沈培志,姬正一,2,王中發(fā),齊鴻坤

(1.海軍航空大學(xué),山東 煙臺 264001;2.中國人民解放軍92941部隊,遼寧 葫蘆島 125000)

機(jī)動岸艦導(dǎo)彈突擊群目標(biāo)優(yōu)選是開展海上作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃的先導(dǎo)性工作。機(jī)動岸艦導(dǎo)彈突擊群(Mobile Coast-Ship Missile Assault Group,以下簡稱MCSMAG)在對海突擊作戰(zhàn)中受到載彈量、同方向?qū)椬畲蟀l(fā)射數(shù)量等客觀條件的限制,不可能對海上編隊的所有目標(biāo)都進(jìn)行打擊,需要優(yōu)先選擇編隊中的重要目標(biāo),比如驅(qū)護(hù)艦編隊中的指揮艦、護(hù)航運輸隊中滿載的運輸船、航母編隊中價值最大的航母,這樣才能在有限的兵力、較小的消耗下實現(xiàn)我方作戰(zhàn)企圖,打亂敵方的作戰(zhàn)部署,實現(xiàn)作戰(zhàn)效益的最大化[1]。

MCSMAG目標(biāo)優(yōu)選是典型的多屬性決策問題,既與目標(biāo)性能、價值以及目標(biāo)在海上編隊中的位置、作用等因素有關(guān),也與我方兵力受領(lǐng)的任務(wù)、裝備性能等密切相關(guān),這些因素中有的可以量化,有的具有較大的模糊性,難以量化,用一般的數(shù)學(xué)方法解決該問題存在一定困難。文獻(xiàn)[2]采取改進(jìn)的層次分析法將與決策有關(guān)的因素分解,并進(jìn)行了定性與定量分析,但層次分析法常用的標(biāo)度方法對一些指標(biāo)并不適用。文獻(xiàn)[3]采用云理論中的云重心評價法對目標(biāo)威脅進(jìn)行評判。文獻(xiàn)[4]采用了混合多屬性決策的目標(biāo)威脅估計方法,兩種方法均能對目標(biāo)威脅進(jìn)行有效評估,但目標(biāo)評價體系缺少我方兵力、戰(zhàn)場態(tài)勢等因素的考量。本文采用的模糊綜合評判法是解決定性與定量分析之間的一種經(jīng)典轉(zhuǎn)換方法,將其用到MCSMAG目標(biāo)優(yōu)選上有以下優(yōu)勢:1)能夠從全局出發(fā)建立覆蓋多屬性因素的評價指標(biāo)體系,兼顧了各方面因素的影響;2)應(yīng)用模糊關(guān)系合成原理能夠?qū)υu價指標(biāo)體系中一些內(nèi)涵明確但邊界和外延不清、不易定量的指標(biāo)進(jìn)行量化分析。

1 MCSMAG目標(biāo)優(yōu)選指標(biāo)體系及其量化

1.1 MCSMAG目標(biāo)相對重要性評價指標(biāo)體系

MCSMAG打擊目標(biāo)的順序取決于目標(biāo)的相對重要性,影響目標(biāo)相對重要性的因素很多,綜合考慮各方面因素,基于客觀性、全面性、系統(tǒng)性、簡明性的原則,建立目標(biāo)相對重要性評價指標(biāo)體系[5],如圖1所示。

圖1 海上編隊目標(biāo)相對重要性評價指標(biāo)體系

1)作戰(zhàn)意圖一致性。由與上級意圖一致性和與本級判斷一致性決定。與上級意圖一致性反映了MCSMAG所選目標(biāo)艦艇與上級下達(dá)任務(wù)的一致程度;與本級判斷一致性反映了MCSMAG所選目標(biāo)艦艇與岸艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)用途相一致的程度。

2)目標(biāo)打擊可行性。其反映了MCSMAG對目標(biāo)打擊的難易程度,一般情況下優(yōu)先打擊位于我突擊群各作戰(zhàn)單元射程范圍內(nèi)且有利于岸艦導(dǎo)彈搜捕、突防的目標(biāo)艦艇。

3)目標(biāo)打擊緊迫性。MCSMAG在實戰(zhàn)中通常部署于固定陣地,而海上編隊目標(biāo)處于機(jī)動狀態(tài),戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝,因此,需要用目標(biāo)艦艇的航速、航向等標(biāo)度打擊的緊迫性。

