武器装备体系作战能力探索性评估方法研究

成 浩，何新华，屈 强，张维超

(1.陆军装甲兵学院 信息工程系， 北京 100072; 2.中国人民解放军66136部队， 北京 100042)

改革强军新形势下，我军形成军委-战区-部队的新型联合作战指挥体制。新体制是运行在信息化条件下联合作战的新型指挥模式，它的“新”主要在于不同于以往的作战样式，它不再局限于单一军兵种部队的作战力量、编制体制，更多的体现在战场全局作战力量的系统联动、协同配合、信息互通。另外，军事科技的不断发展和进步，武器装备更新速度加快，伴随着功能和种类的多样化，单一武器装备在对抗中所体现的作用逐渐弱化，更多的要考虑体系对抗中不同系统之间的整体联动、协同配合。

传统的武器装备体系作战能力评估方法通常采用优化模型求出唯一的最优解，再利用灵敏度分析方法，考察最优解对参数微小变化的敏感程度，以此来了解不确定性的潜在影响[1]。虽然可以得到体系能力评估的最优解，但却无法提供多种备选方案，难以全方位多视角为决策者提供方法建议。而探索性评估方法能够弥补传统评估方法的不足，它通过对装备体系不确定因素的反复探索，获得多种水平影响因子组合下的装备体系方案。

1 武器装备体系作战能力评估

1.1 武器装备体系

武器装备是用于作战和保障及其他军事行动的武器、武器系统、电子信息系统和技术设备、器材等的统称。主要指武装力量编制内的舰艇、飞机、导弹、雷达、坦克、火炮、车辆和工程机械等。[2]

武器装备体系是由多种武器装备系统组成的更高层系统，其各系统在功能上相互联系、相互作用，在效能上优于系统效能的单纯叠加，也就是说它的总体行为超越部分，也同时具有一般体系层次性、功能多样性、结构关联性和整体综合性等特点。

1.2 作战能力

作战能力，也就是战斗力，是武装力量遂行作战任务的能力。由人、武器装备和人与武器装备的结合等基本要素构成[2]。通常认为武器装备体系作战能力是指在特定环境下执行某项作战任务时武器装备体系所具备的实力，是一个相对静态的概念，与具体的作战运用过程无关，由武器装备体系的组成结构特性、装备数量、作战运用方式等决定。信息化条件下，武器装备体系作战能力，是以信息技术为纽带，将高效的指挥控制、实时的态势感知、精确的火力打击、快速的机动突击、全维的生存防护和综合装备保障融为一体形成的体系整体作战能力。

1.3 作战能力评估

作战能力评估是指对作战能力的各个组成要素进行综合评价估量[3]。也是为了解部队战斗力情况，及时认清短板弱项，确保对症下药，科学提升作战能力而对部队日常战备建设水平、战时综合作战水平进行的评定和估量。

2 常见的作战能力评估方法

经过多年的广泛研究，国内外专家学者在武器装备作战能力评估方面取得了一定的成果。目前比较常见的方法主要包括定性评估法、解析评估法、指数评估法、统计评估法、指标体系评估法和综合集成评估法。

1) 定性评估法。定性评估法是由评估者根据武器装备体系的相关特征及其作战运用情况，利用自身定性经验直接判断武器装备体系的作战能力。该类方法有较小的约束性、判断比较直观方便，能够充分反映评估者的知识经验储备和主观偏好。但由于评判的主观性、随意性过大，也导致了结论的稳定性差且可信性不高，结果难以接受。

2) 解析评估法。解析评估法是从上到下划分整体作战能力为各类基础指标，再通过解析表达式逐项计算求解，最终获得体系作战能力评估值[4]。该类方法计算模型简单明确，层次清晰，计算难度低。缺点是考虑因素不够全面，预设条件严格受限，不适用于体系对抗下联合作战的能力评估。

3) 指数评估法。指数评估法将武器装备体系逐层划分成各项装备模块，运用各装备模块自身性能参数构建参数公式进行能力评估，最终获得表现装备体系的作战能力评估值。该类方法主要考虑武器装备自身的各类技术指标，忽略或者规避了许多不确定的因素，并且模型系数主要还是依靠军事专家的主观经验评定，模型结构较为简单，易用性强，适用于对武器系统的整体分析和快速评估。

