海上远程精确打击体系作战能力评估指标空间建模方法研究
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全域作战能力评估相关问题研究季明(军事科学院评估论证研究中心,北京100091)摘㊀要:阐述了全域作战概念提出的背景,全域作战概念在作战空间上有新拓展,是在物理域㊁信息域㊁认知域㊁社会域各域不同层次力量的深度融合㊂分析全域作战能力评估面临的困难与挑战,提出采用复杂网络理论和超网理论对全域作战进行描述,通过构建网络化指标和动态测量的手段评估全域作战能力,对未来深入研究全域作战能力评估问题有借鉴作用㊂关键词:全域作战;作战概念;能力评估;作战体系中图分类号:E917文献标志码:A文章编号:1672-8211(2018)01-0015-051㊀引言在中国共产党十九大报告中,习近平主席明确指出 要提高基于网络信息系统的联合作战能力㊁全域作战能力 [1],这为我军作战理论发展指明了新的方向㊂深入研究 全域作战 概念,探索面向全域作战能力的评估理论与方法,从而为提高全域作战能力提供必要的理论支撑,具有十分重要的现实意义㊂2㊀我军全域作战概念辨析2.1㊀全域作战概念的新提出党的十九大之前,习近平主席在中国人民解放军陆军领导机构㊁中国人民解放军火箭军㊁中国人民解放军战略支援部队成立大会上致训词中也曾经提到过 全域 的概念㊂对陆军提出 加强顶层设计和领导管理,优化力量结构和部队编成,加快实现区域防卫型向全域作战型转变 [1]㊂对火箭军提出 按照核常兼备㊁全域慑战的战略要求,增强可信可靠的核威慑和核反击能力,加强中远程精确打击力量建设,增强战略制衡能力,努力建设一支强大的现代化火箭军 [2]㊂在十九大报告中,习主席面向全军,提出 提高基于网络信息体系的联合作战能力㊁全域作战能力,有效塑造态势㊁管控危机㊁遏制战争㊁打赢战争 的新要求㊂这与以往针对某独立军种提出的全域作战概念完全不同,主要体现在如下两个方面:一是现代化陆军的全域作战,指的是在陆域拓展作战空间,实现陆军由区域防卫型向全域作战型转变㊂以前由于装备能力㊁保障能力等方面的限制,陆军的机动能力无法满足全域作战的要求,只能执行区域防卫型作战任务㊂随着我军现代化建设的发展,陆军的作战空间比以前有了极大拓展,向全域作战型转变,但是这里的全域作战,主要指的仍是陆军在该军种所处的物理域作战空间中进行的作战行动㊂二是现代化火箭军的全域慑战,主要指的是增强火箭军的中远程精确打击能力㊂这里的全域作战,主要指的仍是地球物理域意义上的全域,即火箭军可靠㊁可信的全球可达的中远程精确打击能力㊂可以看出,以上两处 全域 的概念,重点针对各军种的特色,主要内涵仍然是物理域的全域概念㊂十九大报告中的全域作战,是针对全军作战所提出的,其内涵更为丰富深刻,不仅要打破各军种㊁各领域的界限,拓展各军种在陆㊁海㊁空㊁天㊁电㊁网等领域的能力,还要将这种作战能力向认知域和社会域拓展,实现在物理域㊁信息域㊁认知域㊁社会域各域不同层次力量的深度融合和行动的全面联合,进而实现不同域能力的收稿日期:2018-01-26作者简介:季明(1978 ),女,副研究员,博士,主要研究方向为军事运筹学㊂2018年3月军事运筹与系统工程Mar.2018第32卷第1期MilitaryOperationsResearchandSystemsEngineeringVol.32No.1互补增效㊁同域能力的叠加增值,以充分发挥战争体系的整体效应,达到提高我军全域作战能力的目标㊂2.2㊀全域作战概念的作战空间新拓展为了更好地理解我军全域作战概念,可对全域作战的作战空间从作战域和功能域两个维度来划分㊂一是从作战域维度来说,全域作战包括从传统的 陆㊁海㊁空㊁天 这样的物理空间,拓展到 陆㊁海㊁空㊁天㊁电㊁网 这样的既有物理域㊁也包括信息域的更为广泛的空间;二是从功能域维度来说,不仅包括物理域和信息域,还要拓展到 物理域㊁信息域㊁认知域㊁社会域 ㊂如图1所示㊂图1㊀全域作战的作战空间示意图随着战争形态的不断发展,作战空间不断向新的领域拓展,全域作战使得作战行动不仅覆盖传统物理域和信息域,还将在社会域和认知域出现㊂这将给新的作战空间中作战力量建设㊁作战行动样式㊁作战指挥方式等带来一系列新的问题㊂2.3㊀ 全域作战 概念的新内涵全域作战,不仅作战领域比以前传统作战概念有所扩展和延伸,其内涵也更为丰富和发展,是在物理域㊁信息域㊁认知域㊁社会域各域不同层次力量的深度融合和行动的全面联合㊂(1)对全域的 全 的理解,包括两个层面的含义㊂一是从不同域角度来说,其作战行动覆盖全域所指的所有域,即采取的作战行动覆盖陆㊁海㊁空㊁天㊁电㊁网㊁认知与社会域,在所有域中全面实施作战行动,确保在所有域中发挥作用,形成战争体系的全面优势;二是从所处单域角度来说其作战行动覆盖某个域的全部,即在每一个单域中,所有行动也能够打破军种和力量的界线,形成在该域中的所有力量的全面融合和协同,形成在每一个单域的能力优势㊂(2)全域作战不仅强调多域协同,还强调同域协同和跨域协同㊂全域作战强调,在物理域㊁信息域㊁认知域㊁社会域等功能域实现不同层次力量的深度融合和行动的全面联合,进而实现不同域能力的互补增效㊁同域能力的叠加增值,以充分发挥战争体系的整体效应㊂同域协同,指的是同一领域内集成运用各军兵种能力,使各军兵种力量之间实现无缝连接,从而获得该领域的最大优势㊂跨域协同指的是在不同领域互补性地而不是简单叠加性运用多种能力,使各领域之间互补增效,从而在多个领域建立优势,形成整体作战优势[4]㊂(3)全域作战不存在突出某军种在联合作战中的地位问题,而是强调全军融合㊁军民融合㊂我军的全域作