李 峰,石 全,孫 正

(陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū) 裝備指揮與管理系， 石家莊 050003)

近年來,在高技術(shù)條件下，戰(zhàn)斗時間短，戰(zhàn)役節(jié)奏快，戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝，以及實施火力打擊時多目標(biāo)特征的顯現(xiàn)，目標(biāo)毀傷評估難度越來越大，時效性越來越高。及時準(zhǔn)確地評估目標(biāo)的毀傷程度是一個巨大的挑戰(zhàn)。由于精確制導(dǎo)技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的廣泛應(yīng)用，目標(biāo)毀傷效果評估發(fā)揮的作用越來越大。2005年美國攻打伊拉克戰(zhàn)爭中，已經(jīng)展示了精確制導(dǎo)打擊的能力，能夠在短時間內(nèi)迅速做出反應(yīng)，評估下一次打擊決策，目標(biāo)毀傷評估在進(jìn)攻過程中起著至關(guān)重要的作用。目標(biāo)毀傷評估也稱為戰(zhàn)斗損傷評估或作戰(zhàn)損傷評估[1]。能夠及時、準(zhǔn)確地對毀傷目標(biāo)進(jìn)行評估，不僅能夠為指揮員后續(xù)決策提供支持，而且能夠合理安排打擊方案，提高對目標(biāo)的毀傷效率，保證戰(zhàn)爭的順利進(jìn)行。

自從海灣戰(zhàn)爭以后，世界各國越來越重視目標(biāo)毀傷評估在戰(zhàn)爭中所起的作用。第一次美國對目標(biāo)毀傷效果的評估始于第一次世界大戰(zhàn)期間。在此期間，對目標(biāo)毀傷效果的評估被稱為對彈藥毀傷效果的評估[2]。隨著時間的推移，彈藥毀傷評估逐漸演變?yōu)槟繕?biāo)毀傷評估。美國目標(biāo)毀傷效果評估技術(shù)起初采取人工判圖的方法，該方法效率低下。隨著科技的發(fā)展，逐漸采用機(jī)器與人工結(jié)合的方式對毀傷圖像進(jìn)行識別判斷，大幅提高了評估效率。在海灣戰(zhàn)爭中，美國吸取滯后毀傷效果評估的教訓(xùn)，采用新的目標(biāo)毀傷效果評估方法并開發(fā)仿真平臺，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，美國已經(jīng)具備相對成熟的評估系統(tǒng)。

1 毀傷效果評估方法

目標(biāo)毀傷效果評估方法主要有模型評估法、毀傷信息評估法、歷史經(jīng)驗法。

1) 模型評估法

模型評估法是指考慮影響毀傷效果因素，建立反映毀傷效果的評估模型，通過模擬彈藥對目標(biāo)的作用過程以及目標(biāo)受到打擊后所反映的狀態(tài)，得出計算結(jié)果，根據(jù)此結(jié)果評估對目標(biāo)毀傷的程度。這種評估方法主要用于對目標(biāo)打擊前評估目標(biāo)的毀傷程度，模擬作用過程，從而獲取目標(biāo)毀傷信息，通過對目標(biāo)毀傷情況進(jìn)行分析，從而確定對目標(biāo)的打擊力度，確保對目標(biāo)的毀傷達(dá)到很好的效果。該方法的優(yōu)點是能夠在對目標(biāo)實施打擊前通過模擬武器彈藥對目標(biāo)的作用過程，事先評估對目標(biāo)的毀傷程度。缺點是為確保對目標(biāo)毀傷效果評估準(zhǔn)確，建立模型時考慮的因素要全面，需要足夠多的信息，涉及彈藥工程、爆炸與沖擊力學(xué)、空氣動力學(xué)、計算力學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，并將這些信息進(jìn)行量化融入到模型中。這一過程是十分復(fù)雜的，大多數(shù)模型的建立都要簡化有關(guān)參數(shù)的影響，與真實情況相比有很多不足，因此獲取與真實環(huán)境相同的評估模型還有很長的一段路要走。

