護(hù)航編隊(duì)對(duì)空防御能力分析＊

季大琴 羅德良 孟一鳴

（海軍兵種指揮學(xué)院 廣州 510430）

1 引言

隨著高技術(shù)武器裝備的不斷發(fā)展與應(yīng)用，在編隊(duì)海上護(hù)航中，來(lái)自空中的威脅日趨嚴(yán)重，直接影響到海上護(hù)航編隊(duì)的生存。特別是在遠(yuǎn)離海岸艦艇編隊(duì)對(duì)運(yùn)輸船隊(duì)伴隨護(hù)航中、難以得到己方空中掩護(hù)的情況下，加之運(yùn)輸船隊(duì)自身的警戒探測(cè)能力有限，編隊(duì)自身的防空能力就更為重要。如何建立有效的防空體系是護(hù)航編隊(duì)急需解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題之一。因此對(duì)護(hù)航編隊(duì)防空能力進(jìn)行量化評(píng)估具有重大意義，只有準(zhǔn)確、及時(shí)、適時(shí)地評(píng)估護(hù)航編隊(duì)的防空能力，才能科學(xué)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并有針對(duì)性地加以改進(jìn)，避免訓(xùn)練和技術(shù)改革的重復(fù)性和盲目性，也可以為編隊(duì)整體作戰(zhàn)提供有價(jià)值的參考，從而提高海上護(hù)航編隊(duì)的防護(hù)能力。

2 護(hù)航編隊(duì)防空體系

水面艦艇編隊(duì)的防御層次一般按硬武器的射程范圍來(lái)劃分，按照距編隊(duì)距離由遠(yuǎn)及近劃分可分為外層防空區(qū)、區(qū)域防空區(qū)和末端防空區(qū)，如圖1，采取偵察、預(yù)警攔截及近程干擾抗擊的分層防空等手段，建立縱深的立體防空體系。隨著武器性能的日益完善，反艦導(dǎo)彈正向多樣化方向發(fā)展，特別是反艦導(dǎo)彈速度的提高、隱身能力的增強(qiáng)，給水面艦艇編隊(duì)防空帶來(lái)了更大的難度。

1）外層防空區(qū)

圖1 防空區(qū)域

外層防空區(qū)主要指特混編隊(duì)超遠(yuǎn)距離的防空范圍，對(duì)于特混編隊(duì)?wèi)?zhàn)斗群來(lái)說(shuō)，一般配備幾十駕艦載戰(zhàn)斗機(jī)和攻擊機(jī)，艦載機(jī)攜帶空空導(dǎo)彈作為攔截武器。

2）區(qū)域防空區(qū)

區(qū)域防空區(qū)擁有中遠(yuǎn)程區(qū)域防空導(dǎo)彈作為攔截武器，對(duì)于一般的水面艦艇來(lái)說(shuō)，由于沒(méi)有艦載機(jī)的掩護(hù)，區(qū)域防空導(dǎo)彈成為艦艇編隊(duì)防空作戰(zhàn)的中堅(jiān)力量，主要攔截中遠(yuǎn)程、中高空的各種目標(biāo)，兼顧對(duì)中程、中低空目標(biāo)的攔截。

3）末端防空區(qū)

末端防空區(qū)為點(diǎn)防御區(qū)，屬于單間防空范疇，主要使用末端導(dǎo)彈武器系統(tǒng)和艦炮攔截超低空或掠海來(lái)襲的反艦導(dǎo)彈。

除了以艦空導(dǎo)彈為主戰(zhàn)兵器的硬抗擊以外，艦艇編隊(duì)還使用各種電子設(shè)備實(shí)施軟抗擊。綜合起來(lái)的軟／硬武器系統(tǒng)，共同構(gòu)成了遠(yuǎn)、中、近、末端的防空反導(dǎo)體系。