4) 统计评估法。统计评估法是将战史战例、军事演习和装备试验等过程中获取的数据及资料作为参考依据，采用数理统计方法对数据进行分析处理以得到评估参考结果。具体统计方法主要有抽样调查、参数估计、回归分析、假设检验及相关分析等。该类方法对装备整体的能力指标评估比较全面，具有较强的表现性，得到的评估结果较为可靠准确，参考作用极强。在当前大数据发展背景下运用统计评估的方法进行能力评估，符合部队作战筹划要进行“精算、深算、细算”的时代要求，但本方法对数据的依赖性较强。

5) 指标体系评估法。指标分析方法是采用建立指标体系的方式，将整体体系的作战能力逐级分解为各作战子系统、装备单元等的分能力指标，将能独立量化采集的能力指标作为基础指标，通过加权综合方法确定体系作战能力评估值。其实质为对多维指标空间的降维处理。该类方法能够对复杂的武器装备系统构成的全要素进行清晰分解，但也容易忽略了各指标关系间的非独立性而影响系统全要素整体的协同性。另外对能力指标的综合加权处理易产生对高低评价指标的平均趋势，易造成最终评估结果不稳定。

6) 综合集成评估法。综合集成评估法是运用综合集成研讨厅专家经验知识、前人总结方法成果和装备固有知识来解决复杂问题的方法，同样适用于从宏观上研究体系作战能力的评估问题。综合集成方法工作主要包括3个方面：一是从定性到定量。即通过利用专家的定性经验知识，将装备体系转化成可以解析计算和进行仿真实验的模型。二是综合集成。即综合运用各种评估方法的研究成果。三是专家研讨。即对处理无法用模型或者数据描述的不确定问题时，要通过各方面专家参与研讨解决。

3 基于探索性方法的作战能力评估方法研究

探索性方法(Exploratory Analysis)是Rand公司在20世纪90年代研究国防规划与装备论证问题时，在联合一体化应急模型(JICM)和战略评估系统(RSAS)的开发中总结出的一种新的系统分析方法。2000年兰德公司将该方法利用在其题为《恐怖的海峡：中台对抗的军事问题与美国的政策选择》的研究报告中，以2005年发生台海军事冲突为背景进行模拟推演，主要考虑了7个关键变数的影响，进行了1 700多次模型计算，最后分析和总结了计算机模型推演的结果。它注重利用数学模型和系统分析经验，通过交互式改变大量的输入变量，可以有效地求得用户满意的复杂问题的可行解、优化解及近似最优解，是解决复杂军事问题的有效方法[5]。

探索性分析是在对武器装备体系具备宏观和整体认识的情况下，充分考虑体系的各种不确定因素对模型计算的影响，研究分析在各因素条件下所得出的不同定量化结果，完成对特定作战任务下各种不确定因素对所研究系统作战能力的影响，为战略决策的制定和修改提供定量化的依据。它注重利用数学模型和系统分析经验，通过交互式改变大量的输入变量，可以有效地求得用户满意的复杂问题的可行解、优化解及近似最优解，是解决复杂军事问题的有效方法[5]。此方法的主要局限性是：要求研究人员对系统宏观有深入的认识，仿真建模难度较大，随不确定变量的增长模型复杂度急剧增高，要求计算资源巨大，需要具备对海量数据的分析处理能力，且对专家依赖性大。因此，该方法更加适用于解决宏观范围内的作战能力评估问题。

1) 评估流程

武器装备体系作战能力探索性评估是在一定的军事背景和作战任务下，利用少量对体系有重要影响的不确定因素对装备体系仿真模型进行多次探索仿真实验，得到多种方案下体系能力结果，再通过综合评估分析最终实现对装备体系结构优化与作战策略的改进。图1给出了基于探索性方法的装备体系作战能力的评估流程。

2) 高层战略分析

作战能力是一种处在一定军事背景和作战任务中受多重因素影响的复杂系统，而新时代联合作战是体系与体系间的对抗[6]。针对特定的军事背景和作战任务对武器装备体系进行战略性的系统分析，宏观认识武器装备体系及其作战样式，明确下探索性方法所研究的决策目标，尽可能多的获得涉及探索性方法中武器体系及实验背景相关的信息。

3) 识别不确定因素

综合考虑作战背景下主要装备性能参数、自然环境、系统协同关系、作战策略等不确定因素的影响，找出对目标结果影响比较大的不确定因素，定为本次实验的不确定空间。在其他已知因素的前提下，分析研究各不确定因素的取值范围，形成由多种取值的组合方案构成的方案空间。

