轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估

汪江鹏，汪民乐，邓力源，邢帅统，张超丽

（火箭军工程大学，西安 710025）

0 引言

轻型合成营执行高原山地进攻作战任务面临的挑战是巨大的。现代信息化战争中，武器装备信息化程度高、敌我双方对战激烈、武器威力巨大，局部战场将在短时间内集中高强度、高密度的火力打击，对人员和武器装备的摧毁是轻而易举的。以当前世界各类典型武器装备为例，如瑞士“SIG716 步枪”，空枪质量4.99 kg，弹匣容量20 发，射击精度0.6 MOA～0.7 MOA；英国“M777 榴弹炮”，对30 km左右的目标发射普通榴弹，可命中150 m 范围内的目标，对10 km 距离上的目标发射普通榴弹，命中精度达到50 m，发射“神剑”制导炮弹时，射程40 km，圆概率误差10 m；以色列“苍鹭无人机”，航程250 km，续航时间50 h，可携带光电/红外雷达等侦察设备实施侦察监视等。这些高科技武器装备的加入，使得未来战争更加激烈。

本文从轻型合成营高原山地进攻作战全过程出发，深入分析轻型合成营高原山地进攻作战过程，建立轻型合成营高原山地进攻作战生存能力用例图、活动图和评估指标体系，分阶段建立轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估模型。

1 基于UML 的轻型合成营高原山地进攻作战生存能力概念模型

生存能力是指遭受敌方攻击后，得以生存并具备反击的能力。本文通过用例图的方法，依据轻型合成营高原山地进攻作战过程中所包括的集结、机动、待机、发射4 个状态，找出轻型合成营高原山地进攻作战过程中的生存能力所有用例，建立轻型合成营高原山地进攻作战生存能力用例图，如图1 所示。

图1 轻型合成营高原山地进攻作战生存能力用例图

轻型合成营高原山地进攻作战总体分为集结阶段、机动阶段、待机阶段、冲击阶段，合成营处在不同阶段时，其生存能力是不同的。在集结阶段，可能对我实施卫星、无人机侦察等；在机动阶段，可分为机动状态和待机状态，可能遭遇敌小股兵力袭扰、核生化武器袭击、电磁干扰、远程火力炮火覆盖等；在冲击阶段，是合成营高原山地进攻作战最激烈的时刻，遭遇火力威胁最大，人员武器装备的生存能力最低，可能遇到的火力打击是敌所有武器火力打击的集合。下面建立轻型合成营高原山地进攻作战生存能力的活动图，如图2 所示。

图2 轻型合成营高原山地进攻作战生存能力活动图

2 评估指标体系构建及指标量化

基于评估指标体系的构建原则，结合轻型合成营高原山地进攻作战所面临的现实威胁，从实际出发，构建了轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估指标体系，如图3 所示。

图3 轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估指标体系

战斗警戒防卫能力是战斗发起后防敌侦察、渗透、袭击，保卫我方作战行动安全采取的能力；行军警戒防卫能力是保卫合成营行军安全的警戒，有前方警戒、后方警戒和侧方警戒；驻止警戒防卫能力是保卫合成营宿营或者其他临时停歇驻止安全的警戒。防化学武器能力是合成营在遭敌化学武器袭击时，能够辨识化学武器类型、沾染检查、消除沾染进行自身防护的能力；防生物武器能力是合成营在遭敌生物武器袭击时，能够辨识生物武器类型、沾染检查、消除沾染进行自身防护的能力。指挥控制系统电磁防护能力主要是指挥控制系统抵御信息攻击，保证其安全可靠运行的能力；通信系统电磁防护能力是指合成营指挥机构与上级、友邻、下级保证信息互通的能力；武器装备电磁防护能力是装备中电子元器件免受电磁干扰和电磁毁伤的能力。快速反应能力是合成营得知敌精确打击时，迅速作出决策，采取应变行动的能力；抗毁伤能力是合成营遭敌精确打击后能够继续执行本职任务的能力；伪装能力是指可见光、雷达、红外侦察下轻型合成营被发现的综合概率。

