本发明属于军事运筹
技术领域：
，涉及航空布雷海区优选模型。
背景技术：
：障碍封锁是传统的海上封锁样式，航空布雷是重要的布雷手段。影响布雷区域的因素，长期以来一直依赖经验进行布雷区域选择，没有形成完整系统的雷区评估指标体系。通过对布雷机战技性能以及典型战场环境的分析，确定该型机对某一区域主要港口实施攻势布雷作战的可行性和必要性，为首长机关决策提供依据；为最大程度提高封锁效能，通过采用定性分析与定量分析相结合的方法，对某一区域主要港口的适宜布雷区域进行了优选，并布雷效果进行了仿真论证，有助于提高航空布雷任务规划工作的针对性和科学性；通过航空布雷作战使用方案的研究，有助于进一步细化和完善作战预案和领航计划。技术实现要素：本发明的目的在于提供航空布雷海区优选模型，解决了未来海上封锁作战中提高航空布雷封锁效能的作战问题。本发明的有益效果是对切实提高航空布雷作战能力具有重要的意义。本发明所采用的技术方案是1.航空布雷海区优选评估指标体系；主要构建以“水雷障碍作战效能”、“船只通过雷区情况”、“敌扫猎雷能力”、“兵力火力需求”和“布雷机综合作战指标”为二级指标的多层次评估指标体系，运用ahp法、排队论和专家评估法，得到评价指标的综合权重。2.评价指标参量计算模型；航空布雷海区优选评估指标体系中，水雷障碍作战效能和布雷机综合作战指标为重点指标，因此重点对水雷障碍作战效能和布雷机综合作战指标建立评估模型。(1)水雷障碍作战效能评估模型1)水雷障碍毁伤概率假设在敌某港口外布设正面宽度为dlm，纵深为llm且范围不变的矩形雷区，水雷数量为nlm，且分布规不则，水雷的单枚杀伤概率近似一致，其中ndm枚水雷的定次数为cdm。敌水面舰船编队各舰船航速均为ves节，敌舰船数为nes，编队宽度为des，敌舰船间纵距为les，且各舰船的物理场近似相同。根据nlm+ndmcdm＞nes，nlm+ndmcdm＜nes，nlm+ndmcdm＝nes三种不同的情况建立状态转移方程，求得敌舰船进入雷区时受到攻击但未被击毁的概率为式中，pi为有i枚水雷毁伤舰船的概率，i＝0,1,2,…,nlm+ndmcdm-1；pom为单枚水雷杀伤概率；nm_max为敌舰船在雷区中所遭遇水雷的最大次数。敌舰船进入雷区后无水雷对其进行毁伤，直至穿越雷区仍未受到攻击的概率为式中，λes为单位时间内达到雷区的舰船平均数，qes为敌舰船在雷区内的平均逗留强度，即式中，nres为敌舰船在雷区中所受火力重叠数；nrdm为nres中定次器的定次数不为0的火力重叠数；llm_i为第i枚水雷的毁伤范围；qesi为当可能遭受第i个火力重叠时的逗留强度。敌舰船进入雷区后无水雷对其进行毁伤，在穿越雷区前受到毁伤，但未被完全击毁的概率为所以水雷障碍对敌水面舰船的毁伤概率为2)水雷障碍封锁时间影响水雷障碍封锁时间的因素主要有水雷的战斗有效服务期、环境参数、敌反水雷作战能力等。设封锁作战中，水文地理等环境因素对水雷有效性影响参数为敌反水雷作战能力影响为雷障修补加强影响参数则水雷障碍封锁时间可近似为式中，tem表示水雷战斗有效期；k表示所布水雷类型。3)水雷障碍生命力水雷障碍生命力指标主要取决于水雷障碍的抗扫能力和水雷个体抗自然稀化能力两方面。影响水雷障碍抗扫能力的因素主要包括水雷障碍的结构参数，如雷障的正面宽度、纵深、水雷类型和数量等，此外还受敌反水雷作战能力和反水雷兵力兵器的使用方式等因素的影响。在时域范围内分析，战斗坚持力可估算为式中，nsweeper为敌扫雷舰艇数量；tosbreak为单一扫雷舰艇所必需的开辟航道时间；lsal为敌扫雷舰艇驻泊地与反水雷作业区间的距离；τsweep为气象修正系数；vsweeper为敌扫雷舰艇的航渡速度；ttad为敌反水雷舰艇的日工作时间；twib为敌反水雷舰艇返航补给时在基地逗留的时间；nsfs为敌反水雷舰艇的自给力。