八種作戰(zhàn)分析模型的邏輯框架研究

蔣亞民

(軍事科學院 作戰(zhàn)理論和條令研究部，北京100091)

1 引言

面向過程的作戰(zhàn)推演模型和面向重難點問題的作戰(zhàn)分析模型，是作戰(zhàn)實驗室的兩大支柱模型系統(tǒng)。目前，世界各軍事強國都在投入大量人力物力，開發(fā)這兩類模型。

第二次世界大戰(zhàn)西線戰(zhàn)場盟軍統(tǒng)帥艾森豪威爾說過這樣一句話:“在準備戰(zhàn)斗中，我總是發(fā)現(xiàn)計劃是無用的，而計劃又是必不可少的?！庇媱潫o用，是因為計劃總是趕不上戰(zhàn)場情況的變化;計劃必不可少，是因為沒有一個基本的行動計劃，就不可能指揮千軍萬馬協(xié)調(diào)一致地實施作戰(zhàn)行動。作戰(zhàn)實驗室中的推演模型或者叫兵棋也是如此，必須按照作戰(zhàn)計劃進行程序性推演。一方面，這種推演可以讓指揮員或?qū)W員熟悉指揮程序和模擬處置戰(zhàn)場情況，得到應有的知識和鍛煉;另一方面，往往在對抗誤差不斷積累的過程中，使參與者失去對推演結(jié)果的信任。但是，不推一推，心里又不踏實。而作戰(zhàn)分析模型，則是針對指揮人員或作戰(zhàn)研究人員關心的重難點問題進行量化分析的工具，是對推演模型和兵棋的有益補充。例如:計算作戰(zhàn)兵力的數(shù)量、人員與兵力兵器的編成、作戰(zhàn)風險的大小、目標殲毀的可行性、傷亡損耗的大小等。因此，在發(fā)展作戰(zhàn)推演模型或兵棋的同時，一種直接針對作戰(zhàn)重難點問題的作戰(zhàn)分析模型，悄然占據(jù)了作戰(zhàn)實驗室的一席之地。

作戰(zhàn)分析模型的建模方法是，由作戰(zhàn)籌劃人員提出建模的邏輯框架，由模型開發(fā)人員依據(jù)邏輯框架進行算法設計并組織模型開發(fā)，通過多次試運行和實踐運用，最終建成直接針對問題，實用性較強的作戰(zhàn)分析模型。以下簡要列出八種作戰(zhàn)分析模型的邏輯框架，部分作為開發(fā)此類模型的實踐樣本，部分作為未來開發(fā)此類模型的參考資料。同時，也力求為我軍建設此類模型提供一個可以參照的建模思路，推進我軍作戰(zhàn)分析模型蓬勃發(fā)展。

2 作戰(zhàn)力量需求分析模型

用途:計算一次戰(zhàn)役乃至一次戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)力量需求。

建模思路:輸入目標，概算作戰(zhàn)力量需求。

輸入要素:進攻或防御作戰(zhàn)確定的敵方目標，包括點狀目標、敵方作戰(zhàn)單位等。

算法規(guī)則:針對目標，精算一次典型進攻或防御事件的力量需求。引入各類典型作戰(zhàn)事件力量需求仿真結(jié)果數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場影響因素、力量重復使用評估結(jié)果、力量協(xié)同行動效益評估結(jié)果、作戰(zhàn)事件發(fā)生率等，累積計算戰(zhàn)術力量需求，再推算出戰(zhàn)役力量需求，必要時概算戰(zhàn)略力量需求。

算法要求:戰(zhàn)術精算，戰(zhàn)役推算，戰(zhàn)略概算?？傮w上依據(jù)目標數(shù)量計算力量需求，代入典型作戰(zhàn)事件仿真結(jié)果和可能影響因素，得出作戰(zhàn)力量需求，并可折合成作戰(zhàn)單位。

作戰(zhàn)力量需求分析模型的邏輯框架如圖1 所示。

輸出結(jié)果:完成一次進攻或防御作戰(zhàn)需要的作戰(zhàn)人員數(shù)量、主要武器裝備質(zhì)量與數(shù)量，完成目標打擊任務的各類作戰(zhàn)單位需求量。

