水雷作战效能评估方法设计
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UUV集群探雷效能评估方法陈强;袁思鸣【摘要】针对UUV探雷作业任务,建立UUV集群探雷作业效能评估模型.针对UUV集群搜索和探测水雷2种机动方式,进行集群探雷作业效能评估分析,给出UUV集群搜索效率和发现目标概率.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2014(036)012【总页数】5页(P178-182)【关键词】UUV;集群探雷;效能评估【作者】陈强;袁思鸣【作者单位】海军装备研究院,北京100161;海军装备研究院,北京100161【正文语种】中文【中图分类】TP242本文主要研究典型作业条件下,UUV集群探雷作业效能评估问题。
在以典型作业为背景进行效能评估时,效能评估方法和评估结果实际上与UUV装备性能、作战环境、作业方法密切相关,应该考虑这3个方面的要素。
实际进行评估时,为简化工作量,减少评估的复杂性,常常会假定某个条件,或简化模型,以突出某个阶段重点关注的问题,淡化其他影响因素。
例如,在主要考虑UUV机动方式或主要战术技术性能影响因素时,可能会取典型海洋环境条件下探测传感器的性能指标,从而弱化不同海洋环境因素对探测传感器性能和作业效能的影响。
UUV探测水雷一般有2种方式:一是在某个区域以固定航速沿直线方向搜索和探测水雷;二是在某个区域按“梳”字形机动搜索和探测水雷。
典型想定为:UUV由Ngc个探测传感节点和Ntx个通信节点构成1个群使用。
UUV探测传感节点之间的距离为d/m,探测水雷距离为Rgc/m。
探雷作业区域大小,横向宽度为Bhx/n mile,纵向长度为Lzx/n mile,作业区域面积Ssq/n mile2,考察UUV集群探雷作业效能。
UUV集群以航速Vgc/kn沿着作业区纵向搜索。
UUV群可采用横向线式队形搜索,也可采用三角形队形搜索。
对于采用三角形分布的集群,领航者在前面,其他UUV在其后面跟随。
领航者与各UUV之间的间距为d,其在横向方向投影为dhx,在纵向方向投影为dzx,UUV集群队形长度Lhx与作业区域宽度Bhx相同,dhx由下式确定:当UUV群采用横向线式分布时,只需将UUV间距d替换原来的横向间距dhx,即可利用上述公式计算横向线式分布情况下的集群搜索效率和发现目标概率。
水雷安全保险系统可靠性评估方法
衡辉;王新华;高洪林;张丛智;王桂芹
【期刊名称】《四川兵工学报》
【年(卷),期】2009(30)4
【摘要】水雷武器安全保险系统的可靠性是水雷武器装备研究的重要内容,而评估可靠性的方法又是可靠性研究的关键.本文中尝试对水雷武器安全保险系统可靠性的评估方法进行了探讨,并通过实例表明,要提高水雷安全保险系统,应构建各部件的贮备系统,并提高单元部件的可靠度.
【总页数】2页(P86-87)
【作者】衡辉;王新华;高洪林;张丛智;王桂芹
【作者单位】海军潜艇学院导弹兵器系,山东,青岛,266071;海军潜艇学院导弹兵器系,山东,青岛,266071;海军潜艇学院导弹兵器系,山东,青岛,266071;海军潜艇学院作战指挥系,山东,青岛,266071;海军潜艇学院导弹兵器系,山东,青岛,266071
【正文语种】中文
【中图分类】O213.21
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水面舰艇作战系统效能评估方法初探!黄炳涛(中国舰船研究院北京!"""#$)沈远海(船舶系统工程部北京!"""%&)"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""摘要通过系统分析的方法,对水面舰艇的作战效能作了分析,构造了对作战系统效能评估的研究框架,综合考"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""虑了作战能力、作战环境、作战使命的相互关系。
关键词效能评估!概述舰艇作战系统的效能是作战系统在对空、对海等具体作战条件下,以及规定的时间内完成使命的程度,是作战系统的能力、作战系统的环境和作战系统的使命三者之间相互作用的结果。
对作战系统效能进行量化分析和度量是极为重要的。
因为效能是可以用来衡量作战系统优劣的综合性和整体性指标,它不仅在系统论证中要重点分析,而且可以从战斗力高度把握各战斗要素的形成过程,从全系统的角度指导武器装备的发展。
一种自航水雷障碍毁伤舰船概率计算方法
为了有效评估一种自航水雷障碍对舰船的毁伤概率,我们可以采用如下计算方法。
首先,需要确定水雷的作用半径、触发方式和杀伤效能。
作用半径是指水雷的有效杀伤范围,在水雷爆炸时可以对舰船造成损伤或摧毁;触发方式是指水雷被触发时的引爆方式,可以是接触、磁性、压力等;杀伤效能是指水雷对舰船造成损伤或摧毁的能力,包括破片、冲击波、火焰等。
然后,需要确定目标舰船的船型、尺寸、装甲情况以及避雷装置等情况。
船型和尺寸决定了目标舰船的抗击打能力和受攻击部位的数量和位置;装甲情况可以影响水雷对目标舰船造成的杀伤效能,例如坚固的舰壳可以减少水雷碎片的杀伤效应;避雷装置可以降低目标舰船在水雷危险区域内被触发的概率。
最后,将水雷和目标舰船的相关参数输入计算模型中,可以得出水雷对目标舰船的毁伤概率。
