总第246期 2014年第l2期 舰船电子工程 Ship Electronic Engineering Vo1.34 No.12 27 “对手部队’’装备建设方法研究 李文鹏 杨(2.92038部队青岛文 钟建军 翟洛阳洁。 471003) 湛江524000) (1.中国洛阳电子装备试验中心266000)(3.91269部队摘要为优化我军对手部队装备建设程序和过程,提高我军对手部队装备建设质量和效益,分析了采用相似系统建 模、系统相似性分析和成熟度分析等方法,解决对手部队装备建设中装备体系设计、逼真建设模拟装备、模拟装备建设途径 选择等重难点问题的可行性,探讨了综合运用上述方法确定我军对手部队装备建设的基本流程和方法步骤。 关键词对手部队;装备建设;相似系统建模;系统相似性分析;成熟度分析 E83 DOI:10.3969/j.issn1672—9730.2014.12.007 中图分类号Opponent Force’S Equipment Construction Method LI Wenpeng YANG Wen ZHONG Jianjun ZHAI Jie。 (1.China Luoyang Electronic Equipment Test Center,Luoyang 471003) (2.No.92038 Troops of PLA,Qingdao 266000)(3.No.91269 Troops of PLA,Zhanjiang 524000) Abstract In order to optimize the procedure and process of our opponent force’S equipment construction,and improve the quality and benefit,the feasibility of using similarity system model to resolve equipment system design,using similarity system analysis to resolve simulant equipment construction,using maturity analyze to resolve approach selection of simulant equipment construction,is analyzed.And the basic procedure and process of using upper methods to determine the equipment construction of our opponent force is discussed too. Key Words opponent force,equipment construction,similarity system model,similarity system analysis,maturity an— alyze Class Ntanber E83 1 引言 “对手部队”是指一支逼真的、灵活的军事(或 及“哈马斯”游击作战模式进行训练的Mistaravim 部队等_1]。通过组建一定规模的对手部队,外军在 日常训练中逼真再现了作战对手的战略和战术,使 得自身的训练质量和水平大大提高,进而优化了实 际战场上遭遇对手时的应对手段,提高了应对能 力。当前,我军对抗训练中的对手部队大多是由上 级机关临时指定的建制部队、或临时抽组某些作战 力量充当,这种临时指定和抽组的对手部队在作战 准军事)力量,它综合了世界范围内的作战力量的 多种能力(作战思想、战术、编成和装备),用于代替 特定威胁力量以训练和提高美国军队的作战能力 (美军《对手部队(OPFOR)计划》)。外军通常依托 试验训练基地(靶场、中心)建设对手部队,如:美军 冷战时期在欧文堡国家训练中心组建的按照俄军 编成、武器装备战技性能、作战思想和战术战法等 方面与作战对手还存在一定差异[2q]。在对手部 机械化部队模式训练和部署的第177旅;韩军在第 三集团军组建的按照朝鲜人民军第八特种军标准 进行配备和训练的营级规模的“影子部队”;以军在 队建设实践中,如何瞄准作战对手可能使用的电子 信息装备规划对手部队装备体系,如何保障所规划 的装备体系中各型装备与其模拟目标具有较高的 内格夫沙漠组建的按照阿拉伯传统、语言、思维以 *收稿日期:2014年6月8日,修回日期:2014年7月25日 作者简介:李文鹏,男,硕士,工程师,研究方向:电子对抗基地训练筹划。 