基于DoDAF作戰視圖的水面艦艇對飛航導彈防御模型設計*

王洪勝　郭傳福　王　楠　牛輝濤

(海軍大連艦艇學院艦船指揮系　大連　116018)

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基于DoDAF作戰視圖的水面艦艇對飛航導彈防御模型設計*

王洪勝郭傳福王楠牛輝濤

(海軍大連艦艇學院艦船指揮系大連116018)

摘要水面艦艇對飛航導彈防御作戰需綜合使用遠程、中近程艦空導彈及電子戰裝備，基于以上作戰特點，以DoDAF作戰視圖為研究工具構建水面艦艇對飛航導彈防御模型。探討了基于DoDAF體系結構的水面艦艇對飛航導彈防御模型設計步驟，構建了高層作戰概念圖、組織關系圖、作戰活動圖等六大作戰視圖模型。所建模型簡單直觀易于溝通交流，研究結果對優化水面艦艇對飛航導彈防御作戰頂層設計和裝備開發具有重要支撐作用。

關鍵詞DoDAF； 攔截作戰； 模型設計

Class NumberE925.6

1　引言

飛航導彈是水面艦艇航渡和基地防御作戰中面臨的傳統威脅之一，信息化作戰條件下，水面艦艇能否對飛航導彈實施有效抗擊，取決于對目標的預警探測能力，信息傳輸能力、指揮控制能力、火力攔截能力和電子對抗能力。本文基于DoDAF建模思想，以DoDAF作戰視圖為研究工具，構建水面艦艇對飛航導彈防御模型，為優化水面艦艇對飛航導彈防御作戰頂層設計和裝備開發提供技術支撐。

2　對飛航導彈攔截作戰過程描述

預警機及艦載對空搜索雷達獲取來襲飛航導彈目標信息后，迅速對目標信息進行預處理，完成目標信息初判后將目標情報信息傳送至水面艦艇平臺，水面艦艇立即轉入對飛航導彈攔截作戰。對空搜索雷達依據預警信息持續對來襲目標進行搜索，搜索完畢即轉入對目標跟蹤，后通過傳感器系統將來襲目標態勢以圖形和數字形式傳送至艦艇作戰指揮室，艦艇長及相關部門長對來襲目標進行敵我識別、目標威脅判斷及排序，根據來襲飛航導彈的方位、距離、速度、高度等因素形成對飛航導彈防御作戰方案，艦艇指揮員依據作戰方案分別向武器部門下達目標指示，火控節點指揮員依據目標數據解算射擊參數，當目標進入遠程艦空導彈攔截區域后，發射遠程艦空導彈進行攔截，跟蹤雷達探測到被打擊的目標以后，將目標屬性傳回指控系統，指控系統對作戰效果進行評估，得出毀傷效果評估結論。若遠程艦空導彈未命中目標，則轉入中近程艦空導彈對目標進行攔截，若仍未命中目標，則使用艦炮或電子戰裝備對目標進行抗擊，完成整個防御作戰過程。

3　基于DoDAF建模設計步驟

DoDAF即美國國防體系結構框架，該框架提供了開發和表述體系結構的規則、指南和產品描述，是開發體系結構的前提條件[1]，筆者依據水面艦艇對飛航導彈防御作戰需求和攔截過程，并結合DoDAF模型開發規律，制定作戰視圖產品開發步驟為[2～4]：

1) 基于水面艦艇對飛航導彈防御作戰使命任務，梳理水面艦艇對飛航導彈防御作戰概念和功能需求，構建高級作戰概念圖OV-1；

2) 以水面艦艇對飛航導彈防御作戰指揮流程為基礎，建立作戰指揮組織，分析人員角色以及上下級關系，構建組織關系圖OV-4；

3) 進行防御作戰活動建模。首先，基于水面艦艇對飛航導彈防御作戰過程和主要作戰活動，構建作戰活動圖OV-5；然后，按照防御作戰事件發生先后順序及相互關聯，構建作戰事件跟蹤描述圖OV-6c；第三，依據防御作戰過程中核心作戰節點狀態變化情況，完成作戰狀態轉換描述圖OV-6b的構建。

4) 基于水面艦艇對飛航導彈防御作戰過程中作戰節點之間的連接和信息交互關系，構建作戰節點連接能力描述圖OV-2。

具體開發步驟如圖1所示。

圖1　水面艦艇對飛航導彈防御模型開發步驟

4　水面艦艇對飛航導彈防御模型設計

4.1高級作戰概念圖(OV-1)

OV-1是對水面艦艇對飛航導彈防御作戰的一種圖形描述。它從宏觀角度著手描述水面艦艇對飛航導彈防御作戰概念和作戰背景，便于不同層次的決策者和設計者的溝通交流[5]。根據水面艦艇對飛航導彈防御作戰過程描述，可確定主要作戰環節包括目標探測、指揮控制、火力抗擊和電子干擾等，主要參與對象包括雷達軍士、艦艇指揮員和對空作戰指揮員和電子戰指揮員等，如圖2所示。

4.2組織關系圖(OV-4)

OV-4描述了水面艦艇對飛航導彈作戰時各級組織之間的指揮結構，各級組織以節點形式給出[6]。艦艇作戰指揮節點統籌全部作戰活動，處于指揮第一層次，下設目標探測節點、火力抗擊節點和電子戰節點。其中，預警機節點受編隊指揮員指揮，授權情況下可受本艦指揮，艦艇目標探測節點可與預警機節點進行目標信息交換和情報傳遞。

4.3作戰活動圖(OV-5)

