海军军事数据在指挥控制中的作用及层次关联分析

周智超

(海军兵种指挥学院,广东 广州 510430)

信息技术的高度发展及其在军事领域的广泛应用,使得现代海上作战指挥中的信息量急剧增加,因此,制信息权已是敌对双方争夺的焦点,谁掌握了制信息权,谁就掌握了战场的主动权,信息已成为作战双方赖以生存的重要资源之一。信息是带有具体含义的数据,数据作为信息的载体,也是信息的表现形式之一,也愈加显示出其在作战指挥等军事活动中的重要作用。数据是科学试验、检验、统计等获得的和用于科学研究、技术设计、查证、决策等的数值。通常认为数据是客观事物的属性、数量、位置及其相关特性的抽象表示,广义地讲,其表现形式不仅指数字,还可以是文字、图形及声音[1]。反映军事事物特性,在军事领域中运用的数据称为军事数据。本文所讨论的军事数据主要是指数字类数据,具体而言就是对作战环境、武器装备、部队编制、指挥体系、作战行动、行动保障等军事信息进行量化处理后所形成的数据。军事数据是正确认识军事事物所依赖的的基础性数据[2]。现代信息化战争中,军事数据已成为作战指挥的核心要素,是军事信息资源的重要组成部分[3]。大力加强军事数据建设,提高对军事数据的认识,是适应信息时代军事变革的必然要求,对提高军队基于信息系统体系作战能力具有十分重要的意义。

1 海军军事数据的作用

海军军事数据是对海军作战和训练、指挥和管理、装备与保障等方面事物的定量描述,是海军各种信息的表现形式,是了解海军军事事物本质的一种捷径和基本工具。海军军事数据的作用体现在海军军事行动的方方面面,具体而言主要有以下几点。

1)海军军事数据是实施指挥控制的依据

在海军作战活动中,指挥控制是关键,而各种有效的情报、信息数据是指挥控制的依据,科学地进行决策,需要准确、全面和适用的情报数据。知己知彼,百战不殆,这里的“己”和“彼”就是敌我双方的情报信息,而情报信息的具体表现形式就是数据,数据是信息的载体。进行海军指挥控制,应该对指挥控制的对象具有规律性认识,同时应掌握决策所需要的环境和条件数据。指挥的过程实际上是情报数据收集、加工和变换的数据处理过程,也是数据分析过程,即从客观数据中分析归纳、抽象、提取反映事物特征或内在规律性的信息[4]。在现代信息化条件下海上作战中,由于数据量的急剧增加,在数据的处理过程中,往往需要利用计算机快速、准确地处理和加工大量的数据,为此人们建立了数据库和数据库管理系统,以便于数据的使用和管理,同时提高数据的使用和管理效率。在作战指挥决策中,决策的科学性、准确性是和情报数据的数量、质量成正比的。情报数据越全面、准确、及时,指挥控制过程中的思维广度和深度也就越大,决策质量就越高;情报数据不全面、不准确,就难免在指挥和控制中作出错误的决策。

2)海军军事数据为定量的精确指挥控制提供了可能

海军是高技术的军种,精确制导武器已成为海军作战使用的主要武器装备,精确打击、精确防御的精确作战已成为海军作战的主要特征。精确作战需要进行精确的指挥控制,因为现代海上精确作战对定量分析要求越来越高,目前海上作战指挥控制活动中已广泛应用计算机使用各种数学方法,进行大量复杂的战役战术计算。数学计算和论证,逐渐代替了过去的经验。诸如,对大量情报信息的分析处理,双方兵力兵器的对比、各种武器的作战效能、武器的分配使用,射击诸元的计算、弹药消耗、制定作战方案和协同作战计划以及作战保障等等,都要求运用现代数学方法和采用计算机进行定量分析。而定量分析的前提就是要将情报信息数据化,然后对数据进行分析处理。没有信息的数据化,精确的指挥控制是不可能的。

