武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估方法研究綜述

樊勝利，張宇飛，姚 濤，張學(xué)民

(1.軍械工程學(xué)院基礎(chǔ)部，河北石家莊050003;2.軍械工程學(xué)院科研部，河北石家莊050003;3.軍械工程學(xué)院裝備指揮與管理系，河北石家莊050003)

戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估(Battlefield Damage Assessment，BDA)是指在戰(zhàn)場(chǎng)上或突發(fā)緊急情況下，對(duì)受損裝備運(yùn)用定性或定量分析方法，科學(xué)、準(zhǔn)確判定裝備的毀傷程度、現(xiàn)場(chǎng)可修復(fù)狀態(tài)、修復(fù)時(shí)間和修復(fù)后的作戰(zhàn)能力，并確定由誰(shuí)實(shí)施修復(fù)和在哪里修復(fù)，以及明確受損裝備的修復(fù)方法步驟與應(yīng)急修理所需保障資源的決策過(guò)程。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)作戰(zhàn)節(jié)奏日益加快的條件下，進(jìn)行科學(xué)、有效的武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估，是迅速確定維修資源、實(shí)施快速戰(zhàn)場(chǎng)搶救搶修、加快受損裝備恢復(fù)作戰(zhàn)能力的先決條件。鑒于此，筆者對(duì)武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估的研究方法進(jìn)行了分類、分析與比較，并指出了存在的問(wèn)題與改進(jìn)方向，進(jìn)而為武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估的理論研究提供參考與借鑒。

1 武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估主要方法

目前，對(duì)于武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估的研究，主要分為3種情況:一是從彈體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理的角度對(duì)裝備的損傷概率進(jìn)行判定;二是運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論方法，從損傷狀態(tài)變化的角度對(duì)武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷概率進(jìn)行判定;三是從系統(tǒng)目標(biāo)復(fù)雜程度的角度對(duì)武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)損傷概率進(jìn)行判定。

1.1 基于彈體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理的裝備毀傷評(píng)估方法

基于彈體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理的裝備毀傷評(píng)估，是以不同彈種戰(zhàn)斗部對(duì)裝備毀傷方式為前提條件，圍繞沖擊波毀傷和破片毀傷，定量分析裝藥量、爆炸點(diǎn)距目標(biāo)的距離、氣象條件、高度和目標(biāo)抗沖擊載荷能力、破片質(zhì)量、破片動(dòng)能和破片比動(dòng)能等因素對(duì)裝備毀傷程度的研究方法。從彈藥體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理來(lái)看，它主要分為基于沖擊波效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估方法［1-5］和基于破片效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估方法［6-11］2類。

1.1.1 基于沖擊波效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估方法

基于沖擊波效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估，是綜合運(yùn)用空氣沖擊波波陣面的超壓值和其超壓臨界值的差，空氣沖擊波的比沖量和空氣沖擊波波陣面比沖量臨界值的差，以及裝備易損性參數(shù)K(易損參數(shù)值隨炸點(diǎn)與裝備的相對(duì)位置不同而不同)，對(duì)裝備的毀傷概率進(jìn)行評(píng)定的定量分析方法。如前二者的乘積大于等于K，則毀傷概率為1，表明裝備完全被毀傷;否則，毀傷概率為0，表明裝備沒(méi)有被毀傷。其中，空氣沖擊波波陣面的超壓值要考慮戰(zhàn)斗部裝藥與TNT炸藥的轉(zhuǎn)換系數(shù)、戰(zhàn)斗部裝藥質(zhì)量、戰(zhàn)斗部金屬質(zhì)量和炸藥轉(zhuǎn)換系數(shù)等因素，并根據(jù)修正的薩道夫斯基公式計(jì)算求得;而比沖量則主要由裝填后的等效TNT當(dāng)量的藥量與炸點(diǎn)距武器裝備的最短距離決定。

