李靈之，徐克虎，王增發(fā)，張明雙

（陸軍裝甲兵學(xué)院，北京 100072）

0 引言

作為陸地戰(zhàn)場(chǎng)的主要力量，由坦克、步戰(zhàn)車等武器裝備所組成的陸戰(zhàn)分隊(duì)，在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用日益明顯。現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的敵我對(duì)抗呈現(xiàn)出體系化對(duì)抗的特點(diǎn)，當(dāng)雙方武器裝備數(shù)量投入較多時(shí)，基于目標(biāo)分組的兵力部署，就顯得特別重要，也為大規(guī)模殺傷性武器的使用提供了可能。因此，依據(jù)一定區(qū)域（空間）內(nèi)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值選取作戰(zhàn)目標(biāo)具有現(xiàn)實(shí)需求，研究陸戰(zhàn)分隊(duì)區(qū)域戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估問(wèn)題具有重要意義。

目前在作戰(zhàn)過(guò)程的研究中，對(duì)于單目標(biāo)和集群目標(biāo)的研究較多。例如，楊懿等人［1］提出了基于集對(duì)分析的多因素威脅評(píng)估方法，以定量的結(jié)果對(duì)目標(biāo)的威脅程度進(jìn)行綜合評(píng)估；張堃等人［2］運(yùn)用改進(jìn)的TOPSIS 法對(duì)空戰(zhàn)進(jìn)行威脅評(píng)估；空軍工程大學(xué)的郭輝等人［3］針對(duì)現(xiàn)有空襲目標(biāo)威脅評(píng)估方法不足，提出了一種新的基于粗糙集和區(qū)間數(shù)的空襲目標(biāo)威脅評(píng)估方法；李曼［4］、耿振余［5］、Mirmoeini 和Krishnamurthy［6］利用靜態(tài)BN 研究了空中目標(biāo)威脅評(píng)估的問(wèn)題；董澤委等人［7］基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)集群裝備戰(zhàn)斗力指數(shù)進(jìn)行了評(píng)估；孔德鵬等人［8］通過(guò)敵武器平臺(tái)數(shù)量、作戰(zhàn)效能、綜合價(jià)值系數(shù)等因素對(duì)集群目標(biāo)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。但是對(duì)以區(qū)域劃分目標(biāo)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估研究較少。當(dāng)遇到戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域廣、空間大、維度高的大規(guī)模作戰(zhàn)時(shí)，如果完全依靠上級(jí)指揮員的主觀判斷，沒(méi)有量化的、客觀的數(shù)據(jù)支撐，這種兵力部署方法主觀性太強(qiáng)，指戰(zhàn)員的決定因素過(guò)大，相應(yīng)地就會(huì)增加兵力部署的偶然性、不穩(wěn)定性、風(fēng)險(xiǎn)性。本文將從實(shí)際出發(fā)，對(duì)陸戰(zhàn)分隊(duì)區(qū)域目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估，獲取戰(zhàn)場(chǎng)中各個(gè)區(qū)域的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值排序，為大規(guī)模對(duì)抗的兵力部署提供科學(xué)的依據(jù)。

1 區(qū)域目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值

1.1 區(qū)域目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估體系

陸戰(zhàn)分隊(duì)的作戰(zhàn)是在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的集群式協(xié)同作戰(zhàn)，因此，戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值不僅僅與單個(gè)武器平臺(tái)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值有關(guān)，與武器平臺(tái)之間的指揮控制、相互配合和輔助保障等密切相關(guān)［9］。與單個(gè)武器平臺(tái)的評(píng)估不同，區(qū)域目標(biāo)評(píng)估具有以下幾點(diǎn)特性：

1）整體性。即區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)在理論上是一個(gè)整體，戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估不等于各目標(biāo)單純疊加的總和。

2）關(guān)聯(lián)性。即區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)不是獨(dú)立于其他目標(biāo)單獨(dú)存在的，目標(biāo)與目標(biāo)之間相互耦合，相互影響。

3）復(fù)雜性。即區(qū)域內(nèi)目標(biāo)種類繁多，地形復(fù)雜，天氣多變。

4）分布不均性。按敵方指揮部署，分布在不同區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)、種類與數(shù)量具有隨機(jī)性。