3 作戰(zhàn)效益分析模型

用途:精確比較不同作戰(zhàn)方案的優(yōu)劣得失。

建模思路:建立摧毀、癱瘓、壓制、襲擾、瓦解5類目標打擊效果評估指標，也可按照重度、中度、輕度毀傷等指標評估。同時，對照作戰(zhàn)人員傷亡、主要裝備損失、主要彈藥消耗、附帶損傷4 類作戰(zhàn)代價，進行不同作戰(zhàn)方案的效益評估，牽引精確化作戰(zhàn)籌劃。

輸入要素:2 個以上作戰(zhàn)方案的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，包括5 類目標打擊達標數(shù)據(jù)、4 類作戰(zhàn)代價數(shù)據(jù)。

算法規(guī)則:采取統(tǒng)計方法，生成5 類目標打擊效果柱圖、4 類作戰(zhàn)代價柱圖。

算法要求:輸入戰(zhàn)果與代價統(tǒng)計數(shù)據(jù)，生成作戰(zhàn)效果柱圖。比較2 個以上方案的目標打擊達標率和傷亡損耗，得出戰(zhàn)果與代價的比較值。

作戰(zhàn)效益分析模型的顯示界面基本要素如圖2 所示。

輸出結(jié)果:2 個以上作戰(zhàn)方案的目標打擊效果和作戰(zhàn)代價柱圖，直觀對照與數(shù)據(jù)比較。

4 作戰(zhàn)力量替換分析模型

用途:某種作戰(zhàn)力量匱乏時，籌劃用其他作戰(zhàn)力量替代的可行性。

建模思路:設定目標打擊效果，比較不同作戰(zhàn)力量完成打擊任務的載彈量、突防率、命中率與毀傷效果(目標適應程度)，算出當打擊效果等值時，替換力量的平臺和彈藥需求。

輸入要素:打擊目標和毀傷指標，替換作戰(zhàn)力量的平臺載荷、平臺突防率、彈藥突防率、命中率與毀傷效果。

算法規(guī)則:明確力量需求缺口，查尋經(jīng)驗和仿真可行性，計入敵方對抗要素和己方支援掩護力量的影響參數(shù)，計算替換力量需求量。必要時，計入掩護力量提高突防率的貢獻值。

算法要求:反復比較不同替換力量的目標打擊達標率和傷亡損耗，使用達標率最高，傷亡損耗最小的力量進行替換。

作戰(zhàn)力量替換分析模型的邏輯框架如圖3 所示。

輸出結(jié)果:得出替換力量的平臺與彈藥需求量。必要時計算支援掩護力量需求。

5 作戰(zhàn)指揮效益分析模型

用途:計算指揮網(wǎng)絡中各級指揮機構(gòu)的有效作業(yè)時間。

建模思路:評估作戰(zhàn)目標和目標窗口的有效存在時間，根據(jù)從發(fā)現(xiàn)目標到完成打擊的時間周期，將有效作業(yè)時間分配到各級指揮機構(gòu)。

輸入要素:作戰(zhàn)目標和目標窗口的有效存在時間，各級指揮所作業(yè)時間需求權重，完成打擊任務的作戰(zhàn)力量需要的時間。

算法規(guī)則:根據(jù)各級指揮所作業(yè)時間需求權重進行指揮作業(yè)時間分配，而不僅僅是根據(jù)指揮所的級別進行指揮時間分配。要求在目標有效存在時間內(nèi)，完成全部指揮和打擊程序。

算法要求:根據(jù)目標打擊需求，確定各級指揮機構(gòu)和打擊部隊行動時間分配權重，根據(jù)權重分配指揮和行動時間。

作戰(zhàn)指揮效益分析模型的邏輯框架如圖4 所示。

輸出結(jié)果:各級指揮所的有效作業(yè)時間。此模型可實時用于作戰(zhàn)指揮平臺，動態(tài)分配有效指揮時間。

6 作戰(zhàn)編成優(yōu)化分析模型

用途:計算戰(zhàn)役軍團、戰(zhàn)術兵團和分隊的最佳作戰(zhàn)編成要素和要素比例。

建模思路:積累典型作戰(zhàn)事件仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，根據(jù)形成最佳戰(zhàn)術作戰(zhàn)效果的力量需求，反推作戰(zhàn)編成。先計算戰(zhàn)術編成，再根據(jù)作戰(zhàn)任務量、指揮要素配置、作戰(zhàn)保障需求量、后方保障需求量推算戰(zhàn)役編成。