1.1.2 基于破片效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估方法

基于破片效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估，是以彈體戰(zhàn)斗部爆炸時(shí)產(chǎn)生的破片速度為初始條件，綜合考慮爆炸過(guò)程中端面效應(yīng)的影響，利用炸藥爆速、單元體的炸藥和殼體質(zhì)量比、單元體初始軸向位置和超爆點(diǎn)處位置、單元體裝藥半徑和裝藥全長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)破片初速進(jìn)行修正，而后結(jié)合空氣密度、每枚破片質(zhì)量、破片運(yùn)動(dòng)距離(一般為破片到裝備的最短距離)、破片迎風(fēng)面積和破片形狀系數(shù)等參數(shù)值，定量描述破片的速度衰減規(guī)律，進(jìn)而計(jì)算單片和多片破片對(duì)裝備毀傷概率的研究方法。在評(píng)估裝備毀傷程度時(shí)，一般分為以下3種情況［12-16］。

1)將裝備所在位置區(qū)分為正中、前區(qū)、后區(qū)、左右側(cè)區(qū)和上方5個(gè)區(qū)域，利用戰(zhàn)斗部在不同區(qū)域爆炸時(shí)裝備易損參數(shù)的差異，計(jì)算裝備的毀傷概率。

2)利用模糊數(shù)學(xué)的理論方法，根據(jù)戰(zhàn)斗部的炸點(diǎn)偏差量與毀傷半徑的關(guān)系建立論域，將毀傷結(jié)果借助語(yǔ)言值來(lái)描述，建立Sigmoid和Gauss隸屬度函數(shù)，構(gòu)建模糊推理規(guī)則，對(duì)裝備的毀傷概率進(jìn)行計(jì)算。

3)以彈體破片的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，假設(shè)各球瓣飛散出的破片數(shù)相同，表面破片的飛散規(guī)律與緯度有關(guān)，與經(jīng)度無(wú)關(guān)，在緯度上服從正態(tài)分布等，毀傷概率計(jì)算過(guò)程分為4步:一是通過(guò)破片的平均質(zhì)量和初速，建立破片運(yùn)動(dòng)方程;二是通過(guò)求解破片的有效殺傷半徑，建立裝備坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系;三是依據(jù)戰(zhàn)斗部的炸點(diǎn)坐標(biāo)確定投影面，彈片的空間分布規(guī)律用曲面方程來(lái)描述;四是由曲面方程和投影面方程聯(lián)解所得的曲面確定戰(zhàn)斗部爆炸時(shí)的有效作用范圍，以此計(jì)算裝備的毀傷概率。

1.2 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估方法

基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估，是圍繞裝備毀傷等級(jí)或毀傷概率的評(píng)定與計(jì)算，通過(guò)分析與裝備毀傷相關(guān)的各類信息，如彈種、破片、戰(zhàn)斗部和裝藥量，或偵察機(jī)錄像、衛(wèi)星靜態(tài)圖片和武器系統(tǒng)錄像等，以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為理論基礎(chǔ)，利用狀態(tài)節(jié)點(diǎn)和弧之間的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)表示裝備毀傷狀態(tài)與觀測(cè)信息的因果關(guān)系，以某一時(shí)刻或連續(xù)時(shí)間區(qū)間內(nèi)獲取的裝備毀傷狀態(tài)信息，不斷更新條件概率表與各狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率，對(duì)裝備的毀傷程度進(jìn)行定量分析與評(píng)定的研究方法。一般來(lái)講，它主要分為基于樸素貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(即靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò))的裝備毀傷評(píng)估方法［17-19］和基于動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估方法［20-24］2 類。

