軍用機場體系設施作戰保障效能評估研究?

（陸軍勤務學院軍事物流系 重慶 401331）

1 引言

隨著國際戰略形勢變動和國家利益的拓展，影響國家安全的因素增多，周邊安全形勢復雜性、不確定性加劇，空軍作為應對各種突發事件的高科技戰略軍種，作用愈加凸顯，各式戰機相繼列裝使得機場的承載功能和扮演的角色進一步變化。為了更好地應對未來的多機種聯合作戰任務，要求樹立新的機場保障觀念，從機場體系的角度來看待軍用機場設施作戰保障效能的發展，構建以機場體系為主的新型保障模式［1］。

軍用機場體系，是為完成特定的使命任務，在一定區域內由若干個航空兵機場構成的有機整體［2］。其保障優勢主要體現在能靈活配置機場體系內各機場的保障效能，提高機場體系的整體保障效能。軍用機場體系設施作戰保障效能，是指在一定條件下軍用機場設施為作戰飛機、軍事人員遂行各類軍事行動提供保障的能力［3］。

軍用機場各類設施項目的建設與維護，具有投資大、周期長、涉及面廣、結構復雜、影響因素多等特點［4］，對機場設施進行傳統的粗粒度統計不能全面系統地了解體系的整體保障能力和現有整體運行情況，更不利于及時發現體系存在的薄弱環節。同時，信息化局部戰爭是多維空間體系與體系的對抗［5］，如果能站在全局的高度，對機場體系內部各成員間的功能屬性、組織秩序及其相互關系進行整體性評價、綜合性分析，可進一步優化機場體系保障模式，使各機場達到最佳耦合狀態，最大限度地發揮整體保障效能。另外，通過對機場體系設施作戰保障效能評估，能夠將設施作戰保障效能的影響因素條理化、系統化，為上級機關貼近作戰目標，為分析機場體系設施建設與部隊作戰實際需要二者之間的能力匹配程度提供依據。因此，科學的軍用機場體系設施作戰保障效能評估就顯得尤為重要。

近年來，隨著航空運輸需求增強和區域內機場聯系更加密切，機場體系評估相關問題得到了部分學者的關注。在機場體系評估研究方面，對民用機場體系的評估多集中在兩個方面，一是機場體系內航線網絡流量優化問題，如王璐、吳輝和孫智慧［6］借鑒p樞紐中位問題的航線網絡構建思想，以最小化運輸成本為目標，建立了機場體系航線網絡模型，并使用CPLEX對問題算例進行求解，有效提高了機場體系的整體運行效率。二是機場體系中心性問題，如莫輝輝、金鳳君、劉毅和王姣娥［7］通過引入網絡分析方法的度中心性、鄰近中心性和介中心性等三個指標對中國機場體系的網絡中心性及其空間組織模式進行了評估研究。而對軍用機場體系的評估研究多從急戰時環境下機場保障能力的限制資源出發，探討機場體系保障能力的組成要素。如張衛春、劉臣杰和王冉冉［8］從裝卸載環節保障能力、加油環節保障能力、機場油料最大保障能力等方面探討了機場群應急作戰保障能力；葛同民、張衛春和王春穎［9］則圍繞機場應急空中輸送作業流程，在文獻［8］的基礎上增加了高峰小時起降架次保障能力、停機位機場保障能力和機場搶修搶建等3個指標，構成了機場群保障能力評估模型，為戰時機場群保障能力評估提供了切實的手段和方法。

通過梳理軍內外相關文獻可以發現，民用機場體系研究以航空流為基礎，以節點流的強度作為判定依據，重點關注機場體系的空間特征；而軍用機場體系研究則關注各業務階段的具體設施對機場體系保障能力的影響，但大都只是將多個機場的保障能力進行簡單相加從而得出機場體系的保障能力，同時缺乏對機場體系布局的整體考量。本文擬從關乎機場體系整體布局的機場總體規模、作戰覆蓋范圍［10］和作戰布勢情況［11］等三個方面出發，首先量化機場體系內各類服務保障設施對體系效能的影響，其次以量化所得數據為基礎，將其放在機場體系的空間布局層次進行探討，從而完成對設施作戰保障效能的評估。