輸入要素:典型作戰(zhàn)事件類型，典型作戰(zhàn)事件發(fā)生概率，仿真優(yōu)化后的打擊典型目標力量配備比例，己方編成制約因素。

算法規(guī)則:根據(jù)典型作戰(zhàn)事件的類型和發(fā)生概率，依托仿真優(yōu)化后的打擊典型目標力量配備比例，計算戰(zhàn)術兵團編成比例;再根據(jù)典型作戰(zhàn)事件的戰(zhàn)役發(fā)生率，計算戰(zhàn)役軍團編成比例。

算法要求:先計算典型作戰(zhàn)事件編成，再累計戰(zhàn)術兵團編成，進而推算戰(zhàn)役軍團編成。

作戰(zhàn)編成優(yōu)化分析模型的邏輯框架如圖5 所示。

輸出結(jié)果:戰(zhàn)術兵團和戰(zhàn)役軍團適應作戰(zhàn)需求的編成。

7 作戰(zhàn)信息網(wǎng)有效性分析模型

用途:計算偵察、導航、通信3 個典型作戰(zhàn)信息網(wǎng)的有效性。重點是計算遠程攻勢作戰(zhàn)信息網(wǎng)絡的保障和生存能力。

建模思路:根據(jù)偵察、導航、通信3 個典型作戰(zhàn)信息網(wǎng)對敵我雙方作戰(zhàn)和保障目標的覆蓋率、過境時間、抗干擾能力、抗摧毀能力，評估作戰(zhàn)信息網(wǎng)的有效性。

輸入要素:敵我雙方典型目標總數(shù)，信息網(wǎng)覆蓋目標數(shù)，偵察(導航、通信)節(jié)點目標過境時間，最優(yōu)(可行)多點交匯導航區(qū)域，信息節(jié)點抗干擾能力，信息節(jié)點抗摧毀能力，信息節(jié)點再生能力。

算法規(guī)則:以目標覆蓋率為起點，統(tǒng)計信息保障能力;以典型信息節(jié)點抗干擾、抗摧毀能力為起點，評估信息網(wǎng)生存能力?？垢蓴_、抗摧毀能力以有效運行時間為單位計算。

算法要求:從信息網(wǎng)節(jié)點覆蓋率和抗干擾、抗摧毀能力入手，區(qū)分偵察網(wǎng)、導航網(wǎng)、通信網(wǎng)，分別進行戰(zhàn)場對抗環(huán)境下“一率兩力”信息網(wǎng)絡保障能力評估。

作戰(zhàn)信息網(wǎng)有效性分析模型的邏輯框架如圖6 所示。

輸出結(jié)果:區(qū)分偵察網(wǎng)、導航網(wǎng)、通信網(wǎng)，輸出目標覆蓋率和抗干擾、抗摧毀條件下的有效運行時間。

8 作戰(zhàn)地域電磁監(jiān)控分析模型

用途:計算作戰(zhàn)地域電磁監(jiān)控站部署數(shù)量和點位，求取最節(jié)省的監(jiān)控力量部署方案，支持對戰(zhàn)場自然、敵對和己方有害電磁輻射源的發(fā)現(xiàn)和清除。

建模思路:劃定電磁監(jiān)控保障區(qū)域和重點對象，估算有害電磁輻射源干擾半徑，以形成有效監(jiān)控交叉定位點和有效監(jiān)控區(qū)為需求牽引，推算特定區(qū)域固定和機動電磁監(jiān)控站部署數(shù)量和點位。

輸入要素:電磁監(jiān)控保障區(qū)域和重點保障對象要圖，各種有害輻射源干擾半徑，戰(zhàn)場自然環(huán)境對電磁波的影響要素，電磁監(jiān)控站交叉定位基本條件(交匯角度等)。

算法規(guī)則:以電磁監(jiān)控站交叉定位方法，確定有害輻射源的點位，引導兵力進行清除。固定監(jiān)控站和機動監(jiān)控站相結(jié)合，在保障區(qū)域形成有重點的快速交叉定位監(jiān)控能力，以定位時間的快慢為質(zhì)量指標。

