基于證據(jù)推理的常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估?

（火箭軍工程大學(xué) 西安 710025）

1 引言

當(dāng)今世界軍事領(lǐng)域信息化步伐明顯加快，作戰(zhàn)方式逐步由機(jī)械化條件下以武器平臺(tái)對(duì)抗為主向信息化條件下以體系對(duì)抗為主轉(zhuǎn)變。常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作為我國中近程火力打擊的一支重要力量，在大國博弈中發(fā)揮著制衡作用、在國家利益拓展中發(fā)揮著懾控作用、在重大軍事斗爭準(zhǔn)備和未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮著決勝作用［1］。

常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元是指按照集成化編組、扁平化指揮、自主式作戰(zhàn)要求，以火力單元為核心，集成預(yù)警偵察、指揮控制、綜合防衛(wèi)、作戰(zhàn)保障、綜合保障等各要素的常規(guī)導(dǎo)彈作戰(zhàn)單位［2］。目前，在常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估方面沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與方法，嚴(yán)重制約其作戰(zhàn)能力提升。因此，對(duì)其開展作戰(zhàn)能力評(píng)估，符合部隊(duì)發(fā)展需要，對(duì)全面提升其戰(zhàn)斗力具有現(xiàn)實(shí)意義［3～7］。

筆者以某新型常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元為研究對(duì)象，從作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)特點(diǎn)入手，運(yùn)用專家評(píng)價(jià)法與調(diào)查統(tǒng)計(jì)法逐層構(gòu)建作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系，以建立貼合其各項(xiàng)作戰(zhàn)能力指標(biāo)的置信規(guī)則庫（BRB）為基礎(chǔ)，通過證據(jù)推理評(píng)估方法對(duì)作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)估［8～9］，最后通過實(shí)例對(duì)多個(gè)常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力展開評(píng)估，為今后常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)編成、武器裝備編配及日常訓(xùn)練提供參考依據(jù)。

2 常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)特點(diǎn)

常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元對(duì)敵重要目標(biāo)實(shí)施遠(yuǎn)程攻擊作戰(zhàn)，既可以獨(dú)立遂行常規(guī)火力打擊任務(wù)，也可與其他軍種作戰(zhàn)力量共同實(shí)施火力打擊。其作戰(zhàn)特點(diǎn)表現(xiàn)為以下五個(gè)方面，一是縱深突擊能力強(qiáng)，對(duì)戰(zhàn)局影響大。其作戰(zhàn)具有明顯的非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在射程遠(yuǎn)、精度高、威力大、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)、突防能力強(qiáng)等方面，對(duì)作戰(zhàn)進(jìn)程產(chǎn)生深遠(yuǎn)響。二是作戰(zhàn)空間廣，指揮控制要求高。其戰(zhàn)場(chǎng)空間從陸地到空中乃至外層空間及其廣闊，指揮控制難度大、要求高。三是戰(zhàn)場(chǎng)暴露因素多，戰(zhàn)場(chǎng)生存形式嚴(yán)峻。其武器系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、作戰(zhàn)運(yùn)用特殊，使得暴露癥候明顯，生存防護(hù)難度大。四是作戰(zhàn)任務(wù)多樣，內(nèi)外協(xié)同關(guān)系復(fù)雜。常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作為我軍重要的中近程精確打擊力量，作戰(zhàn)任務(wù)形式多樣。無論是在聯(lián)合作戰(zhàn)背景下實(shí)施作戰(zhàn)，還是獨(dú)立實(shí)施作戰(zhàn)，都存在復(fù)雜的內(nèi)部與外部關(guān)系。五是綜合保障要素多，對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)制約作用突出。其作戰(zhàn)所需保障要素多，對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)及打擊效果制約作用明顯，任何一個(gè)要素出現(xiàn)偏差都將導(dǎo)致作戰(zhàn)任務(wù)失敗。

3 常規(guī)導(dǎo)彈部作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估模型

對(duì)常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力展開評(píng)估，是解決其在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)過程中，各類因素對(duì)作戰(zhàn)能力產(chǎn)生何種影響的問題。需要在模糊條件下對(duì)多種類型的定性指標(biāo)或定量指標(biāo)進(jìn)行分析、聚集與推理，與一般評(píng)估體系相比，增設(shè)由人為因素引發(fā)的不確定因子［10～12］。

本文針對(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力指標(biāo)描述中，因相關(guān)歷史數(shù)據(jù)信息以及專家工作經(jīng)驗(yàn)所產(chǎn)生的不完整性、不確定性和不精確性，通過構(gòu)建置信規(guī)則庫，并依托其信度結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。在復(fù)雜的常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估系統(tǒng)建模與分析過程中，各類不確定因素信息運(yùn)用“IF-THEN”規(guī)則匯聚融合，并通過證據(jù)推理算法對(duì)其展開推理與集成［13～14］，其評(píng)估模型的構(gòu)建分四個(gè)步驟［15］。

3.1 構(gòu)建置信規(guī)則庫

作戰(zhàn)能力評(píng)估開展前，需要將評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、專家經(jīng)驗(yàn)以及能力需求等諸要素以統(tǒng)一的框架進(jìn)行表達(dá)，這是對(duì)作戰(zhàn)能力評(píng)估所需規(guī)則庫構(gòu)建的過程。該規(guī)則庫可表示為［7～9］

其中，C={c1，c2，...，cI} 是作戰(zhàn)單元所需各項(xiàng)作戰(zhàn)能力集合；A={A1，A2，...，AI} 是該評(píng)估所需規(guī)則庫同各項(xiàng)作戰(zhàn)能力對(duì)應(yīng)的取值集合；R={r1，r2， ...，rI}是所有結(jié)論集合。F為規(guī)則的前提（下一層能力需求滿足程度）與結(jié)論（上一層能力需求滿足程度）之間的映射函數(shù)。

“IF-THEN”規(guī)則是構(gòu)建規(guī)則庫的基礎(chǔ)，并且每條規(guī)則保持一致的信度結(jié)構(gòu)，而規(guī)則庫中第k條置信規(guī)則可表述為

3.2 計(jì)算置信規(guī)則匹配度

計(jì)算帶有信度的數(shù)據(jù)對(duì)能力的匹配程度的方法是：

aij(aij∈[0，1])為輸入xi匹配能力ci的第j個(gè)取值A(chǔ)ij的程度。|Ai|為信度規(guī)則ci前提條件的數(shù)量，φ(xi，Aij)為xi同Aij的相似程度。按照指標(biāo)類型與特點(diǎn)的差異，φ(xi，Aij)有兩種計(jì)算方法。當(dāng)前提屬性是離散數(shù)值時(shí)，則有：

當(dāng)輸入值為專家經(jīng)驗(yàn)主觀判斷的定性指標(biāo)時(shí)，可直接用輸入值，則有：

3.3 計(jì)算規(guī)則激活權(quán)重

規(guī)則激活是對(duì)需要展開評(píng)估的各級(jí)能力指標(biāo)輸入數(shù)據(jù)同之前構(gòu)建的置信規(guī)則庫中的規(guī)則對(duì)應(yīng)匹配，以匹配程度為依據(jù)，賦予相應(yīng)規(guī)則具體權(quán)重。

3.3.1 計(jì)算輸入對(duì)規(guī)則前提條件的匹配程度

通過式（3）形成的轉(zhuǎn)換公式，設(shè)定輸入對(duì)應(yīng)第k條規(guī)則轉(zhuǎn)換為當(dāng)所有前提條件都用“∧”連接時(shí)，有：

公式中θk是第k條規(guī)則的相對(duì)權(quán)重，同理θi是第i條規(guī)則的相對(duì)權(quán)重，αk則是輸入匹配第k條規(guī)則的程度。是第k條規(guī)則里第i個(gè)前提條件的權(quán)重，αk=0時(shí)，ωk=0，此時(shí)第k條規(guī)則未被激活。

3.3.2 輸入對(duì)規(guī)則結(jié)論的信度分布的修正

3.4 聚集基于證據(jù)推理的指標(biāo)

