孫 樂

（陸軍炮兵防空兵學(xué)院機(jī)械工程系 合肥 230000）

1 引言

隨著現(xiàn)代精確打擊效能的提升，軍事強(qiáng)國對目標(biāo)毀傷效果評估越來越重視，美軍長期經(jīng)過戰(zhàn)爭實(shí)踐檢驗(yàn)，這方面的研究發(fā)展一直處于世界領(lǐng)先地位，并提出在精確火力打擊行動(dòng)中必須以生成的實(shí)時(shí)毀傷評估結(jié)論為依據(jù)，靈活調(diào)整打擊目標(biāo)和方式以取得預(yù)期的毀傷效果。在近年的幾場斬首行動(dòng)中，美軍大量使用衛(wèi)星偵察、航空偵察手段等評估技術(shù)手段拍攝目標(biāo)及其周邊實(shí)況照片，對目標(biāo)打擊情況進(jìn)行現(xiàn)地偵察，再依據(jù)生成的毀傷效果評估結(jié)論決定是否實(shí)施再次打擊。這種做法不僅實(shí)現(xiàn)了根據(jù)毀傷效果調(diào)控后續(xù)作戰(zhàn)行動(dòng)，同時(shí)展示了美軍較為成熟的毀傷效果評估能力，為美軍的“基于效果”的作戰(zhàn)理念提供了有力的支撐。

我軍學(xué)術(shù)界對毀傷效果評估理論的研究理念在早期與俄軍比較類似，均注重經(jīng)典的射擊效率評定理論和毀傷協(xié)調(diào)計(jì)劃的評估，而不是針對實(shí)際毀傷效果的評估，近年來雖已加強(qiáng)火力毀傷理論的研究工作，但在更高作戰(zhàn)層次上，缺少非常完整的理論體系，缺乏供作戰(zhàn)運(yùn)用的研究成果，無法很好地滿足一線遠(yuǎn)火部隊(duì)的實(shí)際需要，如若不能很好解決，勢必影響作戰(zhàn)計(jì)劃的制定和行動(dòng)的展開。

2 毀傷效果評估方法

我軍對目標(biāo)進(jìn)行毀傷效果評估方法的研究有限，常用的方法有毀傷樹評估法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評估法、效能衰減函數(shù)評估法等。

2.1 毀傷樹評估法

毀傷樹評估方法延用了可靠性評估中的故障樹概念，基于演繹分析法，先確定目標(biāo)的關(guān)鍵部件以及它們與目標(biāo)結(jié)構(gòu)和功能間的關(guān)系，據(jù)此建立目標(biāo)在特定毀傷等級下的毀傷樹，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗部打擊目標(biāo)的毀傷效果評估。

我軍基于毀傷樹的目標(biāo)毀傷效果評估的步驟分為五步：一是先將目標(biāo)按功能的不同分為若干個(gè)功能系統(tǒng)；二是對目標(biāo)功能系統(tǒng)和部件的毀傷效應(yīng)進(jìn)行分析，確定出目標(biāo)關(guān)鍵部位；三是分析目標(biāo)的各毀傷等級，并將關(guān)注的毀傷等級作為毀傷樹的頂事件；四是結(jié)合目標(biāo)關(guān)鍵部件的毀傷狀態(tài)，找出導(dǎo)致目標(biāo)毀傷至該等級下的根本原因，獲取相應(yīng)基本事件（低事件）；五是將分析出的低事件用適合的邏輯門向上與頂事件相連，并得到毀傷樹。該方法較適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、用途多樣的目標(biāo)的毀傷效果評估。

2.2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評估法

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)用于目標(biāo)毀傷效果評估，首先要通過對目標(biāo)特性和遭受打擊力度的分析，確定節(jié)點(diǎn)變量和節(jié)點(diǎn)關(guān)系，而后構(gòu)建出貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過參數(shù)學(xué)習(xí)和專家系統(tǒng)分析確定節(jié)點(diǎn)的局部概率分布表，最后利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理功能，對目標(biāo)的毀傷效果進(jìn)行評估。