战,不仅要全面融合我军各军兵种全部力量,更要全面联合各种社会力量,拓展各军种㊁预备役的行动范围,走好军民融合的战略道路,整合民间力量㊂以军兵种为主,实现物理域的火力与机动;以军民融合为主,实现信息域的攻击与防护;以社会力量为主,实现社会域的战争潜力与战争动员;在全域作战指挥机构的全面指挥协同下,实现包括认知域在内的多种㊁多维能力的同步协调与联动,形成全域作战优势㊂3㊀全域作战能力评估面临的主要困难与挑战当前,对于体系作战能力的评估仍是一个新兴的课题,而面向全域作战能力的评估尚未真正开始㊂全域作战能力评估,虽然可以借鉴和使用过去关于作战能力评估的一般方法,但是传统方法在面对全新作战概念评估时,存在诸多不足,全域作战能力评估面临多重困难与挑战㊂3.1㊀全域作战体系的复杂性特点给评估带来巨大困难全域作战体系是典型的复杂体系,具有显著的体系复杂性特点,如涌现性㊁适应性㊁进化性㊁不确定性等㊂全域作战能力通过组分系统间同域协同㊁跨域叠加等相互作用涌现产生,这种涌现性是体系‘军事运筹与系统工程“㊀2018年第1期整体性效果的体现,反映出体系能力非线性的特点,既不能按还原论方法进行叠加组合,也不能简单地由统计规律获得㊂全域作战体系还在不断演化中,特别是社会域和认知域中的组分系统,每时每刻都在不断变化,整个全域作战体系是个实时的㊁具有生命的 活 系统,具有实时的进化性和适应性㊂体系能力还具有相对性,不是孤立的㊁绝对的,相对于不同使命㊁威胁㊁环境有很大差别,不同的对手㊁不同的过程,就可能有不同的结果[3]㊂由于全域作战体系比以前的作战体系组分更多㊁结构更复杂,存在更大的不确定性,使得全域作战能力的指标值呈现出非常大的模糊性和随机性,采用传统的作战能力评估方法难以处理和反映作战体系的这些复杂性特征㊂例如,建立在线性关系基础上的指数法,采用多指标线性加权的方法获得体系的聚合能力值,忽略了作战体系内部组分系统的相互作用,无法描述体系能力整体性和非线性的本质特征;层次分析法难以评估体系内部各种能力的相互作用以及复杂环境条件的影响;ADC法和SEA方法缺乏对体系不同状态之间的复杂关系的分析等㊂3.2㊀全域作战新的作战域行动难以描述和评价全域作战行动,不仅包括传统的物理域火力攻击和信息域网络攻防等行动,还包括社会域和认知域的全新行动㊂过去,对于体系能力评估的理论和方法,大多集中于研究火力攻击㊁电磁攻防㊁网络攻防等行动,主要评估物理域和信息域的体系能力,而要对全域作战能力进行评估,势必要对认知域和社会域有清晰的理解㊁认知和描述㊂然而,当前对于全域作战中的认知域和社会域行动,在理论上还缺乏清楚的认知,尚不能进行概念描述和建模;在方法上,对于社会域的战争动员㊁社会保障以及认知域的舆论战㊁新闻战等多种行动,也难以建模和评估㊂特别是在社会域和认知域的行动中, 人 的认知行动起到了重要作用,对于人的认知行为的描述和评价同样是极为困难的㊂上述这些不足,都给全域作战能力评估带来了重重困难㊂3.3㊀同域协同㊁跨域协同㊁多域协同的效果难以评估全域作战概念的提出,不仅极大地改变了作战体系的对抗环境和对抗方式,对作战体系的组成㊁结构和应用也产生了直接的影响㊂作为一个全新的作战概念,其行动覆盖㊁跨越了多个领域,如图2所示㊂这种跨域效应使作战体系各组分之间的关联关系越来越密切,组分系统的任何行为都可能被体系中的耦合关联所传递和扩大,进而产生较大范围的影响㊂如何评价这种跨域导致的体系脆弱性㊁跨域依赖程度㊁级联效应等整体性效果的评价,都是评估所面临的新的难题㊂全域对抗形态将使得体系能力,由连续累积方式转变为瞬时跃迁(坍塌)方式,其同域协同㊁跨域协同㊁多域协同等行动,反映了作战体系网络化的交互过程㊁网络化的级联效果,对于体系作战能力的生成起到了关键作用,这些协同产生的体系网络化交互效果,决定了全域作战的整体能力,使得全域作战能力评估更为复杂㊂图2㊀全域作战的跨域行动示意图4㊀对全域作战能力评估方法的思考4.1㊀基于复杂网络和超网络理论描述全域作战概念复杂网络是反映复杂系统的一种网络形式,是对复杂系统相互作用的一种本质抽象㊂目前,复杂网络在军事领域的运用研究已经引起各国军队和学术界的高度重视,美国JefferyR.Cares提出的信息时代战斗模型IACM[4](InformationAgeCombatModel)以及关于网络化效能的研究,就是复杂网络全域作战能力评估相关问题研究理论应用于作战体系研究的一个典范㊂IACM模型将作战节点分为四类[5]:Sensor(传感器)㊁Decider(决策者)㊁Influencer(响应者)和Target(目标),并根据节点之间的关系构建了各种作战网络,体现了作战从信息域的感知㊁认知域的决策㊁物理域的毁伤跨域展开的典型特点㊂近年来,随着复杂网络理论的发展,超网络理论在研究体系性质方面越来越受到重视㊂与复杂网络理论相比,其研究对象由单一网络提升至相互依赖网络(InterdependentNet⁃works),超网络[6,7]是由不同结构㊁不同功能的网络通过某种关系进一步连接形成的更高层次的网络㊂从图论的观点来看,超网络是规模更大的异质网络,是复杂网络理论的新发展,传统复杂网络理论重点在于单个网络的研究,而超网络则是在传统单一网络基础上进一步考虑了网络与网络之间的关系㊂全域作战行动的多域㊁跨域行动等特点,使得全域作战体系呈现出明显的复杂网络特性和超网络特点,因此可以采用复杂网络理论和超网络理论对全域作战体系进行描述和评估㊂基于复杂网络理论与超网络理论,构建以物理网㊁信息网㊁交互网为核心的单域㊁多域㊁跨域的全域体系作战模型,将不同域的系统组分作为节点,将组分之间的跨域行为与交互作为 