基于AOE 模型的裝備對作戰體系的貢獻率評估方法*

卜廣志

（軍事科學院系統工程研究院系統總體研究所，北京 100101）

0 引言

目前，關于裝備對作戰體系的貢獻率研究成為了裝備論證領域的一個熱點。很多文獻對此開展了研究，提出了若干評估方法［1-8］。這些方法大都基于作戰能力或作戰效能評估結果對貢獻率進行建模，雖然能夠得出量化分析結論，但不便于分析裝備的貢獻機理及貢獻率高低的原因，對裝備決策的支撐作用也較為有限。針對這種“知其然、不知其所以然”的問題，本文從作戰體系的任務目標和遂行作戰任務的過程出發，采用基于效果的思路研究建立了分析裝備對作戰體系貢獻機理的“裝備-活動-效果”模型，并在此基礎上建立貢獻率評估方法。這種方法按照裝備對作戰效果的影響建立貢獻率評估模型，將作戰效果與裝備直接關聯起來，有助于分析裝備對作戰體系的貢獻機理，支撐裝備在作戰體系中地位作用的論證與決策。所附算例也驗證了方法的有效性。

1 “裝備-活動-效果”模型

作戰體系的最終目標是完成規定的作戰任務。各項組成都與作戰任務的完成效果緊密相關，其功能作用也是通過遂行作戰過程予以體現。裝備作為作戰體系的物質技術基礎，在開展貢獻率研究時，也要從作戰體系完成的作戰任務出發，通過作戰效果分析裝備在作戰體系中的貢獻作用機理，評估計算貢獻率大小。“裝備-活動-效果”模型即是這種思路的體現。

1.1 建模分析框架

對作戰體系而言，承擔的作戰任務按照完成效果通常可以分解為若干子任務，作戰任務的整體效果由這些子任務的效果綜合而成。對分解的子任務，還可以按照作戰過程細化為一系列作戰活動。根據裝備自身功能，裝備與作戰活動之間存在著一定的對應支撐關系。這種由作戰效果到作戰活動、裝備的對應關系，便是基于作戰效果分析裝備對作戰體系貢獻率機理的基礎，如圖1 所示：

圖1 由作戰效果到裝備的對應關系

圖中，作戰效果層表示的是作戰體系完成作戰任務的情況，可以采用作戰效果評估方程分析；作戰活動層表示的是作戰體系在遂行作戰任務過程中的各種作戰活動及關系，可以采用作戰活動圖分析；裝備層表示的是作戰體系中的裝備構成，包括裝備分類、型號構成、數量規模等。

在這三層之間，以作戰活動為中介，向上可以分析支撐完成作戰任務的效果，向下可以分析裝備構成。本文將這種三層分析模型稱為“裝備（Armament）- 活動（Operation）- 效果（Effect）”模型，簡稱為AOE 模型。由此模型，通過裝備參與的作戰活動，可以分析支撐達成的作戰效果，進而分析裝備對作戰體系的貢獻機理，支撐貢獻率評估建模。

1.2 作戰效果評估方程

在作戰效果層，子任務的完成效果按照效果累積關系，可以綜合為完成作戰任務的整體效果。為了表示這種作戰效果的綜合關系，本文采用作戰效果評估方程進行建模，形式如下：

式中，E0為作戰任務的整體完成效果，E1、E2、…為子任務1、子任務2 等的完成效果，f：作戰效果的綜合算法。對任務完成效果，采用任務完成概率、目標達成概率等指標表示。對綜合算法形式，具體分析如表1 所示［9］。

1.3 作戰活動圖

在作戰活動層，各項作戰活動在遂行作戰過程中具體特定的時序或邏輯關系，可以采用圖形形式建立作戰活動序列，稱為作戰活動圖。作戰活動圖實質上表示的是作戰體系運行或體系對抗的過程。對于作戰活動之間的關系，初步分析如下頁表2 所示。