5）瞬時(shí)性。即區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值每時(shí)每刻都在變化，評(píng)估值要隨著時(shí)間的推移，不斷變化。

根據(jù)區(qū)域評(píng)估的特點(diǎn)，為了建立起適用于陸戰(zhàn)分隊(duì)區(qū)域目標(biāo)的科學(xué)指標(biāo)，提高我方武器平臺(tái)的指揮決策能力，指標(biāo)選取應(yīng)該具備以下幾點(diǎn)原則［10］：

1）完整性。即各指標(biāo)在理論上是一個(gè)完整的集合，加起來(lái)等于目標(biāo)特征全集。

2）獨(dú)立性。即各個(gè)指標(biāo)是相互獨(dú)立互斥的，沒(méi)有重疊的部分。

3）可行性。在選擇指標(biāo)時(shí)做到簡(jiǎn)單明了，易于理解，抓住關(guān)鍵，便于計(jì)算分析，有統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)來(lái)源。

4）動(dòng)態(tài)性。根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的發(fā)展，相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)應(yīng)該根據(jù)其動(dòng)態(tài)發(fā)展情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以確保各項(xiàng)指標(biāo)的靈敏性。

5）可處理性。鑒于威脅度計(jì)算的時(shí)效性，選擇的指標(biāo)項(xiàng)要具有易管理性和計(jì)算性。

根據(jù)以上原則，為了更好地對(duì)敵方陸戰(zhàn)分隊(duì)中區(qū)域目標(biāo)相對(duì)于我方武器平臺(tái)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，在已有單個(gè)武器平臺(tái)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值基礎(chǔ)上［10］，從單個(gè)武器平臺(tái)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估指標(biāo)、關(guān)聯(lián)度戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估指標(biāo)和戰(zhàn)斗系數(shù)等幾個(gè)方面建立了一個(gè)更加合理的評(píng)估體系。具體評(píng)估體系見(jiàn)圖1。

1.2 區(qū)域目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估

本文從宏觀角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)，將區(qū)域內(nèi)的陸戰(zhàn)分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化，并對(duì)陸戰(zhàn)分隊(duì)區(qū)域戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，得出陸戰(zhàn)分隊(duì)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值V區(qū)域?yàn)椋?/p>

其中，V裝備為評(píng)估區(qū)域內(nèi)武器裝備的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值；V關(guān)聯(lián)為評(píng)估區(qū)域內(nèi)關(guān)聯(lián)度的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值為戰(zhàn)斗系數(shù)。

圖1 區(qū)域目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估體系

2 武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估

本文中的武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值指的是評(píng)估區(qū)域內(nèi)所有武器裝備的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值，是單個(gè)武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值單純疊加的結(jié)果，與外部環(huán)境、位置等其他戰(zhàn)場(chǎng)因素?zé)o關(guān)，區(qū)域內(nèi)武器裝備的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值為：

其中，xi為評(píng)估區(qū)域內(nèi)i 類型武器裝備的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值，ωi為i 類型的武器裝備的數(shù)量；n 為區(qū)域內(nèi)武器裝備的類型數(shù)。本文從武器類型，目標(biāo)火力，機(jī)動(dòng)能力3 個(gè)方面對(duì)xi進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算公式見(jiàn)式（3）。

2.1 目標(biāo)類型

在陸戰(zhàn)分隊(duì)中，不同的武器裝備有著不同的分工。例如，坦克的主要作用是與敵方坦克和其他作戰(zhàn)車輛作戰(zhàn)；武裝直升機(jī)的作用是利用空中優(yōu)勢(shì)，戰(zhàn)術(shù)性打擊敵方地面部隊(duì)；防空導(dǎo)彈車的作用是打擊敵方的空中力量，在陸戰(zhàn)分隊(duì)中，空中力量一般指武裝直升機(jī)；指揮車的作用是收集信息、下達(dá)命令，是陸戰(zhàn)分隊(duì)的“大腦”；能源車，主要作用是為其他車輛提供燃油和電力，是陸戰(zhàn)分隊(duì)的“心臟”；裝甲偵察車，是裝有偵查設(shè)備的裝甲戰(zhàn)斗車輛，主要用于實(shí)施戰(zhàn)術(shù)偵查，是裝甲部隊(duì)的“千里眼”與“順風(fēng)耳”。不同類型的目標(biāo)裝備，所具有的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值會(huì)有差異。一般情況下，目標(biāo)類型指標(biāo)V類型如表1 所示。

