張松昌,屈 洋

(裝甲兵學院,安徽 蚌埠 233050)

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基于云重心理論的裝甲旅攻擊控守通道之敵戰(zhàn)法決策*

張松昌,屈 洋

(裝甲兵學院,安徽 蚌埠 233050)

基于作戰(zhàn)行動戰(zhàn)法決策影響因素分析,構(gòu)建了戰(zhàn)法決策評估指標體系,圍繞戰(zhàn)法決策指標存在的模糊性及不可公度性,通過求各指標的云模型表征和云重心偏離度,實現(xiàn)不同戰(zhàn)法效果的綜合評估。針對裝甲旅奪控J村——X山口方向通道作戰(zhàn)行動的3種戰(zhàn)法進行了應用研究,基于定量分析結(jié)果,提出了戰(zhàn)法實施建議,為旅指揮員制定作戰(zhàn)方案提供了決策支持。

裝甲旅;通道;進攻戰(zhàn)斗;戰(zhàn)法決策;云重心

現(xiàn)代條件下作戰(zhàn),要求戰(zhàn)法方案應根據(jù)戰(zhàn)斗樣式和行動特點,結(jié)合具體情況靈活確定,要有良好的針對性和適應性。因此,如何全面考慮戰(zhàn)法決策的各種影響因素,增強戰(zhàn)法決策的科學性,成為指揮員正確定下戰(zhàn)斗決心的關(guān)鍵問題。

1 戰(zhàn)法決策評估指標體系

1.1 戰(zhàn)法決策影響因素分析

裝備信息化水平的提升,增強了作戰(zhàn)力量體系作戰(zhàn)能力,又為戰(zhàn)法研究和創(chuàng)新提供了重要條件,為戰(zhàn)法決策提供了更大的可行空間。戰(zhàn)法決策受多種因素制約,決定戰(zhàn)法綜合質(zhì)量的主要有以下幾點[1]:

1)戰(zhàn)法方案的可行性,是指部隊在相關(guān)約束條件下是否有實施該項戰(zhàn)法的能力。即戰(zhàn)法是否滿足時間、空間等約束條件,作戰(zhàn)和后裝保障能力能否支持該戰(zhàn)法的應用,作戰(zhàn)力量的使用是否科學,是否有利于實現(xiàn)作戰(zhàn)目的等。戰(zhàn)法的可行性是部隊作戰(zhàn)行動實施的基礎。

2)戰(zhàn)法方案的效益性,是指戰(zhàn)法實施的收獲回報和付出代價的比值。戰(zhàn)法的效益性,是決策過程的出發(fā)點和落腳點,一方面它規(guī)定了戰(zhàn)法方案期望達到的效果,另一方面也是評價決策方案及其實施效果的重要標準之一。

3)戰(zhàn)法方案的適應性,是指由于作戰(zhàn)資源、戰(zhàn)場環(huán)境客觀條件等變動而造成戰(zhàn)法在實施過程中可能出現(xiàn)不良后果的可能性大小,即戰(zhàn)法對外部條件變化的適應程度。

對戰(zhàn)法的可行性、效益性與適應性的評估,實質(zhì)反映出對所需評估的戰(zhàn)法方案在決策約束條件、決策目標實現(xiàn)和決策過程變化三個主要環(huán)節(jié)的綜合評價。

1.2 指標體系建立

根據(jù)上述戰(zhàn)法決策影響因素的內(nèi)涵分析,在遵循系統(tǒng)性、客觀性、實用性、科學性、獨立性的原則基礎上可建立戰(zhàn)法決策評估指標體系,如圖1所示。

圖1 戰(zhàn)法決策評估指標體系

1.3 確定指標權(quán)重

戰(zhàn)法決策問題底層指標既有定量指標,又有定性指標,為比較各指標的重要程度,在征求專家和決策人員意見的基礎上,可采用層次分析法構(gòu)造判斷矩陣,并確定指標權(quán)重,結(jié)果如表1所示。