水雷障碍抗自然稀化能力，从时域角度考虑，是指水雷障碍受自然稀化影响而保持毁伤效能不低于规定水平的时间，影响该指标的因素主要包括：水雷个体的工作可靠度rpm(t)、水雷密度和规定的容许效能水平eael等。若以时间t的函数edm＝fdm(t)表征雷障毁伤效能与其工作可靠度的关系，因为清除水雷障碍所需时间一般要比水雷障碍自然稀化的时间短，则水雷障碍的生命力可以表示为式中，pspoe为敌方采取反水雷手段清除雷障的可能性，为fdm的逆运算。通过定量分析水雷障碍毁伤概率pdm、封锁时间tblank和生命力tvatality等各项指标，经规范化处理后，采用灰色综合评估法即可获得水雷障碍作战效能ecm＝fgrey_evaluation(pdm,tblank,tvatality)＝dopm×wopm(9)式中，fgrey_evaluation为灰色综合评估方法函数，dopm和wopm分别表示各指标评判矩阵和权重分配向量。(2)布雷机综合作战指标评估模型1)航路安全性计算攻势布雷通常在敌控水域进行，受敌防空火力威胁较大，此外还应考虑地形及气候因素的影响。航路安全性可由威胁代价作为成本型指标来表征，即式中，proute_cost表示航路威胁代价；ptor、ptom、ptot和ptow分别表示雷达、防空火力、地形和恶劣气候引入的威胁概率，αrci(i＝1,2,3,4)是对应各项威胁概率的加权系数。2)布雷任务有效性计算实施攻势布雷机，影响布雷任务有效性的因素主要有布雷点覆盖率、布雷精度、布雷数量等。其中，布雷点覆盖率表示按航线飞行所能实施的布雷点数目npmp与总要求的布雷点数目ntmp的比值；布雷精度表示实际布雷点与作战方案中拟定的布雷点的位置偏差程度δclocation；布雷数量即在布雷点实际布雷的数目npm。若采用模糊综合评判法，则任务有效性作为效益型指标可简单表示为式中，bm表示规划航线对应的任务有效性程度评估函数，表示布雷任务有效性评估因素集对应的模糊权向量，表示因素集到评估参数集的模糊关系。3)飞行约束性计算航路规划应充分考虑燃油约束，以确保任务的顺利完成。此外布雷机自身机动性能参数，如最大转弯角、最大爬升坡度、最大法向加速度等，及布雷机在遇到干扰条件下的飞行精度等都会对航路规划产生约束。用飞行约束代价作为成本型指标来表征飞行约束性，即式中，proute_constraint表示航路约束代价；pcof、pcoh、pcom和pcop分别表示燃油、执行任务时间、布雷机机动能力和飞行精度引入的约束代价概率，βrci(i＝1,2,3,4)表示对应各项约束代价概率的加权系数。4)布雷机综合作战指标计算由上述计算得到布雷机攻势布雷作战中航路安全代价proute_cost、布雷任务有效性pvalidity及航路约束代价proute_constraint，建立布雷机机综合作战指标评价模型为式中，ξrcc表示航路安全代价与航路约束代价的权重比；ηrcc为平衡系数，用来调整航路安全代价与航路约束代价的数量级。3.布雷机区域优选模型建立综合模糊评判模型，根据上述指标体系，采用多层次综合评判的三级模型，并运用加权平均方法对各个布雷区域进行综合评判，评判模型如下：设某一级评判因素有n个，构成因素集u＝{u1,u2…un}，对ui(i＝1,2,…n)因素，分成四个评价等级，一级为布雷区域很好，二级布雷区域较好，三级为布雷区域一般，四级为布雷区域较差，由此构成一个评价集v＝(v1,v2,v3,v4)，u的模糊子集a＝{a1，a2，…an}为各因素的权重分配，其中ai为第i个因素对应的权值，其满足：对每个单因素ui都有一个模糊评判ri＝(ri1，ri2，ri3，ri4)，于是构成一个布雷区域对n个因素的判断矩阵。