边 ,通过对跨域的各种性质的 边 进行构建,支撑对组分之间复杂关系导致的整体涌现性效果进行分析,研究全域作战体系的拓扑结构及其演化规律,探索体系涌现的机制,对关键点㊁脆弱性以及级联反应进行研究,实现对体系作战效能的整体评估㊂4.2㊀构建面向全域作战能力评估的网络化指标评估指标是对作战能力进行评估的基础,也是研究体系能力形成机理的关键㊂由于全域作战体系的复杂性,传统树状指标体系已经无法满足对复杂系统评估的要求,需要构建出面向全域作战能力评估的网络化指标㊂网络化指标中每个指标都反映了体系能力某方面的属性或特性,而指标之间的关系则反映了体系能力形成的某种机理㊂由于评估指标反映了评估人员对体系的认识,不同的评估活动中要评估的内容不同,导致评估指标也千差万别㊂图3给出的是对全域作战能力评估的网络化指标示例㊂面向全域作战能力评估衡量,可从全域整体能力㊁同域联动能力和跨域协同能力三个方面着手,选择能够反映这三个方面关键能力的典型指标,从而从不同侧面研究全域联合作战能力,并力图寻找指标间存在的关联关系㊂(1)全域整体能力,选择任务完成度作为反映全域作战能力的整体指标,选择全域指控能力㊁全域网络连通度作为反映集中全域整体能力的辅助性指标㊂(2)跨域协同能力,选择跨域感知协同度㊁跨域指控协同度和跨域火力协同度综合反映跨域协同能力㊂(3)同域联动能力,选择域内信息共享度㊁域内火力协同度㊁行动协同度等指标,反映同域联动能力㊂指标体系框架图由全域整体能力㊁同域联动能力和跨域协同能力三个方面指标组成,反映分析人员从不同方面对全域作战进行评估,每一方面内有多个典型指标,对各方面的能力进行多角度度量㊂图3㊀全域作战能力评估网络化指标框架‘军事运筹与系统工程“㊀2018年第1期指标之间的线段表示指标间可能存在一定的数量变化规律或者相互影响关系,这些关联关系能够反映全域作战的内在机理和联系㊂在对全域作战能力的评估中,不仅关注单个指标的结果,更关注指标间关系的研究㊂以该指标体系框架为基础,从全域整体能力㊁同域联动能力和跨域协同能力三个方面入手研究全域联合作战,通过仿真实验对这些指标进行获取,并验证指标间存在的关系,既能够对全域联合作战有整体性评估,还能够从不同侧面研究全域联合作战的内在机理,把握全域作战的运行规律㊂4.3㊀全域作战能力的动态测量评估全域作战能力具有相对性,对手不同能力不同,能力是对抗双方矛盾运动的反映㊂全域作战体系是 活 的系统,具有适应性和进化性,在不断动态变化,因此对全域作战能力的评估不应是一次性的计算,而应将体系放在对抗的仿真环境中,对 活 的体系进行不断动态测量的过程㊂基于仿真手段,针对全域作战的不同对手组织多层次㊁多角度的虚拟对抗,对时域上变化的仿真实验数据进行数据采集以及映射处理,以可视化的方式提供给评估人员,并对这些时序数据进行实时动态分析和仿真后分析,完成对全域作战能力的动态测量评估㊂一些指标的抽象层次高,无法直接通过仿真数据获得指标值,还需要根据分析者对问题的分析才能得到,特别是一些网络指标还需要对体系进行二次建模才能进行采集㊁处理与计算㊂图4显示了经过对指控网络的情报流和感知流进行抽象建模之后,对仿真系统实时采集㊁测量得到的流数量-时序图㊂深色曲线为情报流(较高),浅色曲线为感知流(较低的),通过对 流 的测量以及流间时滞和相关性的分析,寻找作战规律㊂对体系能力的动态测量是进行体系评估的新理念和新方法,是突破传统还原论思想,对体系能力进行 整体㊁动态㊁对抗 三位一体综合评估理念的重要手段,通过动态测量,对海量仿真过程数据和结果数据进行深入挖掘,可为全域作战能力评估和制胜机理研究提供支撑㊂5㊀结束语全域作战能力,是党的十九大报告提出的全新作战概念,对其概念内涵㊁作战样式㊁作战行动㊁作战力量的研究尚在起步阶段㊂本文尝试分析和描述全域作战概念,梳理全域作战能力评估面临的困难和挑战,对适用于全域作战能力评估的理论与方法进行了思考,为创新具有我军特色全域作战概念,实施全域作战能力评估等问题研究,在理论与方法上进行了先期探索㊂参考文献[1]㊀‘党的十九大报告辅导读本“编写组.党的十九大报告辅导读本[M].北京:人民出版社,2017.[2]㊀王士彬,安普忠.习近平向中国人民解放军陆军火箭军战略支援部队授予军旗并致训词[N].解放军报,2016-01-02(1).[3]㊀胡晓峰.战争复杂性与复杂体系仿真问题[J].军事运筹与系统工程,2010,24(3):27-34.[4]㊀JEFFREYRCARES.Aninformationagecombatmodel[C]//9thInternationalCommandandControlResearchandTechnologySymposium,2004.[5]㊀JEFFREYRCARES.Distributednetworkedoperations[M].NewYork,USA:iUniverse,2005.[6]㊀GYARMATIL,KWAKH,RODRIGUEZP.Searchingforau⁃niquestyleinsoccer[J].arXivpreprintarXiv:1409.0308,2014.[7]㊀LEEKM,KIMJY,CHOW,etal.Correlatedmultiplexityandconnectivityofmultiplexrandomnetworks[J].NewJournalofPhysics,2012,14(3):033027.图4㊀感知流和情报流测量结果全域作战能力评估相关问题研究。
