山地進攻作戰電子對抗效能評估研究

陳 寧，權冀川，吳天文，章俊峰

(陸軍工程大學，江蘇 南京 210007)

0 引 言

山地進攻作戰，是信息化局部戰爭諸軍兵種共同實施的聯合戰役行動，一旦開戰，信息作戰行動將貫穿于各領域和全過程。電子對抗作為信息作戰的核心作戰樣式，對信息作戰活動起著積極的引導作用，對奪取制信息權和保持信息優勢有著極為深刻的影響。電子對抗效能發揮關乎行動成敗，應著眼作戰行動特點，緊貼作戰行動需求，認真分析研究山地作戰環境對電子對抗作戰行動的影響，積極探索電子對抗的方法和對策，為作戰行動順利實施提供持續穩定可靠的電子對抗優勢。因此，對山地進攻作戰的電子對抗效能進行合理的評估，對于靈活運用電子對抗力量，奪取和保持局部制電磁權，進而奪取并保持山地進攻作戰主動權具有重要的現實意義。

1 山地戰場環境的特點及其對作戰行動的影響

1.1 山地戰場環境的特點

山地，屬地質學范疇，地表形態按高程和起伏特征定義為海拔500 m以上，相對高差200 m以上。我國國土面積30%以上為山地地形，其中最具戰略研究意義的是高寒山地地形，主要分布在我國西部邊境地區。山地地區特殊的戰場環境特點主要體現在以下4個方面：

一是交通極其不便。在我國，山地地區經濟發展相對落后，道路稀少，基礎設施相對薄弱，同時山頭林立，溝谷交錯，地形曲折變化，陡坡、山崖、河流等易形成斷絕地帶，通行性較差[1]。高寒山地地區更是山高坡陡溝深，地形割裂嚴重，多以通道地形為主，迂回路較少，同時海拔4 000 m以上通道地帶受積雪影響，常年大部分時間無法通行，不利于部隊橫向進攻和支援。

二是自然環境惡劣。高寒山地地面風沙大，紫外輻射大，空氣含氧量低，氣壓氣溫低，晝夜溫差大，對人員裝備影響較大。極端天氣較頻繁，常有雪崩、泥石流、塌方等自然災害發生，海拔5 000 m以上的地區更是被稱為“生命禁區”。

三是電磁環境復雜。山地地區遮蔽較多，不利于高頻電磁信號的傳播。部分山地地區地下礦產豐富，會產生地面和山體吸收或輻射電磁波的現象。同時，高寒山地海拔較高，空氣稀薄，電離層劇烈變化、太陽強光輻射等因素對電磁波的傳播也有較大影響。

四是社會依賴薄弱。山地地區受自然條件影響，地廣人稀，民用通信資源匱乏，信息化建設比較滯后。而高寒山地地區少數民族居多，宗教色彩濃厚，民社情復雜。所以山地作戰過程中能得到的社會支援有限，軍地聯合保障難以實現[2]。

1.2 山地戰場環境對進攻作戰電子對抗行動的影響

山地特殊的地形特點和氣象條件對進攻作戰中電子對抗行動具有重要影響，體現在以下3個方面：

一是在人員裝備上。人員方面，尤其是高寒山地低溫低氧環境，影響電子對抗人員正常生理機能，單兵作戰能力有不同程度下降，裝備操作失誤率上升。裝備方面，首先受地形限制，山地進攻作戰中電子戰裝備以輕型、便攜式和空基天基裝備為主，重型電子戰裝備只能在固有陣地或臨近山區較為平坦地區執行掩護或支援任務；其次，受高寒山地低壓低溫低氧影響，電子戰裝備的發動機動力輸出變弱，電池續航能力降低，電磁波發射功率降低；再次，裝備效能下降，復雜地形環境和電磁環境影響電磁波的有效輻射，惡劣自然環境導致裝備的可靠性下降，故障率升高[3]。

二是在戰術運用上。山地地形的影響主要體現在作戰指揮重心下移，組織指揮分散，山地地形條件的復雜性導致戰場容量極其有限，交通線長且脆弱；協同重心下移，協同要求更加細致，對戰斗群內部和群之間的協同效率要求更高；戰斗編組更加靈活。例如，在俄軍參與的阿富汗戰爭和車臣戰爭中，陸戰場大部分是山地地形，俄軍采用“支隊-群戰術”[4]，優先戰術是支撐點式的戰斗，加重了俄軍排、連、營的指揮工作；在山地進攻作戰中，俄軍營戰斗群根據作戰任務以步兵營為骨架，抽調坦克、偵察、防空、炮兵以及電子戰分隊臨時戰術組合而成，減少了復雜地形帶來的影響。