表1 目標(biāo)類型指標(biāo)

2.2 機(jī)動(dòng)能力

機(jī)動(dòng)能力是武器裝備重要的性能指標(biāo)，機(jī)動(dòng)能力主要由目標(biāo)速度、目標(biāo)越野能力、目標(biāo)應(yīng)急靈活度組成。速度指標(biāo)I速度衡量的是各武器裝備的最高速度值，速度指標(biāo)值與武器裝備的最高速度值成正比。越野能力指標(biāo)I越野，主要由武器裝備的爬坡能力、涉水能力、扭力矩來(lái)綜合評(píng)估得到，爬坡能力越強(qiáng)，涉水能力越強(qiáng)，扭力矩越大，越野能力就越強(qiáng)。應(yīng)激靈活度指標(biāo)I靈活指的是武器裝備躲避打擊和反偵查的能力。機(jī)動(dòng)能力越強(qiáng)，偵查與反偵察能力、突擊能力、戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行力越強(qiáng)，因此，戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值越高。因此，陸戰(zhàn)分隊(duì)中各裝備的機(jī)動(dòng)能力指標(biāo)V機(jī)動(dòng)應(yīng)該由3 個(gè)指標(biāo)加權(quán)求和得到，計(jì)算公式為：

其中，w速度是裝備的速度指標(biāo)權(quán)重，w越野是各裝備的越野能力指標(biāo)權(quán)重，w靈活是各裝備的應(yīng)急靈活度指標(biāo)權(quán)重。且w速度+w越野+w靈活=1。

2.3 目標(biāo)火力

火力是指彈藥經(jīng)發(fā)射、投擲或引爆后所產(chǎn)生的破壞力和殺傷力，它體現(xiàn)了單兵、單裝備或武器平臺(tái)在逐行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)對(duì)目標(biāo)的毀傷能力或?qū)δ繕?biāo)的殺傷效力。敵方裝備的火力評(píng)估值主要由射程指標(biāo)I射程、毀傷能力指標(biāo)I毀傷、命中概率P 組成［11］。射程指的是導(dǎo)彈或子彈發(fā)射點(diǎn)到其水平面落點(diǎn)的水平距離，分為最大射程和有效射程。有效射程（Effective Range）指武器對(duì)預(yù)定目標(biāo)射擊時(shí)，能達(dá)到預(yù)期的精度和威力要求的距離。最大射程（maximum range）指的是彈射所能飛行的最大距離。這里用有效射程值來(lái)評(píng)估射程指標(biāo)I射程的值，敵軍目標(biāo)的射程越遠(yuǎn)，射程指標(biāo)I射程的值越大。這里為了方便對(duì)敵方目標(biāo)射程進(jìn)行評(píng)估，給出射程指標(biāo)I射程的計(jì)算公式為：

其中，Si為被評(píng)估目標(biāo)裝備的有效射程值；Smax為整個(gè)敵方陸戰(zhàn)分隊(duì)所有裝備中，最遠(yuǎn)的有效射程值。

毀傷能力指的是導(dǎo)彈或子彈擊中目標(biāo)后的破壞能力。主要由彈種決定，不同的彈種毀傷方式和破壞力不同，例如：穿甲彈［12］對(duì)主戰(zhàn)坦克的毀傷主要有4 種破壞形式：穿透后的穿甲彈碎片形成的破片場(chǎng)、裝甲板和部件被擊穿后的碎片形成的破片場(chǎng)、沖擊波和爆炸。破甲彈［13］對(duì)目標(biāo)的破壞就是依靠高溫、高壓、高應(yīng)變率的射流對(duì)敵方造成殺傷。碎甲彈［14］是將彈藥中炸藥的能量，直接以沖量的形式作用于鋼裝甲車輛的表面，使鋼裝甲板內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，在鋼裝甲板背面造成“崩落效應(yīng)”，用裝甲板崩落下來(lái)的破片以很大的動(dòng)能在裝甲車輛內(nèi)部進(jìn)行殺傷和破壞。榴彈是利用彈丸爆炸后產(chǎn)生的破片和沖擊波來(lái)殺傷和爆破的，具體指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 毀傷能力指標(biāo)

