紀(jì)偉虎 段疆宏 孫興飛 葛希波 康少舉

（解放軍66157部隊(duì) 保定 072653）

1 引言

武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用是指各級(jí)指揮員在作戰(zhàn)中結(jié)合具體的作戰(zhàn)類型、作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)行動(dòng)和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，緊緊圍繞所屬部（分）隊(duì)武器裝備的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能，對(duì)武器裝備的戰(zhàn)斗編配、戰(zhàn)斗任務(wù)、戰(zhàn)斗使用及戰(zhàn)斗行動(dòng)等進(jìn)行計(jì)劃、指揮、協(xié)調(diào)與控制活動(dòng)，目的是充分發(fā)揮武器裝備在作戰(zhàn)中的整體效能，更加高效地打擊敵人［1]。

武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)主要包括各級(jí)指揮員對(duì)所屬部（分）隊(duì)的武器裝備在作戰(zhàn)中的指揮、控制與使用過程中產(chǎn)生、需要或關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)［1]。

某新型火炮武器系統(tǒng)具有射程遠(yuǎn)、威力大、機(jī)動(dòng)性好和突防能力強(qiáng)等特點(diǎn)，使陸軍遠(yuǎn)程火力打擊能力大大增強(qiáng)［2]。目前部（分）隊(duì)對(duì)積累的大量的該型火炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)的處理還停留在簡(jiǎn)單的人工記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)和備份階段，不能充分發(fā)揮這些數(shù)據(jù)的使用價(jià)值。解決這些問題首先就是要對(duì)大量的作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析、分類梳理、建立模型，以便為后續(xù)利用計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。

2 某新型火炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)分類

作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)分類應(yīng)堅(jiān)持源于作戰(zhàn)，服務(wù)作戰(zhàn)的原則，同時(shí)滿足及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性、一致性、易理解性等要求，便于部（分）隊(duì)指揮員在實(shí)際作戰(zhàn)過程中的操作使用。該型武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)主要包括裝備數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、資料文檔四個(gè)大類［3～7]。

1）裝備數(shù)據(jù)。作戰(zhàn)需要裝備功能的發(fā)揮做支撐，裝備數(shù)據(jù)包括裝備基本信息、裝備性能數(shù)據(jù)等兩個(gè)二級(jí)分類；

2）作戰(zhàn)數(shù)據(jù)。從廣義理解，作戰(zhàn)數(shù)據(jù)是指對(duì)作戰(zhàn)指揮、日常戰(zhàn)備、非戰(zhàn)爭(zhēng)軍事行動(dòng)等具有影響和制約作用，且可以用人工方式或者用自動(dòng)化裝置進(jìn)行通信、翻譯轉(zhuǎn)換和加工處理的各種數(shù)據(jù)。從狹義理解，作戰(zhàn)數(shù)據(jù)是用于保障作戰(zhàn)指揮和部隊(duì)重要行動(dòng)順利進(jìn)行的各種數(shù)據(jù)。包括軍事想定數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)規(guī)則數(shù)據(jù)、編制編配數(shù)據(jù)、裝備作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)保障數(shù)據(jù)、外軍數(shù)據(jù)等六個(gè)二級(jí)分類；

3）環(huán)境數(shù)據(jù)。環(huán)境因素對(duì)該型武器系統(tǒng)的實(shí)際作戰(zhàn)效果影響較大。環(huán)境數(shù)據(jù)包括地理信息數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù)據(jù)、電磁環(huán)境數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場(chǎng)建設(shè)數(shù)據(jù)、核生化環(huán)境數(shù)據(jù)、人文環(huán)境數(shù)據(jù)等六個(gè)二級(jí)分類；

4）資料數(shù)據(jù)。作為指揮員在實(shí)際作戰(zhàn)過程中參考或參閱的重要依據(jù)，資料數(shù)據(jù)是不可缺少的一部分。資料數(shù)據(jù)包括條令條例、研究報(bào)告、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、作戰(zhàn)運(yùn)用資料等四個(gè)二級(jí)分類。

3 某新型火炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建

對(duì)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類后，要想使得數(shù)據(jù)發(fā)揮最終作用，首先應(yīng)建立數(shù)據(jù)模型，然后借助計(jì)算機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行入庫(kù)編輯，并實(shí)現(xiàn)一定的操作功能，能對(duì)部（分）隊(duì)指揮員進(jìn)一步熟練掌握和運(yùn)用該型火炮武器系統(tǒng)有所幫助。

由于E-R模型［8]（實(shí)體-關(guān)系模型）提供不受任何DBMS約束的面向用戶的表達(dá)方法，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中被廣泛用作數(shù)據(jù)建模的工具，因此本文借助E-R模型對(duì)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。