V01.34,No.9火力与指挥控制第34卷第9期Fire C o n t r o l&C o m m a n d Control2009年9 S e p.2009月文章编号:1002—0640(2009)09—0076—04数字化部队作战能力评估指标体系胡军,李涛,李亮,杨羽(装甲兵工程学院,北京100072)摘要:为加深对数字化部队作战能力的研究,完善数字化部队的编制体制,以系统科学与工程理论为指导,针对现代战争系统的四大要素对现代战争全过程进行分析,构建数字化部队战争系统模型分解图,将现代战争系统分解成部队与武器子系统、电子信息子系统、决策指挥子系统、后勤保障子系统。
最后对各子系统的能力指标内涵及构成进行了详细的解释,并对其获取和度量方法进行了总结。
关键词:数字化部队,复杂系统理论,作战能力评估,能力指标体系中图分类号:T P391.9文献标识码:AResearch o n Combat Capability Evaluation GuidelineSystem of Digitization TroopHU Jun,LI Tao,LI L i a n g,Y A N G Yu(A c a d e m y of A r m o r e d For ces Engin ee ri n g,B ei ji ng 100072,C hina)Abstract:In o rde r t o do rese arc h o n comb at c a p a b i li t y o f d i gi t i za t i on unit p ro f ou n dl y,a nd pe r f ec t t he form atio n and s y s te m o f d ig i t iz a t io n tro op,in a cc o rd an c e wi t h sy st e ms s c ie n c e a n d engi nee rin g t heo ri es,m o de l eo nt ra po si ng t h e four e le men ta ls o f mo der n battle,analyze mo dern b at t l e p r o c e s s en ti r e l y,e s t a b l i s hanalysis chart o f combat system,break moder n b a t t l e s y s te m i nt o a rmy a n d w ea po n subs yste m、el ectr on a nd i nf or mat io n su bsy ste m、de cis io n—ma kin g an d c o m m an d subsy stem、logis tics a n d sa feg ua rd s u b s y s t e m。
海上封锁作战效能评估研究章节1:引言- 研究背景及意义- 研究目的和意义- 研究方法和思路章节2:海上封锁作战概述- 海上封锁的概念和基本原理- 海上封锁作战手段和步骤- 海上封锁作战的战略地位章节3:海上封锁作战效能评估指标体系构建- 海上封锁作战效能评估指标的分类和体系构建方法- 海上封锁作战效能评估指标的选取及依据- 海上封锁作战效能评估指标体系的完善和调整章节4:海上封锁作战效能评估案例分析- 实际作战案例的选取和分析- 海上封锁作战效能评估指标的应用和分析- 分析和总结海上封锁作战效能评估的优点和不足章节5:结论与展望- 结果总结和评价- 研究进展和展望- 未来研究方向和建议第一章节:引言随着世界各国军事力量的发展壮大,海上封锁作战已经成为现代战争中重要的战略手段之一。
海上封锁作战是指通过封锁敌方水路交通及物资运输,限制其物资供应、交通通讯等能力,从而迫使敌方在战争中妥协或投降。
近年来,海上封锁作战已经发展成为一个复杂多变的领域,在保证自身军事优势的同时,最大限度地削弱敌方军事和经济实力,实现作战目标。
本论文旨在对海上封锁作战效能进行评估研究,通过构建完整的海上封锁作战效能评估指标体系,对海上封锁作战效能进行定量评估。
本研究在海上封锁作战效能评估指标体系的构建方面,以探究封锁作战的战术、技术、战略、经济等各方面因素,将所有影响封锁作战效能的因素纳入评估指标范畴,并制定相应的评估标准和方法。
同时,还将针对实际封锁作战案例,进行效能评估,并通过对评估结果的分析,寻求提高封锁作战效能的关键因素。
最终,通过对海上封锁作战效能进行评估,对我国海上封锁作战的战略制定和实施提供科学、有效的参考。
本研究采用文献研究、案例分析、专家咨询等研究方法,通过收集和整理相关文献以及了解国内外海上封锁作战的实际情况,建立初步的封锁作战效能指标体系。
然后选取具有代表性的案例进行分析,形成封锁作战效能评估实证分析。
最后,结合专家咨询和研究结果,不断完善海上封锁作战效能评估指标体系,探讨提高封锁作战效能的新思路和新方法。
体系作战能力体系作战能力是信息化转型期面临的系统工程,其紧迫性和艰巨性是不言而喻的。
把握体系作战能力建设的特点规律,坚持理论先导、统筹规划、务实创新、科学求证的思路,是当务之急。
研究作战体系建设的客观规律确立作战体系建设的新理念。
体系作战的优势主要表现为:通过作战单元、作战要素之间的协同、互补,形成新的作战能力;通过决策信息的高度共享达成决策优势,并转化为行动优势;通过作战要素、作战单元的自适应和自同步,保证整个作战体系在受敌人攻击后仍然保持稳定,避免能力骤降或体系崩溃;通过动态组合具有特定功能的任务共同体,提高灵活、快速的应变能力。