毀傷概率是破壞能力評(píng)估的重要指標(biāo)之一。毀傷概率與射手技能、火炮性能有關(guān)，可表示為：

則導(dǎo)彈或子彈擊中目標(biāo)后的破壞能力計(jì)算公式為：

3 關(guān)聯(lián)度的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值

在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中，裝備與裝備之間的聯(lián)系越來(lái)越緊密，耦合度越來(lái)越高，高效的軍事信息網(wǎng)和指揮協(xié)同技術(shù)能將各自為戰(zhàn)的武器裝備緊緊地聯(lián)結(jié)在一起，發(fā)揮出最大的戰(zhàn)斗力。本文從宏觀角度出發(fā)，把陸戰(zhàn)分隊(duì)所在區(qū)域看作一張巨大的網(wǎng)，每個(gè)武器裝備都是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，裝備與裝備之間用抽象出的關(guān)聯(lián)度連接；關(guān)聯(lián)度的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值與關(guān)聯(lián)度等級(jí)和關(guān)聯(lián)度系數(shù)有關(guān)，計(jì)算公式為：

其中，lij為第i 個(gè)裝備和第j 個(gè)裝備的關(guān)聯(lián)度等級(jí)值，ηij為第i 個(gè)裝備和第j 個(gè)裝備關(guān)聯(lián)度系數(shù)，m 為區(qū)域內(nèi)裝備數(shù)量。

3.1 關(guān)聯(lián)度等級(jí)值

關(guān)聯(lián)度等級(jí)值lij用來(lái)刻畫區(qū)域內(nèi)兩個(gè)裝備之間關(guān)系的重要程度。在陸戰(zhàn)分隊(duì)中，武器裝備種類繁多，現(xiàn)將它們分為四級(jí)，第1 級(jí)營(yíng)指揮車負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)陸戰(zhàn)分隊(duì)進(jìn)行協(xié)同指揮；第2 級(jí)包括連指揮車，直升機(jī)分隊(duì)，裝甲偵察車，能源車，維修醫(yī)療車；第3 級(jí)為排指揮車；第4 級(jí)為作戰(zhàn)車輛。用表3 來(lái)表示兩個(gè)裝備之間的關(guān)聯(lián)度等級(jí)值lij。

表3 關(guān)聯(lián)度等級(jí)值

3.2 關(guān)聯(lián)度系數(shù)

關(guān)聯(lián)度系數(shù)ηij為用于刻畫區(qū)域內(nèi)裝備與裝備之間聯(lián)系，協(xié)同的難易程度，其值與裝備之間的距離、戰(zhàn)場(chǎng)地形條件有關(guān)，計(jì)算公式為：

3.2.1 距離系數(shù)

其中，Dij為第i 個(gè)裝備和第j 個(gè)裝備的距離，Dmax為所有關(guān)聯(lián)度中距離最長(zhǎng)的關(guān)聯(lián)度距離，Dmin為所有關(guān)聯(lián)度中距離最短的關(guān)聯(lián)度距離。

3.2.2 地形系數(shù)

第1 步：取點(diǎn)，作一切面，使其垂直地面且經(jīng)過(guò)兩裝備的連線，得到地形切面圖，并取導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)高度值。如圖2 所示，涂黑的點(diǎn)所在高度即為所需高度值。

圖2 地形圖

第2 步：求標(biāo)準(zhǔn)差，將所有點(diǎn)的高度數(shù)據(jù)作為樣本，并求取樣本標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算公式如下：

其中，Sij為第i 個(gè)裝備和第j 個(gè)裝備的關(guān)聯(lián)度的樣本標(biāo)準(zhǔn)差；hi為樣本高度；為樣本平均值；k 為樣本個(gè)數(shù)。

第3 步：min-max 標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算公式如下：

其中，Smin為所有關(guān)聯(lián)度樣本標(biāo)準(zhǔn)差中的最小值，Smax為所有關(guān)聯(lián)度樣本標(biāo)準(zhǔn)差中的最大值。

