孤岛式平台非对称威胁防卫研究
摘要：我国孤岛式海工平台近区防卫系统的研究尚属起步阶段，针对平台近区安全问题，通过对海工平台入侵威胁研究，提出一种海工平台近区防卫系统方案架构，通过对入侵目标特征、防卫设备特点、作战方法的综合分析，确定了系统的防卫流程，研究平台近区防卫系统防卫策略，为对海工平台近区防卫系统的研究提供技术参考。
关键词：海工平台；近区防卫；非对称威胁；防卫策略；
中图分类号：TP255 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）04-0095-04
The Unsymmetrical Threat Defense Study of the Island Marine Platform
ZHAO Gou*
（The 719 central shipping industry， Hubei Yichang， 443000， China）
Abstract：The research on the defense system of the island marine platform in china is still in its infancy， for the security of the platform， based on the design basis threat research， this paper proposes a scheme for the defense system of the offshore platform， Based on the analysis of the target characteristics，weapon performance and operation methods， the system defense flow is determined， the decision-making model of the defense system of the platform is established， All these researches can provide technologyreference for the future development of ship near-zone defense system.
Key words：Island Marine Platform；defense in the near area； asymmetric threat； the decision-making model
引用：趙构. 孤岛式平台非对称威胁防卫研究[J]. 数码设计， 2017， 6（4）： 95-98.
Cite：ZHAO Gou. The Unsymmetrical Threat Defense Study of the Island Marine Platform[J]. Peak Data Science， 2017， 6（4）： 95-98.
引言
为加快深远海战略资源开发和岛礁建设步伐，我国开展了981平台、海上浮动电站等大型孤岛式海工平台建设。这些平台一般长期“孤岛式”定点作业，自主航行能力较差，但是又具有极高的经济和战略价值，一旦被破坏会产生极大的社会危害，容易诱发非对称恐怖袭扰、攻击。
目前对于孤岛式平台存在的非对称威胁目标如蛙人、小艇、海盗船等近区防卫系统研究尚属起步阶段，近区防卫能力不足。981石油钻井平台在南海作业时，受到过水下蛙人袭扰，不得不临时加派军辅船协同保卫；我国在南海的岛礁建设活动也长期受到的水下蛙人或者水面快艇监视、干扰。当前孤岛式平台对近区非对称威胁仍然采用单一武器对抗原则[1]，缺乏系统对抗研究，导致探测预警能力弱，打击效能低，需开展非对称威胁近区安全防卫系统研究和应用。本文建立了一种海工平台近区防卫系统架构，开展了防卫流程和防卫策略的研究。
1 入侵威胁分析
1.1 入侵威胁分析
孤岛式平台一般航行能力较弱，不具备机动规避能力，是船舶防卫最薄弱的状态，正常航行的大型水面船舶也会威胁平台安全。作业地处于敏感海域的平台，需要考虑国际敌对势力、恐怖分子的非对称袭扰，潜在威胁目标特点是隐蔽伪装性强，不易发现、取证；平时以监视、骚扰平台作业为主，但是潜在风险大，能迅速对平台进行破坏活动。主要包括：
1）水下目标
