非致命防暴动能弹作战效能评估*

曹 昶，郭三学

（武警工程大学，西安 710086）

非致命防暴动能弹作战效能评估*

曹 昶，郭三学

（武警工程大学，西安 710086）

提出了非致命防暴动能弹作战效能的评估法，分析了非致命防暴动能弹的技术性能，建立了以非致命性为核心指标的防暴动能弹效能指标体系。采用定性分析与定量分析相结合，将集对分析法应用到了非致命防暴动能弹的效能评估中，对3种防暴动能弹进行了效能评估。为非致命防暴动能弹的研发生产提供了重要的理论支撑。

非致命性，防暴动能弹，效能评估，集对分析

引言

动能弹是非致命武器的重要组成部分，它以柔性载体的冲击动能打击有生目标，使其产生强烈的痛感、失去抵抗能力或行动受到抑制，却不会造成致命性伤害。在执法部队执勤、处突、反恐中发挥着重要作用。然而，目前对其作战效能的研究却很少，还没有一种权威有效的理论和方法来评估非致命防暴动能弹的效能。有关非致命防暴动能弹的作战效能的评估是一个多因素综合评估问题，通常在效能评估中往往存在两方面的问题：评估指标较多、相互之间存在交互兼容现象，难以取舍；同类别防暴动能弹的作战效能缺乏有效的横向比较评估方法。使动能弹的应用、研发缺乏理论支撑。

为解决上述问题，本文采用了集对分析评估法，选用几款典型的防暴动能弹进行评估比较。通过对非致命防暴动能弹的效能评估，为其研发工作打下了良好的基础，同时为更好地装备部队，提供了有力的技术支撑

1 非致命防暴动能弹的效能指标体系

进行效能评估的首要工作，是从众多评价非致命防暴动能弹作战效能的指标中，科学选取对其影响最大的主要指标，建立一个综合的、系统的评估指标体系。这是整个评估工作的基础，最终决定着评估结果的科学性与权威性。非致命防暴动能弹的应用是确保完成战术任务情况下具有绝对的安全性，也就是说，非致命性是首要的指标。其次，是具有显著的战术性能，满足应用要求。为此，非致命防暴动能弹的效能指标体系由非致命效应、战术性、可用性3个一级指标和相应的多个二级指标组成，结构如图1所示。

图1 非致命防暴弹效能指标体系

1.1 非致命效应

影响非致命效应的指标有弹体打击目标时的动能、比动能和速度。

（1）动能。当弹丸的动能达到一定界限时，就能对人员有效地杀伤。我国现采用国军标中规定的防暴动能弹对人体打击能量标准为98 J，或描述为在离炸点0.5 cm处橡胶球不允许穿透25 mm厚的红松木靶板［1］。

（2）比动能。弹丸的杀伤能力，不仅取决它的动能，还与其作用的面积有关。为满足非致命武器的设计要求，弹丸击中皮肤所致伤情一般依据其深度可分为5°，其中Ⅲ度损伤的比动能达到12 J/cm2就可使弹丸穿过表皮层，进人或嵌入皮下真皮的浅层深约5 mm～10 mm，周围环形出血范围可达30 mm～60 mm×50 mm～90 mm，伤口可见少量出血。因此，防暴动能榴（霰）弹使用时对人体（不含喉部以上部位）不得造成中度（Ⅲ度）和中度以上的损伤，即弹头打击目标的比动能0.5 J/cm2≤e≤12.0 J/cm2［2］。

（3）速度。作用在人体身上的弹丸，若速度超过一定限度会嵌入甚至贯穿肌肤。一般认为弹丸射入皮肤的最小弹速是50 m/s。同时，在一定距离，即使弹丸质量小，但速度过大，同样会使弹丸威力过大而降低安全性。

