自航水雷作战效能分析
王毅刚，侯发林，罗晓强
（中国人民解放军91388部队，广东 湛江 524022）
摘 要 针对各国自航水雷发展迅速且其作战效能分析日渐受高度重视的情况，在分析自航水雷使用特点的基础上，利用美国工业界武器系统效能咨询委员会提出的作战效能评估模型ADC，推导了自航水雷武器作战效能评估方法解析式，详细分析了影响自航水雷武器作战效能的主要因素。同时，根据分析影响作战效能的各要素，提出了自航水雷在设计定型试验中应重点考核的关键指标和能力，为后续开展自航水雷设计定型试验提供了新的思路。
关键词 自航水雷；作战效能；可靠性
0 引言
自航水雷是离开发射平台后依然具备自主航行能力的水雷，主要用于封锁敌方港口、航道，打击大中型水面舰船，构成攻势水雷障碍。由于其具有航程远、隐蔽性强、发射平台生存率高等优势，实现了由兵力布雷到兵器布雷的转变，目前已成为各国海军水雷发展的新方向，是各国海军进行水雷战的重要装备。
对武器装备作战效能进行评估有多种方法[1-4]，国内对武器系统进行作战效能评估一般采用美国工业界武器系统效能咨询委员会（WSEIAC）提出的ADC模型。20世纪60年代，美国工业界武器系统效能咨询委员会以影响实战中完成任务的 3个主要因素为主要依据，建立了通用的自航水雷作战效能方程，给出了设定情形下完成任务的策略和方法。
但是，上述讨论有一个逻辑问题，即一下子跳跃到超人这个最高阶段，而从技术发展历程看，超人是最后一个环节，此前需要经历初级、中级和高级阶段。
1 作战效能模型[5-7]
WSEIAC的武器系统效能表达式为[1，8-9]
式中：E 为武器系统完成任务程度的量化指标；A 为可用度，即需要执行任务的任一时刻系统处于正常工作状态的概率；D 为可信度，即在执行任务过程中系统处于正常工作状态的概率；C 表示武器系统在各种状态下完成各种作战要求的能力，即作战能力。
1.1 可用度向量
可用度是在开始执行任务时系统可用程度的量度，是武器装备、人员、程序三者之间的函数，与武器装备系统可靠性、维修性、维修管理水平、维修人员数量及其水平、供应水平等因素有关。
可用度行向量为
式中：ai 为开始执行任务时系统处于第i 种状态的能力，
对自航水雷而言，在岸基储存期间只存在“可投入使用”和“不可投入使用”2种状态，则系统可行性向量可以表示为
式中：a 1为系统在开始执行任务时，处于正常工作状态的概率，它等于存储使用可用度Aso 与装载可靠度
的乘积，即
由于水雷装载时间较短，一般可以认为装载可靠度
近似为1；a 2为系统在开始执行任务时，处于发生故障的概率，即
。
作战能力为
式中，Cij 为系统有效状态i 条件下，第j 个品质因数的值。计算作战能力C ，在很大程度上取决于所评价的武器装备系统任务。
从养殖收入看，衢州市龙游县周公畈水库比重最高，达90.91%，安吉县大河口水库比重达到47.06%。这些水库的主要功能是灌溉，但由于农业灌溉用水收费已经取消，造成这些水库收入主要来源于养殖。这种情况将严重影响水库的可持续利用。
毛叶山桐子果实采收自2017年10月成都市金堂县，粒径平均为8.51 mm，将果实分离出果肉和种子2个部分，测定干燥特性。与魏明山等人[10]关于毛叶山桐子果实水分数据有一定的差异，这与品种、年份差异有关。
1.3.4 遭遇雷障的概率
装载可靠度Rc （tc ）是时间的函数，随着时间的增加而降低。
1.2 可信度矩阵
可信度是在已知开始执行任务时系统状态情况下，在执行任务过程中的某一个或几个时刻系统状态的量度，可以表示为系统在完成某项特定任务时将进入和（或）处于他的任一有效状态，且完成与这些状态有关的各项任务的概率。也可以表示为其他适当的任务量度。可信度矩阵描述了系统在执行任务过程中的状态随机转移特性。
可信度有n 种状态，则有n×n 种可能的转换状态，可信性矩阵是一个n×n 阶的矩阵，即
式中，dij 为已知系统在开始执行任务时处于第i 种状态，而在执行任务过程中处于第j 种状态的概率。
