产品厂商新闻方案技术培训下载招聘品牌展会视频媒体国防军民融合

  • ?
    ?

    工程装备作战效能评估方法研究

    2010-03-02 北京神州普惠科技有限公司
    ? ? ?
    〔摘要〕论述了作战效能评估在装备全寿命周期各个阶段的重要作用,并根据工程装备任务和功能的特点,探讨了工程装备作战效能评估的研究方法。
    关键词:工程装备 计算模型 作战效能评估
    1概述
    ?? 随着新军事变革不断发展和国家安全环境面临复杂多变的局面,军队对武器装备的要求越来越高。高技术武器装备开发的特点是:开发周期长、费用大、风险高,按照传统武器装备采办方法,现代武器的开发时间和开发成本呈级数上升的趋势。因此,必须改变传统采办方式,有效降低武器系统的开发时间、开发成本和最大限度的回避风险。
    为了缩短从提出新的武器概念到新武器装备形成战斗力的周期、减小武器装备采办经费和风险,20世纪90年代末期,美国防部将建模与仿真技术视为进行采办改革的关键技术
    之一,使建模与仿真作为一种资源,对采办实施全过程的决策支持。武器装备作战效能评估、费用及风险分析研究是军事建模与仿真技术的基本组成和重要研究内容,对武器装备在全寿命周期各个阶段的决策都起着重要支持作用。尤其是在装备论证阶段,已成为一项必不可少的研究内容。在装备论证和军事系统工程领域,对武器装备作战效能评估的研究始终都极为重视,并取得许多研究成果。但在实际应用上,还存在一些不足和不一致之处,从而限制其广泛应用。而对工程装备,由于自身的特点还需要进行多方面的深入研究。当前存在的主要问题有:
    ????? 关于作战效能含义的解释尚不统。作战效能是武器装备系统分析的基本概念,装备作战效能评估是武器装备系统分析的项基本研究工作。但目前有关装备系统的作战效能的含义有多种理解和解释,评估的方法也各不相同。
    ????? 对主战装备作战效能评估研究多,而对保障装备研究少。特别对硬杀伤装备研究多,对软杀伤装备、C3I系统和保障装备研究少。
    ????? 对保障装备作战效能评估,从装备自身范围研究多,而从联合作战总体上研究少;在保障装备自身范围内,研究种类装备多,而研究装备系统少。
    ????? 适应现代作战,特别是信息化条件F作战的研究成果少。从作战样式的描述、装备作战效能评估准则以及主要算法大多是以机械化作战为背景。
    I.1作战效能的含义
    ??? 日前,有的把系统效能看作为作战效能;也有的强调作战效能是运用装备系统的兵力效能,既指在规定的条件下,运用装备系统的作战兵力执行规定的作战任务时,所能达到预期目标的程度;还有的认为装备作战效能是指武器装备在对抗条件下发挥出来的作战能力等综合来看,装备作战效能强调的是武器装备在作战使用时发挥的效能,既从使用概念的角度或是在一定的作战背景下来评价装备系统,外军也有称之为使用效能这里所指的使用概念包括武器装备和人的结合以及战术、使用原则、编制和战场环境等。
    1.2作战效能评估
    评估指标。为对不同的武器装备体系和系统的方案进行分析、比较,需要确定量度的指标。武器装备作战效能评估指标与作战任务紧密相关,因此也具有相应的特点〔如:指标要反映作战的最终目的,作战目的不同,其效能评价指标也不同;指标要反映作战的随机性,多用具有概率性质的数字特征来表示;指标要反映作战的复杂性,具有层次性和多样性。通常,作战结果是用人员和装备毁伤程度来衡量的,常用的作战效能主要指标如表1
    ?
    评估方法。武器装备系统作战效能评估是在一定的作战背景下,结合一定的作战任务进行的,作战仿真是除实战检验之外最为有效的方法和手段,因此通常使用作战仿真方法来计算作战效能指标.
