八種作戰(zhàn)分析模型的邏輯框架研究

蔣亞民

(軍事科學(xué)院 作戰(zhàn)理論和條令研究部，北京100091)

1 引言

面向過(guò)程的作戰(zhàn)推演模型和面向重難點(diǎn)問(wèn)題的作戰(zhàn)分析模型，是作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室的兩大支柱模型系統(tǒng)。目前，世界各軍事強(qiáng)國(guó)都在投入大量人力物力，開發(fā)這兩類模型。

第二次世界大戰(zhàn)西線戰(zhàn)場(chǎng)盟軍統(tǒng)帥艾森豪威爾說(shuō)過(guò)這樣一句話:“在準(zhǔn)備戰(zhàn)斗中，我總是發(fā)現(xiàn)計(jì)劃是無(wú)用的，而計(jì)劃又是必不可少的?！庇?jì)劃無(wú)用，是因?yàn)橛?jì)劃總是趕不上戰(zhàn)場(chǎng)情況的變化;計(jì)劃必不可少，是因?yàn)闆](méi)有一個(gè)基本的行動(dòng)計(jì)劃，就不可能指揮千軍萬(wàn)馬協(xié)調(diào)一致地實(shí)施作戰(zhàn)行動(dòng)。作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室中的推演模型或者叫兵棋也是如此，必須按照作戰(zhàn)計(jì)劃進(jìn)行程序性推演。一方面，這種推演可以讓指揮員或?qū)W員熟悉指揮程序和模擬處置戰(zhàn)場(chǎng)情況，得到應(yīng)有的知識(shí)和鍛煉;另一方面，往往在對(duì)抗誤差不斷積累的過(guò)程中，使參與者失去對(duì)推演結(jié)果的信任。但是，不推一推，心里又不踏實(shí)。而作戰(zhàn)分析模型，則是針對(duì)指揮人員或作戰(zhàn)研究人員關(guān)心的重難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行量化分析的工具，是對(duì)推演模型和兵棋的有益補(bǔ)充。例如:計(jì)算作戰(zhàn)兵力的數(shù)量、人員與兵力兵器的編成、作戰(zhàn)風(fēng)險(xiǎn)的大小、目標(biāo)殲毀的可行性、傷亡損耗的大小等。因此，在發(fā)展作戰(zhàn)推演模型或兵棋的同時(shí)，一種直接針對(duì)作戰(zhàn)重難點(diǎn)問(wèn)題的作戰(zhàn)分析模型，悄然占據(jù)了作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室的一席之地。

作戰(zhàn)分析模型的建模方法是，由作戰(zhàn)籌劃人員提出建模的邏輯框架，由模型開發(fā)人員依據(jù)邏輯框架進(jìn)行算法設(shè)計(jì)并組織模型開發(fā)，通過(guò)多次試運(yùn)行和實(shí)踐運(yùn)用，最終建成直接針對(duì)問(wèn)題，實(shí)用性較強(qiáng)的作戰(zhàn)分析模型。以下簡(jiǎn)要列出八種作戰(zhàn)分析模型的邏輯框架，部分作為開發(fā)此類模型的實(shí)踐樣本，部分作為未來(lái)開發(fā)此類模型的參考資料。同時(shí)，也力求為我軍建設(shè)此類模型提供一個(gè)可以參照的建模思路，推進(jìn)我軍作戰(zhàn)分析模型蓬勃發(fā)展。

2 作戰(zhàn)力量需求分析模型

用途:計(jì)算一次戰(zhàn)役乃至一次戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)力量需求。

建模思路:輸入目標(biāo)，概算作戰(zhàn)力量需求。

輸入要素:進(jìn)攻或防御作戰(zhàn)確定的敵方目標(biāo)，包括點(diǎn)狀目標(biāo)、敵方作戰(zhàn)單位等。

算法規(guī)則:針對(duì)目標(biāo)，精算一次典型進(jìn)攻或防御事件的力量需求。引入各類典型作戰(zhàn)事件力量需求仿真結(jié)果數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場(chǎng)影響因素、力量重復(fù)使用評(píng)估結(jié)果、力量協(xié)同行動(dòng)效益評(píng)估結(jié)果、作戰(zhàn)事件發(fā)生率等，累積計(jì)算戰(zhàn)術(shù)力量需求，再推算出戰(zhàn)役力量需求，必要時(shí)概算戰(zhàn)略力量需求。