4)目標(biāo)對敵有用性。其反映了MCSMAG突擊目標(biāo)艦艇后對敵海上編隊造成的損失程度,主要由目標(biāo)的執(zhí)行任務(wù)價值、作戰(zhàn)體系價值和自身物理價值構(gòu)成。

1.2 目標(biāo)相對重要性評估指標(biāo)的量化

1)作戰(zhàn)意圖一致性

① 與上級意圖一致性(B1)。MCSMAG實施對海突擊時一般由上級明確戰(zhàn)斗任務(wù),突擊群指揮員應(yīng)充分理解上級作戰(zhàn)企圖,使對海突擊作戰(zhàn)服務(wù)于整個戰(zhàn)斗行動。將與上級意圖一致性量化指標(biāo)分為5級[6],如表1。

表1 一致性量化值

② 與本級判斷一致性(B2)。海戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜多變,突擊群指揮員不僅要善于領(lǐng)會上級的作戰(zhàn)意圖,還要根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢動態(tài)變化,實事求是、科學(xué)靈活地選擇突擊目標(biāo)。與本級判斷一致性指標(biāo)的量化標(biāo)準(zhǔn)同表1。

2)目標(biāo)打擊可行性

① 目標(biāo)指示信息準(zhǔn)確度(B3)。在瞬息萬變的海戰(zhàn)場環(huán)境中,各種偵察情報手段所取得的信息通常具有動態(tài)性、不確定性甚至虛假性等特征,為此將目標(biāo)指示信息準(zhǔn)確度進(jìn)行分級,如表2。

表2 目標(biāo)指示信息準(zhǔn)確度量化值

② 目標(biāo)艦艇類型(B4)。機(jī)動岸艦導(dǎo)彈突擊群在對海突擊任務(wù)中,選擇不同類型的目標(biāo)其突擊難易程度是有差別,設(shè)定機(jī)動岸導(dǎo)群突擊不同類型艦艇的可行性量化標(biāo)尺如表3。

表3 突擊不同類型艦艇可行性量化值

③ 目標(biāo)在編隊中的位置(B5)。海上編隊隊形通常用隊列要素來表示各艦在配置上的相互位置關(guān)系[7],包括隊列角、列方位、艦間間距、看齊角、隊形長度、隊形寬度等,如圖2所示。

圖2 艦艇編隊隊列要素示意圖

目標(biāo)艦艇在編隊中的位置差異既會形成不同的反導(dǎo)縱深,也會給岸艦導(dǎo)彈搜捕目標(biāo)造成差異性難度。突擊群指揮員應(yīng)當(dāng)根據(jù)敵編隊的隊列要素來判斷隊形及目標(biāo)在編隊中的位置,綜合考慮岸艦導(dǎo)彈性能和編隊反導(dǎo)協(xié)同抗擊能力等來衡量打擊可行性[8]。設(shè)定目標(biāo)在編隊中的位置轉(zhuǎn)化為打擊可行性指標(biāo)量化如表4所示。

表4 打擊位于編隊不同位置目標(biāo)可行性指標(biāo)值

④ 預(yù)警探測能力(B6)。目標(biāo)的預(yù)警探測能力是衡量目標(biāo)艦艇作戰(zhàn)能力的重要指標(biāo)之一,其量化指標(biāo)取值可參考表4所示的標(biāo)準(zhǔn)。

⑤ 防空反導(dǎo)能力(B7)。目標(biāo)的防空反導(dǎo)能力包括軟抗擊和硬抗擊兩個方面,不同的目標(biāo)艦艇其防空反導(dǎo)防御體系和作戰(zhàn)流程存在差別,各型武器射擊扇面角和射界也各不相同[9],需要MCSMAG采取針對性策略,評分標(biāo)準(zhǔn)參照表4。

⑥ 艦艇平臺能力(B8)。目標(biāo)艦艇平臺能力包括艦艇的操控性、機(jī)動性、抗毀性以及隱身能力等方面,指標(biāo)的取值同樣可參考表4的標(biāo)準(zhǔn)。

3)目標(biāo)打擊緊迫性。

由于MCSMAG屬于進(jìn)攻型兵力且自身防御能力很弱,作戰(zhàn)使用中目標(biāo)打擊緊迫性更多地體現(xiàn)在MCSMAG對戰(zhàn)機(jī)的把握上,主要有以下因素。