現(xiàn)階段我軍偵察裝備獲得的戰(zhàn)場情報(bào)大多是目標(biāo)的物理毀傷情報(bào)，然而多數(shù)目標(biāo)的物理毀傷與毀傷效果不存在直接的對應(yīng)關(guān)系，這就導(dǎo)致戰(zhàn)場情報(bào)對于目標(biāo)毀傷效果評估在準(zhǔn)確度上存在偏差。為了消除這些負(fù)面因素，采取貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評估法對目標(biāo)的毀傷效果進(jìn)行評估，由不準(zhǔn)確性特性的初始信息出發(fā)，使用概率數(shù)值表示并動(dòng)態(tài)交互計(jì)算各種不確定論據(jù)，并充分利用豐富的整體情報(bào)、示例情報(bào)、初始情報(bào)等，計(jì)算得出最終的評估結(jié)論。

2.3 效能衰減函數(shù)評估法

目標(biāo)效能衰減是對毀傷程度的映射，是基于目標(biāo)物理毀傷信息的函數(shù)。目標(biāo)的作戰(zhàn)效能衰減程度是一個(gè)模糊量，可以用隸屬度表示，這個(gè)隸屬函數(shù)常取指數(shù)函數(shù)形式，即：

在該式中：u(x)是效能衰減函數(shù)；u0(x)是目標(biāo)初始效能值；P(x)是目標(biāo)物理毀傷信息；α、β是常數(shù)，它的取值與指標(biāo)選取和評估需求成正向相關(guān)。

運(yùn)用效能衰減函數(shù)法時(shí)，必須基于明確的目標(biāo)效能衰減和目標(biāo)物理毀傷程度之間的映射關(guān)系和成熟的毀傷指標(biāo)。

3 毀傷效果評估技術(shù)

當(dāng)前我軍的目標(biāo)毀傷效果評估技術(shù)多以搜集信息和預(yù)處理為主，采取多種手段和技術(shù)并用，對原始信息進(jìn)行提煉和萃取。

3.1 毀傷信息獲取技術(shù)

獲取及時(shí)、詳細(xì)、準(zhǔn)確的毀傷信息是后續(xù)火力毀傷效果評估工作的重要前提。通過綜合采用多種信息獲取與搜集手段，相互之間取長補(bǔ)短，才能提高生成毀傷評估結(jié)論的準(zhǔn)確性。

當(dāng)前我軍對目標(biāo)毀傷信息獲取的手段很多，如綜合運(yùn)用航偵、技偵、預(yù)警機(jī)、無人機(jī)、水面艦艇等偵察手段組織晝夜間偵察，衛(wèi)星過境持續(xù)跟監(jiān)實(shí)現(xiàn)對敵情重要態(tài)勢目標(biāo)實(shí)時(shí)顯示等。但利用上述技術(shù)手段所采集到的只能稱之為目標(biāo)毀傷原始信息，采集到的信息的精度和可信度都存在一定的差異，需要經(jīng)過預(yù)處理和算法模型的融合處理才能形成評估系統(tǒng)真正需要的目標(biāo)毀傷信息。

3.2 毀傷信息處理技術(shù)

原始信息是我軍偵察平臺所直接獲取到的目標(biāo)毀傷情況，它是對目標(biāo)毀傷情況最初步、最直接的描述，需要經(jīng)過毀傷評估系統(tǒng)的處理，才能作為目標(biāo)毀傷效果信息傳輸給毀傷效果評估機(jī)構(gòu)。