2.1 定量指标计算

评价因素中，定量指标包括战斗警戒防卫S、行军警戒防卫S、驻止警戒防卫S、防化学武器能力S、防生物武器能力S，可通过年度军事训练考核成绩给出区间［1-100］的评价值。

伪装能力S，包括敌可见光侦察、雷达成像、红外成像侦察下的伪装能力。

其中，r 为轻型合成营与背景的亮度对比系数；l表示亮度系数；l为背景的亮度系数（当物体为理想漫射体时，亮度系数与反射率等值），如表1 所示；θ 为目标修正因子，如表2 所示；k 为成像设备的地面分辨率（m）；l 为目标的几何尺寸（m）；a 为气象因子，如表3 所示。

表1 高原山地条件下气象因子亮度系数（反射率）

表2 高原山地条件下目标修正因子

表3 高原山地条件下气象因子

2）雷达成像侦察下轻型合成营高原山地条件下发现概率模型：

雷达成像侦察是以合成孔径雷达为主，具有全天时、全天候、多视角、穿透力强的特点，雷达探测时，只有目标信噪比s＞k时，目标才能检测到，k为检测系数，实验表明，当目标和背景的信号强度大于1.5，雷达银屏上呈现清晰光标。当满足s＞k时，合成营在雷达成像侦察下被发现的概率

式中，σ 为目标的雷达截面积，典型雷达截面积（RCS）如表4 所示。

表4 高原山地条件下常见目标雷达截面积

3）红外成像侦察下轻型合成营高原山地条件下发现概率模型：

星（机）载红外侦察装备被动接收目标物体的红外热辐射，根据目标与背景的红外辐射能量实施目标侦察，只有接收到的目标红外辐射大于噪声辐射，且目标与背景辐射查表超过红外侦察装备侦察阈值。

2.2 定性指标计算

定性指标包括指挥控制系统电磁防护能力S、通信系统电磁能力S、武器装备电磁防护能力S、快速反应能力S、抗毁伤能力S，由专家直接对评价要素按照百分制标准分别进行评价，然后利用简单平均法公式进行计算。

3 轻型合成营高原山地进攻作战分析建模

轻型合成营高原山地进攻作战，分4 个阶段，分别为集结阶段、机动阶段、待机阶段和冲击阶段。考虑到边境自卫反击作战实际，集结阶段一般在腹地，距离战场地域较远，敌作战行动以敌卫星侦察为主，对我人员武器装备生存威胁较小，在此不作考虑。本文从轻型合成营进入进攻出发阵地待机阶段开始，进行评估轻型合成营生存能力评估。

3.1 熵值法权重计算

1854 年，克劳修斯首次提出熵的概念，其表示体系混乱程度。熵值法是用来表示某一个指标离散程度的数学方法，离散程度越大，说明该指标对评价对象的影响越大。熵值法能够避免主观因素的影响，依据数据得到指标权重。熵值法计算权重的步骤，如图4 所示。

图4 熵值法计算权重流程

1）构造问题层次结构图

2）构建指标决策矩阵

3.2 待机阶段生存能力模型构建

待机阶段，是轻型合成营进行战斗准备和等待战机时节。轻型合成营选择待机地域应充分利用高原山地山体庞大、地形复杂的特点，选择具有良好的隐蔽条件和便于进出与机动的地域。在待机阶段，敌对我实施卫星、无人机侦察，我待机阵地可能遭到敌方远程火力和精确制导弹药打击。待机阶段生存能力模型构建如下：