舉例說(shuō)明，二級(jí)分類裝備運(yùn)用數(shù)據(jù)包括作戰(zhàn)運(yùn)用計(jì)劃數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)運(yùn)用實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)、裝備作戰(zhàn)行動(dòng)數(shù)據(jù)、裝備作戰(zhàn)運(yùn)用效果數(shù)據(jù)等四個(gè)三級(jí)分類，以裝備作戰(zhàn)行動(dòng)數(shù)據(jù)為實(shí)體建立E-R模型，如圖1所示。

圖1 E-R模型

圖1中，矩形框表示實(shí)體；菱形框表示關(guān)系；橢圓形框表示實(shí)體或關(guān)系的屬性，同時(shí)在直線上標(biāo)注關(guān)系的類型，圖1所示為一對(duì)一關(guān)系。其中，行軍機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)、集結(jié)地域數(shù)據(jù)、技術(shù)陣地?cái)?shù)據(jù)、發(fā)射陣地?cái)?shù)據(jù)的關(guān)系模式具體分別為

行軍機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)（行軍機(jī)動(dòng)編號(hào)，摩托化行軍路線、警戒自衛(wèi)方式、鐵路輸送路線、疏散隱蔽方式）；

集結(jié)地域數(shù)據(jù)（集結(jié)地域編號(hào)，人員車輛進(jìn)出路線、通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、油料補(bǔ)給數(shù)量、隱蔽偽裝方式）；

技術(shù)陣地?cái)?shù)據(jù)（技術(shù)陣地編號(hào)，裝填彈數(shù)、氣象車坐標(biāo)、指揮方式、彈藥信息、火炮技術(shù)檢查）；

發(fā)射陣地?cái)?shù)據(jù)（發(fā)射陣地編號(hào)，調(diào)炮時(shí)間、發(fā)射時(shí)間、發(fā)射結(jié)果、單炮撤收時(shí)間）；

裝備作戰(zhàn)行動(dòng)（行動(dòng)編號(hào)，行軍機(jī)動(dòng)編號(hào)，集結(jié)地域編號(hào)，技術(shù)陣地編號(hào)，發(fā)射陣地編號(hào)，單炮撤收時(shí)間，鐵路輸送路線，隱蔽偽裝方式，警戒自衛(wèi)方式，裝填信息，調(diào)炮時(shí)間）。

關(guān)系模型中通常用二維表的形式表示實(shí)體和實(shí)體間關(guān)系，即關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。以行軍機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)、集結(jié)地域數(shù)據(jù)、技術(shù)陣地?cái)?shù)據(jù)、發(fā)射陣地?cái)?shù)據(jù)、裝備作戰(zhàn)行動(dòng)數(shù)據(jù)為例，如表1，表2，表3，表4，表5所示。

表1 行軍機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)

表2 集結(jié)地域數(shù)據(jù)

表3 技術(shù)陣地?cái)?shù)據(jù)

表4 發(fā)射陣地?cái)?shù)據(jù)

表5 裝備作戰(zhàn)行動(dòng)數(shù)據(jù)

裝備作戰(zhàn)行動(dòng)數(shù)據(jù)、行軍機(jī)動(dòng)數(shù)據(jù)、集結(jié)地域數(shù)據(jù)、技術(shù)陣地?cái)?shù)據(jù)、發(fā)射陣地?cái)?shù)據(jù)通過各數(shù)據(jù)表中的關(guān)鍵字進(jìn)行關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)庫(kù)表的關(guān)系如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)表的關(guān)系圖

4 Matlab GUI環(huán)境下武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)的入庫(kù)

Matlab GUI技術(shù)［9～10]使用戶可以設(shè)計(jì)出豐富、直觀的界面，方便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互式顯示，同時(shí)可以直接在界面上輸入和改變參數(shù)，直觀地記錄武器系統(tǒng)作戰(zhàn)中產(chǎn)生、需要或關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，滿足實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)性的要求。

圖3所示為進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)的主界面。作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)模塊的功能是存儲(chǔ)、顯示和操作該型火炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)，并能實(shí)現(xiàn)添加、復(fù)制、刪除、更改、保存等簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)操作。點(diǎn)擊進(jìn)入作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)子模塊，圖4為程序運(yùn)行過程界面，圖5、圖6所示為數(shù)據(jù)操作界面。

圖3 某新型火炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)主界面

圖4 程序運(yùn)行過程界面

圖5 武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)項(xiàng)的添加

5 Matlab GUI環(huán)境下武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)的應(yīng)用

如圖3所示，數(shù)據(jù)典型應(yīng)用模塊的功能是將作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)模型解算得到輸出數(shù)據(jù)，該輸出數(shù)據(jù)可用于指導(dǎo)部（分）隊(duì)指揮員的實(shí)際作戰(zhàn)。點(diǎn)擊進(jìn)入數(shù)據(jù)典型應(yīng)用模塊后，顯示如圖7所示的數(shù)據(jù)應(yīng)用案例界面。數(shù)據(jù)應(yīng)用案例分發(fā)射誤差計(jì)算［11]、發(fā)射誤差轉(zhuǎn)化、毀傷目標(biāo)平均命中彈數(shù)、目標(biāo)毀傷幅員［12]、火炮機(jī)動(dòng)路線配置方案、部（分）隊(duì)作戰(zhàn)效能評(píng)估等六個(gè)方面。