1.2.1 基于靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估方法

基于靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估，是在對(duì)裝備毀傷概率的計(jì)算或毀傷等級(jí)的評(píng)定過(guò)程中，結(jié)合物元理論等定性描述方法，對(duì)裝備毀傷過(guò)程的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，如破片初速、著角、形狀、質(zhì)量和戰(zhàn)斗部材料與類型等，以多元組的形式，從狀態(tài)結(jié)點(diǎn)的名稱、特征(如毀傷概率和毀傷程度)和特征值(如毀傷概率的取值)等方面，對(duì)各類不同形式、種類的狀態(tài)信息進(jìn)行準(zhǔn)確描述，并結(jié)合故障分析、FMEA、DMEA等定量分析方法［25-27］，利用影響裝備毀傷的各類要素與裝備毀傷之間的關(guān)系建立網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)而計(jì)算裝備毀傷概率或判定裝備毀傷等級(jí)的研究方法。在定量分析裝備毀傷程度時(shí)，既可利用狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率和子節(jié)點(diǎn)與父節(jié)點(diǎn)的條件概率，以聯(lián)合概率分布的形式順序計(jì)算裝備的毀傷概率，也可利用Bayesian后驗(yàn)概率，以裝備毀傷狀態(tài)為證據(jù)，逆序計(jì)算裝備的毀傷概率。

1.2.2 基于動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估方法

基于動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估，是在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中，考慮到在不同時(shí)刻通過(guò)各種情報(bào)偵察與監(jiān)視設(shè)備獲取的裝備毀傷狀態(tài)會(huì)不斷發(fā)生變化，為了反映裝備毀傷與時(shí)間之間的關(guān)系，引入了時(shí)間變量，以時(shí)間序列分析或動(dòng)態(tài)線性模型描述裝備毀傷狀態(tài)的變化過(guò)程，并利用多維隨機(jī)變量的概率分布函數(shù)，或引入前向算法與反饋算法，對(duì)裝備毀傷程度進(jìn)行定量評(píng)定的研究方法。研究思路主要分為以下2部分。

1)將動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)分為靜態(tài)節(jié)點(diǎn)和動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn):靜態(tài)節(jié)點(diǎn)不隨時(shí)間的變化而變化，如戰(zhàn)前預(yù)測(cè)的裝備毀傷評(píng)估結(jié)果、武器系統(tǒng)的錄像和任務(wù)報(bào)告中的毀傷狀態(tài);動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)則是隨時(shí)間變化而不斷更新的狀態(tài)信息，如衛(wèi)星圖片，它表示裝備毀傷的實(shí)時(shí)狀態(tài)。對(duì)于狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的條件概率，主要通過(guò)引入對(duì)數(shù)正態(tài)分布，并將毀傷狀態(tài)分為輕度毀傷、中度毀傷、重度毀傷和目標(biāo)摧毀4種情況，依據(jù)裝備毀傷后的恢復(fù)時(shí)間在對(duì)數(shù)正態(tài)分布中的概率值來(lái)確定毀傷區(qū)間。對(duì)于條件概率的更新，則采用時(shí)間序列分析與動(dòng)態(tài)線性模型相結(jié)合的方法，描述裝備毀傷狀態(tài)隨時(shí)間的變化過(guò)程。

2)將裝備毀傷狀態(tài)作為頂層隱含節(jié)點(diǎn)，以攻擊目標(biāo)的火力、機(jī)動(dòng)性、防護(hù)性、彈丸威力、彈著點(diǎn)位置和彈藥消耗量等作為觀測(cè)狀態(tài)點(diǎn)，由靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建裝備毀傷的初始推理網(wǎng)絡(luò)，由軍事領(lǐng)域?qū)＜医Y(jié)合Delphi法，構(gòu)建條件概率表和裝備毀傷的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，并根據(jù)獲取的裝備毀傷信息，不斷更新網(wǎng)絡(luò)葉節(jié)點(diǎn)，觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)推理機(jī)制，利用前饋算法或反饋算法，更新整個(gè)動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的概率分布值，最終獲取裝備毀傷狀態(tài)的概率。