算法要求:戰(zhàn)術(shù)精算，戰(zhàn)役推算，戰(zhàn)略概算?？傮w上依據(jù)目標(biāo)數(shù)量計(jì)算力量需求，代入典型作戰(zhàn)事件仿真結(jié)果和可能影響因素，得出作戰(zhàn)力量需求，并可折合成作戰(zhàn)單位。

作戰(zhàn)力量需求分析模型的邏輯框架如圖1 所示。

輸出結(jié)果:完成一次進(jìn)攻或防御作戰(zhàn)需要的作戰(zhàn)人員數(shù)量、主要武器裝備質(zhì)量與數(shù)量，完成目標(biāo)打擊任務(wù)的各類作戰(zhàn)單位需求量。

3 作戰(zhàn)效益分析模型

用途:精確比較不同作戰(zhàn)方案的優(yōu)劣得失。

建模思路:建立摧毀、癱瘓、壓制、襲擾、瓦解5類目標(biāo)打擊效果評(píng)估指標(biāo)，也可按照重度、中度、輕度毀傷等指標(biāo)評(píng)估。同時(shí)，對(duì)照作戰(zhàn)人員傷亡、主要裝備損失、主要彈藥消耗、附帶損傷4 類作戰(zhàn)代價(jià)，進(jìn)行不同作戰(zhàn)方案的效益評(píng)估，牽引精確化作戰(zhàn)籌劃。

輸入要素:2 個(gè)以上作戰(zhàn)方案的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，包括5 類目標(biāo)打擊達(dá)標(biāo)數(shù)據(jù)、4 類作戰(zhàn)代價(jià)數(shù)據(jù)。

算法規(guī)則:采取統(tǒng)計(jì)方法，生成5 類目標(biāo)打擊效果柱圖、4 類作戰(zhàn)代價(jià)柱圖。

算法要求:輸入戰(zhàn)果與代價(jià)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，生成作戰(zhàn)效果柱圖。比較2 個(gè)以上方案的目標(biāo)打擊達(dá)標(biāo)率和傷亡損耗，得出戰(zhàn)果與代價(jià)的比較值。

作戰(zhàn)效益分析模型的顯示界面基本要素如圖2 所示。

輸出結(jié)果:2 個(gè)以上作戰(zhàn)方案的目標(biāo)打擊效果和作戰(zhàn)代價(jià)柱圖，直觀對(duì)照與數(shù)據(jù)比較。

4 作戰(zhàn)力量替換分析模型

用途:某種作戰(zhàn)力量匱乏時(shí)，籌劃用其他作戰(zhàn)力量替代的可行性。

建模思路:設(shè)定目標(biāo)打擊效果，比較不同作戰(zhàn)力量完成打擊任務(wù)的載彈量、突防率、命中率與毀傷效果(目標(biāo)適應(yīng)程度)，算出當(dāng)打擊效果等值時(shí)，替換力量的平臺(tái)和彈藥需求。

輸入要素:打擊目標(biāo)和毀傷指標(biāo)，替換作戰(zhàn)力量的平臺(tái)載荷、平臺(tái)突防率、彈藥突防率、命中率與毀傷效果。

算法規(guī)則:明確力量需求缺口，查尋經(jīng)驗(yàn)和仿真可行性，計(jì)入敵方對(duì)抗要素和己方支援掩護(hù)力量的影響參數(shù)，計(jì)算替換力量需求量。必要時(shí)，計(jì)入掩護(hù)力量提高突防率的貢獻(xiàn)值。

算法要求:反復(fù)比較不同替換力量的目標(biāo)打擊達(dá)標(biāo)率和傷亡損耗，使用達(dá)標(biāo)率最高，傷亡損耗最小的力量進(jìn)行替換。

