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  随着5G、物联网、人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术与舰载无人机的不断融合发展，舰载无人机将集成更加先进的技术和算法，朝着智能化的方向发展。当前，舰载无人机承担着越来越多的使命任务，从单一的海上侦察监视任务到目标指示、电子干扰、通信中继、火力打击等多种使命任务。对舰载无人机进行作战效能评估是确定舰载无人机战技术指标和作战运用方式的重要依据，也是服务于作战方案的优选决策。ADC法（Availability Dependability Capacity， ADC）是美国工业界武器系统效能咨询委员会（Weapons System Effectiveness Industry Advisory Committee， WSEIAC）于1965年为美国空军拟定的武器系统效能计算模型，将系统的可靠性、保障性和固有能力等因素综合为可用度、可信度、能力构建武器系统效能方程。ADC法能够比较全面地反映武器系统状态，比较适合复杂大型武器系统的效能评估，在武器系统发展论证中得到广泛的应用。何胜杰等对能力矩阵进行重构，改进ADC法应用无人机对地攻击作战效能评估；刘大成等引入对抗环境和人员因素，改进ADC法应用于反辐射无人机作战效能评估；初欣阳等引入战场环境影响、战术运用和作战保障能力因素，改进ADC法应用于无人侦察机作战试验阶段作战效能评估。在上述文献中，暴露出ADC模型相对简单、能力矩阵选取过于灵活、未考虑作战双方对抗等问题。舰载无人机对海突击作战的效能评估是以目标舰艇的毁伤程度为度量，而舰载无人机的火力打击在双方对抗中作用发挥最为明显。因此，火力打击能力是舰载无人机对海突击作战的关键能力。本文以舰载无人机对海突击作战为研究对象，结合作战过程，从动态和静态两方面综合考虑分析舰载无人机的突防和打击问题，引入对抗因子，构建舰载无人机对海突击作战指标评价体系，对舰载无人机对海突击作战进行效能评估。红方舰艇编队接到上级命令，在编队500 km处有一个蓝方护航编队（1艘护卫舰、2艘补给船），命令红方舰艇编队对蓝方编队实施打击。红方舰艇编队出动4架舰载无人机，由预警机进行指挥引导，舰载无人机实施防区外打击，发射反舰导弹，蓝方护卫舰对反舰导弹实施拦截。红方舰艇编队由1艘驱逐舰、2艘护卫舰组成。红方舰艇编队任务：根据上级命令，对蓝方护航编队实施打击，击沉1艘护卫舰。舰载无人机（以MQ-8B为原型）性能参数，如表1所示。蓝方护航编队由1艘护卫舰、2艘补给船组成。蓝方护航编队任务：由护卫舰护送2艘补给至G港口。蓝方护卫舰（以佩里级护卫舰为原型）防空作战性能参数表，如表2所示。假定平均风速3~5 m/s，平均气温30 ℃左右。从红方预警机的发现目标到蓝方护卫舰的摧毁，整个作战过程经过侦察预警、目标识别、目标引导、协同突击、毁伤评估等行动，本文采用OODA环（Observe，Orient，Decide，Act，OODA）理论，对整个作战过程进行系统性抽象，分析出舰载无人机对海突击作战基本流程（见图1）。（1）观察环：舰载无人机执行战术侦察任务，对海面进行搜索，发现不明水面目标后，及时向编队指挥员上报。（2）判断环：发现不明水面目标后，需要对不明目标进行识别。舰载无人机执行目标识别任务，辨别目标性质和判定目标威胁程度。（3）决策环：由编队指挥员定下作战决心，制定作战方案，下达作战命令，舰载无人机接收作战命令。（4）行动环：由4架舰载无人机实施对海突击作战，发射反舰导弹实施攻击。舰载无人机执行打击效果评估任务，对敌舰艇毁伤效果进行评估和二次打击可行性进行判断。舰载无人机对海突击作战是在红蓝双方激烈的对抗中实现的。舰载无人机在攻击蓝方舰艇的过程中，会遭受蓝方防空火力的拦截。舰载无人机的突防，体现在两个方面：一方面舰载无人机突破蓝方的火力打击，成功发射导弹；另一方面反舰导弹突破拦截火力网，对目标舰船实施打击。舰载无人机对海作战效能评估是以舰载无人机的反舰导弹对目标舰船的毁伤为前提，而反舰导弹毁伤目标又是以反舰导弹的命中为前提。反舰导弹对目标舰船的命中是一个复杂的概率事件。舰载无人机的毁伤是以目标的舰船的毁伤程度为体现，可分为轻伤、重创、击沉3个等次。