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(海軍大連艦艇學院艦船指揮系　大連　116018)

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基于DoDAF作戰(zhàn)視圖的水面艦艇對飛航導彈防御模型設計*

王洪勝郭傳福王楠牛輝濤

(海軍大連艦艇學院艦船指揮系大連116018)

摘要水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)需綜合使用遠程、中近程艦空導彈及電子戰(zhàn)裝備，基于以上作戰(zhàn)特點，以DoDAF作戰(zhàn)視圖為研究工具構(gòu)建水面艦艇對飛航導彈防御模型。探討了基于DoDAF體系結(jié)構(gòu)的水面艦艇對飛航導彈防御模型設計步驟，構(gòu)建了高層作戰(zhàn)概念圖、組織關系圖、作戰(zhàn)活動圖等六大作戰(zhàn)視圖模型。所建模型簡單直觀易于溝通交流，研究結(jié)果對優(yōu)化水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)頂層設計和裝備開發(fā)具有重要支撐作用。

關鍵詞DoDAF； 攔截作戰(zhàn)； 模型設計

Class NumberE925.6

1　引言

飛航導彈是水面艦艇航渡和基地防御作戰(zhàn)中面臨的傳統(tǒng)威脅之一，信息化作戰(zhàn)條件下，水面艦艇能否對飛航導彈實施有效抗擊，取決于對目標的預警探測能力，信息傳輸能力、指揮控制能力、火力攔截能力和電子對抗能力。本文基于DoDAF建模思想，以DoDAF作戰(zhàn)視圖為研究工具，構(gòu)建水面艦艇對飛航導彈防御模型，為優(yōu)化水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)頂層設計和裝備開發(fā)提供技術(shù)支撐。

2　對飛航導彈攔截作戰(zhàn)過程描述

預警機及艦載對空搜索雷達獲取來襲飛航導彈目標信息后，迅速對目標信息進行預處理，完成目標信息初判后將目標情報信息傳送至水面艦艇平臺，水面艦艇立即轉(zhuǎn)入對飛航導彈攔截作戰(zhàn)。對空搜索雷達依據(jù)預警信息持續(xù)對來襲目標進行搜索，搜索完畢即轉(zhuǎn)入對目標跟蹤，后通過傳感器系統(tǒng)將來襲目標態(tài)勢以圖形和數(shù)字形式傳送至艦艇作戰(zhàn)指揮室，艦艇長及相關部門長對來襲目標進行敵我識別、目標威脅判斷及排序，根據(jù)來襲飛航導彈的方位、距離、速度、高度等因素形成對飛航導彈防御作戰(zhàn)方案，艦艇指揮員依據(jù)作戰(zhàn)方案分別向武器部門下達目標指示，火控節(jié)點指揮員依據(jù)目標數(shù)據(jù)解算射擊參數(shù)，當目標進入遠程艦空導彈攔截區(qū)域后，發(fā)射遠程艦空導彈進行攔截，跟蹤雷達探測到被打擊的目標以后，將目標屬性傳回指控系統(tǒng)，指控系統(tǒng)對作戰(zhàn)效果進行評估，得出毀傷效果評估結(jié)論。若遠程艦空導彈未命中目標，則轉(zhuǎn)入中近程艦空導彈對目標進行攔截，若仍未命中目標，則使用艦炮或電子戰(zhàn)裝備對目標進行抗擊，完成整個防御作戰(zhàn)過程。

3　基于DoDAF建模設計步驟

DoDAF即美國國防體系結(jié)構(gòu)框架，該框架提供了開發(fā)和表述體系結(jié)構(gòu)的規(guī)則、指南和產(chǎn)品描述，是開發(fā)體系結(jié)構(gòu)的前提條件[1]，筆者依據(jù)水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)需求和攔截過程，并結(jié)合DoDAF模型開發(fā)規(guī)律，制定作戰(zhàn)視圖產(chǎn)品開發(fā)步驟為[2～4]：

1) 基于水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)使命任務，梳理水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)概念和功能需求，構(gòu)建高級作戰(zhàn)概念圖OV-1；