1.2 战术性能

战术性能是影响防暴动能弹战斗力优劣的重要因素，战斗员可根据战术指标选择合适的警用装备。

（1）射程。不同防暴动能弹射程都不一样，要求其在有效作用半径内，射程越大越好。防暴动能弹的射程一般设计为30 m～50 m。

（2）弹丸散布密集度。是命中目标的弹丸数量与弹丸总数的百分比。在动能榴（霰）弹散布密集度试验中，以一发标准动能榴（霰）弹，瞄准环靶（试验靶纸，一般环靶直径为750 mm，靶心直径50 mm，通过圆心作水平和垂直两条直线）中心射击，以环靶内命中弹丸的百分比表示散布密集度，一般要求不低于40%。为了便于量化评估，这里引入散布圆半径R50，数值越小，表明精度越好。

（3）弹丸数量。防暴动能弹种类繁多，型号迥异，所含弹丸数量也不等，少则几发多则上百发。弹丸数量直接影响到打击面积的大小，所含数量越多，面打击效果就越好。

1.3 可用性

可用性是综合评判防暴动能弹的勤务操作性、可靠性以及经济效益性。设计的防暴动能弹应方便操作，装配简单；在运输、库存、使用等条件下性能稳定，可靠性高；同时价格低廉，方便回收与再利用。

2 基于集对分析法的防暴动能弹效能评估

2.1 集对分析的基本理论

集对是指存在某种联系的两个集合，集对分析即研究这两个集合的联系度。联系度为这两个集合对其共有属性的相同、相异、相反的程度。假设两个集合具有N个共有属性，其中相同属性S个，相反属性P个，相异属性F=N-S-P个。于是有：

集对联系度公式

式中，u为集对联系度；i为相反性系数，取i=-1；j（0＜j＜1）为相异性系数，通常取j=0.5［3］。

2.2 确定评估对象集合因素指标集，得出评估矩阵

本文选取了当前最常使用的38 mm动能弹、97式18.4 mm防暴动能霰弹，以及正在研发的38 mm橡皮块弹作为评估对象，外形结构分别如下页图2所示。

这3种防暴动能弹集合表示为U={U1、U2、U3}，根据非致命防暴动能弹效能指标结构体系，确立具体体现影响防暴动能弹作战效能的9个因素集合指标表示为M={M1，M2，M3，…，M9}，如表1所示。设Ui对于指标Mj的属性参数值为 xij（i=1，2，3；j=1，2，3，…，9）。其中，M1～M6是定量指标，指标参数除38 mm橡皮块弹为实验得出外，其余两款动能弹参数值参考相关资料［4］。M7～M9是定性指标，为专家评估结果。

图2 3种防暴动能弹

表1 非致命防暴动能性能指标参数

由此可得到评估矩阵：

2.3 构建动能弹理想指标评估值

集对分析法认为，在这些已经得到的效能指标评估结果中，不同防暴弹对应每项指标均存在优劣差异，经分析比较，选择每项指标的最优者，组建一个临时的理想评估方案。然后找出其他指标与理想指标的联系度，进而确定最优方案。本文的9项性能指标中弹丸散布精度指标取最小值，其余每项指标中选取最大值作为评估值，并按顺序排列好，就构成了一个临时的理想指标评估值。对应表1，所构成的理想指标评估值xoj为：

2.4 求联系矩阵

显而易见，这里采用集对分析法在进行效能指标评估优选中，只需讨论每一个系统的单一指标值与构造的理想结果的接近程度（联系度），即只讨论同一度，不讨论差异度与对立度。而求联系矩阵R就是计算被评估指标xi（i=1，2，…，n）与理想结果xoj对应指标的同一度。根据式（1）～式（3）有：a+b+c=l，因此，在计算同一度a=S/N时，总是较小的数除以较大的数，即

由此求得联系矩阵为：

2.5 联系度指标合成

考虑到非致命防暴弹效能指标的影响因素较多。为使评估结果更加科学、合理。将各项指标值与相应的权重系数进行线性叠加、或非线性叠加、或线性与非线性混合叠加等进行指标加权合成。从而，通过专家调查法或层次分析法得到各指标的归一化权重向量［5］。本文根据每项指标在整体评价中的相对重要程度，对其进行排序调整，经层次分析法得出各指标的权系数为：