李文鹏等:“对手部队”装备建设方法研究 第246期 相似程度,如何确定所规划的装备体系中各型装备 的实际建设途径,是长期困扰我军对手部队建设的 重难点问题之一。 本文尝试将相似系统建模、系统相似性分析和 成熟度分析等方法引入对手部队装备建设,探讨对 手部队装备建设中综合采用上述方法的可行性及 基于上述方法的对手部队装备建设思路和步骤。 2相关理论及可行性分析 相似性科学是近年来逐步发展完善的一门研 究自然、社会、工程和思维等领域中的相似性规律 及其应用的新兴综合性学科,在信息学、管理学、工 程学、系统仿真等科学领域有广泛的应用_4]。从当 前应用方向及相关成果来看,其核心应用主要有以 下两个方面[5 ]:相似系统建模、系统相似性分析。 其中,相似系统建模主要用于解决如何构建与原型 系统具有较高相似程度的模拟仿真系统,系统相似 性分析主要用于评估任意两个系统之间的相似程 度。对于问题“如何瞄准作战对手可能使用的电子 信息装备规划对手部队装备体系”,从系统建模角 度看,在装备体系层面,对手部队装备体系设计可 视为以未来可能的冲突中作战对手可能动用的电 子信息装备体系为原型系统的建模过程,在具体装 备型号层面,对手部队装备建设也可视为以作战对 手典型电子信息装备为原型系统的建模过程,因 此,相似系统建模的相关思想可以用于指导对手部 队装备体系规划和建设,可用于解决当前对手部队 装备建设体系规划设计问题。对于问题“如何保障 所规划的装备体系中各型装备与其模拟目标具有 较高的相似程度”,从相似性分析角度看,若视装备 体系中某型模拟装备与其模拟目标为两个独立的 系统,则可采用系统相似性分析方法对两个系统间 的相似程度进行分析,当分析结果表明二者问的相 似程度较低时,则反馈模拟装备的战技性能规划, 直至分析结果表明二者间的相似程度满足需求为 止,因此,系统相似性分析方法可用于保障装备体 系中各型装备与其模拟目标具有较高相似程度问 题。 成熟度分析相关技术最初起源于NASA,当前 被美国国防部广泛用于国防采办项目的管理,以辅 助国家决策高层了解国防重大项目的技术发展现 状,把握后续投资重点和方向,分析和控制装备研 制风险 ]。当前,成熟度分析主要包括技术成熟 度分析、集成成熟度分析和系统成熟度分析等多 种。其中,技术成熟度分析主要用于分析项目中各 项关键技术的技术状态;集成成熟度主要用于分析 项目中各项技术之间的集成状态;系统成熟度在技 术成熟度和集成成熟度的基础上主要用于全面分 析项目的成熟程度。通常,技术成熟度和集成成熟 度从低到高可划分为9级__g ,系统成熟度从低到 高可划分为5级,各等级从技术状态、集成程度、试 验环境等三个方面对技术、集成或系统的成熟程度 进行了详细划分。对手部队装备建设限于装备引 进渠道、自身装备技术水平、现役装备技术性能、可 用经费投入等因素,通常可采用“实装引进”、“现役 改造”、“模拟仿制”和“虚拟仿真”等四种建设途径, 考虑到逼真模拟作战对手的现实需求,对手部队装 备建设应优先选用“实装引进”途径,在此基础上, 对于问题“如何确定所规划的装备体系中各型装备 的实际建设途径”,从成熟度分析角度看,若将某型 装备建设视为由一系列关键技术及技术集成问题 构成的项目,则可对此项目按照技术成熟度、集成 成熟度、系统成熟度的思路进行成熟度分析,对于 所涉及的关键技术和集成方法较为成熟的项目,即 系统成熟度较高的项目,可优先采用现役改造的途 径建设,对于所涉及的关键技术和集成方法中等成 熟的项目,即系统成熟度中等的项目,可考虑采用 模拟仿制的途径建设,对于所涉及的关键技术和集 成方法成熟度较低的项目,即系统成熟度较低的项 目,可考虑采用虚拟仿真的途径建设。因此,在成 熟度分析的基础上,可以使对手部队装备建设途径 选择有据可依、更加客观,避免因认识不足等主观 原因带来的选择风险,增加所规划的装备建设途径 的科学性。 3对手部队装备建设方法设计 参考相关资料,相似系统建模[4]、系统相似性 分析Ⅲ、成熟度分析[ 基本流程如图1所示。 其中,相似系统建模主要包括明确建模目的、 提取原型系统关键要素及其关键特征、基于相似系 统的模型构建等基本步骤;系统相似性分析主要包 括建立相似元、相似元相似度计算、系统相似度计 算等基本步骤;成熟度分析主要包括技术结构分 解、关键技术元素识别、技术成熟度分析、集成成熟 度分析、系统成熟度分析等基本步骤。 基于相似系统建模、系统相似性分析和成熟度 分析,规划的对手部队装备建设方法如图2所示。 