    工作步骤。装备系统作战效能评估通常按下述步骤进行:
    ??? a.分析任务和目标。进行装备作战效能评估,首先要详细描述装备的任务、目标和
    作战使用的环境条件。为了准确描述其任务、目标和作战使用的环境条件,应该确定装备的任务剖面。
    ??? b.确定评估要素。分析、研究作战效能的构成要素。通常,武器装备作战效能由两大类要素描述,既战斗效果、资源损耗。战斗效果包括:对敌人员和装备毁伤、进攻推
    进提高、防御时间延长等;资源损耗包括:己方人员和装备毁伤、弹药消耗等。
    ??? c.确定评估指标。分析、确定作战效能构成要素的定量表示。山于装备系统使用目
    的多重性,正确地选择装备作战效能评估指标既是一件重要的工作,也是一件困难的工作。同样,由于武器装备本身的复杂性和作战运用的多样性,作战效能评估指标作为武器装备系统的评价标准,通常是由一组指标构成的。正确地选择效能指标是装备效能分析的关键步骤,要根据任务和目标以及效能分析的目的来选择。
    ??? d.建立评估模型。根据评估指标建立计算模型。
    ??? e.分析与评价。根据作战效能评估的目的进行分析与评价。
    2工程装备系统作战效能评估要素分析
    2.1工程保障任务分析
    工程装备属于战斗保障装备,用于完成作战上程保障任务,其任务性质和目的是通过使用工程装备实施各种工程措施保障联合作战任务的完成。因此,对其完成作战任务程度的量度,不仅要评估其完成上级下达的_I=程保障任务的程度;同时,还要评估其对完成联合作战任务的影响、作用。可见,工程装备作战效能评估分析分两个层次进行。一是在作战工程保障任务层次上,要对运用工程装备系统,完成规定的工程保障任务程度进行评估分析;二是在联合作战任务层次上,对完成整个作战任务战果的影响程度进行评估分析。由此,工程装备作战效能的评估要素由两大类构成:一类是工程装备系统完成自身工程保障任务程度的度量,可称为保障度类,属直接评估要素;另一类是工程装备系统对完成联合作战任务战果的影响、作用程度的度量,可称为贡献度类,属最终评估要素。
    2.2保障度类评估要素分析
    ??? 保障度类评估要素属直接评估要素。因此,其评估要素与一般武器装备作战效能评
    估要素相同,也有战斗效果、资源损耗两类评估要素。工程装备系统是完成作战工程保障任务的物质基础,由多种类型的工程装备构成,完成不同类型的工程保障任务。而工程保障任务又有自身特点,各种工程保障任务是根据各阶段作战行动的需要而适时进行的,在作战时序上,各种工程保障行动是不连续的:另外,工程保障任务的属性多为作业性质,而且大多属于非对抗性。从整个工程装备系统分析,除地雷装备具有直接毁伤作用,大多数工程装备的战斗效果不能用直接毁伤效果来衡量,只能用完成规定任务程度度量。对于地雷装备,其直接毁伤效果在总的作战毁伤中反映。因此,工程装备系统保障度评估要素包括,完成任务程度的期望值、完成任务时间、工程装备毁伤程度等。
    2.3贡献度类评估要素分析
    ??? 由于工程保障任务的作战目的是保障己方机动、迟滞敌方机动、提高己方生存力,对完成联合作战任务程度的最终评估要素与通常作战效能评估要素相同是:推进速度、双方主战装备毁伤程度、战损比等。在对多种装备方案进行对比时,贡献度类评估要素是上述要素的变化度。
    3工程装备系统作战效能评估模型
    3.2工程装备系统作战效能评估指标体系
    根据上述评估要素分析,可建立如表2列出的评估指标体系。
    需要说明的是,装备系统作战效能指标主要用于不同类型武器装备系统或不同编配方案的对比方面,而其绝对值往往并小具有实际意义。
    3.2工程装备系统作战效能评估指标计算模型
    ??? (1)作战保障度。从上述分析可知,工程装备系统作战效能的直接评估要素是工程保障任务完成程度、完成任务时间、主要工程装备的毁伤率。在不同方案对比时,给定相同的完成任务时间,建立工程装备作战保障度作为其作战效能直接评估指标,工程装备作战保障度是反映作业效果和装备消耗的综合性指标。工程装备作战保障度用下式表示:
    ??????????? H=E/S
    式中,H为工程装备作战保障度;E为工程保障任务完成率;S为工程装备的毁伤率。
    ??? (2) 工程保障任务完成率E。由于作战工程保障任务包括使用多种类型的工程装备,完成不同类型的工程保障任务,工程保障任务完成率E,根据其完成各战斗阶段的各种工程保障任务完成率Ei来计算,即有
    式中,Ei为各战斗阶段的各种工程保障任务完成率;wi为各种工程保障任务完成率的权重系数。
    通常,战斗阶段可分为战斗准备阶段和战斗实施阶段,每个战斗阶段又有各种具体的工程保障任务,如:开辟通路、布雷、构筑急造军路、架设桥梁、构筑指挥所等。我们可以分别计算各项工程保障任务完成率E;,并分别确定其权重系数wi,即可求得工兵分队的工程保障任务完成率E。本课题主要考虑战斗实施阶段的工程保障任务,如:直前破障、敷设路面器材、克服道路障碍、架设桥梁、布雷、构筑指挥所等。
    而各项工程保障任务完成率Ei为
    式中,Roi为某项工程保障任务作业量; Ri为在给定时间内完成的作业量。
    (3)工程装备的毁伤率Sg
    式中,Ns为工程装备总毁伤数;No为工程装备总数量。
    ?(4)主战装备毁伤率Sz。由于不同的武器装备其作战能力及对作战的贡献各不相同,因此在评估主战装备效能时,不能简单地进行数量统计,而采用武器装备作战能力指数来进行统计计算。
    式中,Zi为主战装备作战能力指数总毁伤数;Zo为主战装备作战能力指数总数量。
    ?