为了提高计算准确性,可以进行多次模拟计算,考虑不同的水雷触发情况、目标舰船受攻击部位、避雷装置状态等因素的影响,并进行统计分析。
综上所述,通过对水雷和目标舰船的相关参数进行量化评估,在合理的计算模型中进行多次模拟计算,可以得出一种自航水雷障碍对舰船的毁伤概率,为舰船安全和避雷防护提供重要参考。
第28卷第5期 水下无人系统学报 Vol.28No.52020年10月JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Oct. 2020收稿日期: 2019-03-26; 修回日期: 2019-08-20.作者简介: 李洪涛(1966-), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事武器装备、水下爆炸冲击试验与测量工作.[引用格式] 李洪涛, 奚慧巍, 李佳橦. 反舰鱼雷毁伤效能评估指标体系研究[J]. 水下无人系统学报, 2020, 28(6): 571-576.反舰鱼雷毁伤效能评估指标体系研究李洪涛, 奚慧巍, 李佳橦(中国人民解放军91439部队, 辽宁 大连, 116041)摘 要: 反舰鱼雷毁伤效能主要取决于战斗部、目标、鱼雷与目标交会条件三大因素。
为了评估毁伤效能, 需建立毁伤效能评估指标体系。
文中从反舰鱼雷接触爆炸和近距离非接触爆炸毁伤机理入手, 研究爆炸和水域环境、战斗部和装药, 以及目标舰船等对爆炸威力的影响, 确定爆炸威力指标; 研究爆炸部位、爆炸距离、爆炸深度和攻击角度等对目标毁伤的影响, 确定雷目交会条件指标; 研究舰船总体参数、船体材料、防护结构和抗沉性等对舰船生命力的影响, 确定舰船结构易损性指标; 从而构建基于战斗部爆炸威力-雷目交会条件-舰船结构易损性的毁伤效能评估指标体系。
关键词: 反舰鱼雷; 毁伤效能; 指标体系中图分类号: TJ630; TQ560 文献标识码: A 文章编号: 2096-3920(2020)05-0571-06 DOI: 10.11993/j.issn.2096-3920.2020.05.014Anti-ship Torpedo Damage Effectiveness Evaluation-index SystemLI Hong-tao , XI Hui-wei , LI Jia-tong(91439th Unit, Chinese People’s Liberation Army, Dalian 116041, China)Abstract: The damage effectiveness of an anti-ship torpedo is mainly determined by three factors: warhead, target, and torpedo and target encounter conditions. To construct an evaluation index system of damage effectiveness based on the damage mechanism of contact explosion and close-range non-contact explosion for anti-ship torpedoes, the effects of explosion, water environment, warhead, charge, and target ship on explosive power are investigated to determine the explosive power index. Subsequently, the effects of explosion site, explosion distance, depth of attack, and impact angle on target damage are investigated to determine the torpedo and target intersection condition index. Finally, the effects of ship hull parameters, hull material, protection structure, and anti-sinking property on ship survivability are investigated to determine the vulnerability index of ship structure.Keywords: anti-ship torpedo; damage effectiveness; index system0 引言反舰鱼雷一般指由潜艇发射、以各型水面舰艇为主要打击目标的爆破型战斗部鱼雷, 以接触爆炸或近距离非接触爆炸为毁伤模式, 以冲击波、爆轰产物、气泡脉动压力波等为毁伤元素。
鱼雷作战效能评估方法分析
宋保维;宋晓茹;毛昭勇
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2012(037)001
【摘要】高作战效能的鱼雷武器装备系统在现代高技术战争中起着决定性作用.给出了鱼雷作战效能定义,重点对比几种典型新颖的鱼雷武器系统作战效能分析方法,并讨论了各自的特点和适用场合.最后提出了当前鱼雷武器作战效能评估的现存问题,并对其研究领域的发展方向作了展望.