作戰(zhàn)力量替換分析模型的邏輯框架如圖3 所示。

輸出結(jié)果:得出替換力量的平臺(tái)與彈藥需求量。必要時(shí)計(jì)算支援掩護(hù)力量需求。

5 作戰(zhàn)指揮效益分析模型

用途:計(jì)算指揮網(wǎng)絡(luò)中各級(jí)指揮機(jī)構(gòu)的有效作業(yè)時(shí)間。

建模思路:評(píng)估作戰(zhàn)目標(biāo)和目標(biāo)窗口的有效存在時(shí)間，根據(jù)從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到完成打擊的時(shí)間周期，將有效作業(yè)時(shí)間分配到各級(jí)指揮機(jī)構(gòu)。

輸入要素:作戰(zhàn)目標(biāo)和目標(biāo)窗口的有效存在時(shí)間，各級(jí)指揮所作業(yè)時(shí)間需求權(quán)重，完成打擊任務(wù)的作戰(zhàn)力量需要的時(shí)間。

算法規(guī)則:根據(jù)各級(jí)指揮所作業(yè)時(shí)間需求權(quán)重進(jìn)行指揮作業(yè)時(shí)間分配，而不僅僅是根據(jù)指揮所的級(jí)別進(jìn)行指揮時(shí)間分配。要求在目標(biāo)有效存在時(shí)間內(nèi)，完成全部指揮和打擊程序。

算法要求:根據(jù)目標(biāo)打擊需求，確定各級(jí)指揮機(jī)構(gòu)和打擊部隊(duì)行動(dòng)時(shí)間分配權(quán)重，根據(jù)權(quán)重分配指揮和行動(dòng)時(shí)間。

作戰(zhàn)指揮效益分析模型的邏輯框架如圖4 所示。

輸出結(jié)果:各級(jí)指揮所的有效作業(yè)時(shí)間。此模型可實(shí)時(shí)用于作戰(zhàn)指揮平臺(tái)，動(dòng)態(tài)分配有效指揮時(shí)間。

6 作戰(zhàn)編成優(yōu)化分析模型

用途:計(jì)算戰(zhàn)役軍團(tuán)、戰(zhàn)術(shù)兵團(tuán)和分隊(duì)的最佳作戰(zhàn)編成要素和要素比例。

建模思路:積累典型作戰(zhàn)事件仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，根據(jù)形成最佳戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)效果的力量需求，反推作戰(zhàn)編成。先計(jì)算戰(zhàn)術(shù)編成，再根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)量、指揮要素配置、作戰(zhàn)保障需求量、后方保障需求量推算戰(zhàn)役編成。

輸入要素:典型作戰(zhàn)事件類型，典型作戰(zhàn)事件發(fā)生概率，仿真優(yōu)化后的打擊典型目標(biāo)力量配備比例，己方編成制約因素。

算法規(guī)則:根據(jù)典型作戰(zhàn)事件的類型和發(fā)生概率，依托仿真優(yōu)化后的打擊典型目標(biāo)力量配備比例，計(jì)算戰(zhàn)術(shù)兵團(tuán)編成比例;再根據(jù)典型作戰(zhàn)事件的戰(zhàn)役發(fā)生率，計(jì)算戰(zhàn)役軍團(tuán)編成比例。

算法要求:先計(jì)算典型作戰(zhàn)事件編成，再累計(jì)戰(zhàn)術(shù)兵團(tuán)編成，進(jìn)而推算戰(zhàn)役軍團(tuán)編成。

作戰(zhàn)編成優(yōu)化分析模型的邏輯框架如圖5 所示。

輸出結(jié)果:戰(zhàn)術(shù)兵團(tuán)和戰(zhàn)役軍團(tuán)適應(yīng)作戰(zhàn)需求的編成。

7 作戰(zhàn)信息網(wǎng)有效性分析模型

用途:計(jì)算偵察、導(dǎo)航、通信3 個(gè)典型作戰(zhàn)信息網(wǎng)的有效性。重點(diǎn)是計(jì)算遠(yuǎn)程攻勢(shì)作戰(zhàn)信息網(wǎng)絡(luò)的保障和生存能力。

建模思路:根據(jù)偵察、導(dǎo)航、通信3 個(gè)典型作戰(zhàn)信息網(wǎng)對(duì)敵我雙方作戰(zhàn)和保障目標(biāo)的覆蓋率、過(guò)境時(shí)間、抗干擾能力、抗摧毀能力，評(píng)估作戰(zhàn)信息網(wǎng)的有效性。