2) 毀傷信息評估法

毀傷信息評估法是指通過將目標(biāo)受到打擊后所反映出來的信息與受到打擊前所反映出來的信息進(jìn)行對比，通過全面的分析對目標(biāo)毀傷效果進(jìn)行評估。這種方法主要用于武器彈藥對目標(biāo)實施打擊后對目標(biāo)毀傷效果進(jìn)行評估。不同的武器彈藥對目標(biāo)實施打擊時會造成不同的毀傷效果，比如破片穿透雷達(dá)后，在雷達(dá)表面形成一定直徑的孔洞，由于雷達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電子元器件多等特點，破片會對雷達(dá)內(nèi)部造成嚴(yán)重的毀傷。該方法的優(yōu)點是可以很直觀的根據(jù)前后信息的變化對比，對目標(biāo)毀傷效果進(jìn)行評估。缺點是雖然能夠進(jìn)行目標(biāo)毀傷效果評估，但評估往往只是在物理層面上，對作戰(zhàn)情報的支援力度不足。

3) 歷史經(jīng)驗法

歷史經(jīng)驗法是根據(jù)古今中外大大小小的戰(zhàn)爭，特別是信息化條件下的作戰(zhàn)、軍事演習(xí)的經(jīng)驗總結(jié)，將已有的歷史經(jīng)驗法應(yīng)用到相似條件下的作戰(zhàn)環(huán)境，對目標(biāo)毀傷效果進(jìn)行評估。該方法的優(yōu)點是能夠利用先前作戰(zhàn)的經(jīng)驗指導(dǎo)相似條件下的作戰(zhàn)，能夠很好地評估對目標(biāo)的毀傷程度。缺點是未來作戰(zhàn)環(huán)境千變?nèi)f化，老舊的作戰(zhàn)經(jīng)驗可能不適用于現(xiàn)代條件下的作戰(zhàn)，以這種方式評估目標(biāo)的損傷效應(yīng)。可能會碰到舊的經(jīng)驗不僅不能指導(dǎo)操作，而且可能會導(dǎo)致決策失誤和貽誤戰(zhàn)機(jī)。

2 毀傷評估模型

目標(biāo)毀傷指標(biāo)的毀傷效果評估模型主要包括層次分析法、模糊綜合評判法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法和蒙特卡羅法。

1) 層次分析法評價模型

層次分析法(AHP)是20世紀(jì)70年代中期美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出的系統(tǒng)與層次分析相結(jié)合的定性和定量分析方法。我國蔡宏圖[3]等人運(yùn)用層析分析法和模糊綜合評判法，根據(jù)層次分析確定指標(biāo)權(quán)重，建立了炮兵火力毀傷評估模型。查國云[4]等人利用灰色理論和層次分析法建立了毀傷評估模型，從在措施層運(yùn)用互反判斷矩陣確定權(quán)重，在準(zhǔn)則層運(yùn)用互補(bǔ)判斷矩陣確定權(quán)重入手，對毀傷程度進(jìn)行評估。

層次分析法優(yōu)點是系統(tǒng)性強(qiáng)、決策簡單和數(shù)據(jù)量少。缺點是主觀性大，定量數(shù)據(jù)少，不能夠為目標(biāo)毀傷效果評估的進(jìn)一步?jīng)Q策提供新的方案，在評價目標(biāo)毀傷效果的指標(biāo)較多時，數(shù)據(jù)量大，并且指標(biāo)的權(quán)重也很難準(zhǔn)確確定。

2) 模糊綜合評判法評估模型

模糊綜合評判法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評判方法。該方法以模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論為基礎(chǔ)，將定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價。甄自清等[5]通過分析地下指揮所的結(jié)構(gòu)和功能，組成了三級綜合評判因素集，運(yùn)用模糊綜合評判法確定各層級的權(quán)重，實現(xiàn)對地下指揮所毀傷效果的評估。王瀛等[6]采用二次模糊綜合評價模型，通過對多個同一性質(zhì)點目標(biāo)進(jìn)行毀傷評估，應(yīng)用到對同一類點目標(biāo)的集群毀傷效果評估。

模糊綜合評判方法的優(yōu)點在于，可以為模糊信息的科學(xué)化、合理化和實用化提供量化指標(biāo)。缺點是該方法由于指標(biāo)之間的相關(guān)性，無法解決重復(fù)評價問題。尤其計算權(quán)重也很復(fù)雜，指標(biāo)權(quán)重向量的確定更為主觀。

