防空兵群射击指挥方式及其优化问题

防空兵群射击指挥方式及其优化问题Vo1.34.No.3March,2009火力与指挥控制FireControl&CommandControl第34卷第3期2009年3月文章编号:10020640(2009)03008804防空兵群射击指挥方式及其优化问题孙巨为,刘四海(石家庄陆军指挥学院,河北石家庄050084)摘要:从防空兵作战指挥的实际需求出发,利用概率论和防空作战运筹理论,描述了集中,分散,混合和平行等射击指挥方式的概念,特点及其相互关系,论述了射击指挥方式定量分析的基本方法,主要依据和指标,建立了基于群抗击效率的评估模型,在对多种射击指挥方式进行定量比较的基础上,揭示了射击指挥中具有普遍意义的,潜在的实用规则.关键词:防空兵群,射击指挥方式,抗击效率,目标,火力单位中图分类号:E072;E917文献标识码:AFiringCommandandtheMethodsofAirDefenseGroupWayofOptimizationSUNJuwei.LIUSihai(ShijiazhuangArmyCommandCoil.ofPA,Shijiazhuang050084.China)Abstract:Tomeettherequirementsofoperationalcommandofairdefenseforce,thisthesisutilizeslawofprobabilityandthoeryofantiaircraftoperationreseach,andillustratestheconcepts,charactersandinterrelationsofthemainfiringcommandmethodssuchascentralized.decentalized,combinedandparallelfiredirection,anddiscussesthemainmeans,basisandquotaofquantitativeanalysisoffiringcommandmethods.Thengivesoutevaluationmodelsforcalculatingfiringefficiencyofairdefensegroup.Basedonthis,thethesisgivesquantitativeanalysisofeachfiringcommandmethod,andrevealssomegeneralandpotentiallawsoffiringcommandforairdefensegroup.Keywords:airdefensegroup,firingcommandmethod,resistanceefficiency,target,fireunit射击指挥方式评估模型射击指挥方式是实施射击指挥的方法与形式,可分为集中指挥和分散指挥,其中,集中指挥又可分为按级指挥和分散指挥.集中指挥和分散指挥是两种极端方式,主要用于评估全部集中指挥和绝对分散指挥时群抗击效率的变化范围,在实战中难以单独使用,实际使用的通常是它们的组合形式,即混合指挥和平行指挥.由于射击指挥是影响群抗击效率的重要因素,因此,评估群抗击效率时必需要考虑射击指挥方式的种类和特点.1.1群抗击效率评估一般模型假设:用杀伤目标数的数学期望作为群抗击效收稿日期:20080228修回日期:20080404作者简介:孙巨为(1965一),男,黑龙江阿城人,副教授,硕士,主要研究方向:防空兵作战指挥和陆军作战运筹.