由于護(hù)航編隊(duì)的兵力編成一般為三到四艘艦艇，因而護(hù)航編隊(duì)的空中防御層定位于區(qū)域防空區(qū)，但是，評(píng)估護(hù)航編隊(duì)的整體防空能力面臨很多問(wèn)題。目前，評(píng)價(jià)水面艦艇編隊(duì)整體防空能力主要是通過(guò)將某些防空武器與國(guó)外先進(jìn)武器進(jìn)行比較或僅僅參考武器參數(shù)來(lái)完成的，這種評(píng)價(jià)方法的定性成份較大，很容易受人的主觀因素的影響，最終導(dǎo)致結(jié)果的不正確、不科學(xué)。因此，必須找到一種科學(xué)的、合理的量化評(píng)估方法，對(duì)護(hù)航編隊(duì)整體防空能力進(jìn)行量化分析，從而為遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)和其他軍事行動(dòng)提供參考。

3 模糊綜合評(píng)價(jià)模型

3.1 綜合評(píng)判中各因素權(quán)重的確定

水面艦艇編隊(duì)區(qū)域防空是指編隊(duì)海上作戰(zhàn)行動(dòng)中，依靠編隊(duì)自身所攜帶的兵力兵器對(duì)空中來(lái)襲目標(biāo)進(jìn)行抗擊、規(guī)避的一系列作戰(zhàn)過(guò)程。水面艦艇編隊(duì)防空的區(qū)域范圍大小主要取決于艦載防空反導(dǎo)武器的射程。因而考慮護(hù)航編隊(duì)區(qū)域防空能力主要包含5個(gè)方面：隊(duì)形的自防護(hù)能力、防空反導(dǎo)武器性能、對(duì)空預(yù)警探測(cè)能力、信息處理傳遞能力、指揮控制協(xié)同能力。本文采用層次分析法（AHP）確定同層次各因素的權(quán)重，方法是：

1）確定表1所示的護(hù)航編隊(duì)防空能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型。

表1 護(hù)航編隊(duì)防空能力評(píng)估指標(biāo)體系

2）由專家應(yīng)用1～9的比例標(biāo)度方法對(duì)模型中的同層因素相對(duì)上層因素的重要性進(jìn)行比較，構(gòu)造判斷矩陣A＝（aij）n×n。

3）層次單排序及一致性檢驗(yàn)：判斷矩陣C的最大特征根所對(duì)應(yīng)的特征向量，經(jīng)歸一化后，得到同一層各因素對(duì)應(yīng)于上一層因素的相對(duì)重要性權(quán)值。由于判斷矩陣是根據(jù)人們主觀判斷得到的，不可避免地帶有估計(jì)誤差，因此要進(jìn)行排序一致性檢驗(yàn)。

求A的特征向量W＝（w1，w2，…，wn）和最大特征值λmax：

判斷矩陣A的一致性檢驗(yàn)：

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)表

3.2 二級(jí)模糊綜合評(píng)判模型

二層次模糊綜合評(píng)判適宜于解決防空能力綜合評(píng)判這樣的多因素、多層次問(wèn)題具體操作步驟如下：

1）將因素集劃分為若干子因素集，劃分因素集U＝｛u1，u2，…，uk｝，劃分應(yīng)滿足條件：U；Ui∩Uj＝Φ，i≠j第二層因素子集Ui（i＝1，2，…，k）所包含元素為Ui＝｛ui1，ui2，…，uim｝，Ui中含有ni個(gè)元素，并且，根據(jù)護(hù)航編隊(duì)防空評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，設(shè)定評(píng)估因素集為U＝｛B1，B2，B3，B4，B5｝，其中B1＝｛C1，C2｝，B2＝｛C3，C4，C5，C6，C7，C8｝，B3＝｛C9，C10，C11，C12｝，B4＝ ｛C13，C14，C15，C16｝，B5＝｛C17，C18，C19，C20，C21｝。