3) 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評價模型

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(Bayesian Network)應(yīng)用于不確定性和概率性的事物，并將其應(yīng)用于對各種控制因素有影響的目標(biāo)毀傷效果的評估，為不完整、不準(zhǔn)確或不確定的毀傷信息做出可靠的推理。曲婉嘉等[7]通過加入時間演化過程，在原有貝葉斯網(wǎng)絡(luò)原理上構(gòu)成了動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，通過想定案例分析確定了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)，建立了基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)毀傷效果評估模型，通過仿真實驗實現(xiàn)了對目標(biāo)毀傷效果的評估。馬曉明等[8]針對艦船目標(biāo)毀傷效果評估復(fù)雜和困難，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法在不確定性問題上計算的優(yōu)勢，運(yùn)用GeNIe軟件建立了目標(biāo)毀傷效果評估的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，對目標(biāo)艦船毀傷效果進(jìn)行了推理評估。程浩等[9]利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立了功能毀傷評估模型，運(yùn)用無人機(jī)偵查技術(shù)，獲取車輛目標(biāo)的毀傷特征并對毀傷信息進(jìn)行分析，對裝甲車輛目標(biāo)毀傷效果進(jìn)行評估。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法的優(yōu)點是可以對不確定性問題進(jìn)行很好的推理與計算，同時使用圖形方法描述數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，給人直觀的印象，便于理解。在毀傷信息不完備時，使用概率也可以建立精確的模型，通過概率分布表示依賴關(guān)系的強(qiáng)弱，同時該方法允許毀傷指標(biāo)之間存在因果關(guān)系。

4) 蒙特卡洛法評估模型

蒙特卡羅法又稱隨機(jī)模擬法，是一種基于概率統(tǒng)計的計算方法。它描述裝備運(yùn)用過程中各種隨機(jī)現(xiàn)象，特別適用于一些解析法難以求解甚至不可能求解的問題，因而在目標(biāo)毀傷效能評估中具有重要的地位。在目標(biāo)毀傷效能評估中，常用該方法確定含有隨機(jī)因素的效率指標(biāo)，如發(fā)現(xiàn)概率、命中概率、平均毀傷目標(biāo)數(shù)等。該方法與問題的維數(shù)無關(guān)，對于離散化問題不必進(jìn)行離散化處理。缺點是計算量大，對于某些確定性問題需要轉(zhuǎn)化成概率性問題。

3 目標(biāo)毀傷效果評估系統(tǒng)

國外，尤其是發(fā)達(dá)國家，對數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理十分重視，例如，為了收集毀傷信息，美國建立了一些收集毀傷數(shù)據(jù)的培訓(xùn)中心。并以此為依據(jù)建立了陸軍戰(zhàn)斗毀傷數(shù)據(jù)分析中心，管理收集到的毀傷信息，為建立目標(biāo)毀傷評估系統(tǒng)提供了足夠的數(shù)據(jù)支持。目前國外最新的毀傷效果評估系統(tǒng)如表1所示。

表1 國外目標(biāo)毀傷效果評估系統(tǒng)

此外，通過研究戰(zhàn)場軍事目標(biāo)的易損性和彈頭的毀傷機(jī)理，美國形成了較為全面的目標(biāo)毀傷理論。利用計算機(jī)仿真技術(shù)，已經(jīng)開發(fā)了各種損傷評估程序。荷蘭的TNO實驗室通過評估方法、技術(shù)和模型進(jìn)行了“殺傷和防護(hù)”項目的研究，以評估武器在物理損傷水平上的有效性和防護(hù)能力。

近年來國內(nèi)對目標(biāo)毀傷效果評估系統(tǒng)的研究取得了豐碩的成果，但起步較晚。國內(nèi)研究始于20世紀(jì)80年代，由于技術(shù)落后和數(shù)據(jù)缺乏，大部分系統(tǒng)只是停留在仿真階段，與真實環(huán)境相比差距較大。盧厚清等[14]提出了基于作戰(zhàn)仿真的毀傷評估系統(tǒng)，并介紹了武器終點效應(yīng)的毀傷評估方法。從武器初始評估模型、目標(biāo)易損性模型和彈目標(biāo)交會3個方面對毀傷效果進(jìn)行了評估，并給出了模型的處理流程。許誠等[15]通過建立目標(biāo)的易損性模型和根據(jù)毀傷等級評估方法，確定了目標(biāo)的毀傷等級，建立了基于目標(biāo)毀傷等級的毀傷數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為未來戰(zhàn)場的目標(biāo)毀傷效果評估提供一定的數(shù)據(jù)支持。費(fèi)智婷等[16]通過分析機(jī)場跑道目標(biāo)的特點，建立了機(jī)場跑道毀傷效果評估系統(tǒng)，并引入了機(jī)場跑道毀傷效果評估方法，通過仿真實驗證明了該系統(tǒng)對機(jī)場毀傷效果的評估的合理性。