2 軍用機場體系設施作戰保障效能評估模型

2.1 指標體系

軍用機場體系設施作戰保障效能評估模型的構建旨在通過對戰時軍用機場體系保障過程中各類設施的體系效能影響進行分析，從而評估軍用機場體系在戰時效能。

本文在模型構建過程中，充分考慮到軍用機場體系保障效能特殊性——軍事效益，以保障戰機戰斗力生成為首要目標得到目標函數［12］，將軍用機場體系的設施作戰保障效能評估指標體系劃分為機場總體規模、作戰覆蓋范圍以及作戰布勢情況三部分，如圖1所示。

機場總體規模是指某一范圍（全軍、各戰區等）內機場體系的總體數量，以及一線、二線、三線內各機場體系的數量和機場分布密度，保障作戰飛機起降數量規模，其中，三線配置梯次區位線是按照機場體系對應的戰役方向和作戰構想，以作戰需求點為圓心，結合我軍航空兵主戰飛機的作戰半徑，劃分的三類距離線。

作戰覆蓋范圍是指各個機場體系內保障航空兵作戰飛機的所能輻射區域的覆蓋面積及其在作戰區域總面積所占比例即覆蓋度。

作戰布勢情況是指當前機場體系布局能否滿足作戰飛機執行給定任務的保障需要，評估分析機場整體布勢有何優勢、存在什么問題。

為了更好解釋本文研究內容，作示意圖如圖2所示。

圖2 示意圖

2.2 評估模型

根據指標體系，進一步量化建立數學模型。

為了更好地研究軍用機場體系設施作戰保障效能評估問題，使模型不至于太復雜同時又有一定的實用性，對模型作如下假設：

1）軍用機場可滿足各型飛機的運輸、油料勤務、航材等保障需求，本文只考慮軍事設施對軍用機場保障效能的影響；

2）面向單一作戰需求點；

3）只考慮單個戰區內軍用機場體系保障情況；

4）單個機場只能保障某一型戰機，如強擊機、殲擊機、轟炸機；

5）作戰需求點位置已知，且作戰區域的范圍確定；

6）飛機在執行任務、地面保障、停放過程中無飛機損失；

7）對于一線、二線、三線（縱深）機場，劃分三類梯次區位線Φ1、Φ2、Φ3。

根據以上假設，得到軍用機場體系設施作戰保障效能評估模型為

V：軍用機場體系設施作戰保障效能評估結果；V1：軍用機場總體規模評估結果；V2：軍用機場作戰覆蓋范圍評估結果；V3：軍用機場作戰布勢情況評估結果。

式（1）表示評估結果由軍用機場總體規模、作戰覆蓋范圍以及作戰布勢情況三方面共同表述，三者為并列關系。下面介紹V1、V2、V3的計算方法。

2.2.1 軍用機場總體規模

軍用機場總體規模包括機場體系總體數量、一二三線機場體系數量和機場總體密度以及保障作戰飛機起降數量規模等三方面，見式（2）。

式（2）參數說明如下：

Z：Z=Z1+Z2+Z3，其中 Z1、Z2、Z3各表示一二三線機場體系數量；Y：孤立機場數量；D：機場總體密度，即機場在作戰區域內的分布密度；Tq：某一軍用機場體系保障飛機起降數量規模，數值為該機場體系內起降飛機的種類型號數量。