三是在支援保障上。在戰斗支援上，復雜的山地地形條件，會造成各戰斗群之間的支援更加困難。例如，美軍在對阿富汗山地作戰的“落錘”[5]行動中，由于地形復雜和植被密集，在呼叫阿帕奇直升機進行火力支援時出現了火力誤傷現象，也出現過空投物資遠離美軍陣地以及直升機無法著陸造成第1次撤離行動失敗的情況。在資源維修及后勤補給上，由于山地地區物資匱乏，電子對抗行動的維修資源補充和后勤補給主要依靠后方基地，后方保障壓力大，可能出現補給不及時的現象。

2 山地進攻作戰電子對抗效能評估的難點問題

由于山地地區的各種復雜因素對電子對抗行動的特殊影響，其作戰效能評估比一般作戰環境下的作戰效能評估更加困難，主要體現在以下3個方面。

2.1 指標關系的復雜性

山地進攻作戰過程中電子對抗系統的高度體系化及協同化，導致效能評估的指標關系更加復雜。首先是參戰力量多元，評估涉及范圍廣，聯合作戰的諸軍兵種電子對抗力量種類繁多，裝備性能各不相同，電子對抗力量成分多元導致評估數據處理困難；其次是受山地地形影響，戰場容量小，戰斗隊形配置相對集中，裝備實際效能發揮不穩定，其頻率范圍、功率大小、作用距離難以確定，電子對抗力量之間的相互影響難以判斷，指標關系難以確定；最后是山地進攻作戰中更加細致的協同關系，導致評估指標的影響因素增多，各因素之間耦合緊密，關系復雜，因此指標關系的處理計算非常困難。

2.2 實戰數據的未知性

評估數據的真實性是有效展開電子對抗作戰效能評估的關鍵。受山地進攻作戰特殊的戰場環境影響，電子對抗實戰數據的獲取非常困難，電子對抗效能產生機制和演變規律未知，基于裝備性能參數的效能評估方法已無法適用于實戰評估。一是電子對抗裝備的實際作戰效能會發生大范圍變化。山地地形的巨大遮擋作用將大幅降低電子對抗裝備的作用距離和機動能力，而低溫、低壓、低氧的高寒山地環境對裝備的發射功率、續航能力等也有較大影響。二是戰場上未知裝備的性能參數無法獲取。隨著新型電子對抗裝備不斷運用于軍事實踐，其發揮的作戰效能甚至能夠影響到整個作戰進程。如美軍在“落錘”行動中使用的低空聲音截聽設備，對于情報獲取發揮了重要作用，成為美軍取得勝利的首要前提。敵電子對抗裝備類型和性能參數的未知性，將導致山地進攻作戰中電子對抗行動的作戰效能評估更加困難。

2.3 影響因素的不確定性

山地進攻作戰過程中，人為因素、電磁環境因素等不確定因素對電子對抗效能的影響異常復雜。人為因素不僅影響評估指標體系的構建和指標的評估計算，特殊山地環境導致的電子戰人員生理和心理的變化對其作戰能力的發揮影響極大，也給效能評估帶來了很多不確定性。山地進攻作戰時，敵我雙方在有限的戰場空間中部署大量型號、功率和頻段各異的電子裝備，用頻設備密度增大，頻率高度疊加，再加上自然電磁環境的影響，最終導致對戰場環境的確定性描述和建模計算變得極為困難。

3 山地進攻作戰電子對抗效能評估技術與策略

將復雜網絡、機器學習、數據挖掘等新技術與傳統效能評估方法、評估模型和指標體系構建方法相結合，能夠為解決復雜作戰系統的效能評估問題提供可行途徑。針對山地進攻作戰的特殊性帶來的電子對抗作戰效能評估難題，可從4個方面進行探索突破。

3.1 體系效能評估方法

近年來，針對聯合作戰這一復雜系統的評估問題，國內外學者提出了體系效能評估的概念。文獻[6]以“整體論”思想指導體系作戰效能評估，借助人工智能、數據分析等技術，區分綜合評估、分析和優化3個階段，綜述了適用于各階段的解決方法，為體系作戰效能評估提供了可借鑒的解決思路。文獻[7]綜述了聯合作戰背景下體系效能評估的方法，對網絡層次分析法(ANP)、系統動力學方法(SD)、支持向量機方法(SVM)和博弈論方法進行了梳理和分析。文獻[8]針對聯合作戰指揮體系效能評估問題，定義了6種拓撲環元模型，表征指揮體系的全部功能，解決了體系效能評估過程中網絡結構劃分不徹底的問題。