【总页数】7页(P1-7)
【作者】宋保维;宋晓茹;毛昭勇
【作者单位】西北工业大学航海学院,西安 710072;西北工业大学航海学院,西安710072;西北工业大学航海学院,西安 710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP6
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一种爆破型鱼雷战斗部对舰船毁伤效能评估方法
邵建军
【期刊名称】《鱼雷技术》
【年(卷),期】2017(025)004
【摘要】鱼雷战斗部毁伤效果评估直接关系到对战场态势的判断.基于此,文中提出一种爆破型鱼雷战斗部毁伤效能评估方法,建立了相应的数学模型,介绍了毁伤指标量化方法及评估步骤.该方法基于层次分析理论及专家调查数据给出爆破型鱼雷战斗部对典型水面舰艇毁伤效能指标体系的底层指标相对权重,以计算得到毁伤综合评估值.基于灰色评估理论,开展爆破型鱼雷战斗部对特定目标水面舰艇毁伤等级的计算及判定方法研究,并参照灰色等级赋值,可评估舰船的毁伤等级.文中方法可实现实战条件下爆破型鱼雷战斗部毁伤效能快速评估.
【总页数】6页(P272-277)
【作者】邵建军
【作者单位】中国人民解放军 91439部队,辽宁大连,116041
【正文语种】中文
【中图分类】TJ630.1;TJ410
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潜艇鱼雷攻击目标作战能力评估方法研究
张永峰;曲丰
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2017(038)011
【摘要】构建了鱼雷攻击目标作战能力与作战效能之间的指标体系图,利用结构方程模型方法对两者间的相关性进行了分析,给出了潜艇攻击目标作战能力的评估方法和评估步骤,对于开展专项作战能力评估具有一定的借鉴价值。
【总页数】4页(P9-12)
【作者】张永峰;曲丰
【作者单位】中国人民解放军91388部队,广东湛江524022;中国人民解放军91388部队,广东湛江524022
【正文语种】中文
【中图分类】E211
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第32卷第12期 四川兵工学报 2011年12月 【武器装备】
水雷作战效能评估方法设计 孙伟玮 (海军装备部驻太原地区军事代表室,太原030027) 摘要:为了更好地评估水雷作战效能,运用WSEIAC提出的武器系统效能评估ADC模型,结合我军水雷装备的作战使 命、任务以及组成结构,分析了其有效性模型、可信赖性模型以及能力模型。运用系统工程理论建立了能力评估指标体 系,利用改进的层次分析法设计了指标权重的计算方法,分析了评估指标隶属度的确定方法。实例证明,此方法可有效 评估水雷作战效能。 关键词:水雷作战效能;ADC模型;系统工程理论;专家评分法 中图分类号: rJ610.1 文献标识码:A 文章编号:1006—0707(2011)12—0046—04
Design of Combat Capability Evaluation Method for Mine SUN Wei.wei (Military Representative Bureau in Xi’an Area,Navy Equipment Department,Taiyuan 030027,China) Abstract:For the better evaluation of the combat capability for mine weapon,using the ADC model putted forward by WSEIAC for weapon system’S effectiveness evaluation,combining with the operational mission, composition and structure of mine,the availability model,the dependability model and the capability model are established.The evaluation index system of the air-to—ship missile weapon systems’combat effectiveness