美国电子信息装备体系对抗效能评估

2019-12-12 07:51孔德培王雷钢王建路
航天电子对抗 2019年5期
关键词:电子信息效能装备

周 波,孔德培,王雷钢,王建路

(中国洛阳电子装备试验中心,河南 洛阳 471003)

0 引言

在信息化、一体化联合对抗等一批具有鲜明时代特点的新思想、新观念的指引下,对抗样式和作战模式都发生了深刻变化[1],同时也快速牵引着装备的发展向适应这些新特点、新模式的方向转型,世界各主要国家的装备发展正在经历着这样一场时代变革。在这样的时代背景下,各国加速研制和使用各种新式电子信息装备。

目前电子信息装备体系化、网络化发展非常迅猛,在装备效能评估方面也积累了很多成功的经验和做法。例如美国不仅在复杂军事信息系统方面从体系架构、系统作战及系统融合等体系对抗的角度考虑装备发展,而且非常重视作战试验在装备试验鉴定中的作用;俄罗斯不仅积极发展体系化电子装备,涌现出以“克拉苏哈-X”系列电子防护系统为代表的先进电子战装备,而且注重在实战中检验装备的作战效能,形成的实验-理论试验方法不仅可以对单件装备性能和系统整体性能进行评估,而且还可以通过有限的实机试验来完成整个试验任务。所以,紧跟未来电子信息装备发展趋势,要充分借鉴军事强国成功的经验和做法,本文在梳理美国开展作战评估经验的基础上,主要分析美国电子信息装备体系对抗效能评估的指导思想及主要做法,以便于立足自身情况开展相应的研究。

1 美国作战评估1.1 基于试验训练的“练后检查”式作战评估

美国十分重视在实际环境中进行试验训练的“练后检查”式作战评估,而且这种评估也在美国体系作战能力提升中发挥着重要的作用。美国认为,对于体系对抗效能评估,最理想的做法是在现实的对抗环境中进行评估。然而,不可能每次都在实际的对抗环境进行作战效能评估,所以必须构建最接近实际的模拟环境,即试验训练演习。美国组织试验训练过程中专门设有对抗效能评估中心,负责对训练效能进行分析和评价,也即“练后检查”。例如,在美国最大的训练基地欧文堡国家训练中心,各种模拟器大量应用于试验训练,M2“布雷德利”步战车、“艾布拉姆斯”坦克、以及激光对抗仿真系统进行射击训练,在试验训练的同时,密布在试验场上的大量观测设备对试验训练数据进行实时记录。这就是在建立在“练后检查”基础上进行的试验训练,这些先进的模拟器有助于“练后检查”,“练后检查”的目的在于查找问题,再进行改进。“练后检查”活动贯穿于美国各级试验训练过程,从单兵训练到班组射击训练、再到营战术演练、以及师军级体系对抗训练。期间,各级综合考虑评估中心意见,查看对抗中通信记录与电子信号捕获的毁伤情况,并收集相关方的意见建议,最终形成综合评估结果,这种“练后检查”的评估结果将作为下一步行动的重要依据。

1.2 由定性到定量的评估

随着信息技术的发展,装备更新换代及对抗要素呈指数倍增长,简单的定性评估显得越来越不能满足需求。定性评估主要根据所评估对象的性质进行分析、推理和评判,虽然它可以对无法量化的对象进行评估,但是其评估结果缺乏科学性和精确性。于是,定量评估应运而生,定量评估主要采用数学统计方法对某一问题进行分析和评判,可以提高评估的科学性和准确性。定量评估的优点在于其收集定量指标时可以最大程度地减少人为因素影响而造成的误差。

例如,二战期间在美陆军航空队统计控制部任职的麦克纳马拉和他的同事们运用统计学方法协助美空军评估轰炸机作战效能,为轰炸机的作战运用提供了科学依据,进而提高了轰炸机的作战效能。随后,麦克纳马拉又在美国防部和美军推广他的科学思维和评估方法:统计人员消耗的“尸体统计法”和基于调查汇总的“哈姆雷特评估法”。然而,该方法在越南战场上并未奏效,原因在于该方法过分强调定量评估而忽略了定性分析,这样往往就没有考虑战场上的复杂因素而导致评估失准。到越战结束,美国不再沉迷于这些定量评估方法。随着苏联解体及先进科技的发展,基于效果的评估方法成为作战评估的主要方法,该方法强调用量化的“效果度量”与“效能度量”指标进行评估。但是,由于对系统理论研究的不足,以及人们对关于效果与目标、使命、任务之间关系描述的困惑,该评估方法对于非线性系统中因果关系不明、系统效果不可预知等情况不能很好地处理。所以,未来美国作战评估要求将定性与定量评估相结合,用定性评估指导定量评估,用定量评估结果验证定性评估。

2 美国电子信息装备体系效能评估2.1 指导思想

从上述美国作战评估的经验纵观美国现代军事转型发展,可以发现美军作战能力评估背后潜藏的基本理论基础为“系统之系统”理论, “系统之系统”理论属于系统论,系统论是20世纪人类创立三大科学理论之一。美国常将建立在多个系统之上的更大的系统称为“系统之系统”,反映了美国对现代军事系统复杂性的深刻认识。“系统之系统”我们一般称之为“体系”。

随着信息化的发展,最能体现美国“系统之系统”建设思想的成果当属C4ISR系统,也称为一体化信息系统。美国以C4ISR 为核心,围绕着“传感器到射手”和“网络中心战”不断发展完善,形成了美国电子信息装备体系。美军C4ISR系统大致建设可划分为分散、集成和一体化3 个阶段,如图1所示。

