王軍鵬，李忠新，趙新站

（1.南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094；2.中國兵器科學(xué)研究院，北京 100089）

0 引言

隨著技術(shù)積累、武器裝備更新?lián)Q代，傳統(tǒng)作戰(zhàn)單元其作戰(zhàn)模式也將隨之改變。例如，美國在2016年提出了X 班組核心技術(shù)項(xiàng)目（SXCT），對(duì)4 個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了探索：精準(zhǔn)交戰(zhàn)、非動(dòng)能交戰(zhàn)、小隊(duì)感知、小隊(duì)自主。通過提高班組武器裝備的科技含量以及無人作戰(zhàn)平臺(tái)的運(yùn)用，X 班組在通信、態(tài)勢(shì)感知、防御，火力打擊等方面與傳統(tǒng)的步兵班組相比均發(fā)生了很大變化。因此，將新型作戰(zhàn)單元置于現(xiàn)代戰(zhàn)爭的背景下，針對(duì)性地開展其作戰(zhàn)效能分析研究已勢(shì)在必行。

圖1 DARPA 公布的Squad X 作戰(zhàn)概念圖

Squad X 的目標(biāo)是在空中和地面上使用無人作戰(zhàn)平臺(tái)建立幾百米范圍的感知警戒線，旨在幫助步兵班深入了解周圍的環(huán)境，從遠(yuǎn)處探測(cè)威脅，并在必要時(shí)更迅速準(zhǔn)確地與敵人對(duì)抗。無人系統(tǒng)將成為步兵重要助手，包括空中無人機(jī)、偵察無人車和身后的負(fù)責(zé)保障的“大狗”。

目前，國內(nèi)開展的對(duì)人與武器相結(jié)合的作戰(zhàn)效能評(píng)估仍聚焦于傳統(tǒng)作戰(zhàn)單元。王文濤［4］將模糊綜合量化評(píng)判法加入到層次分析法中，對(duì)炮兵分隊(duì)作戰(zhàn)效能評(píng)估問題進(jìn)行了研究，并構(gòu)建了一套可行的評(píng)估系統(tǒng)。彭旭寧等［5］利用灰色聚類評(píng)價(jià)法結(jié)合層次分析法，對(duì)反恐分隊(duì)作戰(zhàn)效能評(píng)估問題進(jìn)行了研究，并通過實(shí)例驗(yàn)證了模型的可靠性。程愷等［6］建立了基于支持向量機(jī)的部隊(duì)作戰(zhàn)效能評(píng)估模型，在一定作戰(zhàn)想定背景下，結(jié)合EINSTein 系統(tǒng)產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。針對(duì)配置無人作戰(zhàn)平臺(tái)的新型作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)效能的研究較少。本文借鑒美國X 班組，基于戰(zhàn)場(chǎng)想定，利用層次分析-模糊綜合評(píng)判法對(duì)某新型步兵班組的作戰(zhàn)效能進(jìn)行評(píng)估。

1 模型的建立

1.1 層次分析法確定權(quán)重

層次分析法是一種普遍實(shí)用的定性定量相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策（評(píng)價(jià)）方法，其主要特點(diǎn)是把復(fù)雜的問題分解為各個(gè)組成因素，又將這些因素按支配關(guān)系分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)，通過兩兩相比較的方式確定統(tǒng)一層次中諸因素的相對(duì)重要性，主要步驟如下：

1）建立層次結(jié)構(gòu)；

2）按1-9 比例標(biāo)度進(jìn)行相對(duì)重要程度賦值，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；

3）權(quán)重計(jì)算并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

1.2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型及步驟

模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法。該綜合評(píng)價(jià)法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞鞒鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。它具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

模糊綜合評(píng)價(jià)主要由因素集、評(píng)判集和模糊矩陣3 個(gè)要素組成，分為4 步完成評(píng)判：

1）根據(jù)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)確定因素集U={u1，u2，…，um}；

2）根據(jù)用戶需要確定評(píng)判集V={v1，v2，…，vn}，V 中的元素代表對(duì)待評(píng)估因素進(jìn)行評(píng)價(jià)的評(píng)判等級(jí)，例如V={很好、較好、一般、較差}。

3）對(duì)因素集U 中的單因素ui（i=1，2，…，m）作單因素評(píng)判，從單因素ui著眼該事物對(duì)抉擇等級(jí)vj（j=1，2，…，n）隸屬度為rij，這樣就得到第i 個(gè)因素Ui的單因素評(píng)判集，即：ri=（ri1，ri1，…，rin）

這樣m 個(gè)因素的評(píng)價(jià)集就構(gòu)造出一個(gè)總的模糊矩陣R：

4）建立m 個(gè)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重分配向量A，即各評(píng)價(jià)因素在綜合評(píng)價(jià)中占有不同的比重，本文采用層次分析法。

5）進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算：D=A*R，（* 為算子符號(hào)）可得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

2 新型步兵班組城市作戰(zhàn)效能評(píng)估

應(yīng)用上面所述的層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法，基于專家評(píng)判對(duì)新型步兵班組城市作戰(zhàn)效能進(jìn)行評(píng)估。