OV-5主要描述完成作戰目標所涉及的作戰活動，研究各種活動的輸入流、輸出流，活動模型一般采用分層結構，對作戰活動逐層分解[7]。以水面艦艇對飛航導彈防御作戰過程為基礎，建立偵查預警、指揮控制、火力抗擊和電子干擾在內的節點樹模型，結合OV-1和OV-2作戰視圖，對節點樹進行分解，形成預警機預警、對空搜索雷達預警、目標識別等13個模塊，對應的作戰活動圖OV-5如圖4所示。

4.4作戰事件跟蹤描述圖(OV-6c)

OV-6c主要解決在水面艦艇對飛航導彈攔截作戰過程中預警機、作戰指揮室和各武器部門之間的信息狀態時序邏輯問題，該作戰視圖有助于定義接口關系，并保證各個作戰節點具有必要的信息[8]，以便于作戰活動進行合理對接，如圖5所示。

圖2　高級作戰概念圖OV-1

圖3　組織關系圖OV-2

圖4　作戰活動圖OV-3

圖5　作戰事件跟蹤描述圖OV-6c

4.5作戰狀態轉換描述圖(OV-6b)

OV-6b描述水面艦艇在對飛航導彈防御作戰過程中自身狀態的轉換，防御作戰的核心環節在于對目標進行火力抗擊或電子干擾，防御成功則防御作戰結束，否則繼續對其火力抗擊或電子干擾，反復迭代直至作戰結束，結合OV-6c形成水面艦艇對飛航導彈防御作戰狀態轉換描述圖OV-6b，如圖6所示。

圖6　作戰狀態轉換圖OV-6b

4.6作戰節點連接描述圖(OV-2)

對作戰視圖OV-5主要作戰節點進行歸類，主要包括預警飛機、艦載雷達、作戰指揮室、對空部門、電子戰部門、遠程艦空導彈武器系統、中近程艦空導彈武器系統、艦炮武器系統、電子戰武器系統等九大節點，依據各個節點之間的依賴關系和信息交換形成作戰節點描述圖OV-2，該圖主要用于描述作戰節點構成和節點之間的信息需求，確定信息流動的邏輯網絡，同時還顯示OV-5中相關作戰活動所必須的關鍵角色和必要交互[9～10]，如圖7所示。

圖7　作戰節點連接描述圖OV-2

5　結語

本文以水面艦艇對飛航導彈防御作戰為基礎，基于DoDAF建模思想對該防御作戰進行建模，完成了相關視圖的分析與設計，闡明各模型之間的邏輯關系和信息交互規則，模型設計簡單明了、實用性強，對優化水面艦艇對飛航導彈防御作戰模型設計具有支撐作用。

參 考 文 獻

[1] 李雪超，張金成.基于DoDAF的多層彈道導彈防御系統模型研究[J].指揮控制與仿真，2010，32(5)：45-48.

[2] 王洪勝，禹大勇，曲延明.基于DoDAF的艦載彈炮結合防空武器系統模型[J].兵工自動化，2014(5)：28-31.

[3] 張少兵，郭中偉，錢曉進.基于DoDAF的防空兵指揮信息系統作戰體系結構[J].兵工自動化，2011，30(3)：18-20.

[4] 姚勇，李智.基于DoDAF的反導指控系統體系結構模型研究[J].現代防御技術，2011，39(5)：87-95.

[5] 程飛，許濤，張加林.基于DoDAF的潛艇作戰系統體系結構分析[J].四川兵工學報，2012，33(3)：80-84.

[6] 馬穎亮，黃定東，王保乳.基于DoDAF的“宙斯盾”防空作戰體系結構[J].兵工自動化，2012，31(2)：9-13，19.

[7] 叢樹學，白奕.基于DoDAF的艦載武器系統體系結構建模[J].指揮控制與仿真，2008，30(5)：23-26.

[8] 戎光，劉新發，夏惠誠.基于DoDAF的大型艦艇編隊防空反導系統作戰體系結構[J].艦船電子對抗，2012，35(6)：22-25，39.

[9] 李云全，陳瑜.基于DoDAF的系統建模探討[J].現代電子技術，2008，4：59-62.

[10] 王明賀，劉建闖，汪洋.基于DoDAF的作戰能力視圖研究[J].兵工自動化，2012，31(3)：1-4.

*收稿日期：2015年10月9日,修回日期：2015年11月25日

基金項目：海軍大連艦艇學院2110三期工程三期資助學術預研課題(編號：DLJY-XY2015030)資助。

作者簡介：王洪勝，男，碩士研究生，講師，研究方向：水面艦艇攻防戰術與作戰效能評估。郭傳福，男，博士，副教授，研究方向：水面艦艇戰術。王楠，男，博士，講師，研究方向：海軍作戰仿真。牛輝濤，男，助教，研究方向：海軍航空兵戰術。

中圖分類號E925.6

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.008

Model Design of Surface Ship Defensing for Cruise Missile Based on DoDAF

WANG HongshengGUO ChuanfuWANG NanNIU Huitao

(Department of Surface Ship Command, Dalian Naval Academy, Dalian116018)

AbstractBased on the characteristic that surface ship cruise missle operations require the integrated use of remote, short-range ship-air missles and electronic warefare equipment, surface uessels of cruise missle defense model is built by regarding DoDAT combat view as research tool. The design steps of cruise defense model based on DoDAF system architecture are discussed. Six combat operations view model, such as high-level operational concept map, organizationd diagrams, activity diagrams are constructed. The model is simple and easy to communicate. The research resucts have supporting role for optimizing aerodynamic missle deferse for surface ships fighting top-level design and equipment development.

Key WordsDoDAF, defense operations, model design