圖6 武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)項(xiàng)的修改

圖7 數(shù)據(jù)模型運(yùn)用顯示界面

5.1 數(shù)據(jù)應(yīng)用案例設(shè)計(jì)思路

5.1.1 發(fā)射誤差計(jì)算

根據(jù)部（分）隊(duì)分類、梳理出的裝備作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)，已知決定諸元中間誤差Ed和Ef，母彈散布中間誤差Bd和Bf，相鄰標(biāo)尺分劃的距離差hx，方向差hz，射擊方向數(shù)n，求解炸點(diǎn)近似正態(tài)分布下的代散布中間誤差和，以及炸點(diǎn)近似均勻分布下炸點(diǎn)散布區(qū)域的正面和縱深寬度2Lxs和2Lzs。

5.1.2 發(fā)射誤差轉(zhuǎn)化

根據(jù)部（分）隊(duì)分類、梳理出的裝備作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)，已知營(yíng)共同距離中間誤差、營(yíng)共同方向中間誤差ExYG和EzYG、連單獨(dú)距離中間誤差、連單獨(dú)方向中間誤差ExLd和EzLd、炮單獨(dú)距離中間誤差、炮單獨(dú)方向中間誤差ExPd和EzPd、母彈散布中間誤差Bd和Bf，子彈分布縱深和正面寬度2a和2b、每發(fā)母彈攜帶的子彈數(shù)m、各連炮數(shù)n、炮營(yíng)的連隊(duì)數(shù)M，求解營(yíng)決定諸元中間誤差EdY和EfY，營(yíng)散布中間誤差BdY和BfY。

5.1.3 毀傷目標(biāo)平均命中彈數(shù)

根據(jù)部（分）隊(duì)分類、梳理出的裝備作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)，已知敵T72坦克各易毀面積炮管、人員、散熱器的相對(duì)面積和實(shí)際面積，毀傷各部分所需的平均命中彈數(shù)，坦克總面積和乘員數(shù)，求解毀傷敵T72坦克所需的平均命中彈數(shù)ω。

5.1.4 毀傷目標(biāo)平均命中彈數(shù)

根據(jù)部（分）隊(duì)分類、梳理出的裝備作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)，已知某敵裝甲兩部分矩形易毀面積的中心點(diǎn)距目標(biāo)中心的偏差ax1、az1、ax2、az2，易毀面積的正面和縱深lx1、lz1、lx2、lz2，命中各易毀面積所需平均命中 彈 數(shù)ω1和ω2，母彈 散 布中間 誤 差Bd和Bf。求解敵裝甲目標(biāo)的毀傷幅員lx和lz。

5.2 數(shù)據(jù)應(yīng)用案例功能演示界面設(shè)計(jì)

具體功能演示界面，如圖8～11所示。

圖8 發(fā)射誤差計(jì)算

圖9 發(fā)射誤差轉(zhuǎn)化

圖10 毀傷目標(biāo)平均命中彈數(shù)計(jì)算

圖11 目標(biāo)毀傷幅員計(jì)算

6 結(jié)語(yǔ)

1）本文對(duì)某新型火炮武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類、細(xì)化和整理，通過建模建庫(kù)的嘗試，較大地提高了該型火炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)的使用效率。

2）文中所采用的Matlab-GUI可視化工具尚且滿足數(shù)據(jù)入庫(kù)要求，但是數(shù)據(jù)典型應(yīng)用子模塊中所需要的輸入數(shù)據(jù)必須通過人工輸入實(shí)現(xiàn)，無(wú)法自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知數(shù)據(jù)，使用起來(lái)有所不便，需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

隨著后續(xù)演習(xí)、訓(xùn)練、作戰(zhàn)等軍事活動(dòng)的日益展開，作戰(zhàn)運(yùn)用數(shù)據(jù)資料庫(kù)將越來(lái)越豐富，數(shù)據(jù)的應(yīng)用也越發(fā)完善，例如火炮的機(jī)動(dòng)路線方案選擇和如何配置、部（分）隊(duì)作戰(zhàn)能力的檢驗(yàn)和評(píng)估等，必將對(duì)促進(jìn)部（分）隊(duì)指揮員進(jìn)一步熟練掌握和運(yùn)用該型火炮武器系統(tǒng)提供有力支撐。