2.1 構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系

考慮到城市作戰(zhàn)特點(diǎn)，構(gòu)建如下作戰(zhàn)評(píng)估指標(biāo)體系，如圖2 所示。

圖2 新型步兵班組城市作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系

2.2 戰(zhàn)場(chǎng)想定

評(píng)價(jià)新型步兵班組的作戰(zhàn)效能，必須將其置于一定的戰(zhàn)場(chǎng)想定中，所得到的評(píng)估結(jié)果才有參考價(jià)值。不同的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、天氣情況、戰(zhàn)斗類型、作戰(zhàn)對(duì)象、兵員配置等因素對(duì)其作戰(zhàn)效能評(píng)估均有一定的影響。實(shí)際評(píng)估中，專家應(yīng)在一定的戰(zhàn)場(chǎng)想定條件下進(jìn)行評(píng)判，所以戰(zhàn)場(chǎng)想定應(yīng)盡可能全面。

本文進(jìn)行如下戰(zhàn)場(chǎng)想定：

新型步兵班組在中東地區(qū)某城市與反政府武裝進(jìn)行交戰(zhàn)；該城市被反政府武裝長期占據(jù)，防御工事較多，裝甲車輛派不上用場(chǎng)，只能靠士兵強(qiáng)攻；對(duì)該地區(qū)反政府武裝陣地進(jìn)行空襲后，作戰(zhàn)指揮部隨后派遣地面部隊(duì)（以新型步兵班組為主）對(duì)殘敵進(jìn)行圍剿；新型步兵班組滿員9 人，配備1 臺(tái)地面無人偵查兼保障車，1 臺(tái)小型無人機(jī)；裝備技術(shù)參數(shù)達(dá)到或接近X 班；空襲后，敵方指揮系統(tǒng)癱瘓，裝備以步槍為主，配備少量火箭筒及狙擊步槍；新型班組成員老兵比例為50%左右，經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練，對(duì)武器裝備掌握較好；氣候條件：天氣晴，能見度等級(jí)200 m 以上，氣溫15℃；戰(zhàn)斗隊(duì)形及人員配置見圖3。

圖3 戰(zhàn)斗隊(duì)形及人員配置

2.3 利用層次分析法確定權(quán)重

根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)想定，綜合多名專家意見，第2 層元素的綜合判斷矩陣如下：

經(jīng)過計(jì)算，得到：A=（0.155 9，0.155 9，0.061 0，0.566 2，0.061 0）T，即為第2 層各元素的相對(duì)權(quán)重，其中=5.093 9。

進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得CR=0.021 0＜0.1，說明判斷矩陣的一致性可以接受。同理，可計(jì)算第3 層各元素的權(quán)重值。

2.4 利用模糊綜合評(píng)判法評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

因?yàn)樾滦筒奖嘟M目前仍存在于理論試驗(yàn)階段，對(duì)其作戰(zhàn)參數(shù)掌握較少，故本文將新型步兵班組與傳統(tǒng)步兵班組進(jìn)行對(duì)比，建立評(píng)價(jià)集V={大幅顯著、略微提升、不變、降低}，經(jīng)專家意見反饋，各個(gè)指標(biāo)的模糊評(píng)語見下頁表1 所示。

模糊評(píng)判矩陣分別為：

為做到評(píng)價(jià)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性，兼顧各項(xiàng)指標(biāo)的影響，本文采用加權(quán)平均型算子。經(jīng)過計(jì)算，可得第2 級(jí)綜合評(píng)判向量為：

將D1、D2、D3、D4、D5作為第1 級(jí)的模糊判斷矩陣R=［D1、D2、D3、D4、D5］T，經(jīng)過計(jì)算可得第1 級(jí)的綜合評(píng)判結(jié)果為：D=A·R=［0.663 4 0.183 4 0.120 4 0.032 8］，式中A=［0.155 9 0.155 9 0.061 0.566 2 0.061］。

表1 指標(biāo)權(quán)重及評(píng)語表

2.5 評(píng)價(jià)結(jié)果

按最大隸屬度原則，新型步兵班組與傳統(tǒng)步兵班組相比，作戰(zhàn)效能大幅提升，其中火力打擊能力略微提升，防護(hù)能力、機(jī)動(dòng)能力、指揮控制能力提升明顯，非戰(zhàn)斗能力尤其是武器裝備的可靠性（例如克服電池尺寸和容量的矛盾）應(yīng)是今后加強(qiáng)的重點(diǎn)。

3 結(jié)論

因新型步兵班組的武器裝備比較先進(jìn)，大部分裝備的性能指標(biāo)參數(shù)難以獲取，且較多的參數(shù)指標(biāo)難以用定量的方法來描述，故本文基于層次分析法-模糊綜合評(píng)價(jià)的作戰(zhàn)效能評(píng)估模型進(jìn)行評(píng)估，評(píng)價(jià)結(jié)果證明該方法是一種有效的評(píng)估方法。

隨著相關(guān)武器裝備的參數(shù)獲取越來越多，評(píng)估指標(biāo)體系可以引入足夠的定量指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)定性與定量相結(jié)合，則評(píng)估結(jié)果將會(huì)更加準(zhǔn)確。