对上述规律的认识是形成新理念的内核,我们应当打破思维定势,努力实现观念上的“五个转变”:将机械化战争单一军种为主的合同作战转变为多军兵种联合作战;将以平台为中心转变为以网络为中心;将单元对抗转变为体系对抗;将重视火力转变为既重视火力更重视信息力和机动力;将重视数量规模转变为重视质量效能,从而为我军体系作战能力建设奠定坚实的思想基础。
制定作战体系建设的总目标。
体系作战能力的基础是信息系统,其物质依托是信息技术及其物化的信息化武器装备;其作用机理是信息力、打击力、机动力、保障力的高度聚合和精确释放;其制胜关键是信息优势的全程获取和整体功能的发挥;其表现形式是要素融合、效能倍增的整体作战能力。
概括地讲,体系作战能力的总目标是情报预警、指挥控制、力量运用、综合保障的一体化,最终实现作战效能的最大化。
因此,体系作战能力建设要围绕“互联、互通、互操作”根本要求,突出抓好一体化指挥信息系统、信息化武器装备和与之相适应的思想观念、理论法规、体制编制和人才队伍等六大系统的整体建设,从而实现体系作战功能的高度融合,真正发挥体系作战的综合效能。
确定形成体系作战能力的新思路。
“技术上每进步多少,军事上就落后多少”。
纵观联合作战发展的历史,有三个方面应当加以关注:一要打牢以高效能的信息系统为标志的建设基础,这是前提和保证;二要突出破击敌作战体系的“撒手锏”这个重点,这是核心和关键;三要兼顾“双重任务”的时代需要,谋划当前与长远。
2021目标毁伤效果评估方法和评估系统研究范文 一、引言 海湾战争以来的近几场局部战争表明,精确打击已经成为现代战争最重要的作战样式之一,目标信息对于精确打击作战保障起到了核心作用[1].美军在2005年的伊拉克战争中,已经展示了其在短时间内连续迅速精确打击任何目标的能力,在每一轮打击完成后,实现快速反应,迅速做出下一轮打击决策.在这一过程中,目标毁伤效果评估(BattleDamageAssessment,BDA),又称战斗毁伤评估、作战毁伤评估[2],扮演着至关重要的角色. BDA是现代精确打击作战体系的一个重要环节和关键步骤,融合了雷达、卫星、武器视频等图像信号的分析处理和地面人员情报搜集的综合处理等多项技术.准确、及时地进行目标毁伤效果评估,既是指挥员决策后续战役行动、有效控制作战进程、最大限度地优化火力打击方案、高效配置打击资源、推动作战顺利发展的重要保证,也是检验目标信息搜集、目标研究、目标选择等工作质量的重要途径,同时还是作战进程中不可或缺的一环. 美军的目标毁伤效果评估始于空中轰炸.目前,美军对目标毁伤评估的官方定义见诸于美军国防部军事术语词典(JP1-02):及时且准确地评估由杀伤性或非杀伤性军事力量对某一预定目标所造成的毁伤.目标毁伤效果评估适用于整个军事行动中所有类型的武器系统,包括空中、地面、海上和特种作战武器系统[3].马志军将目标毁伤效果评估定义为:"对敌方目标实施火力打击后,对目标的毁伤效果进行的综合评估.根据目标BDA 结果,作战指挥人员可以判断已实施的火力打击是否达到预期的毁伤效果,是否需要再次打击,并为制定火力毁伤计划提供科学依据"[4]. 笔者根据目标毁伤效果评估涉及的对象、实现手段、方法及地位作用等方面,对"目标毁伤效果评估"做出如下定义:在对军事目标或相关区域进行打击后,通过航空、航天、武器视频及人力等多源侦察手段,根据目标组成结构及其功能,通过图像处理、数学评估模型等多种方法进行量化,采用人机交互的方式,对打击后的军事目标或相关区域进行毁伤程度的计算及毁伤等级判定,为指挥员决策后续战役行动提供重要的目标情报保障. 二、目标毁伤效果评估技术概述 国外对于目标毁伤评估的研究起步较早,20世纪70年代后期,美国、英国、法国及荷兰等国相继开展了有关战场损伤评估及修复的研究与应用工作.海湾战争中,滞后的目标毁伤效果评估严重制约了美军各项军事行动的开展.为此,美军通过调整评估机构,加强评估基础理论研究,采取新评估技术及评估软件的开发等措施,取得了较丰硕的成果.目标毁伤效果评估技术主要包括评估方法、评估模型和评估系统3类,其关系如图1所示. 目前,国外对于毁伤效果评估底层模型及方法的研究较少,已经从基于模型方法的评估过渡到基于评估应用系统进行评估的阶段,大量评估系统运用于毁伤评估、目标易损性分析等领域.国内由于技术、管理和认识上的原因,对目标毁伤评估的研究起步较晚,一直处于理论研究与探索阶段,研究成果还不是很多,评估方法和理论体系尚不成熟.目前处于基于模型方法进行毁伤效果评估的阶段,由于没有相关数据的支持,评估系统还处于仿真阶段,没有可运用于实战的成熟评估系统. 三、毁伤效果评估方法 根据数据信息来源的不同.目前,毁伤效果评估方法主要有基于航空/航天侦察图像变化检测和基于武器/目标信息的战斗部威力/目标易损性分析2种方法. (一)图像变化检测方法 图像变化检测,即利用不同时间拍摄的多幅图像检测出一个物体的状态变化或确定某些现象的变化过程,进而实现目标的定性或定量分析.在基于图像的毁伤效果评估中,结合其他目标信息(与目标有关的地理位置、几何外形、目标特性等),利用计算机提取目标特征(如目标轮廓)和打击部位,通过对打击部位的分析进行毁伤效果评估[5]. 评估一般分为4个步骤,分别是图像预处理、目标识别与定位、变化特征检测与描述和分级毁伤评估. 在基于图像变化检测的毁伤效果评估中,图像上所反映出的目标毁伤情况各异.打击武器的异同会对目标造成不同的毁伤现象和效果,如侵彻弹头会在建筑物上留下一个不大的洞,但建筑物内部毁伤较严重;石墨炸弹会在建筑物外表留下一个很大的黑斑,但对建筑物内部没有造成毁伤.这些都会影响毁伤效果评估的准确性.