蛙人一般由运载器携带，伪装成正常行驶的渔船，隐蔽接近平台；在靠近平台近区时投放入水中，蛙人离开运载器，利用游泳助力装置安静靠近平台，进行侦察、破坏活动。水下蛙人隐蔽性高，破坏性强，是非对称袭扰的典型案例，我国周边一些国家拥有蛙人特种部队。
2）水面目标
水面小型目标一般伪装成小型客船、渔船等，隐蔽性好；其速度快，可达30kn～40kn，机动性极强，舱室内可携带大量弹药，对平台潜在威胁较大[2]。
3）低空目标
无人机飞行速度高，隐蔽性强，难以发现，一般的无人机不具有攻击性，但是可以窃取平台作业信息。目前无人机黑飞现象越来越普遍，已发现多起无人机监视平台、干扰作业等威胁事件。
1.2 近区防卫主要手段
军用水面舰艇近区防卫主要是通过硬杀伤武器消除非对称威胁目标，一般包括反蛙人火箭炮、小口径舰炮、机枪、反蛙人手雷，军用舰艇防卫目的是对目标实现最快最有效的直接杀伤[3]，消除敌方的有生力量。不同于军用舰艇，孤岛式海工平台为民用设施，过激的处理方式可能引起更大的冲突。民用海工平台对于威胁目标防卫应以及时预警、告警驱离为主，要求尽量避免不必要的伤亡，只有当确定目标会破坏平台时，才能采取硬杀伤武器反击，因此，海工平台防卫手段一般以软杀伤武器为主，保留极少量硬杀伤武器。
近年来国内外研制了一些新式软杀伤武器，可以有效防卫海工平台近区面临的非对称威胁，主要包括强光炫目武器、声能拒敌武器、水下声拒止武器、防爆水炮、空气枪等，相对于传统硬杀伤武器，软杀伤性武器使用更为方便，可实现对目标的警告、吓阻，且不会引起更大的后续冲突。
2 系统架构组成
通过对入侵威胁分析，明确海工平台近区防卫功能需求，通过对军用舰艇近区防卫系统研究，提出一种适用于海工平台的近区防卫系统架构，如图1所示。该近区防卫系统是集目标预警、探测、跟踪和防卫等功能于一体的纵深防御系统，主要由前端设备层、信息传输链路层、多源信息处理层以及显控管理层组成，具备传感器综合管控、信息收集与传输、目标识别预警处理、平台健康监视、指挥管理决策的能力。多源信息处理层为整个系统的中枢，负责接收前端传感器的探测信息，实时解算目标的运动参数，对可疑目标进行预警判断，计算防卫武器的打击参数。
2.1 近区防卫警戒分析
为保障对平台周边近空、水面、水下三维空间入侵威胁目标的有效探测，系统配置反蛙人声纳、小目标雷达、红外光电探测设备、无人机探测器，探测到的信息通过网络传输到后端服务器，进行数据处理，实现各传感器的联动探测。
小目标雷达对远程水面小型舰进行探测，对目标航迹、速度、大小等因素进行综合分析，实现对威胁目标自动判别，并对威胁目标的自动报警、定位、跟踪；当目标靠近到平台近区，小型红外光电探测设备与小目标雷达联动探测，获取威胁目标图像信息，并向指挥室传输实时监测画面。
反无人机雷达能够对平台近空无人机进行探测，通过与红外光电探测设备联动，能够返回无人机位置、画面等信息，为无人机反制提供基础。
反蛙人声纳对平台水下近区进行探测、预警，对抵近的水下蛙人、小型UUV进行自动探测、跟踪、报警。一般反蛙人声纳探测距离较短，只有数百米，为保障防御纵深，可以在平台周边布置声纳浮标和光纤水听器线阵，增加对蛙人的探测距离。
2.2 近区防卫作战分析
系统配备声能拒敌、高压水炮、强光炫目、反蛙人火箭炮、水下声拒止和无人机反制等防卫武器，根据三维警戒系统探测到的信息，分析平台防卫态势，对入侵目标进行告警、防卫。近区防卫流程如图2。
一般军用舰艇近区防卫作战方法可分为武器抗击与舰艇机动规避两种，海工平台机动性差，难以采用机动规避威胁目标，只能根据各类武器的特点，科学组织武器运用，在不同阶段充分发挥武器的效能。软、硬武器的综合运用可以对近区目标实施告警、吓阻，对其心理产生强烈震撼，干扰其攻击行动，使其操作不准、协同受阻，逼迫其撤离。
综合运用软硬防卫设备，实现各设备的有序化和有限资源的合理调配，能发挥各武器的积极作用，在时域上获得对目标抗击的连续性以及打击效果的叠加性。民用海工平台采用伤亡最小化的对抗策略，尽量减小对抗带来的后续影响，依据近区防卫设备作用机理及海上气象条件的影响，孤岛式海工平台一般防卫原则和方法如下：
1）白天及雾天对光传播衰减较大，强光照射效果差，当在白天或雾天时，不使用强光眩目武器。
2）当发现有蛙人靠近干扰平台作业，优先使用水下声拒止进行驱离，发现蛙人继续靠近，且破坏意图强烈，则采用反蛙人火箭炮杀伤；