1.3 基于目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法

基于目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法，是根據(jù)裝備的數(shù)量與分布地域，如是否為單個(gè)目標(biāo)、面狀目標(biāo)和集群目標(biāo)等，運(yùn)用命中武器裝備彈數(shù)和毀傷武器裝備所需的平均命中彈數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，以及效能衰減函數(shù)、物理毀傷信息和功能衰減函數(shù)等，根據(jù)各類函數(shù)值在［0，1］區(qū)間分布值與武器裝備毀傷的輕度、中度、重度與摧毀等級(jí)的匹配程度，對(duì)武器裝備的毀傷概率與毀傷等級(jí)進(jìn)行定量評(píng)定的研究方法。從當(dāng)前研究方法的類別上來(lái)看，主要分為基于單個(gè)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法［28-34］和基于系統(tǒng)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法［35-40］2 類。

1.3.1 基于單個(gè)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法

基于單個(gè)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估，是針對(duì)功能單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的武器裝備，運(yùn)用多種定量分析方法，對(duì)裝備的毀傷程度進(jìn)行準(zhǔn)確界定的研究方法。一般可采用有限元分析方法或建立防護(hù)裝甲和內(nèi)部部件等效靶的方法，對(duì)離散復(fù)雜模型進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)分析，獲取裝備毀傷效果的模擬數(shù)據(jù)，通過(guò)ANSYS/LS-DYNA程序?qū)ρb備的毀傷效果進(jìn)行綜合分析，或依據(jù)毀傷元的特征度、作用點(diǎn)和方位，利用毀傷評(píng)估表法計(jì)算裝備的毀傷概率［41-43］;也可采用單平行六面體或組合平行六面體的方法，將裝備等效為一個(gè)或若干個(gè)平行六面體的空間組合，通過(guò)將彈目矢量(如位置、速度等)在目標(biāo)系下進(jìn)行投影，計(jì)算裝備或某部件的毀傷概率。

1.3.2 基于系統(tǒng)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法

系統(tǒng)目標(biāo)是指由多個(gè)子目標(biāo)構(gòu)成的目標(biāo)系統(tǒng)，如火炮類主戰(zhàn)裝備是由彈藥輸送保障車、指揮控制車、主戰(zhàn)火炮和機(jī)電檢測(cè)維修車等組成的集作戰(zhàn)與保障于一體的武器裝備系統(tǒng)，其整體功能會(huì)因子系統(tǒng)的毀傷而受到破壞?；谙到y(tǒng)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法，是運(yùn)用故障樹(shù)等定量分析方法，從武器裝備系統(tǒng)目標(biāo)的毀傷事件開(kāi)始，由上至下，逐步剖析各子系統(tǒng)的毀傷結(jié)果與武器裝備毀傷的因果關(guān)系，并利用毀傷樹(shù)的方法描述武器裝備各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，并依據(jù)各子系統(tǒng)目標(biāo)的性質(zhì)及所獲得的對(duì)其打擊后的毀傷狀態(tài)信息［44-46］，在綜合比較打擊前后裝備各物理特征參量變化的基礎(chǔ)上，對(duì)武器裝備的毀傷程度進(jìn)行定量評(píng)定的方法。此類方法的研究思路可歸納為2類:

1)首先評(píng)定武器裝備各子系統(tǒng)的毀傷程度，然后再根據(jù)各子系統(tǒng)的權(quán)重加權(quán)求和，計(jì)算武器裝備系統(tǒng)的綜合毀傷概率;

2)在計(jì)算武器裝備各子系統(tǒng)毀傷程度的基礎(chǔ)上，根據(jù)各子系統(tǒng)的工作方式，如串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)混合，計(jì)算武器裝備的毀傷概率。

2 武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估各類研究方法的特點(diǎn)

從方法應(yīng)用的角度來(lái)看，基于彈體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理的裝備毀傷評(píng)估和基于目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估都屬于裝備毀傷預(yù)測(cè)的范疇，可作為構(gòu)建基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估模型的狀態(tài)節(jié)點(diǎn);而基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估則主要針對(duì)的是裝備遭受打擊后的實(shí)時(shí)毀傷評(píng)定。

2.1 基于彈體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理的裝備毀傷評(píng)估方法的特點(diǎn)