所以仅依据图像的变化检测得到毁伤结果,虽然可以初步的评估毁伤效果,但只是停留在物理毁伤评估阶段,对后续作战的情报支援力度明显不足. (二)目标易损性/战斗部威力分析方法 目前,由于计算机及仿真技术的快速发展,目标易损性/战斗部威力分析(VulnerabilityandLethality,V/L)方法在目标毁伤效果评估方面已经取得了大量的应用,这2种方法互为支撑,较为完整的从打击工具和打击对象2个角度刻画了目标毁伤这一过程,实现了特定目标在特定武器打击下的目标毁伤效果评估,如图2所示. 从目标易损性出发,即针对特定的攻击武器,在一定弹-目交会情况下,建立被打击目标的易损性模型,对毁伤的敏感性进行评估.一类文献直接用目标的物理毁伤程度代替目标的功能毁伤程度,对目标的其他特性考虑较少,适用性较差.罗宇等人[6]将雷达天线阵面看成一个5m×7m的矩形易损面,并将天线阵面的毁伤等效为波导管的结构毁伤,将等效靶确定为10mmLY-12铝板.另一类文献将目标的易损性分析与目标结构相联系,丁建宝等[7]根据某"长廊"式深层硬目标的结构形式,分析了各系统之间的功能失效关系,建立相关评估模型和子系统毁伤的工程算法进行易损性评估.从战斗部威力入手,即评估武器系统对所攻击目标所产生的破坏效果,目前较常采用的有毁伤半径模型、战斗部威力参数模型和破片射线模型等[8].将二者结合起来,杨云斌等[9]从打击武器与被打击目标2方面入手,建立了战斗部威力/目标易损性评估软件的基本原则和总体框架,定义了评估软件各个功能的模块及功能. 利用目标易损性/战斗部威力分析进行目标毁伤效果评估,可以全面、详细地描述目标毁伤情况,但也面临诸如建模时需要考虑的因素多、需要的数据量大、对仿真模型要求高等问题.同时,该方法涉及武器毁伤学、导弹飞行力学、空气动力学和仿真算法研究等多个领域.将各领域中与毁伤效果评估相关的知识进行抽象、归纳,并最终应用到评估当中实现,还需要做很多工作. (三)其他方法 DanielD.Wilke和DennisK.McCarthy[10]提出了"自动毁伤评估、报告和部署"的评估方法,该方法利用统一的毁伤报告模板,结合目标特定信息,通过与历史数据库的对比,实现自动毁伤效果评估和人员部署,实现的难点在于需要针对特定目标建立毁伤历史数据库,方法有效性和通用性不强.美空军大学的BenjaminA.Thoele提出了基于效果评估的方法论,他将评估分为预期效果定义、制定指标、系统状态定义、行动评估、效果评估、目标评估和战役评估7个阶段,对于战役级的评估工作具有一定的指导作用. 四、典型毁伤效果评估模型 利用目标毁伤指标对毁伤效果评估的模型主要有层次分析法、模糊综合评判法、贝叶斯网络法、蒙特卡洛法、毁伤树法和RBF神经网络分析法等. (一)层次分析法 层次分析法(AnalyticalHierarchyProcess,AHP)是美国运筹学家萨迪教授于20世纪70年代初提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法.其优点在于系统性、实用性和简洁性,将定性判断与定量分析相结合,用数量形式表达和处理人的主观偏好,从而为科学决策提供依据.易量[11]通过建立水面舰船目标毁伤效能评估指标体系,利用舰船剩余作战能力完整度指标,采用AHP对水面舰船整体毁伤效能进行了综合评价. AHP通常还与其他方法结合使用,依托其测度原理、递阶层次原理和排序原理,将目标的毁伤评估分解成包含目标各组成部分损伤表征的各个判定因素,将这些因素按照一定规则,划分有序、递阶的层次结构,构造评判矩阵,形成相应的评定次序.樊胜利[12]将AHP与模糊聚类分析法相结合,基于模糊层次分析,构建了装备毁伤评估的数学模型. AHP在评估决策的过程中,只能从原有的方案中进行优选,且该方法中的比较、判断以及结果的计算过程都是粗糙的,不适用于精度较高的问题.从建立层次结构模型到给出成对比较矩阵时,人主观因素对整个过程的影响很大,且存在着较大的随意性. (二)模糊综合评判法 模糊综合评判法以模糊推理为主,精确与非精确、定性与定量相结合,是应用模糊关系合成原理,从多个因素对被评判事务隶属等级状况进行综合性评判的一种方法.在处理一些复杂的难以用传统精确数学方法解决的系统问题时,这种方法表现出了很大的优越性[13]. 苗启广等[14]将几何、纹理和整体特征3个方面作为机场目标评估的准则,定义了5级毁伤等级,针对不同的评估准则设定隶属函数,实现了对机场打击效果的量化评估.王瀛等[15]对由多个同一性质的子目标组成的集群目标进行毁伤评估,以点目标的毁伤评估为基础,实现二级模糊综合评判,对同一性质的集群目标毁伤效果评估.甄自清等人[16]通过对地下指挥所结构的分析,建立了评估指标体系,构成三级模糊综合评判因素集.结合层次分析法、专家调查法确定隶属度,对某地下指挥所在遭受打击后的毁伤效果进行了评估. 模糊综合评判过程本身不能解决评价指标间相关造成的评判重复问题.同时,在模糊综合评判过程中,节点值和隶属度是通过专家打分确定的,隶属度函数有高斯型、梯型、三角型等许多形式,在打分和隶属度函数的选取上并没有确定的方法,在实践中须依据具体问题来确定. (三)贝叶斯网络法 贝叶斯网络又称信度网络(BeliefNetworks,BN),是目前不确定知识表达和推理领域最有效的理论模型之一,Pearl于1988年在总结并发展前人工作的基础上,提出了贝叶斯网络.该方法能够根据不确定或不完整的观测信息,对所要研究的问题做出相对准确的推理,适用于根据不确定或不完整的目标毁伤信息去综合评估目标的毁伤效果. 