3.3 机动阶段生存能力模型构建

机动阶段，是轻型合成营为达成一定目的而有组织地转移兵力或火力的作战行动。根据轻型合成营高原山地进攻作战生存能力的威胁程度及高原山地地形割裂、交通不便的特征，在此所讲的机动阶段，是指轻型合成营从进攻出发阵地向冲击出发阵地机动阶段，敌将对我实施不间断的卫星和无人机侦察，可能对我实施远程火炮和精确制导弹药打击。机动阶段生存能力模型构建如下：

3.4 冲击阶段生存能力模型构建

冲击阶段，是轻型合成营迅猛冲向攻击目标的战斗行动，是作战中最激烈的阶段，也是生存能力威胁最大的阶段。在冲击阶段，由于敌情威胁较大以及高原山地氧量少、地势险的特点导致行动较慢，我方将面临敌所有可能发挥的一切火力打击，包括步枪、机枪、炮兵等火力打击。冲击阶段生存能力模型构建如下：

3.5 轻型合成营高原山地进攻生存能力模型构建

4 案例评估

以某轻型合成营高原山地进攻作战为例，生存能力基本指标体系中定量指标通过采集部队演训活动原始数据得到，定性指标利用专家打分的方法得到。

4.1 定量指标计算赋值

某轻型合成营高原山地进攻作战生存能力定量指标数据采集，如表5 所示。

表5 定量指标采集数据

伪装能力计算：

可见光侦察p，假设可见光侦察装备地面分辨率为0.1 m，在不考虑气象因子的情况下，结合式（2）可得我方可见光被发现概率：p=0.625 6。

雷达侦察p，假设虚警概率为10，方位向分辨率为14 m，距离向分辨率为9 m，中心视角为45°，结合式（3）、式（4）可得雷达探测系统下被发现的概率：p=0.867。

红外侦察p，在加装隔热装备的情况下，结合式（5）可得红外侦察探测率：p=0.75。

由于侦察装备探测能力与目标待机或机动状态无关，结合式（1）伪装能力：p=p=1-ppp=0.407。

冲击阶段，轻型合成营与敌作战距离较短，很容易发现我方人员及行动，这里认为目标伪装能力：p=0。

4.2 定性指标赋值

为了保证评估结果的科学性和准确性，本文邀请20 名专家对定性指标赋值进行咨询，他们分别为5 名炮兵旅指挥员、5 名机关作训参谋、5 名作战分队指挥员、5 名院校及科研单位专家，结合式（6）得到定性指标值，如表6 所示。

表6 定性指标专家打分统计

4.3 权重计算

由20 位专家直接确定指标权重，结合式（7）、式（8）可得各指标权重，如表7、表8 所示。

表7 一级指标权重

表8 二级指标权重

4.4 生存能力计算

建立的轻型合成营高原山地进攻作战生存能力模型，运用Matlab 计算可得，如图5～图8 所示。

图5 待机阶段轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估值

图6 机动阶段轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估值

图7 冲击阶段轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估值

图8 轻型合成营高原山地进攻作战生存能力评估值

由上图观察可知，某轻型合成营单独执行高原山地进攻作战时，生存能力较弱，处于较低水平；待机阶段和机动阶段生存能力较强；冲击阶段，生存能力受到巨大威胁。

5 结论

根据本文得到的结论表明，某轻型合成营在单独执行高原山地进攻作战任务过程中，其生存能力受到敌联合火力打击的威胁巨大。轻型合成营执行高原山地进攻作战任务需要重点把握以下几个方面：

1）机动能力提升。现代信息化战场空间不断延伸，为避免长时间机动暴露我方目标，需要进一步提升合成营机动能力，同时也可以有效规避敌火力打击。

2）夺取电磁权。高科技装备使得现代战场更加透明，敌我行动暴露无疑，有效破坏或干扰敌侦察监测装备、电子设备、通信系统等，对于确保我方作战行动保密具有重要意义。

3）深化联合作战。轻型合成营高原山地进攻作战，可能受到敌陆域、空域、太空域、电磁域等生存威胁，必须深化联合作战思想，加强联合作战演练，真正做到兵种和火力的联合作战。