基于模糊二元對比決策的聯合作戰對艦突擊方案評估

宋樹成,劉 剛,毛德軍,韓 晨

(海軍航空大學,山東 煙臺 264000)

對艦突擊是海上作戰的主要形式之一,是打擊敵方水面力量的重要形式。對艦進攻作戰方法主要包括水面艦艇對艦進攻作戰方法、潛艇對艦進攻作戰方法、海軍航空兵對艦進攻方法、海軍岸防兵對艦進攻作戰方法、海軍多兵種合同對艦作戰進攻方法、水雷武器對艦進攻作戰方法和海上戰力對航空母艦編隊進攻作戰方法。

隨著現代信息技術的發展,海上作戰形式和理念發生了根本性變化,戰爭形態從“平臺中心戰”向“網絡中心戰”轉變促進海上作戰系統進一步演變,使原來只能對點目標獨立跟蹤、射擊和防御發展到能在大區域進行綜合感知、系統控制和聯合作戰。作戰系統突破了單個平臺的局限,將艦艇等海上單平臺置于衛星、預警機、偵察機、電子戰飛機等組成的“大系統”中,以靈活的體系結構構成敏捷的系統，以信息的共享實現信息增值,由互動達到認知的共享,將獨立的海上作戰平臺變為許多單一的分布式武器系統。

基于此,海上對艦突擊作戰也由傳統的單一作戰單元,單兵種作戰轉變為聯合作戰背景下的聯合部隊或相關聯的多兵種所采取的軍事行動,目的是使所有可用能力形成體系以提高整體作戰能力。

在制定海上對艦突擊方案過程中,由于受各種因素的影響,一般會設計多種備選方案。在選擇最優方案的過程中,需要對各方案進行綜合評估。

1 模糊二元對比決策法模型[5-6]

1.1 算法概述

模糊二元對比決策法是一種模糊決策方法,該方法對模糊指標的評價較為準確。假設對若干個備選方案依據幾個不同的評估指標進行評估,幾個評估指標在評價過程中所占權重是確定的。算法以在某一評估指標下各備選方案與預先設定的“理想方案”的接近程度即距離優先比為比較基礎,將各備選方案兩兩對比,將對比的結果進行排序,得出該評估指標下各備選的優劣排序,最后，根據各評估指標所占權重進行方案的最終排序。

1.2 算法描述

設為對艦突擊方案集合,則={,,,…,},,,,…,為制定的備選突擊方案,以為“理想方案”,“理想方案”是預先設定的理想突擊方案。算法最終依據各備選方案同該方案的接近程度來排序。

設為評估指標集合,={,,,…,},其中,,,,…,是突擊方案的個評估指標,每個突擊方案可以根據各個評估指標量化評分,各個評估指標在方案整體評價中占不同的權重。

根據具體目標艦艇的綜合情況、作戰環境等因素,結合作戰指揮參謀的評估,確定各個突擊方案對不同評估指標的得分,得分表如表1所示。

表1 各突擊方案對不同評估指標得分表

其中，表示方案對評估指標的得分。建立對艦突擊方案集合中各方案的相似關系矩陣,以及距離優先比,相似關系矩陣為

矩陣中每一個元素表示方案集合中的第個方案和與第個方案的距離優先比,其值按式(1)確定:

(1)

0和0分別表示方案、與理想方案的相似度,本文用兩個方案的得分差來表示兩個方案的相似度,對任意評分指標有:

(2)

將式(2)代入式(1)中得評分指標集合中任意一個指標對應的距離優先比為:

(3)

利用式(3)可建立關于評分指標,,,…,的個相似關系矩陣,分別記為,,,…,。

對于各相似關系矩陣,分別計算出個方案對于個評分指標的排序并作為評價各方案的優劣標準。以為例,即計算出以評分指標為標準,方案,,,…,的優劣順序,具體方法為:先對相似關系矩陣中任一行(第行)取最小值：

(4)

再對取出的這組(個)最小值排序,即為個突擊方案對于評分指標的排序。以此類推,即可得出個突擊方案對于個評分指標的排序。根據各方案對各評分指標的排序次序,依據各評分標準在方案評價中所占的權重,便可找出與理想方案接近程度的突擊方案的排序,從而得出目標的重要性排序。

2 聯合作戰對艦突擊方案評估指標

聯合作戰背景下的對艦突擊體系組成復雜,影響突擊成敗的評估指標涉及因素較多,不僅要考慮網絡化程度、連通性、控制手段和通信模式及典型速度,還要考慮態勢共享和由網絡提供的信息所制定的決策一致行動的效果。主要評估指標包括作戰力量及火力運用能力、指揮控制能力、電子對抗能力、戰場態勢感知能力以及后勤保障能力等幾項指標。

2.1 作戰力量及火力運用

作戰力量及火力包括投入作戰的軍兵種、人員、武器裝備等,是作戰的參與主體,投入的作戰力量越多和作戰火力越大,作戰的優勢也越大,這一因素直接關系到作戰成敗。海上聯合作戰是多軍兵種、多平臺的聯合協同作戰,涉及多種作戰兵力、作戰平臺、作戰系統和作戰資源,以發揮整體作戰的效能。因此，作戰力量和火力運用能力是衡量聯合作戰背景下對艦突擊作戰效果的重要指標之一。作戰力量及火力運用能力跟掌握、協調和調動作戰力量及火力的能力和水平有關,包括作戰力量及火力運用的規模、范圍、程度、效率和效能。