李望西等[17]针对未来复杂战场环境下的作战实际,综合考虑了天气、电子、目标特性等因素对空地打击目标毁伤效果评估的影响.集成模糊贝叶斯网络,对收集到的目标毁伤数据进行学习,不断地进行网络更新.实现对不同作战条件下目标毁伤效果仿真.马志军等[4]建立基于贝叶斯网络的机场跑道毁伤评估模型,实现战前预测BDA、战时实时BDA、再次打击建议和评估模型修正等4类功能.王凤山等[18]以仿真计算数据为样本,构建军事工程毁伤评估置信模型,集成战前预测信息、战时工程物理损毁信息、专家信息,适应了信息不确定、不完整条件下的目标毁伤评估需求.康中启[19]等提出了在图像分析的基础上,建立楼房毁伤效果评估模型,利用贝叶斯网络评估建筑的功能毁伤.A.S.K.Naidu等人[20]基于机电阻抗信息,利用少量的频移数据,提出了进行毁伤识别的贝叶斯网络方法.该方法可以准确地确定毁伤位置,但由于目标结构的多样化,模型只能实现几类目标的建模,对其他结构会存在错误建模的问题. 基于贝叶斯网络模型进行目标毁伤效果评估时,存在如何克服样本数据的缺陷,如何有效选择样本,如何挖掘样本数据的隐藏信息等问题,需要重点解决. (四)其他模型各模型的原理、优缺点以及适用性如表1所示. 五、毁伤效果评估系统 (一)国外毁伤效果评估系统 国外都比较重视毁伤数据的搜集和毁伤数据管理方面的工作.美陆军有多个训练中心从事毁伤数据的收集工作,同时,还建立了全军战斗损伤数据分析中心负责对毁伤数据进行分析和管理,这为美军目标毁伤效果评估系统的建设提供了丰富的数据支持.目前,较新的评估系统如表2所示. 除此之外,美国的陆军研究实验室(ARL)和弹道研究所(BRL)2大军方试验室从目标毁伤的终点毁伤效应、机理出发,利用计算机仿真技术等做了大量深入细致的研究,并开发了多种典型目标的毁伤评估模型及程序,并将研究分析成果应用于武器工程设计中[11].荷兰的TNO试验室开展了"杀伤力与防护(Lethalityandprotection)"项目的研究,通过方法、技术与模型的构建,在物理毁伤层面评估武器的效能和防护能力;瑞典FMV机构研制的"目标毁伤/武器威力计算机高精度仿真评估的软件包"(AVAL),能够实现包括人员、坦克、飞机和舰船等陆海空在内的目标毁伤、武器威力及实战场景毁伤概率等方面的评估[25]. (二)国内毁伤效果评估系统 国内在目标毁伤效果评估系统的研究开始于20世纪80年代.由于缺乏实验数据,大部分系统都只是处于仿真评估阶段,对毁伤的仿真过于单一和理想化,与实际评估需求差距较大.高润芳等人[29]结合破片式战斗部对飞机目标的毁伤,建立了目标毁伤效果评估仿真系统的构架结构,实现了对目标毁伤的高精度评估,较好地描述战场复杂目标,为毁伤仿真提供相匹配的目标数据.傅长海等人[30]提出了毁伤效应仿真计算方法的一般流程,较完整地考虑了仿真系统需要的信息,但实现起来有一定难度.卢厚清等人[31]提出了建立基于作战仿真的毁伤评估系统,引入基于武器终点效应/目标易损性的毁伤评估方法,分别从武器威力初评模型、目标易损性模型和弹目交会模型3个方面进行目标毁伤评估建模,给出了模型的处理流程. 目标毁伤效果评估系统的研究涉及包括武器毁伤学、导弹飞行力学、计算机应用、外延仿真建模等多个领域.将各领域中与毁伤效果评估相关的知识进行抽象、归纳,并最终应用到系统当中实现,还需要做很多工作. 六、结束语 笔者对目前目标毁伤效果评估相关技术的研究进展进行了回顾和总结.总的来说,毁伤评估技术发展到现在,已经从以定性分析为主,进入到了以定量分析为主的阶段,智能化水平明显提高.今后可以在以下方面开展进一步研究: (1)立足现有武器装备,实现近实时评估.美军早在21世纪初就开展了利用炮射弹药滞空来实现监视、瞄准和毁伤效果评估的研究.我国可以利用装备的大量视频制导武器,开展近实时毁伤效果评估,从而减少对战场侦察的依赖,更为准确、及时地进行目标毁伤效果评估. (2)未来将向多功能、全时域的评估发展,评估系统进一步完善.各类演习为仿真评估系统的发展提供了大量的实验数据,建设具备更强的开放性、可扩展性和互通性,加入战场信息的仿真评估系统,并与作战部队指挥自动化系统互连互通,使指挥员或指挥机关对目标毁伤情况进行多功能、全时域的评估成为可能. (3)建立自动毁伤效果评估系统,实现高度人机结合.随着计算机智能技术的发展及系统分析理论、模糊工程、灰色系统理论和技术的广泛应用以及毁伤模型的发展和成熟,以计算机为基础的自动毁伤效果评估系统将成为评估人员的基本辅助工具,降低人为因素造成的毁伤评估结果不准确性,使目标毁伤评估分析定量化.同时,军事活动涉及政治、精神、自然等多种因素,难以完全量化,因此,利用评估系统进行目标毁伤定量分析的结果,只能作为目标毁伤效果评估的重要依据加以考虑.评估活动的实践主体是人,必须综合运用定性分析和定量分析相结合的方法,以人机结合的方式做出评估.。
1 概述指挥信息系统是海上作战体系的核心资源,是作战能力的核心组成,增强指挥信息系统对作战体系的支撑能力,实现各种作战要素、作战单元、作战系统的融合协同,实现实时感知、高效指控、精确打击、快速机动、全维防护、综合保障的体系集成,是提升海军体系化作战能力的重要基础和根本保证。
研究指挥信息系统指标体系构建和应用方法,是明确定义、描述和有效检验评估指挥信息系统的能力,选择指挥信息系统应重点发展的技术方向和项目,协调系统的各项性能指标以满足未来海上军事任务的需要,选择最优的系统建设方案等的重要基础和依据。
本文研究了指挥信息系统指标体系构建和描述方法,并说明了如何基于构建的指标体系,开展系统效能评估,从而为指挥信息系统的研制、建设、集成和使用提供科学依据。