第一步:装备体系能力分解。 在装备层面,围绕实现与作战对手具有相同的 作战能力的建设目的,将作战对手装备体系从具有 2014年第12期 舰船电子工程 29 的能力角度分解为一系列关键能力。如美军电子 信息装备体系具有情报侦察能力、预警探测能力、 攻击能力、电子防御能力、态势评估能力、信息分发 能力和辅助能力等。其中,态势感知能力可进一步 通信传输能力、指挥控制能力等。 相似性科学 相似系统建模 系统相似性分析 明确建模目的 ‘ 建立相似元 ・分析从哪些相似形式上再 ・将系统间A和B间具有共 现原型系统的那些特征 同属性而在数倌上存在差 l 异的组成要素组成相似元 提取原型系统关键 J 要素及其关键特征 相似元相似度计算 +分析原型系统的组成要素 t提取各相似元的相似特征 及各要素的组成特征 +依据相似元相似度计算方 +依据建模目的确定关键要 法求解相似元相似度 素及其关键特征 I l 系统相似度计算 基于相似系统的 确定各相似元权重系数 模型构建 ・依据系统相似度计算方 法求解系统相似度 +以关键要素及其关键特征 为模拟重点开展建模 成熟度分析 技术结构分解 l I 集成成熟度等级判定 +项目实施过程中将项目分 +依据集成成熟度等级判定标 解为关键技术单元的组合 准,判定各技术之间的集成 建立以具体技术单元为终 成熟度等级 端端点的层次化体系结构 系统成熟度等级判定 关键技术元素识别 依据技术成熟度和集成成 技术是否对使用需求、成本 熟度等级评定结果判定系 或研制计划有重大影响 统的成熟度等级 +技术对于开发和演示是否具 有较高风险 技术成熟度等级评定 ・依据技术成熟度等级判定 标准,确定各关键技术元 素的技术成熟度等级 图1相关方法基本流程简介 第二步:关键能力分解。 在装备层面,围绕形成某项能力所涉及的典型 装备类型,将关键能力进一步分解对应到一系列的 典型装备类型。如美军关键能力预警探测能力对 应预警探测雷达和雷达组网及管控系统。 第三步:典型装备类型分解。 在装备层面,对典型装备类型实施进一步分 解,具体对应到该类型下所具有的典型装备。如美 军预警探测雷达以下可对应AN/APS-145预警雷 达、AN/FPS-117三坐标雷达以及GE一592三坐标 雷达等。 第四步:典型装备分解。 从能力角度,将典型装备按其具备的能力进行 分解,分解为一系列的核心能力。如美军装备EA_ 18G按其具备的能力可分解为态势感知能力、电子 分解为侦察引导能力、侧向定位能力和威胁告警能 力等,电子攻击能力可进一步分解为雷达干扰能 力、通信干扰能力和反辐射攻击能力等。 第五步:核心能力分解。 从技术指标层面,将核心能力进一步对应到若 干个战技指标。如将EA-18G电子攻击能力下的 雷达干扰能力分解为干扰频率、干扰样式、有效辐 射功率等具体指标,其中,EA一18G雷达干扰的干 扰频率为0.064GHz ̄18GHz,干扰样式为“跟踪一 瞄准”噪声干扰,等效辐射功率为1O0kw。 第六步:战技指标的技术成熟度分析。 对于无法实装引进的外军现役电子信息装备, 利用技术成熟度分析方法,立足国内科研和装备制 造水平,在战技指标层面,对分解得到的各项战技 指标的指标值国内可实现性进行分析。 如:分析国内模拟美军EA-18G雷达干扰干扰 频率0.064~l8GHz、等效辐射功率100kW的可 实现l生问题。 第七步:确定模拟装备的战技指标。 分析各战技指标所对应的关键技术的技术成 熟度,在此基础上规划模拟装备各项战技指标的指 标值。如根据技术成熟度分析结果,将EA一18G任 务系统模拟装备的雷达干扰干扰频率设定为0. 1GHz ̄18GHz,干扰样式设定为“跟踪一瞄准”噪声 干扰,0.1GHz ̄0.8GH频段的等效辐射功率设定 为50kW,0.8GHz ̄2GHz频段的等效辐射功率设 定为60kW,2GHz~4GHz、4GHz~8GHz、8GHz  ̄18GHz频段的等效辐射功率设定为70kW等。 第八步:集成及系统成熟度分析。 立足国内相关研究和装备制造水平,在战技指 标技术成熟度分析和模拟装备战技指标确定的基 础上,首先围绕所确定模拟装备各项核心能力战技 指标技术成熟度分析和模拟装备战技指标确定的 基础上,首先围绕所确定模拟装备各项核心能力所 对应的关键技术,在关键技术层面对模拟装备进行 集成成熟度分析,然后在装备系统层面对模拟装备 进行系统成熟度分析。 第九步:装备建设途径选择。 根据系统成熟度分析结果,对于系统成熟度较 高的项目,考虑采用现役改造的途径建设,对于系 统成熟度中等的项目,考虑采用模拟仿制的途径建 设,对于系统成熟度较低的项目,考虑采用虚拟仿 真的途径建设。 