基于模糊二元对比决策的联合作战对舰突击方案评估

宋树成,刘 刚,毛德军,韩 晨

(海军航空大学,山东 烟台 264000)

对舰突击是海上作战的主要形式之一,是打击敌方水面力量的重要形式。对舰进攻作战方法主要包括水面舰艇对舰进攻作战方法、潜艇对舰进攻作战方法、海军航空兵对舰进攻方法、海军岸防兵对舰进攻作战方法、海军多兵种合同对舰作战进攻方法、水雷武器对舰进攻作战方法和海上战力对航空母舰编队进攻作战方法。

随着现代信息技术的发展,海上作战形式和理念发生了根本性变化,战争形态从“平台中心战”向“网络中心战”转变促进海上作战系统进一步演变,使原来只能对点目标独立跟踪、射击和防御发展到能在大区域进行综合感知、系统控制和联合作战。作战系统突破了单个平台的局限,将舰艇等海上单平台置于卫星、预警机、侦察机、电子战飞机等组成的“大系统”中,以灵活的体系结构构成敏捷的系统，以信息的共享实现信息增值,由互动达到认知的共享,将独立的海上作战平台变为许多单一的分布式武器系统。

基于此,海上对舰突击作战也由传统的单一作战单元,单兵种作战转变为联合作战背景下的联合部队或相关联的多兵种所采取的军事行动,目的是使所有可用能力形成体系以提高整体作战能力。

在制定海上对舰突击方案过程中,由于受各种因素的影响,一般会设计多种备选方案。在选择最优方案的过程中,需要对各方案进行综合评估。

1 模糊二元对比决策法模型[5-6]

1.1 算法概述

模糊二元对比决策法是一种模糊决策方法,该方法对模糊指标的评价较为准确。假设对若干个备选方案依据几个不同的评估指标进行评估,几个评估指标在评价过程中所占权重是确定的。算法以在某一评估指标下各备选方案与预先设定的“理想方案”的接近程度即距离优先比为比较基础,将各备选方案两两对比,将对比的结果进行排序,得出该评估指标下各备选的优劣排序,最后，根据各评估指标所占权重进行方案的最终排序。

1.2 算法描述

设为对舰突击方案集合,则={,,,…,},,,,…,为制定的备选突击方案,以为“理想方案”,“理想方案”是预先设定的理想突击方案。算法最终依据各备选方案同该方案的接近程度来排序。

设为评估指标集合,={,,,…,},其中,,,,…,是突击方案的个评估指标,每个突击方案可以根据各个评估指标量化评分,各个评估指标在方案整体评价中占不同的权重。

根据具体目标舰艇的综合情况、作战环境等因素,结合作战指挥参谋的评估,确定各个突击方案对不同评估指标的得分,得分表如表1所示。

表1 各突击方案对不同评估指标得分表

其中，表示方案对评估指标的得分。建立对舰突击方案集合中各方案的相似关系矩阵,以及距离优先比,相似关系矩阵为

矩阵中每一个元素表示方案集合中的第个方案和与第个方案的距离优先比,其值按式(1)确定:

(1)

0和0分别表示方案、与理想方案的相似度,本文用两个方案的得分差来表示两个方案的相似度,对任意评分指标有:

(2)

将式(2)代入式(1)中得评分指标集合中任意一个指标对应的距离优先比为:

(3)

利用式(3)可建立关于评分指标,,,…,的个相似关系矩阵,分别记为,,,…,。

对于各相似关系矩阵,分别计算出个方案对于个评分指标的排序并作为评价各方案的优劣标准。以为例,即计算出以评分指标为标准,方案,,,…,的优劣顺序,具体方法为:先对相似关系矩阵中任一行(第行)取最小值：

(4)

再对取出的这组(个)最小值排序,即为个突击方案对于评分指标的排序。以此类推,即可得出个突击方案对于个评分指标的排序。根据各方案对各评分指标的排序次序,依据各评分标准在方案评价中所占的权重,便可找出与理想方案接近程度的突击方案的排序,从而得出目标的重要性排序。

2 联合作战对舰突击方案评估指标

联合作战背景下的对舰突击体系组成复杂,影响突击成败的评估指标涉及因素较多,不仅要考虑网络化程度、连通性、控制手段和通信模式及典型速度,还要考虑态势共享和由网络提供的信息所制定的决策一致行动的效果。主要评估指标包括作战力量及火力运用能力、指挥控制能力、电子对抗能力、战场态势感知能力以及后勤保障能力等几项指标。

2.1 作战力量及火力运用

作战力量及火力包括投入作战的军兵种、人员、武器装备等,是作战的参与主体,投入的作战力量越多和作战火力越大,作战的优势也越大,这一因素直接关系到作战成败。海上联合作战是多军兵种、多平台的联合协同作战,涉及多种作战兵力、作战平台、作战系统和作战资源,以发挥整体作战的效能。因此，作战力量和火力运用能力是衡量联合作战背景下对舰突击作战效果的重要指标之一。作战力量及火力运用能力跟掌握、协调和调动作战力量及火力的能力和水平有关,包括作战力量及火力运用的规模、范围、程度、效率和效能。