2 指挥信息系统效能指标构建我们将海军指挥信息系统指标体系划分为三级层次结构,分别为:任务效能指标(Measures of TaskEffectiveness)——系统能力指标(Measures of Effectiveness)——系统性能指标(Measures ofPerformance),如表1所示。
指挥信息系统指标体系是一个多层的树形结构,在进行指标定义时,一是要对指标的属性进行描述,如表2所示,在明确的作战背景、战场环境、系统使用特点、要求、人员前提下,指标通用描述模型包括指标编号、指标名称、指标层次、指标含义、测评对象、父节点指标、子节点指标等描述要素;二是要对指标所处的层次结构进行描述,如表3所示。
3 指挥信息系统能力评估3.1 效能评估框架从需求出发,对指挥信息系统体系能力进行评估,验证信息系统功能性能是否满足体系需求,最终得到的结果是体系能力需求满足度。
指挥信息系统体系能力评估框架如图1所示。
体系中最重要的组成实体是一个个的系统,但同时各系统之间以及各系统与体系之间的关系,也是体系区别于系统最关键的特征。
相应的,在对能力这一范畴进行研究时,对指挥信息系统的体系能力最主要的贡献来自于各系统能力,同时也要考虑系统与系统之间、系统与体系之间指挥信息系统效能指标构建及评估方法研究 ■王成飞 董亚卓 赵文迪摘 要:本文面向指挥信息系统,研究了指挥信息系统指标体系的构建和描述方法,提出了指挥信息系统效能评估框架、流程、需求获取和描述方法以及指挥信息系统体系效能评估方法,从而为指挥信息系统指标构建和能力评估提供基础理论支撑。
舰空导弹多次射击作战效能评估方法磁一、选题的背景和意义1. 舰空导弹多次射击的概念和应用2. 相关研究现状和存在的问题3. 实验的意义和目的二、实验设计及参数设置1. 实验设计的基本原则和步骤2. 实验所需的仪器及设备的准备3. 实验中的变量设置和控制4. 实验数据的采集和处理方法三、实验结果分析1. 数据的处理、分类和分析2. 实验结果的有效性、可靠性和鲁棒性的评估3. 实验结果与预期结果的对比分析4. 实验对舰空导弹多次射击运用的作用评估四、评估方法磁的讨论与展望1. 实验结果的启示和应用2. 实验中存在的问题和需要进一步探讨的方向3. 对舰空导弹多次射击作战效能评估方法的建议和展望五、结论与总结1. 实验结论的概括和总结2. 实验所取得的成果和意义3. 对舰空导弹多次射击作战效能评估方法的意义和价值4. 接下来需要进行的研究工作和问题的解决方案。
第一章节是选题的背景和意义,这篇论文将重点研究舰空导弹多次射击作战效能评估方法的研究。
本章将介绍舰空导弹多次射击概念和应用以及相关研究现状和存在的问题。
最后,本章将阐述实验的目的和意义。
随着武器技术的不断发展,舰空导弹的应用越来越广泛。
舰空导弹的命中率被认为是影响其作战效能的关键因素之一。
在实际作战中,针对不同目标使用一枚导弹不一定能够取得良好的作战效果,因此,多次射击同一目标本身就是一种提高打击效果的有效手段。
舰空导弹多次射击是指,在同一目标上多次发射导弹,以提高命中率和打击效果。
舰空导弹多次射击已经在实际作战中得到了广泛应用,但是如何评估其作战效能和优化打击策略仍然是一个亟待解决的问题。
相关文献和研究表明,当前在舰空导弹多次射击作战效果的评估中存在一些问题,例如采用指标不统一、指标选取不科学、无法实时反馈等等。
这些问题使得舰空导弹多次射击作战效能评估的结果难以准确反映出实际的作战效果,限制了其在实战中的应用。
因此,对舰空导弹多次射击作战效能评估方法的研究具有重要的现实意义和应用价值。
作战体系能力评估模型作战体系能力评估模型通常包含以下几个关键要素:1.系统组件分析:对作战体系中的各分系统或子系统的功能特性、性能指标进行深入研究,包括火力打击能力、侦察监视能力、指挥控制能力、机动能力、防御能力和保障能力等。
2.网络层次结构构建:采用网络层次分析法(ANP)或其他复杂系统建模方法,将各个子系统按照其功能关联性和互动关系构成多层次的网络结构模型。
3.态势评估:基于离散态势场模型计算,通过力量平衡、态势优劣度等指标来衡量作战体系在特定时间点或时间段内的战略/战术优势。
4.效能指标体系:建立一套完整的效能评估指标体系,涵盖兵力战斗力、信息获取与处理能力、反应速度、生存力、持续作战能力等多个维度。
5.模糊综合评判:对于难以量化或者具有模糊性的因素,可以采用模糊数学、灰色系统理论等方法进行综合评判,如对指挥员的作战指挥能力评估。
6.动态仿真与预测:通过计算机模拟仿真技术,对作战体系在多种对抗环境下的作战效能进行实时或预想情况下的动态评估。
7.数据挖掘与机器学习应用:利用历史数据和先进的数据分析技术,发现规律并预测未来作战能力的变化趋势,辅助决策者制定最优作战方案和资源分配策略。
8.冗余度与韧性分析:分析在部分系统失效或受损情况下,整个作战体系能否保持稳定运行并完成既定任务,即体系的抗毁能力和自我恢复能力。
9.协同效能评估:研究各分系统之间的信息共享、指挥协调、火力配合等协同作战效能,以及如何通过优化协同方式提高整体作战效果。
10.技术进步影响预测:考虑技术发展对现有作战体系的影响,通过技术预见和预测方法评估新技术引入后可能带来的作战能力提升或变革。
11.成本效益分析:对比作战体系建设和运行维护的成本与其产生的战略战术价值,进行成本效益评估,以确保军事投入的有效利用。
12.对抗环境模拟:建立敌方作战体系模型,并结合战场复杂因素(如电子战、网络战、心理战等),模拟对抗环境下我方作战体系的效能变化。