水雷工作可靠度是指布放完好的水雷在规定使用条件下保持正常工作的概率，用R （t ）表示，其中t 为时间。对于布放完好的水雷，可以认为其初始工作可靠度为1，但由于水雷并不都是布放后立即或很短一段时间内就发起攻击，往往需要长时间在水中值更，受自身因素和外部环境的影响，水雷工作的可靠度将随着时间的推移而降低。
自航水雷在装载期间只存在“正常”和“故障”两种状态，则
式中：d 11为自航水雷发射前处于正常状态条件下，在执行自航任务期间处于正常工作状态的概率，即
为自航水雷布雷任务可靠度；d 12为自航水雷发射前处于正常状态条件下，在执行自航任务期间处于故障工作状态的概率，即d 12=1-Rm （tm ）；d 21为自航水雷发射前处于故障状态条件下，在执行自航任务期间处于正常工作状态的概率，即d 21=0；d 22为自航水雷发射前处于故障状态条件下，在执行自航任务期间处于故障工作状态的概率，即d 22=1。
于是，可信性矩阵可变为
(3)河套灌区滴灌水量调蓄方案：第一种方案适宜渠道为总干渠一闸门至四闸之间渠段以及河套灌区上、中游乌兰布和灌溉区域与解放闸灌溉区域的干渠。第二种方案基本是在乌兰布和灌溉区域内沈乌干渠与东风渠两侧有部分闲置荒地，可满足建设调蓄水池条件。
1.3 作战能力矩阵
作战能力是在已知执行任务期间的系统状态情况下，系统完成任务能力的量度。更准确地说，作战能力是系统各种性能的集中体现。
根据可靠性理论，有
自航水雷攻击过程只存在“正常”和“不正常”两种状态。因此：
式中：C 1为自航水雷在战斗服役期内，完成任务的能力，它是由水雷各项战术技术性能所确定的作战能力C ，即C 1=C ；C 2为自航水雷在战斗服役期内处于故障的状态下，完成任务的能力，显然C 2=0。
1.3.6 水雷虚警率
1.3.1 布放水雷完好率
布放水雷完好率是指自航水雷投送水雷到预定雷位点附近，水雷在布放过程中保持完好，自动进入工作状态的程度，用Pb 表示。
1.3.2 投送精度
投送精度表示自航水雷投送水雷到预定地点的准确程度，包括纵向平面精度和水平精度。主要影响因素为初始位置误差、自主导航偏差、控制误差等。自航水雷只有准确地把引信战斗部投送到指定的位置才能起到封锁敌方港口、航道等作战任务，用Pc 表示。
1.3.3 水雷工作可靠度
时至今日，赛事已伴随国内各个城市走过了七个年头，随着近年来全民健身活动深入开展，推进体育强国建设加快，龙舟在全民健身、体育+城市的浪潮中发挥着愈发重要的作用，而中华龙舟大赛则在其中扮演着浓墨重彩的角色。
由樊虎带领的十八位伙计善后，他们将黑旗会的尸体全部装上马车运去江边，江边候着七艘小舟，舟上各有一位脖子上系着一条白巾的梢公，他们把樊虎等人将运来的尸体和物件搬上船，不断地满载而去又空舟而归。之后樊虎又带领十八位伙计重返空空如野的黑旗会分坛忙碌到天色朦胧，他们悄然离去时黑旗会分坛连血腥味也没有了。
式中：MTBF为系统平均故障间隔时间；MTTR为系统平均修复时间。
1.1 仪器 LC-20A HPLC(日本岛津公司)；AB SCTEX QTRAP 5500 串联质谱(美国AB公司)；T25 D高速匀浆机(德国IKA公司)；MS3 D S25涡旋混合仪(德国IKA公司)；BSA224S - CW 万分之一电子天平(德国 Sartorius公司)；LDZS - 2 高速离心机(北京京立离心机公司)；0.22 μm 有机系微孔滤膜(北京科瑞海科学仪器有限公司)。
建立鸡蛋面积、蛋黄指数(蛋黄面积与鸡蛋面积的比值)、蛋黄轮廓拐点数目、蛋黄与整蛋周长比、蛋黄面积与周长比和双黄蛋之间的关系模型。
目标舰船遭遇水雷障碍的概率主要受雷位误差、舰船航线分布的规律性、舰船航行误差等因素影响。遭遇水雷的概率用Pz 表示。
1.3.5 水雷动作概率
如果说和谐教学法有什么标志性成果，那就是高效低负，这也是和谐教学法一贯遵循的原则。后来，我到天津市教育科学研究院工作，更有利于和谐教学法的研究、实验与推广。2001年秋季，正值新一轮基础教育课程改革，和谐教学实验积极落实课程改革新理念，对和谐教学课堂模式做了较大调整。