3)海军军事数据提高了海军作战指挥控制的效率

现代海上作战情报信息来源广、数量大、变化快、时效性强。这些情报信息包括敌我双方态势、各种武器的配备及战术技术性能、水文、气象环境等等。对于得到的大量情报信息必须进行实时的科学分析处理,才能抓住战机,及时决策。同时在海军作战指挥控制中,也常常需要对大量的数据进行快速的分析计算,以得出行动方案。因此自动化的信息数据处理已成为不可缺少的手段。目前在海军作战指挥中已广泛使用以计算机为核心的指挥信息系统对情报信息进行处理,而指挥信息系统对所处理的情报信息要求必须是数据化的信息。即使是对一些带有随机性、模糊性的人为活动或环境信息,也必须用概率论、模糊数学等数学理论或定量化手段进行数据化描述,方能被计算机所识别和处理[5]。而计算机对数据的自动化处理大大提高了数据处理的速度,也提高了指挥控制的速度和效率。

2 海军军事数据的特点

了解海军军事数据的特点,可以更好地认识和揭示海军军事数据的内在联系和规律性,为进一步研究海军军事数据打下基础。通过对海军军事数据的分析,海军军事数据的特点主要是:

1)广泛性 在一次具体的海上作战中,所涉及的内容是多方面的,因此牵涉的数据也相当广泛。仅就海军水面舰艇作战而言,就直接涉及到敌我双方作战目标、战术意图、舰艇兵力编成、训练水平、人员状态、指挥决策能力、各种武器装备性能、海区地理环境、水文气象等各个方面。从大的背景方面而言还间接涉及到国家的经济、政治、外交、自然资源、部队体制、作战指挥体系等。这些因素在现代定量分析技术的条件下,一般都可量化为数据,然后进行处理。显然,军事数据所涉及的范围是相当广泛的。

2)相关性 海军军事数据不是孤立的,各种数据之间往往存在着内在联系。特别是在一定的军事企图和目标下,各种数据之间往往是相互关联的。同样就水面舰艇作战而言,不同的海况,就必然会制约水面舰艇的速度;水面舰艇的纵横摇会对武器的射击误差造成影响。舰炮对目标的命中与毁伤效应不但与舰炮自身的性能有关,而且还与目标的特性有关,如目标的速度,目标的易损性、目标的航路捷径等。所有这些都说明了数据之间的关联性。认识数据的关联性,有助于我们用联系的观点全面观察分析数据,利用数据挖掘技术找出数据之间的内在联系,发现规律性。

3)时效性 作战数据的时效性是指数据并不是一成不变的,而是会随着时间而发生变化,其数据有效性随着时间的不同而不同。时间是军事上最为敏感的因素之一,军事数据的时效性是十分明显的[6]。例如海军水面舰艇作战过程中双方舰艇的速度、航向、距离都会不断变化,即使不变也往往是在一定的时间范围内保持相对稳定。敌我双方的舰艇作战能力也会随着交战的持续因击伤、击沉而发生变化。在军事数据中,反映武器装备性能的数据有相对的稳定性,但作为具体的某一武器装备而言,由于元器件的老化、组件的更换、维修保养不到位等,也会或多或少对装备的性能产生影响,使装备性能参数发生变化。作为决策者应充分认识数据的时效性,在作战指挥中应抓住战机,快速决断,在平时的数据收集和分析处理中,应当随时注意数据的变化,掌握数据变化的原因,跟踪数据变化的过程,评估数据变化所带来的影响。