率指标;所有目标重要性相同;抗空袭期间每个火力单位对目标最多进行一次射击;群侦察设备发现所有目标;火力单位射击效率使用火力单位杀伤各目标概率的平均值;这样,不依赖于射击指挥方式的群抗击效率一般公式为:LmM一gl1一(卜PR,)I(1)J一1一一1一式中:g,是目标的重要性,根据假设该值可取1;L是参加空袭的目标数;m是群的火力单位数;P,是第i个火力单位对第J个目标进行射击的概率,m个目标被射击时该值取1,没有目标被射击时该值取0;R提第i个火力单位对第J个目标的杀伤概率,根据假设该值取平均值JR.1.2集中指挥评估模型定义:集中指挥是群指挥所通报目标没有错误且作战单元无权自主行动,由群指挥员统一给所属作战单元下达射击任务.孙巨为,等:防空兵群射击指挥方式及其优化问题(总第34409)?89?定义:第一种集中指挥是指一个目标只被一个火力单位射击,当目标数小于火力单位数,即L<m时,剩余的L个火力单位不射击3,由式(1),群抗击效率为:一1一尺?minL,m)(2)定义:第二种集中指挥是指不考虑目标数所有火力单位均参加射击,当目标数小于火力单位数,即L<m时,L个目标中任何一个规定用k个火力单位射击,其中,kE(m/L)(取整),剩余的火力单位分别用于补充对skL个目标射击3,由式(1),群抗击效率为:一一(-kL)1一(1-R)+L(志+1)一1一(1一R)一(S)1一(1一R)+,El一(1一R)(3)由式(3),任何一个目标平均被杀伤可表述为:R一2一f1一手1一(1一JR)+LE1一(1一R)(4)显然,对于第二种集中指挥,如果L<m,则某些目标或所有目标可由几个火力单位射击;如果L,则与第一种集中指挥相一致.这种指挥方式在实践上通常用于抗击集群目标和特别重要的目标,在理论研究上可确定群抗击效率与目标数之间的关系.对于最简单情况,当火力单位数多倍于目标数,即km/L时,每个目标均由k个火力单位射击,由式(3),群抗击效率为:My=LE1一(1-R)(5)第二种集中指挥可使群的抗击效率为最大.为证明该结论,不妨假设,L个目标中的一个被k+1个火力单位射击,还有一个被k一1个火力单位射击,由式(4),群抗击效率为:Mr=(一2)1一(1一R)+1?1一(1一R)蚪+1?1一(1一R)=Mr+R.(1一R)因R.(1-R)卜>O,故,<,这说明只有均匀分配火力单位时,才能使群抗击效率最大.1.3分散指挥评估模型定义:分散指挥是群指挥员不对下级进行干预,每个火力单位指挥员有权自主选择目标射击.按照前面的思路,当取消”群指挥所指示目标没有错误且火力单位无权自主射击”的限制,并保持其他假设不变时,对于每个火力单位,有P鲥一1/L,由式(1),群抗击效率为:MI,一L1一f争丫(6)L,J不难看出,集中指挥是最高级的射击组织形式,而分散指挥是最低级的射击组织形式.实际上,绝对的分散指挥在抗空袭时很少使用,因为火力单位指挥员总会通过各种渠道和不同方式得到上级的射击指示,正是这种射击指挥的有组织性,使真正意义的分散指挥并不存在.1.4混合指挥评估模型定义:混合指挥是集中指挥和分散指挥的组合形式,根据需要可将选择目标权力分为两个或更多的级别.混合指挥有多种情况,如果对群一部分火力单位Tn实施集中指挥,而对另一部分火力单位;vn一.实施分散指挥,则该方式称为第一种混合指挥;如果规定各分群火力单位在其责任扇区或高度范围内自主射击,则该方式称为第二种混合指挥;如果群指挥员给射程较大的火力单位下达射击任务,规定射程较小的火力单位自主射击,则该方式称为第三种混合指挥3.混合指挥时群抗击效率与射击组织的结构有关.这里仅研究第一和第二种混合指挥时群的抗击效率.如果第一种混合指挥中的集中指挥是第一种集中指挥,则每个目标未被个火力单位中任何一个杀伤的概率为1一尺,未被;为:Mhhl-2=LE1-I1一111-1:一L一(s)1一(1-R)一E1一(1一R)+f1一争(8)式中:P是第二种集中指挥时火力单位对每个目标进行射击的概率,显然,P一1.实战当中,如果火力单位数大于目标数,则一般不使用第一种集中指挥方式,因此,式(8)是最常用的群抗击效率计算公式.