1.4 裝備、作戰活動、作戰效果間的支撐矩陣

表1 作戰效果的綜合算法

表2 作戰活動的關系

2 裝備對作戰體系的貢獻率評估方法

2.1 評估流程

當利用AOE 模型分析裝備對作戰體系的貢獻機理，并開展貢獻率評估建模時，具體流程如圖2所示：

圖2 貢獻率的評估分析流程

1）分析裝備的使命任務。分析待評裝備承擔的使命任務，這是開展貢獻機理分析與貢獻率評估的初始依據。

2）分析聯合作戰樣式。根據裝備使命任務，分析可能參與的聯合作戰樣式，建立軍事背景。

3）設置典型體系對抗場景。針對聯合作戰樣式，設置若干典型體系對抗場景或裝備運用場景。在每個場景下，根據任務目標，按照基于效果的思路分解子任務，建立作戰效果評估方程。

4）分解作戰活動。按照遂行作戰任務的具體過程，分解作戰活動，建立作戰活動圖、作戰活動對作戰效果的支撐矩陣。

5）分析裝備體系構成。分析包括的裝備種類、型號構成及數量規模，建立裝備對作戰活動的支撐矩陣。

6）分析裝備的貢獻機理。由作戰活動對作戰效果的支撐矩陣、裝備對作戰活動的支撐矩陣，計算裝備對作戰效果的支撐矩陣，分析裝備對作戰體系達成作戰效果的貢獻作用方式。

7）計算貢獻率大小。建立貢獻率評估模型，計算裝備對作戰體系的貢獻率大小。

2.2 評估模型

裝備對作戰體系的貢獻率是指待評裝備在作戰體系中，對完成作戰效果的貢獻作用或影響程度大小，是對裝備在作戰體系中地位和作用的一種度量，目前常用以下模型形式［1-2］：

式中，RA為裝備A 的貢獻率，E作戰體系增刪替裝備A后為作戰體系中增加、刪除或替換裝備A 后的完成任務效果，E作戰體系增刪替裝備A前為作戰體系中增加、刪除或替換裝備A 前的完成任務效果。

在上述模型中，如果論證的是新型裝備研制問題，采取在原作戰體系上增加待評裝備的形式；如果論證的是新老裝備替換問題，采取在原作戰體系中由待評裝備替換老裝備的形式；如果論證的是裝備退役問題，采取從原作戰體系中刪除待評裝備的形式。

3 案例

下面，以美軍EA-18G 電子戰飛機為例，說明文中方法的運用。

3.1 分析使命任務

EA-18G 是在F/A-18E/F 基礎上研制的專用電子戰飛機，其使命任務是對敵方雷達、通信網絡等實施電子干擾或反輻射打擊，為空中編隊提供伴隨電子戰支援，掩護空中編隊突防。

3.2 分析聯合作戰樣式

根據EA-18G 的使命任務，參與的典型聯合作戰樣式為對敵方地面目標的空襲作戰。

3.3 設置典型體系對抗場景

美軍在對敵方一處要地目標的空襲中，出動4架對地打擊飛機（F/A-18E/F）、4 架護航戰斗機（F-16C/D）、1 架預警機（E-3C）、1 架電子戰飛機（EC-130H）、1 架電子偵察機（RC-135）、1 架隨隊干擾飛機（EA-18G）。其中，F/A-18E/F 掛載AGM-65“小牛”空地導彈執行對地打擊任務；F-16C/D 在空中進行護航；E-3C 對戰場空域進行警戒，指揮引導其他飛機作戰；EC-130H 對敵方對空警戒雷達、地空導彈的搜索和制導雷達實施電子干擾；RC-135對敵方雷達目標進行探測，為電子干擾提供支援；EA-18G 為F/A-18E/F 提供隨隊電子干擾，掛載AGM-88 反輻射導彈對敵方雷達目標實施反輻射打擊。敵方目標周邊部署2 部對空警戒雷達，2 套道爾-M1 地空導彈系統。