2.2 指揮控制能力

任何一項軍事活動都離不開高效的指揮控制能力,高超的指揮控制能力往往能起到以少勝多、以弱勝強的效果,是決定戰場走勢的重要因素之一。聯合作戰是多軍兵種、多種作戰力量聯合參與的作戰行動,因此，指揮控制能力是影響對艦突擊方案實施效能的核心因素之一,是衡量作戰方案效能的關鍵指標。聯合作戰指揮控制能力的決定因素包括聯合作戰指揮控制的范圍、容量,聯合作戰指揮控制的水平、聯合作戰指揮決策的質量和正確性、聯合作戰指揮控制的速度,以及聯合作戰指揮系統適應環境的能力等。

2.3 電子對抗能力

隨著信息技術的發展,現代戰爭形態逐漸演變成信息化戰爭和“網絡中心戰”,使原來只能對點目標獨立跟蹤、射擊和防御發展到能在大區域進行綜合感知、系統控制和聯合作戰。

因此,電子對抗已經成為現代海戰的重要組成部分,電子對抗能力是衡量作戰系統效能的關鍵指標之一,其強弱是作戰系統作戰能力的重要指標。電子對抗能力包括進攻性電子對抗和防御性電子對抗能力。涉及雷達對抗、光電對抗、通信對抗、導航對抗和水聲對抗等五類?，F代高技術海戰條件下電子對抗的特點包括戰場空間的電磁環境更加復雜多變,頻譜范圍廣,以及戰場信息復雜等。衡量綜合電子對抗能力的指標包括電子對抗的空間范圍、頻域范圍、方式、手段和敏捷性以及抗干擾能力。

2.4 戰場態勢感知能力[9]

戰場態勢感知能力是作戰的前提條件之一,戰場信息獲取、處理及應用能力是決定戰爭勝負的重要因素,對戰場態勢數據的獲取、處理、傳輸、使用將其轉換為作戰效果。主要包括作戰空間感知和作戰空間認知。作戰空間感知是指基于傳感器的觀察和人工情報源理解當前戰場態勢,作戰空間認知是指通過數據融合或模擬等手段分析理解當前戰場態勢。作戰空間感知能力是作戰能力的重要指標。聯合作戰背景下,作戰系統更加復雜,對信息質量要求更高,因此，戰場態勢感知能力尤為重要。

2.5 后勤保障能力[10]

后勤保障是戰爭的重要組成部分,聯合作戰背景下的現代戰爭比拼的除了軍事實力以外,對綜合國力、后勤保障、物資運輸的要求越來越高。后勤保障能力的強弱直接關系著作戰能力的發揮和戰力的可持續性?，F代海上聯合作戰保障種類多、范圍廣,十分復雜,既有航行保障、作戰保障,又有裝備保障、油料飲食保障。要求做到精確保障、可視化保障、可持續保障。因此,后勤保障能力是衡量對艦突擊方案的重要指標之一。

3 算例分析

在一次對艦突擊前,作戰指揮參謀制定了4個突擊方案,則方案集合={,,,}={方案1,方案2,方案3,方案4},是理想方案。

評分指標集合={,,,,}={作戰力量及火力運用能力,指揮控制能力,電子對抗能力,戰場態勢感知能力,后勤保障能力},評分指標視情況可進行多層次量化,且在評價過程中可根據具體作戰情況選擇5個評估指標所占的比重。假設制定的4個方案對5個不同比評分標準的得分如表2所示。

表2 各備選方案對不同評估指標得分表

根據表2和式(3),計算出相似關系矩陣如下:

根據式(4)對4個方案按照5個評估指標分別進行排序。

根據作戰任務實際情況對各評估指標賦予合理的權重,這里設為權重,5個評估指標的權重值分別為:=03,=02,=02,=02,=01。

將各備選方案對各評分指標所得排序的名次與各評分指標權重相乘,計算出各備選方案取得的總分,得分情況如表3,備選得分總得分越小,說明與“理想方案”越接近,整體更優,總得分越大說明與“理想方案”的差距越大,比較而言更差一些,通過比較可以確定4個備選方案中的最優方案。

表3 各突擊方案總得分表

從表3可以得出，方案3得分最小,也就是說,該方案最接近“理想方案”,是此次對艦突擊的最優方案。

4 結束語

模糊二元對比決策法模型簡單實用,從本文的計算過程可見,該方法可操作性強,可作為一種對艦突擊方案的決策方法。該方法的實施過程中,需要主要關鍵兩點：一是各備選方案對各個評分指標的打分,打分是根據作戰實際情況做到客觀謹慎,力求真實反映各備選方案與理想方案的差距;二是在確定各評分指標所占權重時要科學,能反映各指標在方案總體評估中的重要程度。做好以上兩點的情況下,模糊二元對比決策法可為對艦突擊方案制定提供科學高效的選擇方法,對提高對艦突擊效能具有較高的實用價值。