基于沖擊波效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估，是利用彈體戰(zhàn)斗部爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波對(duì)裝備的毀傷效果進(jìn)行計(jì)算的研究方法，此類方法簡(jiǎn)便、易行。裝備的各類易損性參變量均標(biāo)有參考值，只需利用沖擊波的標(biāo)準(zhǔn)殺傷規(guī)律公式和薩道夫斯基公式，即可對(duì)裝備的毀傷概率進(jìn)行求解與計(jì)算。然而，它對(duì)裝備毀傷概率的判定只能以0或1表示，無(wú)法區(qū)分出裝備輕度、中度和重度損傷級(jí)別，這給后續(xù)維修保障資源的部署與分配帶來(lái)了困難，也難以估計(jì)受損裝備作戰(zhàn)能力的恢復(fù)時(shí)間，不利于裝備保障指揮員確定維修保障資源，制定維修保障方案。

基于破片效應(yīng)的裝備毀傷評(píng)估，是利用彈體戰(zhàn)斗部爆炸時(shí)產(chǎn)生的破片對(duì)裝備的毀傷進(jìn)行計(jì)算的方法。此類方法計(jì)算時(shí)，綜合考慮了破片的初速、速度衰減和破片數(shù)目，以及對(duì)裝備等效靶硬鋁的擊穿厚度，計(jì)算過(guò)程科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。與前一種方法相比，它對(duì)裝備毀傷概率的描述以［0，1］區(qū)間的數(shù)值來(lái)表示，更為貼近裝備毀傷的實(shí)際判定過(guò)程，有利于區(qū)分裝備輕度、中度和重度損傷級(jí)別。然而，它并沒(méi)有考慮破片的著角、攻角和裝甲材質(zhì)的區(qū)別，以及裝備各主要部件分布對(duì)裝備毀傷評(píng)估的影響。

2.2 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估方法的特點(diǎn)

基于靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估，是著眼于某一固定時(shí)刻，通過(guò)定性分析影響裝備毀傷各類因素之間的相互關(guān)系，或定量計(jì)算其相互間的條件概率，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理機(jī)制，計(jì)算裝備毀傷概率的一種研究方法。與動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)相比，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下2個(gè)方面:

1)它在某一固定時(shí)間點(diǎn)上綜合考慮了裝備毀傷的各類確定性與不確定性信息，如裝備的預(yù)先毀傷評(píng)估信息和實(shí)時(shí)裝備毀傷狀態(tài)信息，能夠以裝備毀傷的后驗(yàn)概率及時(shí)更新裝備毀傷的先驗(yàn)概率，提高了毀傷評(píng)估的準(zhǔn)確性與時(shí)效性;

2)它可由毀傷諸要素(如彈種、彈片和攻擊武器等)來(lái)推斷裝備毀傷程度與狀態(tài)，也可由毀傷狀態(tài)推理毀傷原因或以二者相結(jié)合的方法推理裝備毀傷的狀態(tài)與成因。即能夠利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的雙向推理和更新機(jī)制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝備毀傷的薄弱環(huán)節(jié)，提高裝備毀傷評(píng)估的可靠性。

其不足之處主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

1)由于靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率與父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)之間的條件概率主要依靠專家經(jīng)驗(yàn)，主觀性較強(qiáng)，易缺失有用信息;

2)靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)不能反映戰(zhàn)場(chǎng)中隨著裝備毀傷狀態(tài)信息的不斷更新而導(dǎo)致的裝備毀傷狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程;

3)靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理及自學(xué)習(xí)能力的實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，降低了裝備毀傷評(píng)估結(jié)果的可靠性。

基于動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估方法，是在靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，引入了時(shí)間變量，根據(jù)不斷更新的裝備毀傷信息，對(duì)靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展。因此，與靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)相比，它綜合考慮了隨著時(shí)間的變化，裝備毀傷狀態(tài)信息的變化過(guò)程，評(píng)估結(jié)果更為準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)和高效。

2.3 基于目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法的特點(diǎn)