2）對(duì)第二層每一子因素Ui分別做出綜合評(píng)價(jià)，設(shè)評(píng)語(yǔ)集為V＝｛v1，v2，…，vm｝，Ui中各因素權(quán)重為Ai＝｛ai1，ai2，…，aim｝，設(shè)Ri為單因素評(píng)判矩陣，可得第二層評(píng)價(jià)向量為Bi＝Ai?Ri＝（bi1，bi2，…，bim），i＝1，2，…，k，在此，把護(hù)航編隊(duì)防空能力分為4等，建立評(píng)語(yǔ)集為V＝｛v1，v2，v3，v4｝＝｛好，較好，一般，差｝。

3）進(jìn)行第一層各子集的綜合評(píng)價(jià)，得出評(píng)價(jià)結(jié)果，將每個(gè)Ui視為一個(gè)因素，因?yàn)閁＝｛u1，u2，…，uk｝，則U為一級(jí)因素集，其權(quán)重為A＝｛a1，a2，…，ak｝。又有U的單因素決策矩陣為

則可得總的綜合評(píng)價(jià)向量為B＝A?R＝（b1，b2，…，bm），對(duì)其進(jìn)行歸一化處理得B′。“?”為綜合評(píng)判綜合算子，bj表示護(hù)航編隊(duì)防空能力被評(píng)為vj的模糊隸屬度，按照模糊評(píng)語(yǔ)的加權(quán)法，即給出各級(jí)評(píng)語(yǔ)bj的權(quán)重分?jǐn)?shù)，然后按照計(jì)算對(duì)應(yīng)綜合指標(biāo)的總得分S，這樣就確定了護(hù)航編隊(duì)防空能力的強(qiáng)弱。本文令權(quán)重分?jǐn)?shù)為W1＝100，W2＝80，W3＝60，W4＝20。

4 算例

應(yīng)用上述因素權(quán)重確定方法和模糊綜合評(píng)判法，以表1為例，對(duì)某護(hù)航編隊(duì)防空能力進(jìn)行模糊綜合評(píng)估。

首先，利用層次分析法確定主要因素的權(quán)重，根據(jù)表1的結(jié)構(gòu)模型，采用10位專家的有效評(píng)判結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，構(gòu)建判斷矩陣，采用求根法求出各因素的權(quán)重，并計(jì)算一致性指標(biāo)CR，列出U判斷矩陣如表3，經(jīng)計(jì)算，此判斷矩陣具有比較滿意的一致性。

然后組織專家采用德?tīng)柗品ù_定底層因素在評(píng)語(yǔ)集｛好，較好，一般，差｝上的隸屬度矩陣，如表4所示。

利用層次分析法給出各層分量的判斷矩陣，經(jīng)換算得出各層分量的相對(duì)權(quán)重，并且各層次諸因素的相對(duì)權(quán)重均已通過(guò)一致性檢驗(yàn)，具體數(shù)據(jù)如下：

首先各層因素分量相對(duì)于第一層各個(gè)指標(biāo)Ui（i＝1，2，3，4，5）的模糊評(píng)語(yǔ)Pi，計(jì)算的方法分別使用加權(quán)綜合型算法：

將各個(gè)Pi組成為總的模糊矩陣R后，就可以計(jì)算總的綜合模糊評(píng)語(yǔ)P。

這樣，上面評(píng)估的方案的總得分為：

5 結(jié)語(yǔ)

本文應(yīng)用層次分析法和模糊綜合評(píng)判對(duì)護(hù)航編隊(duì)防空能力進(jìn)行評(píng)估，建立護(hù)航編隊(duì)防空能力多層次多目標(biāo)的綜合評(píng)判模型，從定量的角度對(duì)影響護(hù)航編隊(duì)整體防空能力的各因素進(jìn)行描述，較好地解決了防空能力的多指標(biāo)評(píng)估問(wèn)題。通過(guò)對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行分析，此模型具有良好的適宜性、可行性和可用性，對(duì)于有效評(píng)估護(hù)航編隊(duì)防空能力具有一定的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

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