舰载无人机执行对海突击作战任务包括出返航、侦察探测、目标识别、火力打击、效果评估等，基于对海突击作战流程，对作战任务进行剖面分解，突出主要的作战能力需求（见表3）。结合图1和表3分析，舰载无人机的作战能力主要包含侦察探测能力、指挥控制能力、火力打击能力、生存能力4个方面。建立作战效能评估指标体系是研究分析舰载无人机对海突击作战效能评估的前提。根据效能指标的系统性、完整性、独立性等原则，综合考虑舰载无人机的自身性能、作战环境、作战对象等因素，拟制效能评估指标体系草案，广泛征求相关领域专家的意见建议，对效能指标体系进行补充完善，建立舰载无人机对海突击作战指标评价体系（见图2）。舰载无人机对海突击作战效能指标体系分为4个层次：（1）性能指标，对系统的单个属性进行定量化描述；（2）单项效能，对使用系统达成单个目标的程度；（3）系统效能，系统在一定条件下，满足一组特定任务要求的程度的度量；（4）作战效能，在规定的作战环境条件下，运用系统完成规定的作战任务所能达到预期目标的程度的度量。对抗因子是指舰载无人机突破敌火力拦截，成功发射导弹的概率。在这里有两种可能，一种可能是舰载无人机未遭受拦截，直接发射导弹，另一种可能是舰载无人机遭受拦截，成功发射导弹。式中，为未遭受敌火力拦截，直接发射的概率；为遭受敌火力毁伤的概率。本文由于敌编队无飞机护航，且无远程反舰导弹，这里对抗因子为1。可用度矩阵，其中是系统在开始执行任务瞬间，处于工作状态的概率。本文将舰载无人机视为两个系统：平台系统、载荷系统，则舰载无人机的可用度为式中，开始执行任务瞬间，有4种工作状态：为平台系统、载荷系统均正常；为平台系统正常、载荷系统故障；为平台系统故障、载荷系统正常；为平台系统、载荷系统均故障。式中，为平台系统开始执行任务瞬间正常工作的概率，为平台系统开始执行任务瞬间故障的概率；为载荷系统开始执行任务处于正常的概率，为载荷系统开始执行任务处于故障的概率；为平台系统的平均无故障时间；为平台系统的平均修复时间；为载荷系统的平均无故障时间；为载荷系统的平均修复时间；为平台系统的故障率；为平台系统的修复率；为平台系统的故障率；为平台系统的修复率。则舰载无人机的可用度矩阵为可信度矩阵为式中，是基于开始执行任务瞬间处于状态，系统在执行任务过程中处于工作状态的概率。舰载无人机在执行任务期间，可以返航修理，则舰载无人机的可信度矩阵为式中，为舰载无人机开始执行任务瞬间为状态，在执行任务过程中转化为的概率。假定舰载无人机在执行任务期间，各系统的故障时间服从指数分布，且无法修理，则式中，是平台系统执行任务中的可靠性；是载荷系统在执行任务中的可靠性；T是执行任务时间。舰载无人机的可信度矩阵为能力矩阵，是以概率表示武器系统在不同状态条件下完成各种作战要求的能力，即式中，表示系统处在状态下完成任务的概率。则舰载无人机的能力矩阵为根据舰载无人机对海突击作战效能评估指标体系，将因素集划分为总因素集，子目标因素集侦察探测能力、指挥控制能力、火力打击能力和生存能力层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）可将决策问题分解为目标、准则、方案等层次，并在此基础上进行定性与定量分析。应用AHP对各指标之间重要程度进行分析，其逻辑性强、可信度大、应用范围广。采用AHP法对指标体系进行层层分解，量化能力指标的权重系数（见图3）。通过邀请相关领域专家，采用综合集成研讨的方式，指标体系与相关领域知识等各种资源有机结合，发挥专家优势特长，进行定性与定量的分析，构造判断矩阵，进行一致性检验，计算判断矩阵特征向量并进行加权平均处理，分析结果并反复验证，最终确定指标权重系数。（1）构造判断矩阵采用1～9标度法对各层次元素的重要性进行判定，构造两两判断矩阵。（2）计算权重系数①将矩阵归一化处理，得②对矩阵按行求和，得③将归一化处理，计算④计算出最大特征根的近似值（3）进行一致性检验①计算一致性指标式中，为判断矩阵的阶数。②计算一致性比例式中，为平均随机一致性指标，可查表获得（见表4）。对于阶的判断矩阵，当，则认为判断矩阵的一致性可以接受。