上述三個(gè)步驟，完成了置信規(guī)則庫的構(gòu)建、輸入數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、獲取與輸入數(shù)據(jù)相匹配規(guī)則所呈現(xiàn)的激活程度，而該步驟則是運(yùn)用證據(jù)推理方法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行集結(jié)，本質(zhì)上是以下一級(jí)能力需求的滿足程度為依據(jù)獲得上一級(jí)能力需求程度的分布。

3.4.1 基本可信數(shù)建立

其中ml，k是第k條規(guī)則中第l個(gè)結(jié)論分配的基本可信數(shù)。mR，k為對(duì)第k條規(guī)則的不確定程度，可見

3.4.2 證據(jù)組合

4 作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估實(shí)例分析

由于作戰(zhàn)能力較為抽象，直接對(duì)其進(jìn)行評(píng)估難度大。本文從常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)特點(diǎn)入手，將作戰(zhàn)能力按照作戰(zhàn)需求逐層分解，形成相互獨(dú)立的子指標(biāo)，通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)法與專家評(píng)價(jià)法相結(jié)合的方式，篩選、確定可評(píng)價(jià)的定性指標(biāo)和定量指標(biāo)，最終確定常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系［16～21］，如圖1所示。

圖1 常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系

4.1 作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力分析

本文依托該方法對(duì)某新型常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系展開評(píng)估。在此過程中，為簡化其計(jì)算過程，可設(shè)定各輸入能力指標(biāo)的權(quán)重等同，置信規(guī)則庫內(nèi)各類規(guī)則的權(quán)重也相等，。通過對(duì)作戰(zhàn)單元進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，分析其平時(shí)訓(xùn)練考核數(shù)據(jù)，經(jīng)專家多輪評(píng)議，得到其各項(xiàng)作戰(zhàn)能力指標(biāo)的取值見表1，所構(gòu)建的置信規(guī)則庫見表2。

表1 作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力指標(biāo)取值

表2 作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估規(guī)則庫

設(shè)某常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元P1的作戰(zhàn)能力輸入方案具體參數(shù)為

P1=｛U7=（1800，1），U8=（28，1），U9=（中，1），U10=（90%，1），U11=（70，1），U12=（2400，1），U13=（95%，1），U14=（40%，1），U15=（7，1），U16=（中，1），U17=（35，1），U18=（85%，1），U19=（中，1）｝。

4.1.1 計(jì)算機(jī)動(dòng)能力U2

已知 U7=（1800，1），U8=（28，1），由式（4）可得φ1(1800， 1000)=0，φ1(1800， 1500)=0.4，φ1(1800，2000)=0.6 ；φ2(28，10)=0，φ2(28，20)=0.2，φ2(28，30)=0.8 。輸入激活了規(guī)則庫中 R1，R2，R4，R5，ω1=0.48，ω2=0.12，ω4=0.32，ω5=0.08，μ1=μ2=μ4=μ5=1 。 由 式（8）可 得=(0.048，0.032，0，0.92，0.92，0)，根據(jù)式（9）計(jì)算的 U2（強(qiáng)，中，弱）=（0.6509，0.2699，0.0792）。從計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)輸入信息是完全的，即ε7=ε8=1，則O2=0.6509+0.2699+0.0792=1。

4.1.2 計(jì)算全維防護(hù)能力U5

已知U14=（40%，1），U15=（7，1），U16=（中，1），由式（4）可得φ1(40%，20%)=0.33，φ1(40%，50%)=0.67，φ1(40%，80%)=0 ；φ2(7，5)=0.6，φ2(7，10)=0.4，φ2(7，15)=0；φ3(中，中)=1。輸入激活了R47，R50，R56，R59，ω47=0.198，ω50=0.0462，ω56=0.402，ω59=0.268，μ47=μ50=μ56=μ59=1 ，U5（強(qiáng) ，中，弱）=（0.3394，0.4644，0.1962）。

4.1.3 計(jì)算方案P1的作戰(zhàn)能力值

按照上述方法步驟可得出U3、U4以及U6三個(gè)指標(biāo)的置信度值，最終可求得作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力U1（滿足，基本滿足，不滿足）=（0.6149，0.2988，0.0863）。