3）对于较远水面可疑目标，白天使用强噪声武器对其喊话警告；夜晚使用强噪声武器和强光眩目武器向其告警，迫使其改变航向。对于靠近平台的目标，使用高压水炮驱离。
4）当发现多个目标从不同方向同时来袭时，且入侵意图明显，在使用强噪声、强光武器警告无效后，视敌情快速判断，使用硬武器予以消灭。
5）无人机反制武器通过信道堵塞能够破坏无人机的控制系统，使其脱离破坏分子控制。
3 近区防卫策略研究
为实现海工平台近区防卫系统对目标的有效防卫，要针对威胁目标作战规律及特点，采用科学的分析方法，通过制定合理的策略，使得在不同阶段武器资源有序使用，根据各防卫设备作用半径及目标距离、速度、数量、气象条件等特点，综合运用近区防卫武器，充分发挥武器综合运用的积极作用，驱离威胁目标[4]。
在进行策略分析时，要对进行适当简化，相对于防卫半径，威胁目标较小，不考虑平台和威胁目标自身长度的影响，因此平台和威胁目标可以看做质点；水深相对防卫半径很小，在进行分析时可以忽略，可以降维至二维进行分析。
一般目标威胁等级由距离、杀伤能力决定，其中距离因素作为决定因素，距离平台最近的目标威胁等级最高，应予以优先打击。在距离相同或相近的情况下，以目标杀伤能力判断优先级，目标携带武器越多，速度越快，则该目标威胁等级越高。对水下战斗蛙人其杀伤能力由声纳目标回波的强度决定，蛙人是低反射强度的目标，所以当蛙人携带重型装备如小型鱼雷、水雷等，会增加其反射面積，武装蛙人声纳上的回波要比不携带武器蛙人回波要强很多。因此，对于水下目标回波越强，威胁等级越高。对于水面目标杀伤能力的判断较为复杂，由目标吨位、速度、武器装备等多种因素决定，通过红外光电探测设备和雷达对目标的进行观测，确定入侵的船型、速度和武器携带情况，分析得到入侵目标的杀伤能力。
上图为海工平台防卫态势图，O为平台位置，A水面入侵目标，B为水下入侵目标，S1为水面预警圈距离，参考雷达、红外光电探测设备的探测性能确定，一般设为5km；S2为告警距离，声能拒敌、强光炫目等装备的防卫性能确定，一般2000m左右；S3为驱逐距离，由轻武器和高压水炮性能决定，一般为200m左右；D1为水下预警距离，有反蛙人探测声纳性能确定，一般500m左右；D2为驱逐距离，由反蛙人火箭炮性能决定，一般为100m左右；R1为水面入侵目标威胁范围，d1为水下入侵目标威胁范围。
海工平台不具有机动性，问题简化为在威胁目标靠近平台至其威胁范围前，其进行有效控制，即保障水面目标与平台距离不小于R1、水下不小于d1。
当反蛙人声纳发现蛙人，目标进入D1，由于一般水下声拒止的作用距离大于D1，可以直接使用水下声拒止对其告警，通过强声杀伤迫使蛙人上浮、远离；对于多批蛙人入侵目标，优先对反射回波较大的蛙人进行驱离。
当蛙人侥幸进入D2，可以提高水下声拒止功率，反蛙人火箭炮进行战斗状态，当蛙人接近平台至d1时，认为蛙人会对平台造成重大破坏，使用反蛙人火箭炮对敌人进行定点杀伤。
当水面预警系统发现可疑小型舰艇进入S1时，雷达和红外光电设备对目标进行持续跟踪，对目标运动要素和入侵威胁等级进行分析，当目标靠近至S2，使用声能拒敌、强光炫目等软杀伤性武器告警，迫使远离，若目标不顾警告，不改变航向离开，连续使强光武器闪光，调节强噪声武器声压，发出刺耳响亮的声波；若目标靠近S3，采用高压水炮打击目标，当目标接近平台至R1时，认为目标会对平台造成重大破坏，使用轻武器对目标进行打击。
4 结束语
在日益复杂的国际形势下，海工平台需要建立近区防卫系统保障平台安全，对水下蛙人及水面小型目标船只这类非对称威胁急需研究有效的方式抗击。本文在分析近区防卫作战特点的基础上，对近区防卫武器综合运用的一般原则和方法、策略进行了初步的研究。
参考文献：
[1]王帅， 刘涛. 蛙人运载装备体系发展现状及关键技术[J]. 中国造船， 2012， 53（2）： 198-209.
[2]郭万海， 张淑芳， 孔令富. 水面舰艇编队反蛙人防御观察组织[J]. 火力控制与指挥， 2008， 33（1）： 63-65.
[3]解维河， 汪德虎， 石晨光. 水面舰艇防卫水下近区作战目标使用方法[J]. 舰船科学技术， 2013， 35（4）： 87-89.
[4]高晓光， 王云辉， 李波. 基于综合效能的火力/电子战协同攻击决策研究[J]. 系统工程与电子技术， 2007， 29（12）： 2081-2084.
[5]朱海滨等. 分布式系统原理与设计.朱海滨等， 国防科技大学出版社. 1997. 03. 25-26.