is established by applying the system engineering theory,the calculation methods of each layer index weight are designed by applying the improved analytic hierarchy process.The methods of ensuring membership of index are designed.This method can effectively evaluate the combat capability of mine weapon to the real application proof. Key words:mine combat capability;ADC model;system engineering theory;expert evaluation method
水雷造价低廉、布放简易、攻守兼备,是一种作战效益很 高的水中兵器,素有“兵力倍增器”之称。它隐蔽性好、打击突 然、持续作用时间长、威慑作用大,非常适合对敌进行港口封 锁…。对水雷基本作战效能进行评估分析研究,可以有力地 推动我国水雷武器型号方案论证、技术改造论证和作战使用 决策的科学发展。 1水雷作战效能模型分析 作战效能是指武器系统在规定的战场环境条件和预定的 作战使用方案下完成规定的作战任务的能力,是武器系统完 成规定任务程度的度量,也是武器系统有效性、可信赖性及固 有能力的综合反映 “J。 目前应用最广泛的是美国工业界武器系统效能咨询委员 会提出的ADC模型 J: E:A×D×C (1) 其中:E表示效能;A为有效性向量;JD为可信赖性矩阵;C为 能力矩阵。 在建立水雷作战效能评估模型时,考虑的因素越全面,评 估结果的准确度就越高,但考虑因素也不能过多,否则模型将 过于复杂。因此建模时,既要充分反映影响水雷作战效能的 重要因素,又要尽量结构简洁,便于分析。 1.1有效性模型及分析 有效度是水雷有效性的度量指标,是开始执行任务时处
收稿日期:2011—10—12 作者简介:孙伟玮(1985一),男,硕士,主要从事兵工方面的工作。 孙伟玮:水雷作战效能评估方法设计 47 于不同工作状态的概率,反映了水雷武器系统的作战准备 程度。 水雷武器系统在执行任务时,可认为其只有“正常”和 “故障”2种状态,故有效度向量可用水雷在开始执行任务时 的状态概率来表示: A=[a ,a2] (2) 用MTBF表示平均无故障工作时间;MTTR表示平均故障 修复时间;MLDT表示平均后勤延误时间,则有 r MTBF 丽 (3) 【。 :1一aI 1.2可信赖性模型及分析 可信赖度是水雷可信赖性的度量指标,是在已知水雷武 器系统在开始执行作战任务时所处状态下,对执行某规定任 务后的系统状态的度量。 仍认为水雷武器系统在开始执行规定任务时和任务完成 时都只有“正常”和“故障”2种状态,因此可信赖度矩阵D是 一个方阵: D: 1 (4) \d21 d22』 假设此型水雷武器系统的故障率为A,修复率为 , 为 导弹任务持续时间,则 。: 忐n_ex ¨l 【 {l_exp[ 川忐+ xp[ 列J (5) 1.3能力模型及分析 能力矩阵C是指系统在最后阶段完成规定任务的程度, 是系统各种性能的集中表现。能力指标是水雷武器系统各 种作战性能的综合表现,它可以用水雷完成规定任务的一系 列概率来表示。假设水雷武器系统仅有“正常工作”和“发 生故障”2种状态,则能力矩阵可视为由c 和c:两个元素 组成:
c (芝) (6)
其中:c 表示水雷武器系统正常工作时完成规定任务的概 率;c:表示水雷武器系统发生故障时完成规定任务的概率, 很显然c2=0。 水雷武器系统处于“正常”状态只是完成规定任务的必 要条件,而不是充分条件。影响水雷武器系统正常工作时完 成规定任务概率的因素复杂的,必须要充分考虑各个因素的 影响。
2水雷能力指标评估 当系统的状态参数一定时,武器系统的有效性向量A和 可信赖性矩阵D是有解析式的,而能力矩阵c的确定则比较 复杂。 2.1水雷能力指标分析 水雷武器在正常工作条件下完成规定任务的概率与众 多因素有关,需要运用系统工程理论和层次分析法,把水雷 的总体作战能力作为顶层指标,将影响总体作战能力的众多 因素分解开来,并按不同因素间的相互关联及隶属关系把各 因素按不同层次进行组合,形成一个多层次指标体系,即水 雷作战能力指标评估体系,如图1所示。图1中:第1层是 机载水雷的总体作战能力;第2层是影响水雷作战能力的4 个主要方面;第3层是将众多影响因素细分开来,并按相互 之间的层次关系分类得出的。