① 目標(biāo)艦艇距離(B9)。通常情況下目標(biāo)艦艇距離越遠(yuǎn)意味著逃離我火力范圍的成功概率越大,為完作戰(zhàn)任務(wù)對目標(biāo)的打擊緊迫性相對也就越高。根據(jù)此特點,可以采用上升型指數(shù)函數(shù)的形式來量化目標(biāo)艦艇距離帶來的影響[10],如式(1)所示。

(1)

式中,d為目標(biāo)艦艇與岸艦導(dǎo)彈的距離,d0為目標(biāo)艦艇與岸艦導(dǎo)彈的閾值距離,γd為距離緊迫性衰減系數(shù),αd為最小距離緊迫性隸屬度。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗,各項取值分別為:d0=200 km,γd=-0.05,αd=0.2。

② 目標(biāo)艦艇航向(B10)。當(dāng)目標(biāo)艦艇發(fā)現(xiàn)攻擊意圖后通常會立即機(jī)動,調(diào)整編隊隊形做好抗擊準(zhǔn)備或調(diào)整航向盡快駛出突擊群的火力范圍,根據(jù)目標(biāo)艦艇的航向設(shè)定量化評分標(biāo)準(zhǔn)如表5。

表5 目標(biāo)艦艇航向量化評分標(biāo)準(zhǔn)

③ 目標(biāo)艦艇航速(B11)。通常情況下航渡中的艦艇會將航速穩(wěn)定在經(jīng)濟(jì)航速內(nèi)(14～24 kn),如果目標(biāo)艦艇航速高于經(jīng)濟(jì)航速則可看作處于高速機(jī)動狀態(tài),此時不利于岸艦導(dǎo)彈捕捉目標(biāo),同時可以認(rèn)為攻擊意圖暴露,打擊的緊迫性比較強(qiáng)。對其設(shè)定量化評分標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

表6 目標(biāo)艦艇航向量化評分標(biāo)準(zhǔn)

4)目標(biāo)對敵有用性

① 執(zhí)行任務(wù)價值(B12)。即對海上編隊而言目標(biāo)艦艇對其所執(zhí)行任務(wù)的貢獻(xiàn)度,比如,在護(hù)航運輸任務(wù)中,運輸船的任務(wù)價值顯然比護(hù)衛(wèi)艦的任務(wù)價值大,在登陸作戰(zhàn)中的登陸艦艇任務(wù)價值要比其他輔助艦艇大。該指標(biāo)也會因任務(wù)場景改變而發(fā)生變化,如當(dāng)海上編隊遭到岸艦導(dǎo)彈突擊時反導(dǎo)將成為其主要任務(wù),此時具有反導(dǎo)能力強(qiáng)的艦艇任務(wù)價值會變大。該指標(biāo)可量化如表4所示。

② 作戰(zhàn)體系價值(B13)。指目標(biāo)艦艇在海上編隊作戰(zhàn)體系中的重要性,為了明確各艦在編隊中的相互關(guān)系,通常對各艦采用一些稱呼,如指揮艦、基準(zhǔn)艦、前導(dǎo)艦、前行艦、殿后艦、右(左)翼艦等,通常認(rèn)為指揮艦是作戰(zhàn)體系的核心,其價值最大,前導(dǎo)艦一般為某項任務(wù)的專長艦艇對作戰(zhàn)體系貢獻(xiàn)相對較大。該指標(biāo)可量化如表7所示。

表7 作戰(zhàn)體系價值量化值

③ 目標(biāo)物理價值(B14)。通常指目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)價值,按照艦艇的造價來衡量,如表4所示。

2 基于模糊綜合評價的海上編隊目標(biāo)優(yōu)選

2.1 確定評價指標(biāo)各層次權(quán)重

評價權(quán)重的確定是模糊綜合評價的重要基礎(chǔ),經(jīng)驗表明層次分析法(AHP)是一種行之有效的確定權(quán)重系數(shù)的方法[11],其基本步驟為:

1)明確n個被評價對象,p個評價指標(biāo),評價指標(biāo)可表示為u={u1,u2,…,up}。

2)判斷矩陣各元素的值反映了專家對各元素相對重要性的認(rèn)識,一般采用1-9及其倒數(shù)的標(biāo)度方法得到判斷矩陣。

3)計算判斷矩陣S的最大特征根λmax及其對應(yīng)的特征向量L,通過特征向量的歸一化處理得到各個指標(biāo)的權(quán)系數(shù),如表8所示。