輸入要素:敵我雙方典型目標(biāo)總數(shù)，信息網(wǎng)覆蓋目標(biāo)數(shù)，偵察(導(dǎo)航、通信)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)過(guò)境時(shí)間，最優(yōu)(可行)多點(diǎn)交匯導(dǎo)航區(qū)域，信息節(jié)點(diǎn)抗干擾能力，信息節(jié)點(diǎn)抗摧毀能力，信息節(jié)點(diǎn)再生能力。

算法規(guī)則:以目標(biāo)覆蓋率為起點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)信息保障能力;以典型信息節(jié)點(diǎn)抗干擾、抗摧毀能力為起點(diǎn)，評(píng)估信息網(wǎng)生存能力?？垢蓴_、抗摧毀能力以有效運(yùn)行時(shí)間為單位計(jì)算。

算法要求:從信息網(wǎng)節(jié)點(diǎn)覆蓋率和抗干擾、抗摧毀能力入手，區(qū)分偵察網(wǎng)、導(dǎo)航網(wǎng)、通信網(wǎng)，分別進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗環(huán)境下“一率兩力”信息網(wǎng)絡(luò)保障能力評(píng)估。

作戰(zhàn)信息網(wǎng)有效性分析模型的邏輯框架如圖6 所示。

輸出結(jié)果:區(qū)分偵察網(wǎng)、導(dǎo)航網(wǎng)、通信網(wǎng)，輸出目標(biāo)覆蓋率和抗干擾、抗摧毀條件下的有效運(yùn)行時(shí)間。

8 作戰(zhàn)地域電磁監(jiān)控分析模型

用途:計(jì)算作戰(zhàn)地域電磁監(jiān)控站部署數(shù)量和點(diǎn)位，求取最節(jié)省的監(jiān)控力量部署方案，支持對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)自然、敵對(duì)和己方有害電磁輻射源的發(fā)現(xiàn)和清除。

建模思路:劃定電磁監(jiān)控保障區(qū)域和重點(diǎn)對(duì)象，估算有害電磁輻射源干擾半徑，以形成有效監(jiān)控交叉定位點(diǎn)和有效監(jiān)控區(qū)為需求牽引，推算特定區(qū)域固定和機(jī)動(dòng)電磁監(jiān)控站部署數(shù)量和點(diǎn)位。

輸入要素:電磁監(jiān)控保障區(qū)域和重點(diǎn)保障對(duì)象要圖，各種有害輻射源干擾半徑，戰(zhàn)場(chǎng)自然環(huán)境對(duì)電磁波的影響要素，電磁監(jiān)控站交叉定位基本條件(交匯角度等)。

算法規(guī)則:以電磁監(jiān)控站交叉定位方法，確定有害輻射源的點(diǎn)位，引導(dǎo)兵力進(jìn)行清除。固定監(jiān)控站和機(jī)動(dòng)監(jiān)控站相結(jié)合，在保障區(qū)域形成有重點(diǎn)的快速交叉定位監(jiān)控能力，以定位時(shí)間的快慢為質(zhì)量指標(biāo)。

算法要求:2 個(gè)以上固定電磁監(jiān)控站形成交叉定位監(jiān)控區(qū)。1 個(gè)固定監(jiān)控站和1 個(gè)機(jī)動(dòng)監(jiān)控站相結(jié)合，形成有時(shí)間周期的機(jī)動(dòng)巡視監(jiān)控區(qū)。比較固定交叉定位監(jiān)控區(qū)范圍、巡視定位監(jiān)控區(qū)范圍與監(jiān)控任務(wù)范圍的重合度，評(píng)估監(jiān)控能力。

作戰(zhàn)地域電磁監(jiān)控分析模型的邏輯框架如圖7 所示。

輸出結(jié)果:固定電磁監(jiān)控站需求量，機(jī)動(dòng)電磁監(jiān)控站需求量。

9 作戰(zhàn)保障到達(dá)率分析模型

用途:在網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)環(huán)境中，區(qū)分物質(zhì)流、服務(wù)流(信息流另行建模計(jì)算)，計(jì)算后方作戰(zhàn)保障力量的到達(dá)率。