模糊综合评判法（Fuzzy Comprehensive Evaluation，FCE），应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清、不易定量的因素定量化，从多个因素对被评价事物隶属等级状况进行综合性评价的一种方法。模糊综合评判主要分为2步：一是先按每个因素单独评判；二是再按所有因素进行综合评判。评价集是对各层次评价指标的一种描述，是专家对各个评价指标所给出的评语集合。本模型评语共分4个等级，则按因素集中的第个因素进行分析，得出对评价集中第个元素的隶属度，由此得出模糊矩阵采用算子进行计算。利用，计算能力值C1的评分。舰载无人机火力打击能力3，主要是指反舰导弹完成规定任务所达成预期目标的能力大小的度量，可分为导弹探测能力、导弹突防能力、导弹抗干扰能力、导弹毁伤能力。导弹探测能力是反舰导弹搜索并识别目标舰船的能力，用探测目标舰船的概率来表示式中，为反舰导弹搜素目标的概率；为反舰导弹识别目标的概率。导弹突防能力，是反舰导弹突破拦截火力网，对目标舰船实施打击的能力。针对反舰导弹，舰艇的防空武器的拦截主要包括3个层次：第1层主要由近程防空导弹负责拦截，第2层主要由超近程防空导弹负责拦截，第3层主要由超近程舰炮系统负责拦截。舰艇近程防空导弹对来袭反舰导弹的拦截效率，以拦截成功的概率表示式中，为近程防空导弹探测的概率；为近程防空导弹可发射的概率；为近程防空导弹毁伤的概率。同理可得，超近程防空导弹拦截概率，舰炮系统拦截概率为分别为则反舰导弹的突防概率为反舰导弹在攻击目标舰船的过程中，会受到电子干扰，这里将电子干扰分为有源干扰和无源干扰。导弹抗干扰能力，以导弹抗干扰概率表示：导弹毁伤能力是将目标舰艇致伤或击沉，使得目标舰艇失去完成预期作战任务的能力，毁伤程度可分为轻伤、重创、击沉，这里以导弹毁伤概率表示。对于能力值，通过对国外、地区同类型装备比较，综合专家的经验判断打分。以美军MQ-8B舰载无人直升机为原型，利用公开的数据进行研究。假定平台系统平均无故障时间为2000 h，平均修复时间为50 h；载荷系统的平均无故障时间为1000 h，平均修复时间为20 h，舰载无人机执行任务时间为10 min。根据式（2~6）可得进一步可得根据式（8～11），可得（1）构造判断矩阵判断矩阵如表5~9所示。（2）计算权重系数根据式（14～19），计算各个指标权重系数，如表10所示。（3）一致性检验根据表11可知，各矩阵的一致性比例，通过一致性检验，结构无须调整。根据表8，可以确定各层次能力的权重，则根据专家打分情况进行归一化处理，同时结合式（26），得出模糊关系矩阵根据以上数据和式（28），进行模糊关系合成计算根据式（14）和（55），得根据式（37）、（40）和（56），可得利用墨子系统进行仿真推演。设置红蓝双方雷达和干扰均启用，在除红蓝双方外无其他兵力干扰的情况下，经仿真推演， 蓝方1艘护卫舰被击沉、2艘补给船被击沉，红方消耗16枚反舰导弹。其中，16枚反舰导弹有6枚命中，命中概率37.5%；7枚脱靶，脱靶概率43.75%；3枚被拦截，被拦截概率18.75%。利用墨子系统仿真推演40次，红方零伤亡，蓝方1艘护卫舰被击沉。由上面的计算结果可知，以MQ-8B为原型的舰载无人机处在优秀范围。对其作战效能影响因素进行分析如下：（1）从系统能力来看，火力打击能力所占权重最高，占比为48.99%，说明火力打击能力对舰载无人机的作战效能影响最大。（2）从单项能力指标来看，导弹突防能力、数据处理能力、导弹毁伤能力所占权重比较大，占比分别为23.79%、19.05%、13.72%。可通过提升导弹突防能力、数据处理能力、导弹毁伤能力来提升舰载无人机的作战效能。（3）从仿真推演结果来看，说明了舰载无人机对海突击作战的可行性，验证了舰载无人机对海突击作战的高效能。文以舰载无人机对海突击作战为研究对象，综合AHP、FCE、ADC法，提出了一种作战效能评估方法。基于OODA环理论分解作战流程，建立效能评估指标体系；运用AHP法计算各层次指标的权重；运用FCE法计算各层次指标的能力值；运用ADC法计算出舰载无人机对海突击作战效能。该方法将复杂武器系统分解为多层次系统，采用定性与定量相结合的方法进行判断和计算，最后综合判断结果。通过算例验证了方法的可行性，通过数据输入可以分析出影响舰载无人机作战效能的因素，为舰载无人机的设计论证和作战使用提供参考依据。