由于山地進攻作戰體系結構復雜，該環境下電子對抗效能的各種影響因素相互關聯交叉，表現出很強的體系特征，用傳統的層級式、疊加式評估指標體系無法有效表達各類評估指標之間的復雜關系，以常見的多元線性、簡單非線性或者蘭徹斯特方程之類的解析方法也無法進行有效評估。可以從其體系特征出發，采用上述體系效能評估的方法，在評估指標體系構建上要考慮網絡狀、關聯式指標體系或者分階段分能力多指標體系的形式，電子對抗效能評估可按照作戰階段展開，注意分析不同階段、不同能力之間的體系構成關系。

3.2 基于機器學習的效能評估方法

機器學習算法是一類從數據中自動分析獲得規律，并利用規律對未知數據進行預測的算法。該類算法推理速度快，能夠有效預測數據的統計規律，還可以較好地適用于小樣本條件下的各類應用。文獻[9]針對樣本量不足導致的作戰效能評估置信度、準確度不高的問題，采用Bayes Bootstrap方法，提高了某艦艇對空攔截作戰效能評估的置信度。文獻[10]、[11]采用BP神經網絡方法對空中無人通信平臺和地空導彈混編群作戰效能進行評估，降低了復雜作戰背景下數據缺乏、信息模糊和主觀誤判對作戰效能評估的不確定性、不準確性影響。

山地進攻作戰中，電子對抗效能評估數據具有很大的未知性，也很難獲得足夠的數據，因此常規的評估方法在規律不明、數據不足的條件下很難發揮有效作用。而神經網絡等機器學習算法在適當訓練后，能夠從未知數據中提取特征、識別模式及挖掘規律，從而利用未知數據中的潛在規律對電子對抗效能進行評估。而Bootstrap之類的方法，可以有效處理小樣本量的問題，有助于在電子對抗過程中對敵方未知裝備的對抗效能進行分析和預測，也有助于評估未知山地環境對電子對抗效能的影響。

3.3 在線效能評估技術

在線效能評估技術是一種忽略或繞開戰場環境的復雜影響因素，直接對比電子對抗行動效果的評估技術。該類技術一般利用戰場實時感知到的態勢信息，例如將敵我電子戰裝備的實時狀態數據作為評估數據，通過對比實施電子對抗行動前后的結果得到評估結論。文獻[12]在評估雷達干擾效果時，通過分析干擾實施后敵雷達的狀態變化以及與其相關聯的武器系統的狀態變化，反映雷達干擾的有效性。

山地作戰環境中，影響電子對抗效能的因素數量多、不確定性大，在短期內把這些因素的影響效果完全分析透徹是不現實的，尤其是在實測數據不足的極端情況下。電子對抗的效能主要體現在我方電子對抗措施對敵方部隊、裝備、行動的影響上。而山地環境對敵我雙方都是有影響的。采用在線效能評估技術，繞開復雜影響因素的分析，直接測量或評估敵方遭受電子對抗后的部隊或裝備狀態、行動能力表現等，可從作戰效果上評估電子對抗的效能；同時，測量結果本身也包含了各種影響因素的作用效果。因此，這種評估方式符合電子對抗效能評估的目的，而且是合理可行的。

3.4 基于作戰仿真的效能評估技術

電子對抗實戰數據的未知性和影響因素的不確定性問題，也可以通過作戰仿真的方法加以解決。美軍一直非常重視作戰仿真系統及相關技術的研究，構建的作戰仿真系統涵蓋了戰略級(聯合戰區級仿真系統，JTLS)、戰役級(聯合作戰仿真系統，JWARS)和戰術級(戰術仿真系統，TACSIM)各個層次，覆蓋了作戰問題分析、作戰方案推演、作戰效能評估及裝備效能檢驗等各個領域[13]。

將作戰仿真技術用于電子對抗效能評估具有其獨特的優勢。例如，利用電子信息靶場技術[14]構建戰場復雜電磁環境，模仿山地環境對電磁能、電磁信號的影響效果，可以在電磁傳輸、干擾的機理層面上進行研究，以探索本質規律。再如，利用虛擬現實技術模擬山地地形環境[15]，可以經濟高效地開展多次反復仿真以積累足夠多的仿真數據，作為電子對抗作戰效能評估的依據。同時，作戰仿真能夠近乎真實地展現各類復雜因素的影響及其關系，可在一定程度上克服各種環境因素對電子對抗效能的不確定性影響。

4 結束語

山地進攻作戰中，電子對抗作戰效能評估研究對電子對抗力量這一新型作戰力量形成體系作戰能力具有重要意義。本文從研究山地特殊地形特點及其對電子對抗行動的影響出發，分析了山地進攻作戰中電子對抗效能評估的難點問題，并結合新出現的效能評估技術提出了有針對性的解決策略。本文的研究和思考，對于開展山地進攻作戰電子對抗效能評估具有較強的參考和借鑒作用。