其中，由此得到综合判断b：其中：按上面的步骤，先进行一级模糊评判，根据一级模糊评判的结果，进行二级模糊评判，再进行三级模糊评判，评判的结果就是各个布雷区域的最后评判值，据此我们就可以得到各布雷区域的优劣程度，从而优选出航空布雷的最佳区域。附图说明图1是航空布雷海区优选评估指标体系示意图；图2是某港预选布雷区域示意图。具体实施方式下面结合航空布雷对某区域一个重要港口实施封锁作战，对本发明的基于ahp的航空布雷海区优选模型进行详细描述。图1为本发明航空布雷海区优选评估指标体系。航空布雷封锁某港布雷区域优选研究根据航空布雷海区优选评估指标体系和优选模型，以对某区域港口实施布雷作战为例，对布雷区域的选择进行优化分析。(1)根据该港口地理水文条件、船只通航情况、航弹式水雷性能参数以及敌可能扫猎雷行动的影响，结合前述几项原则，以定性的方式在某港口内外预选出航空布雷可能布雷的六个区域，如图2所示。(2)对某港预选布雷区域进行综合评判1)初级评判分析根据一定的评判标准，对各级评判因素分别进行评判，得到6个拟布雷区的评价值v＝(v1，v2，v3，v4)，然后根据各因素的权重分配，得到各评判因素的评判值b。如各布雷区域u21因素的评价值v见表1。表1布雷区域u21因素的评价值区域123456v10.500000.5v20.500100.5v3010000v4001000u22因素的评价值见表2。表2u22因素的评价值区域123456v10010.50.50v20000.50.50v30.50.50001v40.50.50000设对u21,u22因素的权重分配为a＝(0.45，0.55)，由公式b＝ar得各区域关于船只通过情况u2的评判值b(2)，见表3。表3u2的评判值b(2)区域123456v100.2250.550.2750.2750.225v200.22500.7250.7250.225v30.7250.2750000.55v40.2750.2750.45000依此类推，即可得到各区域的一级评判因素的评判值b(1)、b(2)、b(3)、b(4)、b(5)。2)综合评判分析由各区域u1、u2、u3、u4、u5的评判值，可得到各区域的最后评判结果：假设对u1、u2、u3、u4、u5因素的权重分配为a＝(0.25，0.15，0.25，0.15，0.2)，由b＝ar得到各区域的最后评判值,见表4：表4各区域最终评判值区域123456v10.1410.3490.3930.3900.1860.075v20.2600.2900.2320.4070.3650.125v30.4040.2600.2430.1580.4490.110v40.1950.1010.1320.04500.690v1+v20.4010.6390.6250.7970.5510.20根据各区域v1+v2的值，可得各区域的优劣排序为：4、2、3、5、1、6；根据这一排序，结合航空布雷作战能力，可选定该港南端出入口为实施布雷的最佳区域。本发明公开了一种航空布雷海区优选模型，属于军事运筹研究领域，本专利解决了长期以来航空布雷海区选择依赖经验决策，考虑因素不全面的问题。该模型通过构建航空布雷区域优选评估指标体系，提出基于模糊ahp方法的航空布雷区域优选模型。该发明可用于航空兵部队空中布雷任务规划工作，对提高航空布雷作战能力具有重要的理论支撑。以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12