4)主次性 就某一特定的作战目标而言,同一个层次的数据对实现目标的影响程度是不同的,也就是说,数据的重要性是不一样的,而是有主有次[7]。我们把对实现目标影响大的数据称为主要数据,而把对实现目标影响小的数据称为次要数据。在海军水面舰艇作战数据体系中,有的数据始终是主要数据,有些数据在某一目标下是主要数据,而在另一目标下则变为次要数据,有些数据在某一目标下是次要数据,而在另一目标下则变为主要数据。例如在水面舰艇作战指挥中,指挥控制系统的指挥控制能力始终是一个主要数据。又如在水面舰艇对海导弹攻击作战中,舰艇的旋回机动特性对攻击成功与否影响不大,可以称为次要数据,而雷达捕获跟踪海上目标的能力则对能否达成攻击影响较大,应称为主要数据。但如果是在水面舰艇对潜防御规避来袭鱼雷的作战中,舰艇的旋回机动特性对规避成功与否影响较大,这时该数据应称为主要数据,而雷达捕获跟踪海上目标的能力则对能否规避成功影响不大,应称为次要数据。这就说明这种主次关系并不是固定的,随着其作用的目标对象不同,可以发生转化。

3 海军军事数据的层次关联分析

相关性是海军军事数据的特点之一,海上作战指挥控制过程中,反映敌我双方兵力条件、武器装备、作战环境等情况的各种数据众多繁杂,但从一定意义上来讲,它们并不是彼此孤立的,在某个具体作战目标背景下的指挥决策中,这些数据有着内在的联系而相互关联。了解数据之间相互关联的特性,有助于我们认识数据所描述的事物,从而条理清晰、有针对性的合理收集和准备数据,为指挥决策服务。

层次关系是数据之间的重要关系之一,即数据之间不仅存在相互关系,而且这种关系还有层次之分,每一个或每一组数据都处于军事数据体系中的某一个层次上,它的变化对上层或下层数据都将产生影响。关于海军军事数据的层次也可以分成不同的类别,比如可分为战略层、战役层和战术层数据;或底层基本数据层的数据和集成再生数据层的数据。下面以水面舰艇作战能力数据为例,分析水面舰艇作战能力的底层基本数据和集成再生数据的关联关系。

1)水面舰艇作战能力数据的层次关系

海军水面舰艇以编队作战为主,在水面舰艇作战指挥决策方案制定中,水面舰艇的作战能力是指挥员在兵力规划时必须考虑的一个问题,一般可以先从编队中各单舰的作战能力入手,然后得出编队的作战能力。对于单艘舰艇的作战能力,可以用指数涵义的数据概念来描述,以便于和敌方的舰艇作战能力指数进行相互比较。单艘舰艇的总体作战能力指数(E)主要由以下4个方面单项能力指数综合而成,这4个方面单项能力指数是:对空防御作战能力指数(Ek);对海攻击作战能力指数(Eh);对潜作战能力指数(Eq);对岸攻击作战能力指数(Ea)。各能力指数的层次关系如图1所示。

图1 水面舰艇整体作战能力指数与方面作战能力指数层次关系

把对空防御作战能力、对海攻击作战能力、对潜作战能力、对岸攻击作战能力称为水面舰艇的方面作战能力,水面舰艇整体体作战能力指数与舰艇方面作战能力指数之间的定量关系可用下式表示:

其中,Cz为变换系数,Ak、Ah、Aq、Aa——分别为舰艇对空、对海、对潜和对岸作战能力指数权重。

2)水面舰艇方面作战能力与武器作战能力的层次关联关系

水面舰艇各个方面作战能力指数又是由各种武器作战能力指数来确定的。比如对空防御作战中,涉及的水面舰艇武器有对空导弹武器系统、舰炮武器系统、电子对抗武器系统等。设水面舰艇上有m种可参与对空防御的武器系统,对舰艇进行攻击的各种空中目标及其不同的攻击形式共有n种,则第j(j=1,2,…,m)种武器系统的对空防御作战能力指数Ekj为:

式中,Ekj为第j种武器系统的对空防御作战能力指数;

Cbk为变换系数;

Ck为对空防御综合效能因子;

Ai为第i个目标的权值;

Wij为第j种武器对第i个目标的火力指数;

