【装备理论与装备技术】

基于OODA环的海警装备体系作战能力评估

孙盛智^a,孟春宁^a,郑 高^b

(武警海警学院 a.电子技术系; b.机电管理系, 浙江 宁波 315801)

摘要： 针对海警装备体系作战能力评估问题，引入OODA作战环理论，建立海警作战OODA环模型，并对其进行时效性分析，修正海警装备体系作战能力解析模型，结合典型的海警装备体系案例，应用OODA环评估方法对海警装备体系作战能力进行估算，得出侦察监视要素对海警装备作战效能影响的基本规律。

关键词： OODA(Observe,Orient,Decide,Act)；海警作战；评估方法

海警装备正处于快速发展时期，海警装备体系正由单一的海上平面作战向海空一体的立体作战转变^[1]，而海警装备体系作战能力的评估方法却相对滞后，严重制约了海警装备的发展。选择科学合理的作战能力评估方法，是促进海警装备成体系发展的关键，以海警作战能力需求牵引海警装备发展，以作战能力评估优化海警装备体系配置，促进海警装备体系良性循环发展^[2，3]。由于海警作战是体系间的对抗，采用基于OODA(Observe,Orient,Decide,Act)评估方法，更好地研究作战要素对海警装备体系作战能力的影响。

回顾历史，“峨眉武术自其发展之初，根据地域特点与人文特色，形成了手法灵活多变、脚步迅猛快捷、力量勇猛喜爱搏斗的拳种，也造就了地域武术拳种的独特拳理与技术特点的风格特点。”[6]如注重跳跃与腿法练习的赵门拳；注重贴身近打、腿不过膝的僧门拳；讲究软缠脆打、刚软相济、圆拳短打的岳门拳；注重动作刚猛、沉脚重手并辅以发声助威的洪门拳；强调运拳时以鼻呼气配合、发声助力的字门拳；强调思维意识、以肢体进行攻防的慧门拳等。

1 海警作战OODA 环模型

OODA(Observe,Orient,Decide,Act)环是美国陆军John R.Boyd提出^[4]，OODA环将作战过程抽象出来，描述为“观测(Observe)-判断(Orient)-决策(Decide)-行动(Act)”，实施后，形成闭环回路^[5]。OODA环的基本观点是：军事冲突可以看作是敌对双方互相较量，评价谁能更快更好地完成“观测-调整-决策-行动”的循环程序，双方都从观测开始，根据感知的外部威胁，快速做出决策，采取相应行动。

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1.1 海警作战OODA 环分析

海警作战遵循“观测-判断-决策-行动”的作战环路，海警作战OODA环是一个嵌套结构，从体系结构的层次看，OODA环的环路包括侦察监视敌方舰艇、分析判断舰艇航向航速及威胁程度、快速制定海上维权决策和采取海空立体打击，构建海警作战OODA环模型如图1所示。

图1 海警作战OODA环模型

① 观察(Observe)-侦察监视：太空侦察、舰载侦察和机载侦察等传感器，对入侵的敌方舰艇进行侦察监视和精确跟踪，获取敌方舰艇的各种信息。

② 判断(Orient)-分析判断：对传感器获取的各种舰艇信息进行融合和处理，形成海警作战预警信息。通过对目标的精确跟踪，从目标群中快速识别出真实的敌方舰艇，并预测舰艇的航向航速，评估目标的威胁程度，为海警作战决策提供精确的目标指示。

③ 决策(Decide)-维权决策：根据目标威胁程度排序结果和己方部署的具体位置，形成海警作战方案，进行目标分配，形成海警作战预案和火力分配计划。

海警作战OODA环的每个环节都需要消耗时间，其时效性分析示意图如图2。Δτ ₁，Δτ ₂，Δτ ₃，Δτ ₄表示完成每个环节转入下一个环节的时刻。

溯江而下，江面的水产养殖，一度成为生态公害。珍珠、渔业这些新兴产业给村民带来财富的同时，也付出着昂贵的生态代价。

④ 行动(Act)-立体打击：根据海上维权的作战目标，制定海空一体协同驱离计划，利用各侦察监视设备及时截获并跟踪目标，立即启动驱离程序，对来袭的敌方舰艇进行海空立体拦截。

1.2 海警作战OODA 环时效性分析

卷积神经网络作为一种由数据驱动的监督式学习网络，通常需要大量的数据作为支撑，才能获得较好的分类效果。针对卷积神经网络训练过程中因数据量较小引起的过拟合问题，在训练样本准备阶段，采用数据增强(Data Augmentation)的方法通过平移、翻转、加噪声等方法从已有数据中产生出一批新的数据，人工增加了训练样本的大小。