第二种混合指挥时,各分群可自主射击,由式(6)和数学期望加法定理,群抗击效率为:Mh厶I1一f,1一(9)?90?(总第34-410)火力与指挥控制2009年第3期式中:厶是出现在第个分群责任扇区或高度范围内的目标数,有L一L;m是第个分群火力单位数,有25m一;是群的分群数;尾是第个分群火力单位的杀伤目标平均概率.1.5平行指挥评估模型定义:平行指挥是指在一个区域内有多个独立分群实施作战行动,各分群进行集中指挥,或者由群指挥所向各分群指挥所发送目标分配信息,各分群进行集中指挥.平行指挥实际上是第一种混合指挥的另一种形式,其本质是按级指挥,群指挥所之所以不直接对所有火力单位直接下达射击任务,是由于火力单位阵地条件,武器系统射程和敌空袭队形等因素的限制.如果各分群都使用第一种集中指挥方式,则由式(1),群抗击效率为:一1一II(1一PmR)(10)式中,.是第个分群第一种集中指挥时对目标进行射击的概率,有P=min1,/L.如果各分群都使用第二种集中指挥方式,则由式(1)和式(4),群抗击效率为:M,x2=L一蟹1-Ps2v一乏(一一竽(1一璐)l(11)LJJ式中,Q=1一R;志一E(/L)(取整);一m一五己;P是第个分群第二种集中指挥时对目标进行射击的概率,显然,P跏一1.2不同射击指挥方式比较分析及其结论应用2.1集中指挥与分散指挥比较分析及其结论应用在实践上,为确定群抗击效率的变化范围,需要进行集中指挥和分散指挥时群抗击效率的比较,其结果可用于射击指挥程序的优化,即:AMs=M一M(12)指标Mf,与,和R三个参数有关.为便于分析,这里将其转化成相对指标,即:8Mf:l”ITJf(13)该指标的含义是对一个目标的抗击效率增量,与参数R和y有关.其中,Y=L/m是一个火力单位射击周期内来袭目标的平均密度.将参数y和R取不同的数值,用式(3)和式(6)计算的结果分布规律如图1所示.由图1可得到以下结论:第一,当yl时,增量M为最大;第二,分散指挥时群抗击效率下降的原因是火力单位的不均匀性分配,y越接近于1,下降幅度越大;第三,当L较小和m较大时,增量随的增加而变小;第四,当远大于m时,y越偏离1,几个火力单位同时随机选择一个目标可能性减小,集中指挥的优势越小;第五,R越小,增量Mi,减小幅度越小.将上述结论应用到射击指挥规则当中有:第一,如果不能判别目标的重要性,当火力单位数与目标数近似相等时,则对每个目标均匀分配火力单位;第二,当目标重要性基夺相同,o.4火力单位较多,杀伤目标概率0.3较小时,可不使用集中指挥;第三,如果有较重要的目标,0则对最重要目标实施集中指0.41.22.0y挥,剩余目标按重要性相同的图1抗击效率增量与原则对待.无论什么情况,群R,y的关系指挥员都要评估目标的重要性,尽可能对最重要目标(如干扰机,预警机和高精度武器载机等)用效率较高的防空兵器进行集中指挥,歼灭最重要目标将有助于提高防空作战的整体效益.2.2集中指挥与混合指挥,混合指挥与分散指挥比较分析及其结论应用按照前面的方法,可进行第一种混合指挥分别与第一种集中指挥和分散指挥的效果比较.类似于式(12),并由式(2),式(6)和式(7),当目标数L和群火力单位数m均为6个,火力单位杀伤目标平程度的提高;第二,随着R的减小,集中指挥程度的提高,群抗击效率增量将随之减小;第三,当混合指挥转入到集中指挥时,群抗击效率增量大于扩大自主行动的火力单位数带来的群抗击效率增量.