2) 以水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)指揮流程為基礎，建立作戰(zhàn)指揮組織，分析人員角色以及上下級關系，構(gòu)建組織關系圖OV-4；

3) 進行防御作戰(zhàn)活動建模。首先，基于水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)過程和主要作戰(zhàn)活動，構(gòu)建作戰(zhàn)活動圖OV-5；然后，按照防御作戰(zhàn)事件發(fā)生先后順序及相互關聯(lián)，構(gòu)建作戰(zhàn)事件跟蹤描述圖OV-6c；第三，依據(jù)防御作戰(zhàn)過程中核心作戰(zhàn)節(jié)點狀態(tài)變化情況，完成作戰(zhàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述圖OV-6b的構(gòu)建。

4) 基于水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)過程中作戰(zhàn)節(jié)點之間的連接和信息交互關系，構(gòu)建作戰(zhàn)節(jié)點連接能力描述圖OV-2。

具體開發(fā)步驟如圖1所示。

圖1　水面艦艇對飛航導彈防御模型開發(fā)步驟

4　水面艦艇對飛航導彈防御模型設計

4.1高級作戰(zhàn)概念圖(OV-1)

OV-1是對水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)的一種圖形描述。它從宏觀角度著手描述水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)概念和作戰(zhàn)背景，便于不同層次的決策者和設計者的溝通交流[5]。根據(jù)水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)過程描述，可確定主要作戰(zhàn)環(huán)節(jié)包括目標探測、指揮控制、火力抗擊和電子干擾等，主要參與對象包括雷達軍士、艦艇指揮員和對空作戰(zhàn)指揮員和電子戰(zhàn)指揮員等，如圖2所示。

4.2組織關系圖(OV-4)

OV-4描述了水面艦艇對飛航導彈作戰(zhàn)時各級組織之間的指揮結(jié)構(gòu)，各級組織以節(jié)點形式給出[6]。艦艇作戰(zhàn)指揮節(jié)點統(tǒng)籌全部作戰(zhàn)活動，處于指揮第一層次，下設目標探測節(jié)點、火力抗擊節(jié)點和電子戰(zhàn)節(jié)點。其中，預警機節(jié)點受編隊指揮員指揮，授權(quán)情況下可受本艦指揮，艦艇目標探測節(jié)點可與預警機節(jié)點進行目標信息交換和情報傳遞。

4.3作戰(zhàn)活動圖(OV-5)

OV-5主要描述完成作戰(zhàn)目標所涉及的作戰(zhàn)活動，研究各種活動的輸入流、輸出流，活動模型一般采用分層結(jié)構(gòu)，對作戰(zhàn)活動逐層分解[7]。以水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)過程為基礎，建立偵查預警、指揮控制、火力抗擊和電子干擾在內(nèi)的節(jié)點樹模型，結(jié)合OV-1和OV-2作戰(zhàn)視圖，對節(jié)點樹進行分解，形成預警機預警、對空搜索雷達預警、目標識別等13個模塊，對應的作戰(zhàn)活動圖OV-5如圖4所示。

4.4作戰(zhàn)事件跟蹤描述圖(OV-6c)

OV-6c主要解決在水面艦艇對飛航導彈攔截作戰(zhàn)過程中預警機、作戰(zhàn)指揮室和各武器部門之間的信息狀態(tài)時序邏輯問題，該作戰(zhàn)視圖有助于定義接口關系，并保證各個作戰(zhàn)節(jié)點具有必要的信息[8]，以便于作戰(zhàn)活動進行合理對接，如圖5所示。

圖2　高級作戰(zhàn)概念圖OV-1

圖3　組織關系圖OV-2

圖4　作戰(zhàn)活動圖OV-3

圖5　作戰(zhàn)事件跟蹤描述圖OV-6c

4.5作戰(zhàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述圖(OV-6b)