4) 作战想定空间

在确立和制定作战想定时，应首先进行威胁分析，主要分析作战的背景、环境、任务和对象，重点分析各参战方的兵力规模结构、武器装备配置、主要作战样式、作战意图、战例战绩、重点作战区域等[7]，作为制定想定的依据。想定可根据任务阶段不同进行分级，再根据不同作战阶段分别进行细化，确定各参战方在对抗各阶段所采取的作战计划、投入兵力和武器装备等。

5) 装备体系建模

在特定的作战背景和作战任务条件下，依据作战想定进行装备体系方案的设计。武器装备体系主要由若干武装装备系统组成，各系统下又由若干武器平台或装备单元组成。体系最小粒度下装备构成的作战能力表征又直接体现在评估指标中。本文根据分辨率由高到低的顺序层次划分，将装备体系模型分为体系层-系统层-平台/装备单元层-指标层，如图2所示。需强调的是这里所建立的装备体系模型并非单纯的层次叠加，而是需要综合考虑体系对抗的特点，全面细致描述各层间及同层间的复杂交互关系，如指挥控制、上报、通传、作战协同、信息支援和物资保障[9]等关系，充分反映实战条件的体系对抗需要。

6) 探索性仿真实验

根据构建的武器装备体系仿真模型，进行仿真实验设计。针对对问题目标敏感的不确定因素进行探索性方法研究，得到在方案空间内各种不确定性因素组合而产生的系统结果，即不确定性因素对体系作战能力的影响[8]。文献[1]实例中在某种想定基础下围绕影响因素导弹的命中概率和射程确定探索空间进行仿真实验，通过调整不同数值下的射程和命中概率进行仿真实验，得到一定数量关于导弹发射数量、命中数量、未命中数量、拦截概率等实验结果。

7) 实验结果分析

从实验结果中挖掘信息，通过了解不同水平的影响因素条件下装备体系作战能力效果信息，系统推断出某特定作战背景条件下最优的装备体系作战能力表现方式，为优化作战编成、更好发挥装备体系效能发挥作用。

8) 装备体系结构优化与作战策略改进

根据探索性方法研究的结果提出对武器装备体系结构优化的建议或给出能使体系能力满足作战任务要求的作战策略，为辅助高层决策提供服务。当然，也可以在此基础上继续进行对其他不确定因素的探索性方法研究。

4 结论

在作战能力评估方法的选择中应当根据评估的目的和评估系统的特性进行合理化选择。将探索性方法运用到装备体系作战能力评估领域，是信息化战争条件下建立在复杂系统理论和体系工程基础上的体系对抗需要以及对未来复杂战场全局预知把握的顶层决策支撑。本文在简要介绍常见作战能力评估方法的基础上，重点介绍了装备体系作战能力探索性方法的评估流程和评估各阶段的理论工作思路，从实际角度为探索性能力评估提供一套行之有效的方法流程。下一步将会结合复杂战场环境中装备体系仿真需求，就体系对抗中主要影响因子、装备仿真的力度和仿真实验的精细化算法等方面展开研究。

[1] 曹志敏,曾清,韩瑜.基于仿真的航母编队防空作战能力探索性分析方法[J].指挥控制与仿真,2015,37(3):13-19.

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[3] 李传方,许瑞明,麦群伟.作战能力分析方法研究综述[J].军事运筹与系统工程,2009,23(3):72-77.

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[5] 严宗睿,巫银花,陈勇,等.装备作战需求探索性仿真实验方法研究[J].系统仿真学报,2015,27(8):1888-1894.

[6] 胡晓峰,杨镜宇,吴琳,等.武器装备体系能力需求论证及探索性仿真分析实验[J].系统仿真学报,2008(12):3065-3068，3073.

[7] HONABARGER J B.Modeling Network Centric Warfare(NCW) with the SEAS[D].Air Force Institute of Technology,2006.

[8] 魏继才,张静,杨峰,等.基于仿真的武器装备体系作战能力评估研究[J].系统仿真学报,2007(21):5093-5097.

[9] 李志飞.基于能力的武器装备体系方案权衡空间多维多粒度探索方法及应用[D].长沙：国防科学技术大学,2015.

[10] 李兴兵,谭跃进,杨克巍.基于探索性分析的装甲装备体系效能评估方法[J].系统工程与电子技术,2007(9):1496-1499.

[11] 何小九,李彦彬,朱枫,等. 基于灰色关联和D-S证据理论的导弹系统安全性评估[J].火力与指挥控制，2016(7)：8-12.