基于單個(gè)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法的核心思想是利用有限元與平行六面體的方法計(jì)算武器裝備的毀傷概率。其優(yōu)點(diǎn)是模擬過(guò)程科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)算結(jié)果可靠性高。然而，在考慮毀傷元對(duì)裝備的毀傷效果時(shí)，該方法主要以破片速度與炸點(diǎn)距離對(duì)裝備毀傷的程度進(jìn)行分析與描述，關(guān)于破片的著角、攻角、角速度，以及等效靶的裝甲材質(zhì)的差別［47-48］，如是否為間隙裝甲、復(fù)合裝甲和陶瓷復(fù)合裝甲等，對(duì)裝備毀傷的影響效果并沒(méi)有進(jìn)行深入分析與描述，模型的計(jì)算粒度略顯粗糙。

基于系統(tǒng)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法的核心思想是從武器裝備系統(tǒng)運(yùn)行的角度考慮，綜合計(jì)算各子系統(tǒng)的毀傷程度對(duì)武器裝備整體效能的影響，進(jìn)而對(duì)裝備的毀傷概率進(jìn)行科學(xué)判定。它能夠從分系統(tǒng)毀傷的角度，綜合考慮對(duì)武器裝備系統(tǒng)整體效能的影響，分析過(guò)程利用故障樹(shù)的定量分析方法，構(gòu)建了描述裝備毀傷的毀傷樹(shù)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:裝備毀傷機(jī)理與判斷方法的系統(tǒng)性較強(qiáng)，武器裝備毀傷過(guò)程的描述較為準(zhǔn)確、客觀。然而，它在把裝備物理毀傷程度與裝備系統(tǒng)效能函數(shù)進(jìn)行函數(shù)變換或映射的過(guò)程中，并沒(méi)有對(duì)函數(shù)中各類參變量的線性或非線性關(guān)系作出科學(xué)的界定與證明，這一問(wèn)題仍有待于進(jìn)一步研究探討。

3 存在的問(wèn)題

1)基于彈體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理的裝備毀傷評(píng)估方法，在綜合考慮沖擊波與破片對(duì)裝備的毀傷概率時(shí)，沒(méi)有區(qū)分沖擊波與破片毀傷程度的權(quán)重，這易導(dǎo)致以下2方面問(wèn)題。

(1)當(dāng)以沖擊波效應(yīng)判定裝備毀傷條件時(shí)，如計(jì)算的毀傷概率為1，則裝備的綜合毀傷概率也為1，此時(shí)與破片對(duì)裝備的毀傷概率無(wú)關(guān)。

(2)當(dāng)以沖擊波效應(yīng)判定裝備毀傷概率為0時(shí)，綜合毀傷概率主要由破片毀傷概率決定，而與沖擊波毀傷概率無(wú)關(guān)。

上述2方面問(wèn)題忽視了沖擊波與破片對(duì)裝備的綜合毀傷效應(yīng)，易導(dǎo)致裝備毀傷評(píng)估可靠性不高的問(wèn)題。

2)在利用靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)或動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)裝備毀傷程度進(jìn)行評(píng)估時(shí)，仍存在以下3方面問(wèn)題。

(1)在利用靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)裝備的毀傷狀態(tài)與等級(jí)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，由于裝備毀傷評(píng)估涉及的因素較多，易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，裝備毀傷評(píng)估的推理成為NP問(wèn)題，從而會(huì)延長(zhǎng)推理時(shí)間，降低決策效率。

(2)在利用動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)描述裝備毀傷狀態(tài)變化的過(guò)程中，當(dāng)利用觀測(cè)信息推斷裝備毀傷狀態(tài)時(shí)，需要把動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)按時(shí)間序列展開(kāi)，然后再計(jì)算裝備的毀傷概率。然而，在展開(kāi)過(guò)程中，各相關(guān)狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的條件概率以及展開(kāi)后對(duì)于沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)的一類狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的概率值不易保持，從而易導(dǎo)致推理錯(cuò)誤。