算法要求:2 個以上固定電磁監(jiān)控站形成交叉定位監(jiān)控區(qū)。1 個固定監(jiān)控站和1 個機動監(jiān)控站相結(jié)合，形成有時間周期的機動巡視監(jiān)控區(qū)。比較固定交叉定位監(jiān)控區(qū)范圍、巡視定位監(jiān)控區(qū)范圍與監(jiān)控任務范圍的重合度，評估監(jiān)控能力。

作戰(zhàn)地域電磁監(jiān)控分析模型的邏輯框架如圖7 所示。

輸出結(jié)果:固定電磁監(jiān)控站需求量，機動電磁監(jiān)控站需求量。

9 作戰(zhàn)保障到達率分析模型

用途:在網(wǎng)絡化作戰(zhàn)環(huán)境中，區(qū)分物質(zhì)流、服務流(信息流另行建模計算)，計算后方作戰(zhàn)保障力量的到達率。

建模思路:模型只計算后方前送后運式的限時保障能力，伴隨保障能力另行計算。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和專家評估結(jié)論，設定不同區(qū)域敵情造成的戰(zhàn)場生存系數(shù)，同時設定掩護力量生存增益系數(shù)，最終計算對保障要素到達率的影響。

輸入要素:戰(zhàn)場幅員要圖，保障要素起始數(shù)質(zhì)量，保障通道長度和質(zhì)量，運載工具和時速，不同區(qū)域戰(zhàn)場環(huán)境對運載工具和時速的可能影響，不同區(qū)域戰(zhàn)場生存系數(shù)，不同掩護力量的生存增益系數(shù)。戰(zhàn)場生存系數(shù)分為四個等級:①集中暴露為低;②較集中暴露為較低;③較分散隱蔽為較高;④分散隱蔽為高。掩護力量的生存增益系數(shù)分為四個等級:①附帶掩護作用最低;②區(qū)域定點掩護作用為中等;③區(qū)域伴隨掩護作用為較高;④隨隊全程掩護作用為最高。戰(zhàn)場生存系數(shù)與生存增益系數(shù)，在一定條件下具有抵銷作用。

算法規(guī)則:按照通道數(shù)量和運載工具速度計算保障要素機動時間，需要轉(zhuǎn)換運載方式時，速度作相應改變。按照4 個等級確定保障要素一定時間內(nèi)的戰(zhàn)場生存率，同時加入4 個等級的掩護力量增益系數(shù)。

算法要求:根據(jù)戰(zhàn)場保障通道的實際情況進行向量分析，選擇最佳通道和運載方式，必要時多案選擇。保障要素戰(zhàn)場生存率過低時，可加入有條件得到的掩護要素提高生存率，最后得出保障要素到位后的數(shù)、質(zhì)量。

作戰(zhàn)保障到達率分析模型的邏輯框架如圖8所示。

輸出結(jié)果:各類保障要素的到達時間和到達率。可反推各類物資和服務保障需求量。

以上八種分析模型，有四種已經(jīng)建成原始模型，并應用于我軍的作戰(zhàn)準備實踐，目前正在應用中不斷升級完善。其他模型只做了初步和概略的“邏輯脈絡”描述，在開發(fā)數(shù)學模型時，還需要做大量的細節(jié)邏輯關系描述。建立作戰(zhàn)分析模型，應當聚焦和簡化需求，搞清邏輯關系，再進行算法設計。做到“算可算之數(shù)”，支持人的分析，但不企圖代替人的分析全過程，逐步形成作戰(zhàn)分析模型工具庫。

［1］ 蔣亞民.論作戰(zhàn)實驗［J］.軍事運籌與系統(tǒng)工程，2014，28(2):5 -9.

［2］ 蔣亞民.作戰(zhàn)實驗向網(wǎng)絡化體系對抗領域演進［J］.軍事運籌與系統(tǒng)工程，2014，28(1):5 -8.

［3］ 蔣亞民.作戰(zhàn)實驗推動戰(zhàn)法創(chuàng)新的實踐與思考［J］.軍事運籌與系統(tǒng)工程，2013，27(2):5 -9.

［4］ 蔣亞民.對聯(lián)合作戰(zhàn)實驗模型體系軍事設計的思考［J］.軍事運籌與系統(tǒng)工程，2012，26(4):5 -9.