表1 各級指標的權(quán)值

2 基于云重心理論的戰(zhàn)法決策模型

云重心理論以傳統(tǒng)模糊集合理論和概率統(tǒng)計為基礎,通過自然語言值實現(xiàn)定性屬性值和定量屬性值之間的轉(zhuǎn)換,它以不確定性為出發(fā)點,是模糊數(shù)據(jù)發(fā)掘和信息處理的強大工具[7]。而戰(zhàn)法決策問題本身就具有一定的模糊性與不確定性,因此,云重心理論可作為解決戰(zhàn)法決策問題的有效方法。

云重心理論的期望值Ex、熵En和超熵He三個數(shù)學特征,將問題的模糊性和隨機性很好融合到一起,構(gòu)成定性和定量相互間的映射。Ex是概念在論域中的中心值,是云的重心位置。En是定性概念模糊度和概率的綜合度量,它的大小反映了在論域中可被模糊概念接受的元素數(shù)。He是熵的模糊度的度量,是熵的熵,它反映了數(shù)域空間代表該語言值的不確定度的凝聚性,反映了云的離散程度。

云重心可以表示為T=a×b。其中,a表示云重心的位置即期望值,b表示云重心的高度即權(quán)重值,期望值反應了相應的模糊概念的信息中心值。按照云重心位置的變化分布,可映射出系統(tǒng)狀態(tài)信息的變化情況,以此來區(qū)分方案的優(yōu)劣性。

2.1 求各指標的云模型表征

戰(zhàn)法決策評估指標體系中,指標既有用精確數(shù)值表示的,又有用語言值來描述的。精確數(shù)值可以表示為熵和超熵均為0的云,即其數(shù)字特征為(Ex,0,0);語言指標值的云的數(shù)字特征為(Ex,En,He)。假設系統(tǒng)有n個待評價對象,m個評估指標,評估矩陣為R=(rij)n×m。那么n個數(shù)值型指標建立的云模型為:

Ex=(Ex1+Ex2+…+Exn)/n

(1)

En=max(Ex1+Ex2+…+Exn)/6-min(Ex1+Ex2+…+Exn)/6

(2)

其中,Ex1,Ex2,…,Exn為各指標的不同狀態(tài)值。另外,每個語言值型的指標可用1個云模型來表示,而n個語言值表示的1個指標可用1個一維綜合云模型來表征。其中,

Ex=(Ex1En1+Ex2En2+…+ExnEm)/(En1+En2+…+Em)

(3)

En=(Ex1+Ex2+…+Exn)

(4)

2.2 求加權(quán)綜合云重心向量

由于P個性能指標可用P個云模型表征,因此P個指標所反映的系統(tǒng)狀態(tài)以一個P維綜合云來表示。當P個指標所反映的系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時,對應的綜合云的形狀也發(fā)生變化,相應地其重心就會改變。這說明,通過云重心的變化情況可以反映出系統(tǒng)狀態(tài)信息的變化情況。P維綜合云的重心可表示為一個P維向量:

T=(T1,T2,…,Tp)

(5)

式中,Ti=ai×bi(i=1,2,…,p)。a為云重心的位置即期望值Ex;b為云重心的高度即權(quán)重。

當系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時,其重心變化為

(6)

2.3 確定云重心的偏離度

式中，

(7)

經(jīng)過歸一化之后,表征系統(tǒng)狀態(tài)的綜合云重心向量均為有方向、有大小、無量綱的值(顯然理想狀態(tài)下向量為P維零向量)。加權(quán)偏離度θ(-1≤θ≤1)的取值為

(8)

式中,Wj為第j個單項指標的權(quán)重值。

2.4 用云模型確定評價評語集

用云發(fā)生器實現(xiàn)評測的評語集,將評語集:V={很差,較差,中等,良好,優(yōu)秀}中的5個評語值置于連續(xù)的數(shù)域區(qū)間[0,1]上,各語言值對應的變化區(qū)間如表2所示。