Dj为第j种武器系统的通道因子。

若某水面舰艇可进行对空防御的武器系统有:对空导弹武器系统、主炮武器系统、近程反导武器系统、电子对抗系统,则水面舰艇对空防御作战能力指数与各武器对空防御作战能力指数的关系可用式(3)表示。

式中,Ek1为对空导弹武器系统作战能力指数;Ek2为主炮武器系统对空防御作战能力指数;Ek3为近程反导武器系统作战能力指数;Ek4为电子对抗系统作战能力指数;Cf为变换系数。

Ak1、Ak2、 Ak3、Ak3——分别为对空导弹、主炮、近程反导武器、电子对抗系统作战能力指数权重。

其层次和关联关系如图2所示。

图2 水面舰艇对空防御能力指数与相关武器作战能力指数层次关系

按同样的方法也可获得该舰艇对海攻击作战能力指数、对潜作战能力指数、对岸攻击作战能力指数与相关武器作战能力指数的关联关系。

式(2)中单武器作战能力指数中的火力指数,主要由武器的性能参数确定,例如近程反导武器火力指数取决于该武器系统的射击精度(esj)、系统反应时间(tfy)、射程(sc)、发射率(nfs)、弹丸速度(vdw)、弹丸威力(pdw)、方向射界(xsj)、系统观测跟踪角速度(ωgz)、可连续射击时间(tlx)、跟踪射击角速度(ωsj)、系统可靠性(Rk)等等。

近程反导武器系统火力指数与上面性能参数之间一般并不是简单的线性关系,而是复杂的非线性、非结构化的多层映射关系,难以用一个显现的解析函数表示。其数据层次和关联关系如图3所示。

图3 近程反导武器系统作战能力指数与性能指标层次关联关系

实际上与近程反导武器系统火力指数有关的性能指标数据众多,图 3并没有全部列出所有相关参数。类似也可分别列出舰空导弹武器系统火力指数、主炮武器系统(对空防御作战)火力指数、电子对抗武器系统火力指数与其系统相应性能指标之间的层次关联关系。

从以上分析可以看出,针对某一特定的海军军事事物的情况下,反映这一事物的各种数据不仅相互关联,而且是有层次的。在水面舰艇作战能力数据分析过程中,如果把水面舰艇的整体作战能力指数看作为第一层次的话,水面舰艇的方面作战能力指数则为第二层次,相对于某一方面作战能力的单一武器火力指数为第三层次,武器系统的性能指标处于第四层次。构成水面舰艇整体作战能力指数的每一个数据,都必然在这一数据体系中处于一定的层次之中,上一层的数据由下一层次的数据决定,某一层次的某一数据发生变化,都会对其上层各个数据产生影响。各个数据均处于直接关联或间接关联中,而不是相互孤立的。从上述分析来看,处于第四层次的某一武器的性能指标发生变化,则会引起处于第三层次的该武器火力指数发生变化,而该武器火力指数发生变化,会导致第二层次相应方面作战能力指数发生,最后使水面舰艇整体作战能力指数发生变化。了解数据的这种层次和关联,有助于我们更好地认识和理解军事数据,把握某一军事目标所对应的数据体系,全面、科学、合理地收集和挖掘需要的数据,为军事决策服务,作出高质量的指挥决策。

4 结束语

建设信息化军队、打赢信息化战争,是我军建设的战略目标,实现这一战略目标的核心是获取信息优势。作战数据作为信息资源的重要内容对于实现信息优势具有无可替代的作用,因此作战数据建设水平已成为衡量军队信息能力的重要标志。本文对海军军事数据的作用进行了分析,探讨了海军军事数据的特点,研究了军事数据内在的关联关系,并以水面舰艇作战能力数据为例分析了数据的层次关联关系。本文分析的结论对提高对海军军事数据的认识以及加强海军数据建设均有积极促进作用,为军事数据的进一步深入研究打下了基础。

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