4)由于判斷矩陣通常較為復(fù)雜,且受到專家評分過程中的主觀因素影響,需要計算一致性指標(biāo),而后與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI進(jìn)行比較。當(dāng)隨機(jī)一致性指標(biāo)RI滿足以下條件時認(rèn)為層次分析排序的結(jié)果有滿意的一致性,即權(quán)系數(shù)的分配是合理的;否則,要調(diào)整判斷矩陣的元素取值。

表8 判斷矩陣標(biāo)度及其含義

2.2 海上編隊目標(biāo)模糊優(yōu)選模型

1)確定備選的對象集X={x1,x2,…,xt},即海上編隊目標(biāo)艦艇形成的集合[12]。

3)找出評語集(等級集)V={v1,v2,…,vn},對評價事物的變換區(qū)間進(jìn)行劃分。用于評價海上編隊目標(biāo)的因素集類型相對較多,且每個類型中的具體指標(biāo)等級確定既有定性描述又有定量數(shù)據(jù),因此評語集的確定需要嚴(yán)格按照前文指標(biāo)體系量化中明確的具體方法。

4)確定模糊評價矩陣R=(rij)m×n,在步驟2)和步驟3)因素集與評語集基礎(chǔ)上給出模糊映射f:U→F(v),ui|→f(ui)=(ri1,ri2,…,rim),i=1,2,…,n,其中f(ui)是對ui的單因素評語模糊向量,rij表示ui具有評語vj的程度[13],進(jìn)而得到模糊評價矩陣R。

5)確定權(quán)數(shù)向量A={a1,a2,…,am},在模糊評價中，各因素對評價結(jié)果的影響程度不同,需結(jié)合實際確定,本文按2.1中的層次分析方法。

6)選擇適當(dāng)?shù)暮铣伤惴?選擇加權(quán)平均型或主因素突出型。

7)計算評判指標(biāo),模糊綜合評價的結(jié)果是被評價事物對各等級模糊子集的隸屬度,一般是一個模糊向量,若對多個事物比較并排序則需要進(jìn)一步處理,將綜合結(jié)果轉(zhuǎn)化為綜合分值。

3 算例分析

假定由5艘艦艇組成的敵方海上護(hù)航運輸編隊在某海域航行,上級命令我MCSMAG對敵海上編隊實施打擊,要求重創(chuàng)敵編隊,其中,包括擊沉1艘運輸艦船。根據(jù)通報的偵察情報,獲取敵海上護(hù)航運輸隊各艦艇的信息情況如表9所示。

表9 敵艦艇信息情況

按照前文中建立的指標(biāo)體系將因素集分為兩層:第一層為U={UⅠ,UⅡ,UⅢ,UⅣ},第二層為UⅠ={u1,u2},UⅡ={u3,u4,u5,u6,u7,u8},UⅢ={u9,u10,u11},UⅣ={u12,u13,u14}。用T={T1,T2,T3,T4,T5}代表編隊中的5艘艦艇,按照量化評價方法,對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到t時刻編隊目標(biāo)諸因素模糊評價矩陣,如表10所示。

1)計算各層次指標(biāo)權(quán)重,經(jīng)計算各層次指標(biāo)權(quán)重如表11所示。

2)分層次作綜合評價

表10 目標(biāo)原始數(shù)據(jù)矩陣

表11 指標(biāo)因素權(quán)重表

按照相同的方法可以計算:

B2=W2*R2=

3)高層次的綜合評判

U={UⅠ,UⅡ,UⅢ,UⅣ},權(quán)重W=(0.36,0.32,0.16,0.14),則綜合評判為

按照評價估值大小作為標(biāo)準(zhǔn),敵海上護(hù)航運輸編隊5個艦艇目標(biāo)的排序結(jié)果為T3,T5,T4,T2,T1。

4 結(jié)束語

本文從機(jī)動岸艦導(dǎo)彈突擊群對海突擊目標(biāo)優(yōu)選評判指標(biāo)體系入手,結(jié)合模糊綜合評判法對目標(biāo)進(jìn)行綜合評估,具有一定的科學(xué)性、合理性,拓展了目標(biāo)優(yōu)選的思路。