以像素級信息融合技術(shù)為例，也稱為數(shù)據(jù)融合，即直接對多個(gè)相同或不同類型的傳感器平臺的采集到的目標(biāo)毀傷原始信息進(jìn)行綜合和分析，以求得到對目標(biāo)真實(shí)狀態(tài)及其屬性最大限度的確定。該技術(shù)是目標(biāo)毀傷信息處理技術(shù)的最初級層次，如各類光成像傳感器中通過對包含若干像素的模糊圖像進(jìn)行圖像處理和模式識別來確認(rèn)目標(biāo)屬性的過程就屬于像素級融合。該技術(shù)一般用于進(jìn)行多源圖像復(fù)合、圖像分析及理解、多傳感器數(shù)據(jù)融合的卡爾曼濾波等，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠保留盡可能多的目標(biāo)毀傷現(xiàn)場數(shù)據(jù)，提供其它融合層次所不能提供的細(xì)微信息。局限性在于它是在原始的目標(biāo)毀傷信息的最底層實(shí)現(xiàn)的，要處理的目標(biāo)毀傷原始信息量比較大，要求進(jìn)行預(yù)處理的傳感器平臺或附屬設(shè)施應(yīng)當(dāng)具備較高的糾錯(cuò)處理能力，需要具備較高的校準(zhǔn)精度，對評估系統(tǒng)平臺及其附屬設(shè)施的性能要求較高。

4 毀傷效果評估模型

我軍在獲取并處理毀傷信息后，會(huì)使用計(jì)算機(jī)程序?qū)畔⑦M(jìn)行自動(dòng)化處理以評估毀傷效果，并生成最終的毀傷效果評估結(jié)論。為保證程序運(yùn)算結(jié)果的科學(xué)性，就需要用到一些比較成熟的算法來構(gòu)建軟件模型。

4.1 物理毀傷效果評估模型

由于我軍的毀傷效果評估理論中所關(guān)注的多是火力打擊任務(wù)對目標(biāo)的物理毀傷效果，因此在計(jì)算物理毀傷效果的方法上有諸多相對成熟的模型，其中以基于炸點(diǎn)信息的物理毀傷效果算法模型較為成熟。

該模型主要適用于因彈藥爆煙或其它條件限制，無法準(zhǔn)確觀察到目標(biāo)被打擊后形狀變化的情況。在用這種模型計(jì)算目標(biāo)物理毀傷效果時(shí)，依據(jù)不同種類彈藥的威力、目標(biāo)特點(diǎn)以及它們之間的位置關(guān)系來進(jìn)行判定。對某些目標(biāo)來說，彈藥必須命中它才可能造成物理毀傷效果，毀傷目標(biāo)的概率依賴命中彈數(shù)k；對另外一些目標(biāo)來說，即使未被命中也可能造成物理毀傷效果，或命中它的某些特定部分才可能造成物理毀傷效果，而命中其他部分不會(huì)造成物理毀傷效果，毀傷目標(biāo)的概率依賴炸點(diǎn)相對目標(biāo)的坐標(biāo)(x，z)。

目標(biāo)毀傷律就是描述毀傷目標(biāo)概率依賴命中彈數(shù)k或炸點(diǎn)坐標(biāo)(x，z)的函數(shù)關(guān)系式。依賴命中彈數(shù)k的目標(biāo)毀傷律，記作G(k)，常見的呈指數(shù)形式，稱之為指數(shù)毀傷律。依賴炸點(diǎn)坐標(biāo)(x，z) 的目標(biāo)毀傷律，稱為坐標(biāo)毀傷律，記作G(x，z)。在陸軍對地火力毀傷效果評估工作中，將這兩種方法相結(jié)合，提出一種新的改進(jìn)型指數(shù)算法，即在計(jì)算彈藥對目標(biāo)的毀傷程度時(shí)，既考慮命中彈數(shù)k，又考慮炸點(diǎn)坐標(biāo)(x，z)。

4.2 功能毀傷效果評估模型

對獲取單一信息源，一般直接采用毀傷效果判據(jù)模型來計(jì)算目標(biāo)的毀傷效果。當(dāng)目標(biāo)毀傷信息來源較豐富即多信息源時(shí)，可以在單一信息源計(jì)算的功能毀傷程度的基礎(chǔ)上，對多個(gè)單一的功能毀傷程度進(jìn)行融合，得到多信息源的目標(biāo)功能毀傷程度。

對單一信息源而言：對某目標(biāo)進(jìn)行毀傷打擊之后，某一信息獲取手段獲取了1，2，…，i（i≤m）個(gè)因素的功能毀傷情況。功能毀傷因素（1，2，…，i）對應(yīng)的功能毀傷情況分別為（1j，2j，…，ij），所對應(yīng)的功能毀傷程度分別為b1j，b2j，…，bij（1j，2j，…，ij≤n，則對該目標(biāo)的功能毀傷程度Q為