在此場景下，美軍的任務目標是空襲打擊敵方地面目標。按照達成的作戰效果，可以細化為3 項子任務：1）突防，指對地打擊飛機在戰斗機、電子戰飛機掩護下，突破敵方戰斗機、地空導彈的攔截，到達導彈發射陣位；2）打擊命中，指對地打擊飛機發射空地導彈，命中并毀傷敵方目標；3）生存，指空襲編隊在作戰過程中，不被敵方攔截毀傷，安全返航。按照任務達成的效果，這3 項子任務之間為直接累積的關系，建立作戰效果評估方程如下：

式中，E0為完成空襲任務概率；EP為突防概率；EH為打擊命中概率；ES為生存概率。

3.4 作戰活動模型與支撐矩陣

按照遂行空襲作戰任務的過程，分解以下作戰活動：RC-135 對敵方雷達目標實施電子偵察，為后續電子干擾提供目標特性數據；EC-130H 對敵方對空警戒雷達、地空導彈探測雷達實施遠距離支援干擾，為整個空襲編隊提供電子掩護；當空襲編隊遭遇敵方對空警戒雷達、地空導彈威脅時，隨隊的EA-18G 發射AGM-88 實施反輻射打擊或近距電子干擾，掩護空襲編隊突防；最后，由突防的F/A-18E/F 發射AGM-65 對地面目標實施打擊。在整個過程中，E-3C 預警機一直對空探測警戒，當發現空中威脅時，引導F-16C/D 戰斗機前出攔截。由此，建立作戰活動圖如圖3 所示。

圖3 案例中的作戰活動圖

建立作戰活動對作戰效果支撐矩陣M［OE］如下：

式中，O1為電子偵察，O2為遠距離支援干擾，O3為隨隊干擾，O4為反輻射打擊，O5為空對地打擊，O6為對空探測，O7為空中護航，E1為突防概率，E2為打擊命中概率，E3為生存概率。

3.5 分析裝備體系構成

在典型體系對抗場景描述中，已經給出了裝備體系方案，如下頁圖4 所示。

圖4 案例中的裝備體系構成

建立裝備對作戰活動支撐矩陣M［AO］如下：

式中，A1為RC-135 電子偵察機；A2為EC-130H 電子 戰 飛 機；A3為EA-18G 電 子 戰 飛 機；A4為F/A-18E/F 飛機；A5為E-3C 預警機；A6為F-16 戰斗機。

3.6 分析裝備的貢獻機理

計算裝備對作戰效果支撐矩陣：

由矩陣M［AE］可以看出，AE31、AE33兩個數值較大，對應表示的是EA-18G 電子戰飛機對空襲體系的突防、生存效果具有較大貢獻作用。

3.7 計算貢獻率大小

為了評估EA-18G 對空襲體系的貢獻率，采用在作戰體系中有無EA-18G 時完成任務概率相對比較的方式進行計算。當空襲體系中沒有EA-18G 時，采用早期的EA-6B 電子戰飛機頂替，作戰活動、任務樣式等假設相同。其中，重點計算分析突防概率、生存概率，及整體完成任務概率，得到表3 所示結果。

由此結果可知，當在空襲體系中刪除EA-18G時，突防概率降低13%，生存概率降低15%，整體完成任務概率會降低30%。可見，EA-18G 與EA-6B相比，對于空襲體系具有較高的貢獻率。

4 結論

在裝備對作戰體系的貢獻率評估建模中，裝備的貢獻機理是建模的理論基礎。本文針對作戰體系完成作戰任務的效果分析，建立了“裝備-活動-效果”模型，采用作戰效果評估方程分析子任務效果與整體效果之間的關系，采用作戰活動圖分析各項作戰活動之間的關系，采用裝備對作戰活動的支撐矩陣、作戰活動對作戰效果的支撐矩陣分析相互之間的對應關系。由此按照從裝備到作戰活動，再到作戰效果的順序，分析裝備對完成作戰任務效果的影響方式。最后在此基礎上建立貢獻率評估模型，量化計算具體的貢獻作用或影響程度大小。需要指出的是，本文研究還很初步，仍然存在很多需要深化完善之處，如：作戰效果之間的綜合算法、作戰活動之間的關系形式等。

表3 案例的計算結果