中國工程物理研究院在目標(biāo)毀傷評估方面作了大量的研究工作，從單一彈藥對單一目標(biāo)的毀傷評估發(fā)展到多種彈藥聯(lián)合攻擊多目標(biāo)作戰(zhàn)效能的評估，并考慮了不同戰(zhàn)場環(huán)境對彈藥威力的影響以及對人員、裝備的殺傷效應(yīng)，成功運(yùn)用于多種武器彈藥的研發(fā)階段指標(biāo)論證，為各軍兵種開發(fā)了多個作戰(zhàn)毀傷效果的評估平臺。

除此之外，國內(nèi)兵器集團(tuán)以及相關(guān)高校也在毀傷評估方面開展了大量研究工作。

目前國內(nèi)對目標(biāo)毀傷效果評估系統(tǒng)的研究取得了許多成就，但目標(biāo)毀傷效果評估系統(tǒng)研究涉及多個研究領(lǐng)域，還有大量的工作要做。

4 毀傷效果評估研究趨勢

1) 加強(qiáng)信息獲取技術(shù)研究

未來戰(zhàn)場復(fù)雜多變，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)的毀傷信息，對指導(dǎo)作戰(zhàn)和決策具有重要的意義。自從海灣戰(zhàn)爭后，美國就大力著眼于信息獲取技術(shù)方面的研究，形成了以偵查衛(wèi)星為主要偵查手段，結(jié)合無人機(jī)或有人機(jī)等偵查手段，實時、準(zhǔn)確的獲取目標(biāo)信息，目前美國已經(jīng)建立了完善的毀傷信息數(shù)據(jù)庫。為了能夠在未來的戰(zhàn)場環(huán)境中實現(xiàn)對毀傷信息的收集，我國也必須開展毀傷信息獲取技術(shù)的研究，提高衛(wèi)星偵查與無人機(jī)偵查相結(jié)合實時獲取目標(biāo)毀傷信息的能力，相信該技術(shù)進(jìn)步能夠促進(jìn)毀傷效果評估快速發(fā)展。

2) 提高信息傳輸效率研究

快速、準(zhǔn)確進(jìn)行毀傷信息傳輸關(guān)系到指揮員能否正確的決策下一次打擊力度和打擊力量的部署。未來戰(zhàn)場復(fù)雜多變，武器打擊力度的增強(qiáng)、導(dǎo)彈命中的精度高且飛行速度快等特點，我國必須加強(qiáng)信息傳輸技術(shù)方面的研究。第一要提高毀傷信息的傳遞速度，確保在目標(biāo)受到毀傷時，能夠在極短的時間內(nèi)就將信息傳遞給指揮機(jī)構(gòu)，保證所傳遞的信息就是當(dāng)前戰(zhàn)場裝備損傷的真實情況。第二要對傳遞毀傷信息加以保護(hù)，保證所傳遞的信息能夠不失真、完整的傳遞給指揮機(jī)構(gòu)，提高抗干擾能力；對信息采取加密等措施，防止被敵人捕獲信息。第三要減少不必要的傳輸流程，提高毀傷信息的傳輸效率，將毀傷信息傳遞給毀傷信息數(shù)據(jù)庫，建立一個信息共享系統(tǒng)，將毀傷信息數(shù)據(jù)庫共享到系統(tǒng)中，各個軍兵種能夠?qū)崟r獲取毀傷信息，要始終把握戰(zhàn)場態(tài)勢。還可以進(jìn)行多軍兵種毀傷效果評估。

3) 完善多功能、全時域毀傷評估系統(tǒng)

目前我國已經(jīng)形成了初步的目標(biāo)毀傷效果評估系統(tǒng)，但時效性不太強(qiáng)，進(jìn)一步發(fā)展毀傷效果評估系統(tǒng)是未來發(fā)展的大勢所趨。隨著計算機(jī)智能、系統(tǒng)分析理論、灰色系統(tǒng)理論等理論與技術(shù)的快速發(fā)展，建立一個人機(jī)交互的多功能、全時域毀傷評估系統(tǒng)必將成為可能。

5 結(jié)論

本文對近年來目標(biāo)毀傷效果評估技術(shù)的研究進(jìn)行了回顧和總結(jié)。總結(jié)了近些年國內(nèi)外毀傷效果評估方法、評估模型、評估系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出未來一個人機(jī)交互的多功能、全時域毀傷評估系統(tǒng)發(fā)展是主要發(fā)展方向。