OV-6b描述水面艦艇在對飛航導彈防御作戰(zhàn)過程中自身狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，防御作戰(zhàn)的核心環(huán)節(jié)在于對目標進行火力抗擊或電子干擾，防御成功則防御作戰(zhàn)結(jié)束，否則繼續(xù)對其火力抗擊或電子干擾，反復迭代直至作戰(zhàn)結(jié)束，結(jié)合OV-6c形成水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述圖OV-6b，如圖6所示。

圖6　作戰(zhàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖OV-6b

4.6作戰(zhàn)節(jié)點連接描述圖(OV-2)

對作戰(zhàn)視圖OV-5主要作戰(zhàn)節(jié)點進行歸類，主要包括預警飛機、艦載雷達、作戰(zhàn)指揮室、對空部門、電子戰(zhàn)部門、遠程艦空導彈武器系統(tǒng)、中近程艦空導彈武器系統(tǒng)、艦炮武器系統(tǒng)、電子戰(zhàn)武器系統(tǒng)等九大節(jié)點，依據(jù)各個節(jié)點之間的依賴關系和信息交換形成作戰(zhàn)節(jié)點描述圖OV-2，該圖主要用于描述作戰(zhàn)節(jié)點構(gòu)成和節(jié)點之間的信息需求，確定信息流動的邏輯網(wǎng)絡，同時還顯示OV-5中相關作戰(zhàn)活動所必須的關鍵角色和必要交互[9～10]，如圖7所示。

圖7　作戰(zhàn)節(jié)點連接描述圖OV-2

5　結(jié)語

本文以水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)為基礎，基于DoDAF建模思想對該防御作戰(zhàn)進行建模，完成了相關視圖的分析與設計，闡明各模型之間的邏輯關系和信息交互規(guī)則，模型設計簡單明了、實用性強，對優(yōu)化水面艦艇對飛航導彈防御作戰(zhàn)模型設計具有支撐作用。

參 考 文 獻

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[3] 張少兵，郭中偉，錢曉進.基于DoDAF的防空兵指揮信息系統(tǒng)作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)[J].兵工自動化，2011，30(3)：18-20.

[4] 姚勇，李智.基于DoDAF的反導指控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型研究[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2011，39(5)：87-95.

[5] 程飛，許濤，張加林.基于DoDAF的潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分析[J].四川兵工學報，2012，33(3)：80-84.

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[9] 李云全，陳瑜.基于DoDAF的系統(tǒng)建模探討[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，4：59-62.

[10] 王明賀，劉建闖，汪洋.基于DoDAF的作戰(zhàn)能力視圖研究[J].兵工自動化，2012，31(3)：1-4.

*收稿日期：2015年10月9日,修回日期：2015年11月25日

基金項目：海軍大連艦艇學院2110三期工程三期資助學術(shù)預研課題(編號：DLJY-XY2015030)資助。

作者簡介：王洪勝，男，碩士研究生，講師，研究方向：水面艦艇攻防戰(zhàn)術(shù)與作戰(zhàn)效能評估。郭傳福，男，博士，副教授，研究方向：水面艦艇戰(zhàn)術(shù)。王楠，男，博士，講師，研究方向：海軍作戰(zhàn)仿真。牛輝濤，男，助教，研究方向：海軍航空兵戰(zhàn)術(shù)。

中圖分類號E925.6

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.008

Model Design of Surface Ship Defensing for Cruise Missile Based on DoDAF

WANG HongshengGUO ChuanfuWANG NanNIU Huitao

(Department of Surface Ship Command, Dalian Naval Academy, Dalian116018)

AbstractBased on the characteristic that surface ship cruise missle operations require the integrated use of remote, short-range ship-air missles and electronic warefare equipment, surface uessels of cruise missle defense model is built by regarding DoDAT combat view as research tool. The design steps of cruise defense model based on DoDAF system architecture are discussed. Six combat operations view model, such as high-level operational concept map, organizationd diagrams, activity diagrams are constructed. The model is simple and easy to communicate. The research resucts have supporting role for optimizing aerodynamic missle deferse for surface ships fighting top-level design and equipment development.

Key WordsDoDAF, defense operations, model design