图2 海警作战OODA 环时效性分析示意图

式(5)中，E ₀是海警装备的体系作战能力；E _YJ 是侦察监视能力，侦察监视系统主要由太空侦察监视卫星、舰载侦察机以及舰载雷达组成；E _GZ 是跟踪制导能力，跟踪制导系统主要包括目标指示系统和精确制导系统；E _GBI 是海空拦截能力，海空拦截系统主要包括海上拦截和空中压制。

首先，网络交换效率为λ _T ，也可以表示为网络延伸I _R 和网络复杂性R _Q 的乘积^[8]。

λ _T =I _R ×R _Q

(1)

因此，侦察监视、分析判断、维权决策以及立体拦截消耗的时间如式(2)所示。

其次，海警作战的每个环节，都是在敌方舰艇目标信息驱动下形成的OODA环，取敌方舰艇出发时刻为0点。

(2)

式(2)中，T ₀是敌方舰艇目标进入侦察监视环的开始时间点；t _YJ 侦察监视的持续时间；t _FX 分析判断的持续时间；t _CC 维权决策的持续时间；t _LJ 立体拦截的持续时间；是信息网络的传输时间。

从另一个方面说明：海警作战OODA环主要取决于敌方舰艇进入侦察监视环时刻T ₀，越早越好。

如果海警对敌方实施立体打击，其打击效果评估的持续时间定义为t _PG ，从上述分析可以看出，海警作战OODA环的时间为T 。

(3)

t _PG 也可以认为是海警装备固有的设计参数，由上述分析可以看出，影响海警作战OODA环的单次消耗时间越小，且越早完成越好。

3.注重生态环境保护建设，促进绿色低碳循环发展。产城融合的基本原则之一是集约高效、生态环保、绿色低碳。新疆位于西北内陆，生态环境保护和低碳绿色发展极为重要，不能因噎废食，只顾产城融合发展。因此，一方面要合理利用土地，对城镇开发边界要合理控制，实行严格的耕地保护制度和节约用地制度，切实保护好基本农田，不要逾越耕地红线。新疆经济社会的各项建设必须符合土地利用总体规划，提高土地使用效率。另一方面，要大力倡导绿色低碳和循环产业的发展，加大科技研发投入的力度，培育和创新符合新疆自身特色的节能环保绿色产业，重构产业生态安全格局。

min(ΔT +T ₀)

(4)

式(2)中，t _YJ ，t _FX ，t _CC 为海警装备固有的功能参数，其取值一般为常数，λ _T 为信息网络的固有属性。

2 海警装备体系作战能力的计算模型

海警作战过程中，时间是一个极其重要的指标，提升各个环节的时效性是重点。海警装备体系由4个部分组成，分别为侦察监视系统、跟踪制导系统、海空拦截系统和BMC⁴I系统。4个部分表现为串联结构，假设BMC⁴I系统能力为1，则将海警体系的作战能力表示为^[9-10]

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E ₀=E _YJ ×E _GZ ×E _GBI

(5)

把海警作战体系看作是一个信息网络，从信息处理和信息传递两个方面分析其时效性。

侦察监视卫星、舰载侦察机以及舰载雷达综合实现的侦察监视能力E _YJ ，主要考虑对来袭的敌方舰艇目标的发现概率p _d-s 和提供的预警时间T _BM -T ₀，侦察监视能力E _YJ 表示为：

P为Si两个分布的均值的差比上两个分布的标准差的和，P的值越大，表示对的匹配和和错的匹配之间的差异越大，区分正确匹配和错误匹配的能力越好。区分正确匹配和错误匹配的问题就转化成为设计一个算法来最大化P。已知，即我们考虑到a中的点越多，那么我们对的匹配与错误匹配的差异也就越大，所以我们将a区域扩展为包含a的邻域的3*3网格的区域。参见图4，此时的Sij为

(6)

式(6)中，p _d-s 是对敌方舰艇的发现概率；T _BM 是敌方舰艇的航行时间；t ₁是目标指示的响应时间；t ₂是海空拦截反应时间；t ₃是敌方舰艇从进入有效拦截区到目标区时间(如果不实施拦截的话)；T _BM -T ₀最大预警时间(从敌方舰艇出发即被发现)；α 是修正系数，可以取为1。