图1 电子信息装备体系发展

随着美国电子信息装备体系的建成和发展,美国将体系作战行动解析为“OODA环”,如图2所示。

图2 “OODA环”示意图

在体系作战评估中,着眼“信息”这个核心要素,并遵循“OODA环”理论,为美国电子信息装备体系作战效能提供了科学的分析和评估框架,并在此框架指导下提供了有效的方法手段。在电子信息装备体系建设和训练中,突出全作战链路训练,将能否打通全作战链路、全作战链路循环时间长短、全作战链路是否易受阻滞等,作为衡量作战效能的根本标准,力争做到先敌发现,先敌决策,先敌开火,先敌决胜。也就是说,OODA链路畅通且用时最短,作战效能发挥的就好,取胜可能就大。

资料显示,美军在海湾战争时从发现到打击目标,有时时长10个多小时。阿富汗战争至少需要19 min,到伊拉克战争时进一步缩至几分钟。这不仅说明了美国在世界近几场局部战争中屡战屡胜的原因,也说明了美体系作战能力在不断提升。

2.2 不断创新效能评估理论方法

早在二战时期,美国就开始了评估理论在作战中的应用研究,并成立了若干“运筹学小组”,开展作战评估问题研究。二战后,美空军的“运筹学小组”发展成为兰德公司,设有“系统分析部”,开展作战效能评估研究,为美国提供辅助决策服务。

除了专业机构研究研究作战效能外,还有一些民间机构也积极开展作战效能评估研究,如美军著名学者杜派和同事们组成的历史评估和研究组织,他们提出了用指数计算和评估作战效能的方法。该方法主要是将运筹分析法、数学解析法、和经验分析法结合在一起,采用统一的度量标准,从装备的性能参数出发,通过建立火力指数、杀伤力指数、综合指数等各种指数模型来评估相对作战效能。

随着评估研究的不断深入以及装备信息化的发展,发现上述指数模型比较适宜机械化条件下装备系统的作战效能评估,不适合电子信息装备的体系作战效能评估。这是由于电子信息装备体系的复杂性,使得信息化条件的作战是一种不同于机械化条件下的作战模式,电子信息装备体系对抗过程中各要素对最终作战效能的影响往往是非线性叠加的,体系构成日益复杂且具有明显的不确定性,指数之间的相对大小越发难以科学界定。这种情况下,不仅指数法,传统的系统效能评估方法如AHP法、模糊综合评判法、效用函数分析法都很难奏效。

为了做到科学评估,美国开始探索更好的作战效能评估方法。兰德公司的爱萨克森和同事们建立了评估作战效能的框架,先将作战能力按照复杂程度进行排序,然后根据不同能力从地面、海上和空中三个方面进行阐述,最后运用技术能力和综合能力两个指标进行抽象描述,该方法简单实用,能有效解决作战复杂性问题。2000年兰德公司在出版的《恐怖的海峡》中,介绍了探索性分析方法在作战效能评估中的应用。2003年,兰德公司又建立把C4ISR系统和网络中心战与作战效果联系起来的评估模型和算法,并将人的因素也考虑到整体效能评估中,评估范围日益扩展,评估标准更接近实际。随着对抗样式的深刻变化和体系复杂性的日益显现,美国认识到必须采用基于能力、面向问题的研究思路,并运用复杂性理论解决体系作战效能评估问题。于是,美国开始重点研究基于复杂性理论的体系作战效能评估方法,并应用于系列训练演习中。从中可以看出,美国始终坚持创新作战效能评估理论方法研究,为美军开展体系作战效能评估提供了理论指导。

2.3 体系评估示例

美陆军的第一个“斯特瑞克”旅战斗队(SBCT)为第2步兵师第3旅,是按照网络中心战理念设计的数字化旅,比以往数字化师的起点更高,并在伊拉克表现十分出色。在作战使用上,“斯特瑞克”旅充分利用先进的指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察(C4ISR)技术,可以在广阔分散的作战地域遂行进攻、防御作战,以及维持稳定和支援行动。“斯特瑞克”旅强调“先敌发现、先敌理解、先敌行动、决战决胜”;将“进行接触,调动预备队”的传统进攻模式,改变为“用情报、监视与侦察系统对敌实施侦察、在非接触条件下摸清情况、将作战部队调动到有利位置,在有利时机进行交战”的体系对抗新模式。

兰德公司全程跟踪研究,并运用非常细致的评估模型,对数字化旅与同类型非数字化旅的作战效能进行对比评估,以网络中心战理念为指导,开发了图形化、拓扑式网络中心战概念框架。该框架描述了数字化旅网络中心战各项能力及其之间的相互关系,例如不同能力在作战过程中相互影响、反馈。然后,兰德公司以网络中心战概念框架为依据,进一步将斯特瑞克旅网络中心战能力进行分解,确定五大分能力,并分别进行评估,五大分能力如图3所示。

从训练演习结果看,与“红方”精锐对抗部队交战的伤亡比,传统步兵旅为10∶1,“斯特瑞克”旅为1∶1。

这说明数字化部队的作战能力是原来同级别非数字化部队作战能力的10倍,这也印证了关于电子信息装备体系为“兵力倍增器”的假设。

图3 斯特瑞克旅网络中心战能力分解

3 结束语

开展体系作战效能评估是提升基于网络信息体系联合对抗能力的基础,以美国在现代化新军事变革中战斗力标准为依据,总结了美国作战评估的基本历程和经验,得出了在信息化时代美国电子信息装备体系对抗效能评估的指导思想,梳理了美国开展评估理论创新的做法,以“斯特瑞克”旅网络中心战能力评估示

例了美国所开展的体系评估,为开展体系评估方法研究提供经验和理论参考。

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