其中，參數D由作戰區域內的機場總數N除以作戰區域總面積S而得到，見式（3），參數Tq的計算方法見式（4）。

I：作戰區域內軍用機場體系的集合，表示第m個機場體系中第i個機場體系，｛I|i=1，2，3，…，m｝；

J：作戰區域內軍用機場的集合，表示第i個機場體系中的第j個機場｛J|j=1，2，…，n｝；

Kij：第i個機場體系內第j個機場相對于整個體系起降能力的權重系數，其數值大小可根據機場運行狀態、地理條件、任務需求點距離等確定；

Qij：第i個機場體系內第j個機場的起降能力；

Qij飛行場地：第i個機場體系內第j個機場的飛行場地所能最大保障的機型起降能力；

Qij技術保障設施：第i個機場體系內第j個機場的飛行場地所能最大保障的機型起降能力；

Qij指揮通信設施：第i個機場體系內第j個機場的飛行場地所能最大保障的機型起降能力；

Qij導航助航設施：第i個機場體系內第j個機場的飛行場地所能最大保障的機型起降能力。式中，約束條件為

約束條件（6）和（7）表示作戰區域內軍用機場體系及孤立點數量均不超過機場總數。

2.2.2 作戰覆蓋范圍

作戰覆蓋范圍主要根據各個機場保障航空兵主戰機型的作戰半徑，評估機場體系所能輻射的保障區域范圍。具體包括兩個三級指標：一是覆蓋區域的面積；二是覆蓋度，即覆蓋區域面積占作戰區域總面積的百分比，評估辦法如式（6）～（8）所示。

Pij為第i個機場體系內第j個機場的作戰覆蓋區域面積；βi為第i個機場體系的作戰覆蓋區域面積；A為作戰區域總面積；R為機場體系覆蓋度；

式中約束條件為

約束條件（11）表示單個機場的作戰覆蓋區域面積不超過所在機場體系的作戰覆蓋區域面積。

2.2.3 作戰布勢情況

機場體系作戰布勢情況，主要評估一二三線機場體系內按照目前布局的各個機場對完成各類給定的航空兵飛機保障任務需要，計算其完成作戰任務的滿足程度。考慮到航空兵作戰任務最終要落實為作戰飛機的出動量或者說起降能力上，因此通過作戰飛機在一定時間內的出動架次量或者出動架次率對任務滿足度加以進一步衡量，具體可表征為兩個三級指標：一是指定時間內可出動的作戰飛機數量，比如在作戰首日或者頭幾天各型戰機的出動架次；二是單位時間可出動的作戰飛機數量，比如用平均一晝夜各型戰機的出動架次，或者按每個大隊、團、旅或師等單位一晝夜各型戰機的出動架次。

Ek為指定時間內可出動的作戰飛機數量；Fk：單位時間可出動的作戰飛機架次數；εk為第k線機場體系內機場可出動的作戰飛機總架數；G為戰時飛機完好率；B為戰時飛機戰損率；H為飛機出動強度；K為一二三線范圍集合，｛k|k=1，2，3｝。

其它約束條件為

約束條件（15）表示一線至三線軍用機場半徑范圍依次遞增。從防御位置上來說，最靠近作戰需求點的也就是最前沿的作為一線，往后以此類推。

3 實例分析

3.1 問題提出

鑒于我國與C國的邊境領土劃分談判暫未完成，目前圍繞領土爭端的武裝對峙時有發生，爆發局部戰爭的可能性始終存在。以可能擔負對C國作戰任務的我某部戰區航空兵機場體系為例，現假定該戰區有軍用機場27個，作戰需求點1個設為W，其經緯度坐標、機場的常駐機型、相應作戰半徑以及數量如表1所示。該戰區預定擔負空中火力打擊任務的作戰飛機為殲轟-a，轟-b和強-c。由于軍隊的保密性要求，這里的地理位置、機場容量等數值是經過規范化處理后的數值，并不是實際的數值。

表1 某戰區軍用機場及作戰需求點情況

采用我們提出的評估模型對軍用機場設施作戰保障效能從機場總體規模、作戰覆蓋范圍以及作戰布勢情況等三方面進行評估。

3.2 機場規模

1）采用我們已投的《基于DBSCAN算法的軍用機場體系劃分方法研究》中提出的DBSCAN算法，可以得出機場體系劃分結果，共27個機場，劃分為4個機場體系，余4個孤立點，具體見表2。