目标指示系统的作用分别是跟踪识别敌方舰艇目标，精确制导系统的作用是对敌方目标实施海空拦截进行引导，其作战能力E _GZ 主要取决于对敌方舰艇的发现概率和对海空拦截装备的引导概率，此因子也可以忽略，统一到拦截系统中的概率指标，为此可以设为1。

海空拦截系统是行动类武器装备，拦截系统共有空中拦截和海上拦截2层组成，其能力E _GBI 主要取决于海空拦截武器的可靠性P _ri ，各层拦截武器的毁伤概率P _ki 以及拦截修正因子P _Ni ，则有

(7)

综合式(5)、(6)、(7)分析，可以得到海警装备体系作战能力为：

(8)

3 实例分析

分析拦截作战范围400 km的敌方舰艇目标时，侦察监视装备对海警装备体系作战能力影响。为简化问题研究，主要考虑三种简单的侦察监视装备体系配置形式，即有太空侦察监视、卫星远程监视，不但具有卫星装备，而且有舰载机侦察监视装备和舰载目标指示雷达、空中侦察监视具有舰载机侦察监视装备和舰载目标指示协达和无外部侦察监视仅有舰载目标指示雷达3种不同的配置。由式(8)可知，可以忽略拦截能力，即有E ₀=E _YJ 。

敌舰航行时间为6 h，海警装备性能参数值如表1。

将上述相关参数代入式(8)可以得出，不同场景下海警装备体系作战能力值。

侦察监视系统是海警装备体系作战能力的关键因素，有太空和空中侦察监视支持的海警装备体系作战能力达到1.475 6；无太空侦察监视支持，仅有空中侦察监视支持的海警装备体系作战能力达到0.692 0；而无外部侦察监视装备支持，仅靠舰载侦察监视雷达的海警装备体系作战能力达到0.125 7。

表1 海警装备性能参数

4 结论

侦察监视卫星应用装备和空中侦察监视装备在海警作战中起到了至关重要的作用，是提升海警作战能力的重要因素。

（3）在“凵”型钢“一”型侧钻孔，孔距及孔大小与螺栓尺寸及间距相符；圆弧位置应将短边翼缘侧切开后将角钢按建筑物表面弧度预弯，在U型止水带上表面涂刷环氧结构胶黏结材料，其在未凝固状态将不锈钢压板黏接在止水带上，使橡胶止水带与不锈钢压板表面无缝对接，有效避免了止水带与不锈钢压板表面的渗漏通道。

参考文献：

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Assessment of Combat Capability of Marine Police Equipment System Based on OODA Ring

SUN Shengzhi^a, MENG Chunning^a, ZHENG Gao^b

(a.Department of Electronic Technology; b.Department of Electromechanical Management,China Coast Guard Academy, Ningbo 315801, China)

Abstract : In order to assess the operational capability of the maritime police equipment system, the OODA (Observe,Orient,Decide,Act)operational ring theory was introduced, the OODA ring model for maritime police operations was established, and its timeliness was analyzed. The analytical model of the combat capability of the maritime police equipment system was revised, and the typical case of the maritime police equipment system was combined. The operational capability of marine police equipment system was calculated by means of OODA loop evaluation method, and the basic law of influence of reconnaissance and surveillance elements on operational effectiveness of marine police equipment was obtained.

Key words : OODA(Observe,Orient,Decide,Act); marine police operations; evaluation methodology

本文引用格式： 孙盛智,孟春宁,郑高.基于OODA环的海警装备体系作战能力评估[J].兵器装备工程学报，2019,40(5):26-28.

Citation format :SUN Shengzhi, MENG Chunning, ZHENG Gao.Assessment of Combat Capability of Marine Police Equipment System Based on OODA Ring[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2019,40(5):26-28.

中图分类号： E82

文献标识码： A

文章编号： 2096- 2304( 2019) 05- 0026- 03

收稿日期： 2018-10-25；修回日期：2018-11-25

基金项目： 国家自然科学基金项目(61401105)；公安部技术研究计划项目(2017JSYJC10)；公安海警学院海警研究所特约研究项目“海警水上智能救援机器人”

作者简介： 孙盛智(1985—)，男，博士，讲师，主要从事太空信息支援研究，E-mail:354506860@qq.com；孟春宁，男，博士，副教授，主要从事信息处理研究；郑高，男，博士，副教授，主要从事武器装备体系评估研究。

doi: 10.11809/bqzbgcxb2019.05.006

(责任编辑 周江川)

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