上式表示在進(jìn)行功能毀傷效果評估時(shí)，根據(jù)目標(biāo)毀傷信息獲取情況，只考慮功能毀傷因素（1，2，…，i）的功能毀傷情況，針對未搜集到的目標(biāo)毀傷信息的毀傷因素不進(jìn)行評估，與實(shí)際情況基本相符。

4.3 系統(tǒng)毀傷效果算法模型

我軍對于系統(tǒng)毀傷效果的判定一般是針對戰(zhàn)場體系目標(biāo)，根據(jù)在戰(zhàn)術(shù)上有關(guān)聯(lián)的各單一目標(biāo)的毀傷信息及其戰(zhàn)場目標(biāo)價(jià)值，綜合計(jì)算出該體系目標(biāo)的系統(tǒng)毀傷程度。在以往對陸軍火力打擊行動(dòng)的研究中，一般所說的目標(biāo)都是單一、具體的目標(biāo)。對于未來網(wǎng)信體系條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)來說，更多地關(guān)心作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的形成戰(zhàn)術(shù)體系的目標(biāo)群和整個(gè)作戰(zhàn)區(qū)域的情況，希望對體系目標(biāo)的系統(tǒng)毀傷效果作出科學(xué)的判斷。為便于對系統(tǒng)毀傷效果進(jìn)行計(jì)算和判定，可將作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)劃分為數(shù)個(gè)體系目標(biāo)，每個(gè)體系目標(biāo)由一個(gè)或多個(gè)單一目標(biāo)與一個(gè)或多個(gè)集群目標(biāo)組成。

設(shè)某體系目標(biāo)T有M1，M2，…，M3共m個(gè)單一目標(biāo)組成，通過物理毀傷效果計(jì)算和功能毀傷效果計(jì)算后，得到各單一目標(biāo)的功能毀傷程度分別為R1，R2，…，R3，根據(jù)各單一目標(biāo)的性質(zhì)和在體系目標(biāo)中的重要性、相關(guān)性，得到目標(biāo)的價(jià)值分別為C1，C2，…，CM。

令：

則該體系目標(biāo)T的系統(tǒng)毀傷程度為

RT為本次火力打擊行動(dòng)對體系目標(biāo)T的系統(tǒng)毀傷效果在數(shù)值上的結(jié)果。

5 結(jié)語

本文針對當(dāng)前我軍目標(biāo)毀傷效果評估的相關(guān)方法、技術(shù)、模型進(jìn)行了介紹，相對外軍而言，我軍的毀傷效果評估技術(shù)與理論發(fā)展至今，已初步完成了由定性分析至定量分析的轉(zhuǎn)變，差距正逐漸縮小，與早期進(jìn)行的毀傷評估相比，智能化程度日益提高。為適應(yīng)未來作戰(zhàn)需要，今后應(yīng)在以下方面著重展開研究：1）建立目標(biāo)毀傷效果評估數(shù)據(jù)庫。未來戰(zhàn)爭中，我軍遠(yuǎn)火單位應(yīng)強(qiáng)化信息共享機(jī)制，廣泛積累各種目標(biāo)毀傷效果的資料，深化對目標(biāo)毀傷特性的研究，夯實(shí)戰(zhàn)場目標(biāo)毀傷效果評估的信息基礎(chǔ)。2）升級智能毀傷效果評估系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展和評估技術(shù)的日益成熟，以算法模型為基礎(chǔ)的評估系統(tǒng)將為指揮員提供更加智能和精確的評估結(jié)論，以消除人為因素對毀傷評估結(jié)論產(chǎn)生的影響。3）充分挖掘現(xiàn)有裝備潛能。以我軍“翼龍”無人機(jī)為例，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過裝備功能組合，實(shí)現(xiàn)對毀傷目標(biāo)以不同高度和比例，進(jìn)行多層次、多角度的全息偵察，全面提高了戰(zhàn)場目標(biāo)毀傷評估效果。