将上述结论应用到射击指挥规则当中有:第一,当火力单位较少且杀伤目标概率均较高时,应尽可能实施集中指挥;第二,在生存能力方面,对指挥系统的重视程度应大于火力单位,如果群指挥所战损,则只能实施分散指挥,群抗击效率将大幅度下降;第三,如果防空兵群是弹炮混编群,且地空导弹的射击效率远大于高炮时,则群应实施混合指挥,即对所有地空导弹实施集中指挥,对所有高炮实施分散指挥,这样可以提高群的抗击效率;第四,在复杂空情条件下,防空兵器作战效能将会严重下降,对重要性近似相同的目标实施集中指挥难以显着提高群抗击效率,容易造成贻误战机,防空兵器作战效能较低时更适合游猎和设伏,抗击突然出现的目标.2.3平行指挥与集中指挥比较分析及其结论应用进行平行指挥和集中指挥的效果比较时,主要考虑第一种集中指挥的情况.由集中指挥转入到平行指挥时群抗击效率的相对下降率为:tJIpl一100%(14)J式(14)适合于群有两个分群独立行动的情况,当m+m.时,可以证明:l兰uI.R.100当+m2时Im1十m,L.f一一11+RTm1m2.10o%lLI”J【当1+m2>L;l<2<L时(15)当L一l+2时,数值仅与R和m1/m.的取值有关,将R和z代人到式(2),式(10)和式(14)中,可以得到:个p严l_1o0%(16)式中,m(.)是由第一(第二)个分群指挥所实施集中指挥的火力单位数.由式(16),分别给z(m+m)和R赋予不同的数值,其计算结果如表2所示.分析表2可得出以下结论:随着R和z的减小,由集中指挥转入到平行指挥时群抗击效率相对下降率也将减小.表2集中指挥和平行指挥效果比较z一m96336122R一0.87.29.8l5.017.919.219.920.0R一0.65.47.311.013.4l4.414.915.0R一0.32.73.65.56.77.27.47.5将上述结论应用到射击指挥规则当中有:当目标数量较大,重要性近似相等,且不能全部实施集中指挥时,群指挥员应首先给火力单位杀伤目标概率相对较小,且其数量在群中所占比例最小的分群指挥员赋予选择目标的权力.3结束语不可否认,射击指挥方式是影响射击指挥的重要因素,但不是唯一因素,还有武器系统与射击指挥系统战术技术性能,目标空袭参数和电磁环境等其他因素.然而,在这些因素当中,只有选择射击指挥方式更依赖于指挥员的主观意志和决策能力.因此,深刻理解射击指挥方式与群抗击效率之间的内在联系,对于防空指挥员灵活运用射击指挥规则,果断处置战场突发情况,创新战法均有着十分重要的意义.还需指出,由于各级指挥所选择射击指挥方式时不可避免地存在着误差,这些误差对抗击效率的影响,单纯用解析模型难以合理评估,必须要结合统计试验法或其他方法解决这个问题.参考文献:1总参军训和兵种部.防空兵大辞典M.北京:解放军出版社,2003.L2j3epHoBMM.OuenKa3()eKTHBHOCTHOTpa,KeHHHyJlapaBoajlymHoroHpOTHBHHKa3eHHTHIMc0eMHeHHeM(qacwm)M.CMo.eHcK,RaHHeeoeHHoflaKaeMHH,1996.(文献翻译:捷勒诺夫.M.M.防空兵团(部队)抗击敌空袭效率评估)M-I.斯摩棱斯克:军事学院出版社,1996.)L3J3epHOBMM.OCHOBHhleB0np0cNyI】paBJIe删丑OPHeMcoeI4HeHHITIHqacTefiaOfiCKOBOfiIIBOM.CMOJIeHCK,HaaHHeB0eHHOF0yHHBCpCI4TeTa,2001.(文献翻译:捷勒诺夫.M.H.防空兵团与部队射击指挥基本问题M-I.斯摩棱斯克:军事学院出版社,2001.)4Ka3中IHcKHnB3.OCHOBt:,IcTpeJIb6HHynpaaneHHnOPHeM3eHHTHXBOIYICKOBOII3PKM.KHeB:HaanneBOeHHOIaKa,ReMHH,1978.(文献翻译:卡兹夫奇斯基.B.3.防空导弹综合体射击和射击指挥基础M-I.基辅:军事学院出版社,1978.)5孟祥劝.防空兵作战指挥学-M-I.宣化:炮兵指挥学院,2004.