4 戰(zhàn)斗系數(shù)的評(píng)估

戰(zhàn)斗系數(shù)指的是區(qū)域戰(zhàn)場(chǎng)中對(duì)陸戰(zhàn)分隊(duì)整體戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值有具體影響的指標(biāo)的綜合評(píng)估值，本文從指揮員素質(zhì)，士氣指數(shù)，土地硬度，樹木密度等幾個(gè)方面對(duì)戰(zhàn)斗系數(shù)進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。計(jì)算公式為：

4.1 指揮員素質(zhì)系數(shù)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)指揮員的素質(zhì)要求越來(lái)越高，一個(gè)出色的指揮員可以最大地發(fā)揮出陸戰(zhàn)分隊(duì)的實(shí)力，指揮員素質(zhì)系數(shù)指反應(yīng)了指揮員在戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用。本文根據(jù)指揮員的軍銜，以往的戰(zhàn)績(jī)、學(xué)歷等對(duì)區(qū)域內(nèi)總指揮員（一般為軍銜最高的指揮員）素質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)估。計(jì)算公式為：

其中，R軍銜為指揮員軍銜系數(shù)，用表4 表示；R戰(zhàn)績(jī)?yōu)橹笓]員戰(zhàn)績(jī)系數(shù)，根據(jù)指揮員以往的戰(zhàn)績(jī)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算公式見(jiàn)式（16）；R學(xué)歷為指揮員學(xué)歷系數(shù)，用表5 表示。

表4 軍銜系數(shù)

其中，R勝表示指揮官以往作戰(zhàn)中勝利的次數(shù)，R負(fù)表示指揮官以往作戰(zhàn)中失敗的次數(shù)。

表5 學(xué)歷系數(shù)

4.2 士氣指數(shù)

表6 士氣指數(shù)

4.3 土地硬度系數(shù)

表7 土地硬度

4.4 樹木密度系數(shù)

其中，S植為區(qū)域內(nèi)樹木占地的面積，S區(qū)為評(píng)估區(qū)域總面積。

5 算例分析

5.1 作戰(zhàn)背景

在某復(fù)雜地帶，敵方對(duì)我開展了陸戰(zhàn)分隊(duì)進(jìn)攻作戰(zhàn)。通過(guò)戰(zhàn)場(chǎng)探測(cè)，獲得了敵方的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，鎖定了作戰(zhàn)區(qū)域，并且把敵方部隊(duì)［15］平均分成4 個(gè)區(qū)域，下面是具體信息。

1）我方對(duì)敵方兵力劃分如圖3 所示。

圖3 敵方兵力劃分圖

2）敵方區(qū)域目標(biāo)的武器裝備數(shù)量見(jiàn)表8。

表8 各區(qū)域武器裝備數(shù)量

5.2 價(jià)值計(jì)算

取指揮員素質(zhì)系數(shù)，土地硬度系數(shù)，樹木密度系數(shù)，士氣指數(shù)對(duì)戰(zhàn)斗系數(shù)指標(biāo)權(quán)重值均為0.25。根據(jù)式（1）～式（16）得出各個(gè)區(qū)域目標(biāo)的戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值如48 頁(yè)表9 所示。

6 結(jié)論

本文針對(duì)目前陸戰(zhàn)分隊(duì)作戰(zhàn)過(guò)程中缺少對(duì)陸戰(zhàn)分隊(duì)區(qū)域目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值評(píng)估的問(wèn)題，提出一種通過(guò)武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值、關(guān)聯(lián)度戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值、戰(zhàn)斗系數(shù)對(duì)陸戰(zhàn)分隊(duì)區(qū)域戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行綜合評(píng)估并排序的方法。最后進(jìn)行仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法能夠合理有效地反映陸戰(zhàn)分隊(duì)區(qū)域戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值。但是戰(zhàn)場(chǎng)是不斷變化的，本文沒(méi)有考慮隨著戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)行，戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值的實(shí)時(shí)性變化，今后會(huì)在更多的實(shí)踐中得到補(bǔ)充。

表9 區(qū)域目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)價(jià)值