    式中,Zi为第i种装备的单件作战能力指数:Ni为第i种装备的数量;
    M为武器装备种类数。
    式中,Ns为第i种装备的毁伤数
    5)毁伤交换率J
    式中,Zs为蓝方主战装备作战能力指数总毁伤数;Zs红为红方主战装备作战能力指数总毁伤数
    6)推进速度
    7)工程装备作战贡献度。如上所述,在对多种装备方案进行对比时,工程装备系统对完成联合作战任务程度的贡献度类评估要素是:提高推进速度、提高敌方主战装备毁伤程度、降低已方主战装备毁伤程度及提高战损比等。为便于综合比较,亦可建立工程装备作战贡献度作为综合评估上程装备系统对联合作战贡献程度的指标。
    式中,G为f程装备作战贡献度:T分别为不同方案推进速度提高率·敌方主战装备毁伤提高率、已方主战装备毁伤降低率、战损比提高率;Wi分别为各不的权重系数,其值根据联合作战的目的确定。
    8)工程装备作战效能指数。在不同方案对比时,为便于综合比较,建立工程装备作战效能指数作为综合评估工程装备系统作战效能的指标。
    ????????? X=H *G
    式中,X为工程装备系统作战效能指数。
    4联合作战工程保障仿真系统
    ??? 由于很难进行实兵、实装检验,武器装备系统作战效能评估研究主要依托作战仿真系统,以仿真系统为实验平台.只有在极特殊的情况下,才有可能进行实物试验验证。因此作战仿真系统是开展武器装备作战效能评估研究的基本手段和必备条件。为此,需要在工程装备论证通用仿真环境下开发研制各种联合作战工程保障仿真系统。
    4.1研制目的
    开发研制联合作战工程保障仿真系统的目的是:在联合作战背景下,进行工程兵分队遂行工程保障任务仿真,为研究工程装备系统作战效能,提供技术支撑。
    4.2技术体制
    ? 仿真体系结构。联合作战工程保障仿真系统采用分布式仿真技术的高层体系结构HLA,包括:规则(IEEE-P1516 );接照规范(IEEE-P I 516.1):对象模型模板IEEE-P1516.2
    ?(2)亚博国际网页工程。采用面向对象技术。
    ?(3)开发平台。
    硬件平台:PIII650, 256MB内存、32MB显存、20硬盘、100MB网卡;
    操作系统:Windows NT 4.0/ Windows 2000;
    开发语言:Visual C++ 6.0;
    运行支撑软件:KD-RTI;
    对象模型模板:KD-OMDT o
    4.3联邦组成
    联合作战工程保障仿真联邦由红方仿真成员、蓝方仿真成员、战场环境方和管理控制方4类仿真成员、仿真运行支撑环境及资源库组成。
    ?
    ?
    分享到:
    ?
    ?
    ?
    ?
    热门产品
    ?
    推荐厂商
    ?
    关于我们 | 联系我们 | 广告服务 | 版权隐私 | 积分换礼 | 友情链接 | 站点导航 | 违规举报
    ?