建模思路:模型只計(jì)算后方前送后運(yùn)式的限時(shí)保障能力，伴隨保障能力另行計(jì)算。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和專家評(píng)估結(jié)論，設(shè)定不同區(qū)域敵情造成的戰(zhàn)場(chǎng)生存系數(shù)，同時(shí)設(shè)定掩護(hù)力量生存增益系數(shù)，最終計(jì)算對(duì)保障要素到達(dá)率的影響。

輸入要素:戰(zhàn)場(chǎng)幅員要圖，保障要素起始數(shù)質(zhì)量，保障通道長(zhǎng)度和質(zhì)量，運(yùn)載工具和時(shí)速，不同區(qū)域戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)運(yùn)載工具和時(shí)速的可能影響，不同區(qū)域戰(zhàn)場(chǎng)生存系數(shù)，不同掩護(hù)力量的生存增益系數(shù)。戰(zhàn)場(chǎng)生存系數(shù)分為四個(gè)等級(jí):①集中暴露為低;②較集中暴露為較低;③較分散隱蔽為較高;④分散隱蔽為高。掩護(hù)力量的生存增益系數(shù)分為四個(gè)等級(jí):①附帶掩護(hù)作用最低;②區(qū)域定點(diǎn)掩護(hù)作用為中等;③區(qū)域伴隨掩護(hù)作用為較高;④隨隊(duì)全程掩護(hù)作用為最高。戰(zhàn)場(chǎng)生存系數(shù)與生存增益系數(shù)，在一定條件下具有抵銷作用。

算法規(guī)則:按照通道數(shù)量和運(yùn)載工具速度計(jì)算保障要素機(jī)動(dòng)時(shí)間，需要轉(zhuǎn)換運(yùn)載方式時(shí)，速度作相應(yīng)改變。按照4 個(gè)等級(jí)確定保障要素一定時(shí)間內(nèi)的戰(zhàn)場(chǎng)生存率，同時(shí)加入4 個(gè)等級(jí)的掩護(hù)力量增益系數(shù)。

算法要求:根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)保障通道的實(shí)際情況進(jìn)行向量分析，選擇最佳通道和運(yùn)載方式，必要時(shí)多案選擇。保障要素戰(zhàn)場(chǎng)生存率過(guò)低時(shí)，可加入有條件得到的掩護(hù)要素提高生存率，最后得出保障要素到位后的數(shù)、質(zhì)量。

作戰(zhàn)保障到達(dá)率分析模型的邏輯框架如圖8所示。

輸出結(jié)果:各類保障要素的到達(dá)時(shí)間和到達(dá)率?？煞赐聘黝愇镔Y和服務(wù)保障需求量。

以上八種分析模型，有四種已經(jīng)建成原始模型，并應(yīng)用于我軍的作戰(zhàn)準(zhǔn)備實(shí)踐，目前正在應(yīng)用中不斷升級(jí)完善。其他模型只做了初步和概略的“邏輯脈絡(luò)”描述，在開發(fā)數(shù)學(xué)模型時(shí)，還需要做大量的細(xì)節(jié)邏輯關(guān)系描述。建立作戰(zhàn)分析模型，應(yīng)當(dāng)聚焦和簡(jiǎn)化需求，搞清邏輯關(guān)系，再進(jìn)行算法設(shè)計(jì)。做到“算可算之?dāng)?shù)”，支持人的分析，但不企圖代替人的分析全過(guò)程，逐步形成作戰(zhàn)分析模型工具庫(kù)。

［1］ 蔣亞民.論作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2014，28(2):5 -9.

［2］ 蔣亞民.作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)向網(wǎng)絡(luò)化體系對(duì)抗領(lǐng)域演進(jìn)［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2014，28(1):5 -8.

［3］ 蔣亞民.作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)推動(dòng)戰(zhàn)法創(chuàng)新的實(shí)踐與思考［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2013，27(2):5 -9.

［4］ 蔣亞民.對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腕w系軍事設(shè)計(jì)的思考［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2012，26(4):5 -9.