水雷作战能力
目标探测与识别能力 目 标 发 现 能 力 对 目 标 测 向 能 力 目 标 定 位 能 力 目 标 参 数 测 量 能 力 通 讯 时 延 通讯保障能力 信 息 传 输 质 量 系 统 容 错 能 力 信 号 熟 虑 处 理 能 力 抗 复 杂 海 况 能 力 抗干扰能力 抗 扫 雷 能 力 抗 水 出 爆 炸 干 扰 能 力 图1 水雷作战能力指标评估体系 避 免 非 打 击 目 标 能 力 杀 伤 区 边 界 攻击能力 引 战 配 合 能 力 合 由 毁 伤 能 力 48 四川兵工学报 http://scbg.jOUl'BeI'V.corn/ 在此评估体系中,各影响因素被分为若干组,形成不同 层次,各层次之间指标的相互联系比同一层次中指标的相互 联系要强得多,可认为同层次因素间没有联系。因此,为计 算最低层指标值变化对总体性能的影响,需要确定最低层各 指标对其相应高层次指标的相对重要性的权值。 2.2构造判断矩阵 在图1中,已经建立了水雷作战能力指标评价的递阶层 次结构体系,各指标的上下层隶属关系已经确定。为求得底 层元素对顶层的权重,需构造判断矩阵。采用扩展的判断矩 阵构造法 J,即针对某层中的多个技术指标元素,由专家判 断两两之间的重要度权值,依据重要程度的传递性法则进行 两两比较,依次得出判断矩阵其他元素的值。判断矩阵元素 的值反映了专家对各要素相对重要性(或优劣、偏好、强弱 等)的认识。 以图1中第1层和第2层为例。由专家判断两两指标 元素之间的相对关系,按表1所示比例标度对其重要程度进 行赋值 J。
表1比例标度及含义 标度 含义 1 1.2 1.4 I.8 倒数
前者与后者同等重要 前者比后者略微重要 前者比后者明显重要 前者比后者绝对重要 cf与q比较得。 ,cj与ci比较得1/a
根据评价准则,其下级要素c 、c:、c,、c 由多位专家进行 比较打分,经统计分析得到判断矩阵A的如下元素值: 0l2=1/1.4,。23=1.2,。34=1/1.2 由四元素之间重要程度的传递性,可得判断矩阵的其他 元素值,显然主对角线以下元素与以上元素成倒数关系。这 样,就得到了判断矩阵
(7) 2.3矩阵一致性检验 由于采用了扩展的判断矩阵构造法,本文所构造的判断 矩阵的一致性检验可以相当简化。 由判断矩阵的构造过程可知,矩阵A中各元素满足几个 条件: >0 一 , √,|i}:1,2,3,4 (8) =11% 。 =aiJ% 由定义可知,判断矩阵A为一致的正互反矩阵,它具有 完全一致性,满足矩阵的一致性要求 。 一 2.4计算指标权重 仍然以图1中第1层和第2层为例。由一致性正互反 矩阵的性质可知,判断矩阵A的最大特征值为A =4,其余 特征根皆为零 J。 此时取对应于最大特征根的特征向量,将此特征向量进 行归一化处理,得到的新向量就是指标权重向量,表示了下 层指标对上层因素影响程度的权重。具体解决步骤: 取最大特征值为A=4,则解方程: (A—AE)W=(A一4E)W=0 (9) 可求的非零解: =[ 1, 2, 3, t4】 (1O) 那么 就是A对应于最大特征值A一的特征向量。由 式(9)得: f =∑ i : ’ 2 4 得到归一化处理的特征向量: W=[ , , , 】 (12) 式(12)所示向量即为所求的指标权重向量。 第2层和第3层之间的权重分配关系可以参照以上方 法得出,在此限于篇幅,不再赘述。假设求得第3层指标c c …对应第2层指标c 的权重向量为: 1=【 1, ….】 (13) 则底层指标c 对于顶层指标的影响权重值根据式(14)计算。 =Wi× (14) 其中:i为第2层指标编号; 为i对应的底层第3层指标 编号。 2.5指标隶属度的确定 不同的指标具有不同的属性或类型,为了使各指标具有 统一的可比性,需要对其进行隶属度的确定即底层指标的量 化。水雷作战能力评估体系中的所有指标大致可分为定量 指标和定性指标两大类。这2类指标隶属度的计算方法为: 1)对于定量指标采用期望值法。假定水雷能力评估体 系的底层某一指标的实际值为xj,设计希望该导弹系统具有 的该指标值为 ,满足作战或设计要求的该指标的最小值为 ,则该指标的隶属度值 ,可按以下方法进行标淮化。 对于指标值越大对应的导弹作战能力值越高的指 标,有: