联合作战能力差距程度评估方法研究

赵志敏 许瑞明

(1.军事科学院 研究生部，北京100091;2.军事科学院 作战理论和条令研究部，北京100091)

1 引言

从联合作战能力建设发展角度，本文将联合作战能力差距程度定义为需要弥补联合作战能力差距的强烈程度。联合作战能力差距程度评估是能力发展方案选择的重要依据，特别是受资源约束时，需借助能力差距程度优先排序明确能力建设发展的重点，对目标方案进行平衡取舍，引导资源投入到需要迫切发展的能力上，提升资源效益。

当前对能力重要度研究主要集中在需求重要度和体系能力重要度评估两个方面，重要度确定方法有专家调查法和层次分析法［1］。专家调查打分主要依靠经验和个人偏好，无法透彻分析不确定因素，致使重要度确定存在较大的盲目性和随意性。为进一步改善主观性带来的影响，根据能力之间的相互依赖与支持关系，粗略构建能力之间的网络关系图，依靠网络分析法获取体系能力重要度［2］。对于分辨率较高的战役战术任务，利用仿真实验将能力差距或者缺失带来的风险及严重后果融入到重要度确定过程中［3］，充分结合实际情况，使需求重要度排序更加合理。同时为使重要度量化符合不确定环境，引入了区间数模糊度量方法，并利用概率统计方法给出置信度水平，使之符合思维逻辑评判过程［4］。能力重要度分析为能力差距程度评估提供了基础，但从现有文献来看，还缺少对能力差距程度的系统分析与评估方法。能力差距存在多种原因，弥补能力差距的强烈程度受能力自身属性和所需外在因素的共同影响［5］，因此，需要通过综合多种因素来评估能力差距程度。

2 联合作战能力差距程度评估思路

联合作战能力差距程度评估主要涉及两大方面:能力的重要度和能力相对差距的大小。能力的重要度由任务的重要度和能力相对任务的重要度决定;能力相对差距大小主要与能力指标值差距大小、弥补能力差距所用时间长短［5］等客观因素有关，并受主观偏好的影响。因此，联合作战能力差距程度评估应按三个步骤进行:

(1)确定联合作战能力相对战略目标的重要度。首先，利用战略到任务的分解架构，确定联合作战任务相对战略目标的重要度。战略到任务，是一种以定性分析为主的递阶层次分解过程，融入了军事人员大量的经验判断，任务属性的模糊性、任务关系的复杂性、评价者偏好的不确定性使专家在表述任务重要性时，通常采用模糊语言表达一种“柔性”决策，这种“柔性”决策需要进一步采用不确定的评判方法确定任务的重要度。其次，根据任务执行中能力之间的关系，确定联合作战能力相对任务的重要度。面对未来不确定环境，信息化条件下，联合作战能力在完成任务过程中表现出“能动适应性”，通过相互作用形成复杂网络结构，网络节点的重要度受网络拓扑结构和连接支持的影响，仅靠专家定性分析难以作出准确判断，选择合理的网络分析方法是能力相对重要度准确判定的关键。

(2)根据联合作战能力指标差距大小和能力差距的时间属性确定能力相对差距大小，并将主观感知的影响融入到相对差距大小的判定中。能力的多样性使能力指标具有多种不同的衡量标准，量化不同能力指标差距大小时应使用统一的形式，避免标准的多样性;时间也是影响能力相对差距大小判定的重要因素，若改善能力差距所需时间相对较长，则认为能力差距较大，应优先发展，反之，能力差距较小;另外，决策者主观感知的差距大小对实际差距大小的判定有较大影响，如悲观决策者通常认为未达到基本需求的差距相对其他类型的差距更大。因此，能力相对差距大小计算需要综合考虑客观和主观因素的影响。

(3)综合确定联合作战能力差距程度。结合能力重要度和能力相对差距大小的计算思路与要求，将联合作战能力差距程度重新定义为联合作战能力相对战略目标的重要度乘以联合作战能力相对差距的大小。即:

式(1)中，STCGWij表示任务tj中能力i相对战略目标的差距程度，STCWij表示任务tj中能力i相对战略目标的重要度，CGij表示能力i相对任务tj需求的差距大小。

本文结合联合作战能力差距程度的定义和计算方法，重点研究了前两个步骤中采用的计算方法，并以海空作战中某一作战任务为例介绍了方法的具体运用。

3 联合作战能力重要度确定方法

根据“战略、任务、能力”之间的分解框架和层级关系，利用层次分析原理，能力相对战略目标的重要度等于能力相对任务的重要度乘以任务相对战略目标的重要度。即:

式(2)中，STWj表示任务tj相对战略目标的重要度，TCWij表示能力i相对任务tj的重要度。

3.1 联合作战任务重要度确定方法

任务不确定性通常有两种形式，一种是任务发生与否的随机性，另一种是任务状态的不确定性。例如任务的重要与否、任务完成好坏等，这种不确定性没有明显的界限，称为模糊性。基于专家的柔性评判，采用区间数比精确数字更能准确表达任务重要度的不确定性。文中主要采用三角模糊数表达专家的评判意见，并针对战略到任务分解的层级结构，利用模糊层次分析法确定任务重要度。

将多个专家对任务重要度的评判意见进行合成，主要有两种方法:一是在计算相对重要度之前融合专家评价意见，形成群体综合意见，然后根据综合意见计算任务重要度;另一种是先根据各专家评价意见计算任务重要度，然后融合各专家评价的重要度形成群体决策重要度。在此选择第二种合成方法，后者在一定程度上保持了专家评价的独立性，减少评价信息的丢失。

模糊层次分析法是Satty在层次分析法中引入模糊判断理论而创立的，对决策者不能精确定义的重要决策，都以模糊集合与隶属度的形式表达［6］。运用模糊层次分析法计算任务重要度的步骤如下。

(1)构造战略到任务的树形框架。如图1所示是某海空作战任务分解架构。

图1 战略到任务分解框架

(2)利用三角模糊数对任务之间的相对重要度进行定性判断，形成模糊互反判断矩阵。

(3)计算模糊重要度:

式(3)中，aij表示任务i相对任务j的重要度，wi表示任务i相对战略目标的重要度。

(4)采用质心法转化为确定性重要度，即。

使用模糊层次分析之后，得出m(专家数)组任务重要度向量，设合成后重要度向量是STW=(STW1，STW2，…，STWn)，各专家评估任务重要度向量是=()，其中表示专家e确立的任务i相对战略目标的确定性重要度，在不考虑专家权重的前提下，以合成后任务重要度向量与各专家任务重要度向量的偏差平方和最小为目标函数，拟合各专家重要度数据。计算模型如下:

由式(5)可知，在不考虑专家自身权重时，各任务重要度等于各专家评判重要度的平均值。

若根据专家知识结构对专家赋予不同权重，可引用带权重因子的证据合成方法［7］。假设第j个专家的权重是βj，可计算出各专家评估权重的折扣率，其中βmax=max{β1，β2，…βm}，利用折扣率调整任务权重分配函数，调整后利用文献［7］中的计算公式进行计算即可。

3.2 联合作战能力相对任务重要度的确定方法

联合作战能力之间形成复杂网络关系。当前评估复杂网络中节点重要性的方法主要有社会网络分析法、系统科学分析法和信息搜索领域分析法等［8］。社会网络分析法主要是在保持原有网络结构的前提下量化分析每一节点对周围节点的影响力，进而对节点重要性进行排序，主要有度指标法、介数指标法、特征向量指标法等;系统科学分析法是在节点被破坏后把对网络的破坏性作为节点的重要性，主要有生成树数目的节点删除法、网络效率法、凝聚度法等评估方法;信息搜索领域主要是运用信息被连接的次数作为重要性评估依据，是一种基于统计的简单计算模型，在网页设计中得到广泛应用。在复杂网络节点重要度判定中，这些方法都在特定情境下表现出本身的优势和不足，而联合作战能力关系网络内部具有特定的组织程序和相互依赖关系，且相互关系是依靠作战条令提前建立，不能自由改变，如图2所示是图1中任务3.3.1.1的能力关系网络。目前的网络破坏性衡量方法难以适应这种半固定网络关系结构，本文引入邻接矩阵特征向量法计算能力之间的支持度和依赖度，然后综合计算能力相对任务的重要度［6］。步骤如下。

图2 执行战术子任务3.3.1.1的各能力支持关系

(1)计算任务tj中能力之间的支持度。将图2中任务能力之间的模糊关系转换为邻接矩阵R，矩阵中行和列的编号与能力编号相对应。

计算邻接矩阵的主特征根λ和对应的特征向量TSCj，TSCj=(0.2088，0.0786，0.1488，0.0428，0.1488，0.0621，0.0922，0.1002，0.1177)，则 特 征向量TSCj表示在任务tj中各能力之间的支持度。

(2)计算任务tj中各能力的依赖度。将关系矩阵R进行转置，形成矩阵RT，计算RT的主特征值v与对应的特征向量TDCj，特征向量TDCj表示在任务tj中各能力的依赖度。即:

式(6)中TDCij表示在任务tj中能力i的依赖度，TSCij表示在任务tj中能力i的支持度。

4 联合作战能力相对差距大小计算方法

联合作战能力相对差距大小主要与能力指标本身差距大小、改善能力指标的时间长短和对能力相对差距大小的主观感知有关，为进一步量化分析能力相对差距大小，作以下定义。

定义1 对于效益型指标，能力指标改善率TCGR等于能力指标的目标值与现实能力指标值的比值，即:

式(7)中，TCOij表示在任务tj中能力i的目标值，TCFij表示在任务tj中能力i的现实值，TCGRij表示在任务tj中能力i的改善率。利用能力改善率可避免能力不同造成的标准不统一，对于其他类型的能力指标，可做规范化处理［9］。一般情况下，能力改善率越大，能力相对差距就越大。

定义2 任务tj中能力i改善时间占用率λij等于完成能力改善所需时间Yi与预定完成能力建设发展目标方案所需时间跨度Ymax之比，即λij=越大，弥补能力差距所需时间越长，认为能力相对差距越大，弥补能力差距应越优先。

当不考虑主观感知对联合作战能力相对差距大小判定的影响时，通常将任务tj中能力i相对差距大小CGij定义为能力指标改善率与能力改善时间占用率之积:

在实际判定中，主观感知对能力相对差距大小判定的影响主要取决于能力建设发展决策者的主观偏好，即取决于能力指标改善引起主观感知上认同的作战效果变化的大小。联合作战能力相对差距大小计算模型实际假设了能力的差距改善率与能力改善带来的效果成线性变化，而在实际作战任务执行过程中，同一能力的提升与主观感知的作战效果呈非线性关系。若现有能力未达到任务基本需求，联合作战能力将出现严重缝隙，任务损失大，风险难以承受。随着能力逐步提升直至基本需求标准，主观感知的作战效果将大幅度提升，规划者对弥补此类能力差距表现出浓厚的兴趣，即能力在当前状态下，主观感知的能力相对差距较大;反之，若此能力已远超任务基本需求，在资源有限的情况下，其能力被提升的兴趣较小，即主观感知的能力相对差距较小。因此，对同一种能力来说，主观感知的能力相对差距大小受现实能力指标值和能力改善目标值所处状态的影响，不同状态，主观感知的差距大小存在很大差异，所以，在确认能力相对差距大小时，应考虑能力指标值所处状态对主观感知的能力相对差距大小的影响。