4.2 多對(duì)象目標(biāo)評(píng)估結(jié)果比較

假設(shè)當(dāng)前需要對(duì)P1、P2和P3三個(gè)對(duì)象目標(biāo)展開評(píng)估排序。三者中設(shè)定P1是原評(píng)估對(duì)象，而P2中U12=（1500，1），U13=（85% ，1），U17=（65，1），U18=（90%，1），U19=（中，1），其余指標(biāo)與P1保持不變。P3與 P1相比 U9=（弱，1），U10=（85%，1），U11=（100，1），U14=（60%，1），U15=（9，1），U16=（弱，1），其他不變，通過軟件計(jì)算，得到方案 P2的 U1=（0.5198，0.3943，0.0859），P3的 U1=（0.5687，0.3346，0.0967）。P1、P2、P3某型常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力信度分布情況如圖2所示，作戰(zhàn)能力評(píng)估效用值比較如圖3所示，各作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估信度分布與效用值如表3所示。

圖2 多對(duì)象作戰(zhàn)能力信度分布對(duì)比

圖3 常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力效用值對(duì)比

表3 評(píng)估結(jié)果對(duì)比

通過對(duì)比評(píng)估結(jié)果可以看出，P1代表的某型常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力最優(yōu)，P3次之，P2最差。此外，三個(gè)作戰(zhàn)單元在各置信結(jié)論等級(jí)的信度分布十分接近，可是在評(píng)估結(jié)果上仍然存在一定差異。在P2中由于火力打擊能力和綜合保障能力弱與P1，導(dǎo)致P2的整體作戰(zhàn)能力明顯低于P1，而P3中由于指揮控制能力和全維防護(hù)能力弱與P1，導(dǎo)致P3的整體作戰(zhàn)能力明顯低于P1。在P2與P3的對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)，兩者除了機(jī)動(dòng)能力一樣之外，其余四個(gè)能力存在不同程度差異，從而導(dǎo)致整體作戰(zhàn)能力的差異。得分最高的P1作戰(zhàn)單元（90.572分）與排名第2的P3作戰(zhàn)單元（89.44分）相差1.132，與排名第3的P2作戰(zhàn)單元（88.678）相差1.894，而P3與P2之間相差0.762。實(shí)際上P1作戰(zhàn)單元采用某新型常規(guī)導(dǎo)彈武器系統(tǒng)，同時(shí)將各作戰(zhàn)要素集于一身，不僅在人員編配上達(dá)成集中編成，而且在武器裝備上也呈現(xiàn)出集成化的特點(diǎn)，進(jìn)而大幅度提升作戰(zhàn)單元整體作戰(zhàn)能力，相比P2、P3優(yōu)勢(shì)明顯。

5 結(jié)語

本文提出基于置信規(guī)則庫的常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估方法。首先從常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)特點(diǎn)入手分析，了解影響作戰(zhàn)能力的因素與作戰(zhàn)能力需求，并運(yùn)用專家評(píng)價(jià)法和調(diào)查統(tǒng)計(jì)法分層逐項(xiàng)對(duì)其作戰(zhàn)能力評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建，在建立基于置信規(guī)則庫的作戰(zhàn)能力評(píng)估模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)各類指標(biāo)項(xiàng)以證據(jù)推理評(píng)估法對(duì)不同類型數(shù)據(jù)展開融合、推理與繼承，最終通過實(shí)例說明基于置信規(guī)則庫的常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)能力評(píng)估過程。常規(guī)導(dǎo)彈部隊(duì)作戰(zhàn)單元基于置信規(guī)則庫對(duì)其作戰(zhàn)能力開展評(píng)估模型構(gòu)建，能高效解決其指標(biāo)體系層級(jí)多、指標(biāo)類型復(fù)雜以及評(píng)估信息不精確等現(xiàn)實(shí)問題。同時(shí)，通過對(duì)作戰(zhàn)單元進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，分析其平時(shí)訓(xùn)練考核數(shù)據(jù)，經(jīng)專家多輪評(píng)議，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)其作戰(zhàn)能力整體性、系統(tǒng)性的評(píng)估。相較于其他方法，該方法突出評(píng)估結(jié)論在需求滿足程度分部方面的優(yōu)勢(shì)，能有效促進(jìn)作戰(zhàn)單元日常訓(xùn)練效能提升及其作戰(zhàn)能力快速生成。