对各项指标值与其相对应的权重系数进行指标合成。这里将联系矩阵与权重矩阵线性叠加，即加权合成，计算公式如下：

根据公式计算得出最终评估矩阵：

经计算得：

同理可得：y2=0.847，y3=0.842。

2.6 选择方案

将得出的结果，按照从大到小的顺序进行排列，数字越大表示综合评价就越好。得出最终的评估矩阵Y。从计算结果容易看出y2＞y3＞y1，也就是说，这3种非致命动能弹药效能评估结果排序为：38 mm橡皮块弹＞97式18.4 mm防暴动能霰弹＞38 mm动能弹。显然，目前正在研制的38 mm橡皮块弹综合效能最好，从理论上为其研发工作打下了良好的基础，肯定了它的应用价值。

3 结论

本文采用集对分析法，很好地解决了非致命防暴动能弹的效能评估问题；建立了以非致命性为核心指标的效能体系；对不同类型的防暴动能弹作战效能进行了横向比较，通过评估比较，肯定了在研38 mm橡皮块弹的战斗性能；证明了该方法理论性强、过程简单、结果可信，可推广到其他非致命武器的效能评估中；得出的结果贴近实际情况。

目前我国非致命防暴动能弹的发展还不是很成熟，理论研究不是很多。效能评估是其设计、研制、运用的基础。但这种评估方法自身存在着一定误差，不太适合进行精确评估。随着高新技术的发展，这些问题还需要进一步细化和完善。

［1］GJBZ 20262-95.中华人民共和国国家军用使用标准—防暴动能弹威力标准［S］.北京：中国标准出版社，1995.

［2］王德文.现代军事病理学［M］.北京：军事医学科学出版社，2002.

［3］郭齐胜，郅志刚，杨瑞平，等.装备效能评估概［M］.北京：国防工业出版社，2005.

［4］赵陕冬，马永忠.非致命武器与警用器材［M］.北京：兵器工业出版社，2005.

［5］许柏树.层次分析法原理［M］.天津：天津大学出版社，1988.

［6］Stocker H.Non-Lethal Weapons Opportunities for R&D［M］. Defence R&D Canada Technical Memorandum TM，2004.

［7］冯志军，薛 青，邵秋峰.集对分析法在作战仿真结果分析中的应用研究［J］.装甲兵工程学院学报，2004，18（1）：10-12.

［8］Holmesm，Huynh T'kline J.Con ceptual System of Systems Enabling Maritime Dominance in the Littorals［R］.Naval Postgraduate School，2004.

Evaluating the Operational Efficiency of Non-Lethal Antiriot Kinetic-Energy Munitions

Cao Chang，Guo San-xue
（Engineering University of the Chinese People's Armed Police Force，Xi'an 710086，China）

This paper presents a method of evaluating the operational efficiency of the non-lethal antiriot kinetic-energy munitions，its technical performance is analyed.It establishes the index system of antiriot Kinetic-Energy munitions which makes the Non-Lethal as the core index.Adopting the method that combines the qualitative analysis with the quantitative analysis.The set pair analysis is applied to evaluate the operational efficiency of the non-lethal antiriot kinetic-energy munitions，and three of them are evaluated.It provides the impotent theoretical basis for the development and design of the non-lethal antiriot Kinetic-Energy munitions.

non-lethal，the antiriot kinetic-energy munitions，effectiveness evaluation，set pair analysis（SPA）

E920.8

A

1002-0640（2014）09-0184-04

2013-06-28

2013-09-06

国家社科基金资助项目（13GJ003-242）

曹 昶（1989- ），男，内蒙古包头人，硕士研究生。研究方向：非致命武器理论与应用。