水雷动作概率是指目标舰船从水雷动作区域经过时，引起水雷动作的概率，用Pd 表示。
研究组临床诊断准确性为（96.67%），参照组临床诊断准确性为（86.67%），P＜0.05。见表1。
水雷的作战能力可以理解为在规定条件下水雷障碍达到布雷作战预期目标的程度。按照水雷作战效能指标体系结构，其效能一般包括：毁伤效能、障碍生命力、封锁作用和间接损失4个方面。水雷给敌方造成的间接损失涉及多方面，且与水雷武器使用的具体作战背景有密切相关，难以用一个较为统一的指标来全面衡量，一般只能结合特定条件下做出具体的效能分析。水雷障碍生命力和封锁作用是由水雷本身特性、海区自然环境特性和敌方反水雷等诸多特性决定的，本文的水雷作战效能主要讨论损伤效能。
水雷虚警是指在水雷引信作用距离 2倍半径之外由于自身或外界环境影响而造成的水雷引信误动。水雷虚警率用Px 表示。一般可以认为，水雷在引信作用距离 2倍半径之外爆炸对打击的目标舰船没有影响。
1.3.7 作战能力
西风带又称暴风圈，位于副热带高气压带与副极地低气压带之间，即大约在南、北半球的35°～65°纬度，该地区的空气运动主要是自西向东，在对流层中上部和平流层下部[1-2]。常年西风不断，气旋频繁，平时最小风力大约7～8级，大多时候达到10～12级，船只航行极为危险，故又称为“魔鬼西风带”。西风带在南半球更为明显，为南极设置一道天然屏障，且是船只赴南极必经的最危险海域。
自航水雷的作战能力计算模型为
式中：Pb 为布放水雷完好率；Pc 为投送精度；R （t ）为水雷工作可靠度；Pz 为遭遇雷障的概率；Pd 为水雷动作概率；Px 为水雷虚警率。水雷作战能力分解示意图见图1。
图1 水雷作战能力分解示意图
Fig.1 Decomposition schematic diagram of mine operational capability
1.4 作战效能表达式
把公式（4）、（7）、（9）带入公式（1）中，WSEIAC的武器系统效能表达式为
2 基本模型提供的自航水雷设计定型启示
在对自航水雷作战效能进行分析研究的同时，必然要求水雷设计定型试验人员思考总结另一个相关问题——基于作战效能的自航水雷设计定型试验方法研究。
2.1 自航水雷可靠性对作战效能的重要性
从公式（10）中我们可以知道，自航水雷作战效能E 是由存储使用可用度Aso 、装载可靠度
自航水雷布雷任务可靠度
和作战能力C 的乘积，而其中4个参量中可靠性参量就占3个。因此，可以看出自航水雷可靠性指标在决定自航水雷作战效能上占有重要的地位，具有作战能力C 无法比拟的重要作用。在此我们可以举例说明可靠性指标的重要性。假设存在5种型号的自航水雷，其中的MTBF、MTTR、Aso 、
指标见表1，并假设作战能力C =1（实际上作战能力绝对不可能为1，在此只是为了说明自航水雷的可靠性而做此假设）。
从表1我们可以看出，无论自航水雷的战术技术指标如何高（即使是C =1，如表1假设），只要可靠性指标低，作战效能就很低。所以自航水雷的可靠性指标在自航水雷作战效能中占有重要的地位，在靶场进行设计定型试验考核时不仅要关注战术技术性能的考核，而且更要关注可靠性指标的考核，对可靠性指标进行“一票否决”制度。
表1 水雷作战效能因素分析
Table 1 Analysis of mine operational efficiency factors
2.2 自航水雷作战能力考核
由公式（10）可知，在自航水雷存储使用可用度Aso 、装载可靠度
和自航水雷布雷任务可靠度