根据Kano需求分类方法和能力指标对任务效果提升的贡献，将能力指标值所处的状态划分为基本需求、期望需求、魅力需求三种基本类型［10］。基本需求指完成任务必须具备的最小基本功能或性能指标，若指标达不到基本需求，任务失败，损失严重，且代价不可承受;期望需求指达到任务目的且损失可承受时所要求的功能和性能指标，满足期望需求的指标越充足，任务执行越顺利，越易完成目标;魅力需求指针对任务目标所提供的功能或者性能指标远高于期望需求，即使在最坏情况下，任务目标依然能顺利完成，且损失代价较小。通常能力指标在同一基本状态内，相同的改善率带来作战效果的变化基本相同，主观感知的能力相对差距大小差异较小，而能力指标处于不同状态时，相同改善率引起作战效果的变化差异很大，即主观感知能力相对差距存在很大不同。在实际应用中，为简化各因素相互间影响关系，近似认为能力相对差距大小与能力指标改善率和指标需求类型成指数关系，则能力相对差距大小计算模型调整为:

式(9)中，k的取值与能力需求类型有关。k值的确定可结合军事演习或计算机仿真，采用多元回归分析法实现k值的近似选择。在能力建设发展方案论证过程中，通常悲观者认为若现实能力未达到能力的基本需求，k＞1;若现实能力已达到能力的基本需求，且低于魅力型能力需求，k=1;若现实能力已达到魅力型需求，则k＜1;而非对称战略规划者经常取相反的结果。

在应用计算模型前，应首先判定能力指标值所属的需求类型，然后根据能力指标的需求类型，调整能力相对差距的大小，调整过程如图3所示。

图3 考虑能力指标需求类型的差距大小调整过程

5 示例分析

以如图1所示的某背景下海空作战为例，利用模糊层次分析法评判第一个战术子任务包含的各子任务的重要度，专家模糊评判结果见表1。

表1 专家对战术子任务3.3.1相对重要性评判结果

根据式(3)、式(4)，计算结果转化为确定性重要度是:(0.398，0.034，0.158，0.254，0.080，0.050，0.026)。

同理可计算其他层任务重要度，利用层次分析原理得出战术任务3.3.1各子任务相对战略目标重 要度是:(0.033，0.003，0.013，0.021，0.007，0.004，0.002)。

不考虑专家权重，利用式(5)合成后任务重要度是:(0.033，0.005，0.010，0.02，0.007，0.005，0.003)。

任务3.3.1.1中能力相对任务重要度是:(0.146，0.092，0.117，0.082，0.11，0.108，0.127，0.127，0.09)。

取λij=(0.3，0.2，0.3，0.4，0.1，0.2，0.5，0.5，0.4)，经专家分析，根据各能力对应的需求类型，确定k值为(2，2，1，1，2，2，2，1/2，1/2)，改善率TCGRij为(1.1，1.2，1.1，1.2，1.3，1.21，1.2，1.2，1.23)。

利用式(9)得能力相对差距大小:(0.363，0.288，0.33，0.48，0.169，0.293，0.72，0.548，0.444)。

通过式(1)得能力差距程度:(0.0017，0.0009，0.0001，0.0013，0.0006，0.001，0.003，0.0022，0.0013)。

由计算过程可知:信息防御能力与防火力打击能力相对任务重要度相同，而k值不同，其差距程度计算结果分别为0.003、0.0022，信息防御能力差距程度比防火力打击能力增加了36%，符合预期结果，可见在一定条件下，能力差距程度受需求类型影响较大。

6 结束语

联合作战能力差距程度是能力优先发展方向确立的基础，对于资源的合理分配具有导向作用。结合我军实际情况，本文提出了多种因素相结合的能力差距程度综合评估模型，将改善时间占用率、目标改善率与需求类型反馈到计算模型中，目的是从全局的角度确认能力建设中需要迫切发展的薄弱环节，确保需要长时间才能改善的能力指标优先发展，以保证能力建设发展的协同性，且防止重要度比较小的能力得不到重视，差距逐渐扩大引起短板效应，使差距程度评估更符合实际情况。根据不同需求类型调整能力相对差距大小，反映了决策者的主观偏好，使方法更具适应性。但在能力相对任务的重要度计算中，对实际情况进行了较大简化，若需更精确计算重要度，还需结合仿真实验进一步研究能力之间的相互作用规律。

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