m | 100 m | |
| 打击距离0.3 | 2 000 km | 2 600 km | 1 500 km | |
| 综合保障0.1 | 通信时延0.1(成本型) | 1 s | 0.5 s | 2 s |
| 通信带宽0.1 | 20 MHz | 100 MHz | 20 MHz | |
| 导航精度0.4(成本型) | 1 m | 10 m | 20 m | |
| 导航范围0.4 | 1 | 0.8 | 0.7 |
1)体系建设效益指数
天基信息支援反航母作战建设效益计算如下:
建设效益= =0.89
2)体系作战效能指数
天基信息支援反航母作战效能指数计算如下:
作战效能= =0.98
4 结束语
本文从作战体系评估的内涵出发,从作战体系的完备性和作战体系效能两个维度进行作战体系评估,设计作战体系构建、体系运行、体系运用三个角度的作战体系评估模型,并通过天基信息支援反航母作战案
例进行模型的实践运用,为作战体系评估的相关研究提供参考和方法支持。