2.2 指挥控制能力

任何一项军事活动都离不开高效的指挥控制能力,高超的指挥控制能力往往能起到以少胜多、以弱胜强的效果,是决定战场走势的重要因素之一。联合作战是多军兵种、多种作战力量联合参与的作战行动,因此，指挥控制能力是影响对舰突击方案实施效能的核心因素之一,是衡量作战方案效能的关键指标。联合作战指挥控制能力的决定因素包括联合作战指挥控制的范围、容量,联合作战指挥控制的水平、联合作战指挥决策的质量和正确性、联合作战指挥控制的速度,以及联合作战指挥系统适应环境的能力等。

2.3 电子对抗能力

随着信息技术的发展,现代战争形态逐渐演变成信息化战争和“网络中心战”,使原来只能对点目标独立跟踪、射击和防御发展到能在大区域进行综合感知、系统控制和联合作战。

因此,电子对抗已经成为现代海战的重要组成部分,电子对抗能力是衡量作战系统效能的关键指标之一,其强弱是作战系统作战能力的重要指标。电子对抗能力包括进攻性电子对抗和防御性电子对抗能力。涉及雷达对抗、光电对抗、通信对抗、导航对抗和水声对抗等五类。现代高技术海战条件下电子对抗的特点包括战场空间的电磁环境更加复杂多变,频谱范围广,以及战场信息复杂等。衡量综合电子对抗能力的指标包括电子对抗的空间范围、频域范围、方式、手段和敏捷性以及抗干扰能力。

2.4 战场态势感知能力[9]

战场态势感知能力是作战的前提条件之一,战场信息获取、处理及应用能力是决定战争胜负的重要因素,对战场态势数据的获取、处理、传输、使用将其转换为作战效果。主要包括作战空间感知和作战空间认知。作战空间感知是指基于传感器的观察和人工情报源理解当前战场态势,作战空间认知是指通过数据融合或模拟等手段分析理解当前战场态势。作战空间感知能力是作战能力的重要指标。联合作战背景下,作战系统更加复杂,对信息质量要求更高,因此，战场态势感知能力尤为重要。

2.5 后勤保障能力[10]

后勤保障是战争的重要组成部分,联合作战背景下的现代战争比拼的除了军事实力以外,对综合国力、后勤保障、物资运输的要求越来越高。后勤保障能力的强弱直接关系着作战能力的发挥和战力的可持续性。现代海上联合作战保障种类多、范围广,十分复杂,既有航行保障、作战保障,又有装备保障、油料饮食保障。要求做到精确保障、可视化保障、可持续保障。因此,后勤保障能力是衡量对舰突击方案的重要指标之一。

3 算例分析

在一次对舰突击前,作战指挥参谋制定了4个突击方案,则方案集合={,,,}={方案1,方案2,方案3,方案4},是理想方案。

评分指标集合={,,,,}={作战力量及火力运用能力,指挥控制能力,电子对抗能力,战场态势感知能力,后勤保障能力},评分指标视情况可进行多层次量化,且在评价过程中可根据具体作战情况选择5个评估指标所占的比重。假设制定的4个方案对5个不同比评分标准的得分如表2所示。

表2 各备选方案对不同评估指标得分表

根据表2和式(3),计算出相似关系矩阵如下:

根据式(4)对4个方案按照5个评估指标分别进行排序。

根据作战任务实际情况对各评估指标赋予合理的权重,这里设为权重,5个评估指标的权重值分别为:=03,=02,=02,=02,=01。

将各备选方案对各评分指标所得排序的名次与各评分指标权重相乘,计算出各备选方案取得的总分,得分情况如表3,备选得分总得分越小,说明与“理想方案”越接近,整体更优,总得分越大说明与“理想方案”的差距越大,比较而言更差一些,通过比较可以确定4个备选方案中的最优方案。

表3 各突击方案总得分表

从表3可以得出，方案3得分最小,也就是说,该方案最接近“理想方案”,是此次对舰突击的最优方案。

4 结束语

模糊二元对比决策法模型简单实用,从本文的计算过程可见,该方法可操作性强,可作为一种对舰突击方案的决策方法。该方法的实施过程中,需要主要关键两点：一是各备选方案对各个评分指标的打分,打分是根据作战实际情况做到客观谨慎,力求真实反映各备选方案与理想方案的差距;二是在确定各评分指标所占权重时要科学,能反映各指标在方案总体评估中的重要程度。做好以上两点的情况下,模糊二元对比决策法可为对舰突击方案制定提供科学高效的选择方法,对提高对舰突击效能具有较高的实用价值。