表2 機場體系劃分結果

2）計算機場分布密度。由式（3）計算得D=27/490×104km2≈0.055，即每萬平方千米內擁有機場0.055個。

3）根據機場體系對應的作戰需求點和我軍航空兵主戰飛機的作戰特點，劃分三類距離線。如圖3所示，其中能夠進駐的一線機場體系有1個，二線機場體系有1個，三線機場體系有2個。

4）計算軍用機場體系保障飛機起降數量規模。評估數值可由單個機場設施作戰保障效能評估結果得出，包括單個機場的保障飛機起降規模（機型和相應架次）以及機場設施狀況（完好、堪用、損耗、破損），其具體評估辦法在已投的《軍用機場設施作戰保障效能評價指標體系研究》一文中有體現。

圖3 機場體系及一二三線范圍劃分

3.3 覆蓋范圍

1）根據機場體系內主戰飛機的作戰半徑評估作戰覆蓋情況。轟-b作戰半徑約2000km，部署在三線機場就可打擊中C邊境的大部分主要目標；相應的，殲轟-a作戰半徑約1600km，可部署在二線機場；強-c作戰半徑約500km，可部署在一線機場。

故各機場作戰覆蓋區域面積:

2）計算機場體系覆蓋范圍。已知該戰區A=49×105km2，由計算式（9）、（10）可得，對機場體系1，R=580000/4900000=12%，其他機場體系在該部戰區的作戰覆蓋范圍如表3所示。

表3 各機場體系在該部戰區作戰覆蓋范圍

3.4 作戰布勢情況

評估作戰布勢情況。以中C邊境中等規模空中火力支援作戰為例。已知一二三線機場體系飛機架數（ε1、ε2、ε3）、完好率G、戰損率B以及出動強度H，由計算式（13）、（14）可分別求得相應的首日可出動飛機架數（E1、E2、E3）和首日可出動飛機架次數（F1、F2、F3）。其中，C軍戰時空中火力支援飛機架次如表4所示，我軍情況見表5。

表4 C軍戰時空中火力支援飛機架次

表5 我軍戰時空中火力支援飛機架次

與C軍作戰首日的出動能力相比，當前中C遂行地面支援作戰的飛機數量和架次比例分別為1：1.52和1：1.55。

3.5 總體評估結果

從機場的總體規模看，基本滿足戰場需求，但從機場的具體分布來看，該保障區內，機場體系分布疏散，存在著整體能力過剩和局部強度緊張的現象；從機場體系作戰覆蓋范圍來看，總體作戰能力基本能覆蓋整個戰區及作戰需求點，但是二線機場作戰范圍偏小，不能對作戰需求點形成覆蓋，有待進一步建設加強；從作戰布勢情況來看，我軍與C軍的火力差距較大，可在一線進駐一個及以上建制飛行團，進一步加強我火力支援能力。

同時，在機場建設方面，由于該作戰區域面積廣，機場分布密度較小，機場孤立點較多，下一步機場建設應側重體系建設，并謹慎考察各“孤立點”，避免重要戰略機場的遺漏，最終使作戰區域內機場體系建設達到與我軍各戰區的主要作戰方向、全國戰略布局相契合的目標。

4 結語

本文從軍用機場體系整體布局角度著手，認真分析了軍用機場體系設施作戰保障效能的影響因素，構建了包含機場總體規模、作戰覆蓋范圍和作戰布勢情況等三個方面的軍用機場體系設施作戰保障效能評估模型，并利用該評估模型對中C邊界沖突背景下的某部戰區機場體系進行了評估示例，效果良好。下一步，可把對機場體系的作戰保障效能評估和作戰對抗實時同步進行，依托作戰仿真系統，對機場體系在敵我對抗條件下能否有效完成所擔負的飛機保障任務進行反復計算，使評估結果更加真實。