30 李文鹏等:“对手部队”装备建设方法研究 总第246期 图2对手部队装备建设方法体系 第十步:模拟装备与其模拟对象的相似程度分 析及反馈。 度和系统成熟度分析,在模拟装备战技指标及核心 能力调整或改进的基础上,提出变换装备建设途径 的合理化建议。 3)在上述反馈的基础上,最终确定模拟装备的 各项战技性能指标,进而在集成成熟度和系统成熟 度分析的基础上,给出合理的装备建设途径建议。 实施该步骤的目的是对上述第七、第八、第九 步相关结果进行修正或确认,可在上述各步骤的实 施过程中穿插进行。主要包括以下主要内容: 1)将模拟装备与其模拟对象作为两个独立的 系统,基于模拟对象的各项性能指标和模拟装备的 各项性能指标,在性能指标层对其进行特征相似度 第十一步:建设模拟装备。 按照所确定的装备建设途径建设作战对手装 备模拟装备,进而形成模拟作战对手电子信息力量 的对手部队装备体系。 分析,然后在核心能力层对其进行相似元相似度分 析,最后在装备层对其进行系统相似度分析。 2)依据特征相似度、相似元相似度和系统相 似度分析结果,反馈以下信息:从提高模拟装备与 其模拟对象的相似程度角度,针对相似度较低的战 技指标和核心能力,分别提出调整或改进模拟装备 4 结语 本文围绕当前对手部队装备建设中常见的三 类重难点问题,探讨了采用相似系统建模解决“如 (下转第75页) 战技指标及核心能力的方向和建议;结合集成成熟 2014年第12期 ∽ _鎏 舰船电子工程 传输时延 本文将Ad Hoc与Mesh进行结合,组建航母编队 通信网络,探讨了网络中节点的设计,特别是对于 路由协议的选择,对于今后Mesh网络在军事通信 中的深入研究提供了一定的参考价值。 参考文献 r1]Hossain E,Leung K K.Wireless Mesh Networks Ar— chitectures and Protocols[M].New York:Springer Science,2008:173-182. [2]杨斌,吴学智,阳昆.水面舰艇编队的无线局域网研究 图7传输时延 及构建[J].舰船电子工程,2008,28(8):27—29. 1-3]刘显静,吴学智,沈钊.基于Mesh结构的海上无线局域 网组网性能研究[J].计算机技术与发展,2013(6):162- 165. 由仿真图中可以看出: AODV协议在丢包率、吞吐量方面相比其余 两种协议具有明显优势;在传输时延方面,由于 DSDV是表驱动路由协议,发送数据时可以立即获 E4]陈洁莲.无线Mesh网络组网技术研究[D].成都:电子 科技大学,2008. 取准确的路由信息,因此,其传输时延更短。总体 来说,在Mesh网络中,按需路由协议性能要高于 表驱动路由协议,而在按需路由协议中,AODV协 议拥有更好的性能。因此,在该网络中将AODV 作为路由协议是最适合的。 [5]王健全,胡云,吕召彪.无线Mesh网络性能分析及协议 优化研究EJ].计算机工程,2013(8):107—111。 [6]IEEE 802.1 1 Working Group.Port-Based Network Access Contro1.IEEE Std 802.1X,2001. [7]解亚琦,张海林,赵力强.基于WLAN的Mesh网络和 PMP网络性能比较I-J].现代电子技术,2007(3):32— 34. 5 结语 未来的海上战争,是信息化的战争。保障航母 编队通信需求将成为决定战争胜负的重要因素。 3 辱 甜 甜 [8]王林.基于Mesh网络的战术互联网组网研究[D].西 安:西安电子科技大学,2008. 白 ~ ‘ 、 、p 、 (上接第3O页) 何瞄准作战对手可能使用的电子信息装备规划对 手部队装备体系”、采用系统相似性分析解决“如何 (12):57—60. [2]李红.构建蓝军模拟部分队的几点思考[J].西北军事, 2007(2):26-31. 保障所规划的装备体系中各型装备与其模拟目标 具有较高的相似程度”、采用成熟度分析解决“如何 确定所规划的装备体系中各型装备的实际建设途 径”的可行性,并在此基础上探讨了综合利用上述 三种方法规划对手部队装备建设的基本流程和步 [3]李仁孝.浅议着眼实战建强蓝军[J].华南军事,2010 (3):36. [4]周美立.相似性科学[M].北京:科学出版社,2004. 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