一定的条件下，要使自航水雷的作战效能最大，就要使作战能力C 最大。在靶场进行设计定型试验的时候，就必须对影响作战能力C 的因素进行考核。由公式（9）-（10）可知，作战能力C 主要受布放水雷完好率Pb 、投送精度Pc 、水雷工作可靠度R （t ）、遭遇雷障的概率Pz 、水雷动作概率Pd 和水雷虚警率Px 影响，而这些影响因素中，彼此之间是相互影响和相互制约的，在诸多的影响因素中，对作战能力C 的影响权重是彼此各不相同的。因此在设计定型试验中，对影响作战能力C 较大的因素进行着重考核。经过分析我们可以知道，遭遇雷障的概率Pz 主要受投送精度Pc 影响，布放水雷完好率Pb 和水雷工作可靠度R （t ）主要与水雷的总体设计有关，因此自航水雷作战能力C 的主要影响因素为投送精度Pc 、水雷动作概率Pd 和水雷虚警率Px 。这样，在自航水雷的设计定型试验中，要着重对Pc 、Pd 和Px 进行考核。
经过多年历史的孕育，个性化学习的思想内涵日益丰富，而且各种教育理论如情境认知理论和建构主义理论的蓬勃发展，也为个性化学习提供了坚实的理论依据。
3 结束语
本文首先对 WSEIAC的武器系统效能表达式进行了修改，然后得出了影响自航水雷武器效能的表达式，详细分析了自航水雷武器效能的影响因素，并指出了自航水雷在设计定型试验考核中的关键指标。
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Operational Effectiveness Analysis of Self-propelled Mine
WANG Yigang，HOU Falin，LUO Xiaoqiang
（No.91388 Unit of PLA，Zhanjiang 524022，China）
Abstract With the situation that self-propelled mines in the world are developing rapidly and the operational effectiveness is increasingly drawn attention，based on the analysis of the operational characteristics of self-propelled mine，and using the operational effectiveness evaluation model ADC proposed by WSEIAC，the formula of operational effectiveness evaluation method of self-propelled mine weapon is derived.The main factors affecting operational effectiveness of self-propelled mine weapon are analyzed in detail.At the same time，according to the analysis of the factors affecting operational effectiveness，the key indexes and abilities that should be emphatically assessed in the design typing test of self-propelled mine are put forward，which provides a new thought for the follow test of self-propelled mine.
Key words self-propelled mine；operational effectiveness；reliability
中图分类号 TJ61
文献标识码 A
收稿日期： 2019-05-06
作者简介： 王毅刚（1982-），男，本科，工程师，主要从事水中兵器试验研究。
（责任编辑： 肖楚楚）
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