(3)在利用已知裝備毀傷的觀測(cè)信息來(lái)推斷各狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的條件概率時(shí)，需要計(jì)算概率分布中未知的各種參數(shù)。然而，由于獲取的裝備毀傷數(shù)據(jù)不充分，往往會(huì)導(dǎo)致參數(shù)在自學(xué)習(xí)過(guò)程中推理結(jié)果可靠性不高的問(wèn)題。

3)在基于目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法中，基于單目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法研究只注重了彈體戰(zhàn)斗部與裝備毀傷概率之間的因果關(guān)系，而忽視了裝備各主要部件毀傷程度的差異對(duì)武器裝備系統(tǒng)效能的影響。而基于系統(tǒng)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法則只注重從武器裝備系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理方面分析各子系統(tǒng)毀傷對(duì)武器裝備系統(tǒng)效能的影響，而忽略了各子系統(tǒng)毀傷機(jī)理的研究。因此，2類方法雖各有側(cè)重，但均不能系統(tǒng)、完整地對(duì)裝備毀傷程度進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的評(píng)估。

4 改進(jìn)方向

1)在運(yùn)用基于彈體戰(zhàn)斗部毀傷機(jī)理的方法對(duì)裝備毀傷進(jìn)行定量評(píng)估時(shí)，應(yīng)綜合考慮沖擊波與破片綜合毀傷效應(yīng)。可采用仿真試驗(yàn)的方法，比較破片毀傷與破片和沖擊波綜合毀傷二者之間的差異，并通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)加權(quán)求和的方法分別確定二者在裝備毀傷評(píng)估中的權(quán)值。

2)基于靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估，可進(jìn)行以下2方面改進(jìn):

(1)在構(gòu)建裝備毀傷評(píng)估的靜態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將其簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)間單向連接的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有利于概率信息的傳播;

(2)可采用 Monte Carlo、Ancestral Simulation、Gibbs Sampling、Helmholtz Machine等多種推理機(jī)制來(lái)計(jì)算裝備的毀傷概率。

3)基于動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的裝備毀傷評(píng)估，可進(jìn)行以下5方面改進(jìn):

(1)構(gòu)建裝備毀傷的初始概率矩陣與狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣;

(2)構(gòu)建非時(shí)變的穩(wěn)定貝葉斯網(wǎng)絡(luò);

(3)以隨機(jī)仿真的方法計(jì)算父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)間的條件概率;

(4)將裝備毀傷狀態(tài)節(jié)點(diǎn)空間的關(guān)聯(lián)關(guān)系抽象為動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)與靜態(tài)節(jié)點(diǎn)、動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)與動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)、動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)與臨時(shí)節(jié)點(diǎn)3種對(duì)應(yīng)關(guān)系，以簡(jiǎn)化動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)后的計(jì)算步驟，減少計(jì)算誤差;

(5)當(dāng)數(shù)據(jù)不充分時(shí)，可采用Expectation Maximization學(xué)習(xí)算法或基于Error Feedback DBN(EFDBN)的Boosting算法，以增強(qiáng)動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)裝備毀傷狀態(tài)的識(shí)別能力。

4)在運(yùn)用基于目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法時(shí)，要注意綜合運(yùn)用基于單目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法與基于系統(tǒng)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法。即在武器裝備各子系統(tǒng)的毀傷程度判定時(shí)，要運(yùn)用基于單目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法;而在對(duì)武器裝備整體毀傷程度的判定時(shí)，要運(yùn)用基于系統(tǒng)目標(biāo)性質(zhì)與功能的裝備毀傷評(píng)估方法。

5 結(jié)論

武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估，是科學(xué)評(píng)定裝備毀傷概率與毀傷等級(jí)、迅速確定維修資源、實(shí)施快速維修保障的先決條件與重要保證。從各類研究方法的分析與比較中不難看出:裝備毀傷評(píng)估方法的改進(jìn)應(yīng)主要依托各種試驗(yàn)手段，如有限元分析軟件和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，結(jié)合彈體戰(zhàn)斗部、裝備毀傷信息和裝備系統(tǒng)運(yùn)行功能3方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，從而有助于提高裝備毀傷評(píng)估結(jié)果的可靠性與可信性。

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