用云理論數(shù)值特征(Ex,En,He)表示某評語的云滴分布特點,則很差為(0,0.067,0.007);較差為(0.3,0.033,0.003);中等為(0.5,0.033,0.003);良好為(0.7,0.033,0.003);優(yōu)秀為(1.0,0.067,0.007),為方便計算，整理如表3所示。

根據(jù)云模型的正態(tài)分布特點,結(jié)合表3中的評語集云模型特征參數(shù),根據(jù)云模型正向發(fā)生器算法,分別計算出評語值的加權(quán)偏離度,得出每個評語值的云發(fā)生器模型,如圖2所示。

表2 評語集對應的值變化區(qū)間表

表3 評語集的云模型特征值

圖2 評語集對應的云發(fā)生器模型

3 示例分析

本文以J村——X山口方向裝甲旅通道快速突貫行動為例[3-4],結(jié)合敵情、地形特點,以陸空聯(lián)合為基本形式,破敵體系為主要打法,火力打擊為主要手段,兵力突擊為核心行動,按照“信息攻擊擾、火力打擊破、兵力突擊奪、綜合手段控”的步驟,聯(lián)合破殼,兩路突進,接力攻擊,分段奪控,快速突貫,開放J村—X山口主要通道。

3.1 戰(zhàn)法方案

1)基本戰(zhàn)法第1案

“火力毀癱,立體奪要,強擊拔點,接力突貫,立體割殲”。

火力毀癱,即集中優(yōu)勢地空火力,對敵指揮所、炮兵陣地等重要目標實施火力打擊,癱瘓敵防御體系。立體奪要,即采取小兵力突襲、特戰(zhàn)機降等方式,在友鄰協(xié)同下,奪占、控制DX橋,掩護主力渡河。強擊拔點,即以××裝甲合成突擊群在地空火力掩護下,以部分兵力向J村兩翼強擊,然后另一部分力量迅速向敵預備陣地穿插,攻擊其縱深要點,協(xié)力拔除J村據(jù)點。接力突貫,立體割殲,即第××、××突擊群從左翼實施正面強攻,第××、××突擊群從右翼實施翼側(cè)攻擊,在陸航火力支援下,成兩路沿通道快速突貫,以多手段引導陸空火力精確打擊,連、排小編組多波次連續(xù)突擊,穿插與機降相結(jié)合,斷敵退路,阻敵增援,迅速殲滅被圍之敵奪占X山口。然后以部分兵力協(xié)助友鄰向縱深發(fā)展進攻,主力快速轉(zhuǎn)入要點控守,挫敗敵反擊,保障縱深力量前出。

2)基本戰(zhàn)法第2案

火力毀癱,立體突入,右翼主攻,連續(xù)突貫,縱深割殲。

3)基本戰(zhàn)法第3案

火力毀癱,奪點控要,兩翼突貫,殲驅(qū)并舉,速戰(zhàn)速決。

3.2 戰(zhàn)法方案指標屬性值的確定及加權(quán)偏離度計算

本文所建評估指標體系,關(guān)于二級指標屬性值的確定,從邊境聯(lián)合反擊作戰(zhàn)需求出發(fā),結(jié)合裝備戰(zhàn)技術(shù)性能和以往部隊演習訓練的實踐經(jīng)驗,由專家組綜合評判給出。針對以上3套戰(zhàn)法方案內(nèi)涵,基于不同專家對指標屬性的賦值權(quán)重,進行加權(quán)求值,表4為專家組對各戰(zhàn)法方案的二級指標屬性加權(quán)賦值。

表4 對各方案屬性指標評價結(jié)果

由于二級指標的屬性值都是歸一化的介于[0,1]之間的值,所以它們的理想值均為1。一級指標的屬性值用云重心理論求取,以戰(zhàn)法方案1的可行性指標為例,計算其屬性值,其步驟如下:

1)計算六維加權(quán)云的重心向量

T=(TC1，TC2，TC3，TC4，TC5，TC6) =(0.792×0.0796，0.715×0.0796，0.864×0.3285，0.865×0.2342,0.786×0.1624,0.841×0.1157)

=(0.0630,0.0686,0.2838,0.2026,0.1277,0.0973)

2)計算理想狀態(tài)下加權(quán)綜合云的重心向量

T0=(1×0.0796,1×0.0796,1×0.3285,1×0.2342,1×0.1624,1×0.1157)

=(0.0796,0.0796,0.3285,0.2342,0.1624,0.1157)

3)進行歸一化

4)計算加權(quán)偏離度

即距離理想狀態(tài)下的加權(quán)偏離度為0.1687,則方案1可行性指標的屬性值為1-0.1687=0.8313,即B1=0.8313。同理可以求得方案1效益性指標的屬性值為B2=0.8386,適應性指標的屬性值為B3=0.8427。

按照上述步驟可以計算出方案2和方案3的一級指標的屬性值,見表5。

表5 各方案一級指標屬性值

5)計算總偏離度

同樣按照上述求取一級指標值的步驟求取方案1的總偏離度:

①三維加權(quán)云的重心向量

T=(TB1，TB2，TB3) =(0.8313×0.4600，0.8386×0.2212，0.8427×0.3189) =(0.3824，0.1855，0.2687)

②理想狀態(tài)加權(quán)綜合云的重心向量

T0=(1×0.4600，1×0.2212，1×0.3189) =(0.4600，0.2212，0.3189)

③進行歸一化

④加權(quán)偏離度θ

戰(zhàn)法方案1加權(quán)偏離度θ1為-0.1635。

同理,可求得戰(zhàn)法方案2加權(quán)偏離度θ2為-0.2387;戰(zhàn)法方案3加權(quán)偏離度θ3為-0.2164。

3.3 用云模型實現(xiàn)評測的評語集

根據(jù)計算得到方案1的加權(quán)偏離度為-0.1635,即距離理想狀態(tài)下的加權(quán)偏離度為0.1635,則方案1的總評效應值為1-0.1635=0.8365。同理,方案2、3的總評效應值分別為0.7613、0.7836。分別將其輸入到評測云發(fā)生器之后,方案1激活“優(yōu)秀”的云對象，如圖3所示,方案2激活“良好”的云對象，如圖4所示,方案3激活“良好”的云對象，如圖5所示。由此得出戰(zhàn)法方案1的價值最高,方案3次之,方案2的效應值最低。

圖3 方案1對應云圖

圖4 方案2對應云圖

圖5 方案3對應云圖

3.4 結(jié)果分析

通過將各方案的效應值輸入到評測云發(fā)生器后,方案1效應值最高,處于優(yōu)秀水平。因此,旅指揮員應采用戰(zhàn)法方案1實施通道進攻戰(zhàn)斗。方案1的系統(tǒng)效應值為0.8365,其一級指標中可行性、效益性和適應性的效應值分別為0.8313、0.8386和0.8427,輸入評測云發(fā)生器后均激活了“優(yōu)秀”的云對象。進一步考察方案1,從其底層指標的效應值看,仍有提升的空間,對其作適當調(diào)整,其系統(tǒng)效應值會更大。對作戰(zhàn)時間的可行性這一指標,方案3的效應值比方案1大,因此可以適當借鑒方案3的作戰(zhàn)時間統(tǒng)籌優(yōu)點,適當壓縮戰(zhàn)斗準備時間和戰(zhàn)斗實施時間,達成進攻的突然性和完成任務的速決性,則可提高方案的綜合效能。

3.5 決策建議

基于以上分析,裝甲旅指揮員在優(yōu)化戰(zhàn)法方案時應該重點把握以下問題:

1)增強戰(zhàn)法的可行性,挖掘作戰(zhàn)空間效益。合理利用氣象、地形等條件,便于我方快速機動和隱蔽出擊,達成進攻的突然性。J村到X山口段通道地形復雜,左路直道較多,便于我快速行進;而右路公路依山勢走向而建,海拔較高、道路較窄且較為開闊,不便于我進行隱蔽。因此,指揮員應注意把握作戰(zhàn)地形特點,合理制定戰(zhàn)法方案。

2)增強戰(zhàn)法的可行性,提升后裝保障質(zhì)量。對控守通道之敵進攻戰(zhàn)斗后裝保障對象多元、種類繁多,保障任務重、難度大,指揮協(xié)調(diào)困難,保障能力直接影響戰(zhàn)斗力的發(fā)揮。因此,必須采取超常措施加強裝甲旅后裝保障力量,合理編組,靈活采取多種手段和方法,發(fā)揮保障力量的整體合力。

3)增強戰(zhàn)法的適應性,提高戰(zhàn)法謀略的應變能力。通道作戰(zhàn)面臨戰(zhàn)場環(huán)境復雜多變,不確定性情況多,使原來的決策條件發(fā)生預想不到的變化,影響戰(zhàn)法方案實施。因此,指揮員在進行戰(zhàn)法決策時還要充分考慮戰(zhàn)法的彈性,便于在戰(zhàn)場環(huán)境發(fā)生突變時,能及時調(diào)整部署、迅速做出反應,把握戰(zhàn)場的主動權(quán)。

4 結(jié)束語

本文運用云理論進行作戰(zhàn)行動戰(zhàn)法決策問題研究,構(gòu)建戰(zhàn)法決策的云模型,通過對戰(zhàn)法方案的云重心偏離度計算,輸入云發(fā)生器評測,得到了與理想解最接近的方案。圍繞軍事斗爭準備需求,結(jié)合具體任務和敵情,實證研究了裝甲旅對控守通道之敵進攻戰(zhàn)斗戰(zhàn)法決策問題,提出了方案優(yōu)化建議,為旅指揮員進行戰(zhàn)法決策提供了科學借鑒。

[1] 李春立.裝甲兵作戰(zhàn)指揮學[M].北京:解放軍出版社,2011.

[2] 王世云.指揮決策與決策支持[M].北京:國防大學出版社,2011.

[3] 潘永輝,韋偉.陸軍合同戰(zhàn)斗戰(zhàn)法仿真實驗研究[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程,2014，28(2):55-60.

[4] 李德毅,孟海軍,史雪梅. 隸屬云和隸屬云發(fā)生器[J].計算機研究與發(fā)展,1995,32(6):15-20.

Operational Method Decision-making of Armored Brigade’s Offensive Combat to Hostile Troops Controlling and defensing Passage Based on Cloud Barycenter Theory

ZHANG Song-chang, QU Yang

(Armored Forced Institute of PLA, Bengbu 233050, China)

Based on analyzing the factors which influence the operational action combat operational method decision-making,the evaluation index system of combat operational method decision-making is established.Considering the fuzz and incommensurability of combat operational method decision-making index,the comprehensive evaluation of different combat operational method effects is realized by calculating the cloud model representation and cloud barycenter deviation degree of each index. Focused on the passage operational action, whichis carried by an armored brigade seizure and control J village-X mountain pass direction, through applicated on three operational method,the optimal operational method is assigned scientifically and the operational method advices are put forward based on quantitative analysis results,which can provide decision-making support for the operational concept plan formulation of brigade commanders.

armored brigade; passage; offensive combat; operational method decision-making; cloud barycenter

2016-10-08

2016-11-10

全軍軍事類研究生資助課題(2014JY311)

張松昌(1985-),男,安徽六安人，碩士,研究方向為作戰(zhàn)運籌與決策。 屈 洋(1964-),男,教授,碩士生導師。

1673-3819(2017)02-0045-06

E917

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2017.02.010