信息化海上编队作战决心方案风险评估

2016-09-20余家祥杨绍清海军大连舰艇学院舰炮系辽宁大连116013

系统工程与电子技术 2016年3期

王玮，余家祥，杨绍清，王磊（海军大连舰艇学院舰炮系，辽宁　大连116013）

信息化海上编队作战决心方案风险评估

王玮，余家祥，杨绍清，王磊
（海军大连舰艇学院舰炮系，辽宁大连116013）

针对基于信息系统体系作战的海上作战风险管理问题，综合运用现代海战理论和风险管理理论，对信息化海上编队作战风险管理的风险辨识、风险评估和风险控制进行了研究。首先，围绕定下海上作战决心和实现海上作战决心所展开的海上作战指挥活动，分析了信息化海上编队作战面临的主要风险因素，建立了海上编队作战决心方案风险评估的指标体系；在此基础上，综合运用模糊评价理论，提出了一种基于模糊综合评价法的作战决心方案风险评估方法，从而给出了海上编队作战风险控制方法；最后，通过一个案例分析说明了所提方法的有效性。

体系作战；舰艇编队；作战决心方案；风险评估；模糊综合评价

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0 引言

信息化条件下的现代海战，是敌我双方海上编队多种作战平台在海、陆、空、天、电五维一体空间而展开的体系与体系之间攻防对抗［1-6］。由于参战力量多元，战场空间多维，作战环境错综复杂，从而使海上作战活动充满极大的不确定性；而高新技术的迅猛发展，又进一步使海上作战节奏加快，武器威力大，作战决策时间短。所有这一切，都导致了现代海上作战面临的风险及其巨大。因此，如何有效预防、控制风险事件发生，保障己方以尽可能少的伤亡或最小的风险代价夺取海上作战胜利，就成为了各国学者竞相研究亟待解决的一个重要问题［7-11］。

从现有文献看，美军对作战风险管理问题研究十分重视，并走在世界前列，目前已建立起一套系统的“国防部风险正式管理框架”［7-8］。我国在这方面的研究起步较晚，还处于起步阶段，相关成果比较少见。文献［9］从联合作战决策活动的风险辨识出发，围绕联合作战决策模式，探讨了基于指挥信息系统联合作战决策活动中的决策模式时效风险、决策内容配合风险和决策信息交互时延风险等风险测量方法，并给出了控制风险的对策建议；文献［10］通过对信息作战指挥决策风险控制中的风险分析、风险计划和风险监控等3个关键过程的模型化，进行了风险控制模型构建的尝试性研究。因此，研究作战风险管理问题具有重要的理论与现实意义。

作战风险管理的目标并不是消除所有风险，而是将风险最小化，通过科学的风险决策来提供合理的控制措施，将风险降低到最小程度，以保证以最小的代价换取任务的完成，并确保部队免受不必要的损失［12］。海上作战组织是海上作战指挥者围绕定下海上作战决心和实现海上作战决心所展开的搜索处理情报、制定海上作战计划、组织作战协同保障、组织部队预先机动展开和控制协调海上作战行动等一系列运筹谋划活动［5，7］。海上作战决心正确与否，事关海上作战成败。决心得当，可以小的代价换取大的胜利；决心失当，必然招致不必要的流血牺牲甚至失败。因此，本文以现代海战为背景，针对信息化海上编队作战组织的风险控制问题，从定下海上作战决心的角度入手，对信息化条件下海上编队作战面临的风险因素进行分析，建立了海上编队作战决心方案风险评估的指标体系；在此基础上，综合运用模糊评价理论［13］，提出了一种基于模糊综合评价法的作战决心方案风险评估方法；最后，通过一个案例分析说明了所提方法的有效性。

1 信息化海上编队作战风险分析

信息化条件下的海上编队作战，编队内各种作战平台在先进信息技术的支持下连接起来，构成了一个相互之间具有有机联系的整体作战的网络系统。由于海上作战情况复杂多变，信息化海上编队作战面临着来自网络系统中的各节点兵力、节点兵力之间、整个网络组织以及外部环境的多重风险，这些风险造成了达成海上作战目标并夺取海上作战胜利的重重障碍。海上编队作战风险分析，就是从系统的观点出发，对海上作战组织过程中的风险因素进行辨识，以便在指挥控制海上作战活动中能够科学合理地规避风险和控制风险，从而实现最有效消灭敌人、保存自己的作战目标。

1.1 指挥控制海上作战活动中各节点兵力面临的风险

在海上编队整体作战的网络系统中，作为“一体化”整体作战的主体，各节点兵力承担上级下达的各项对海、防空和反潜作战任务，它们在编队指挥所的统一组织指挥下，适时、有效地组织各种武器对敌目标进行软、硬火力打击。但是，海上作战情况是复杂多变的，面对各种各样的不确定情况发生，网络系统中的各节点兵力必然要承受各种各样的风险。这些风险主要包括以下内容。

（1）作战能力风险

作战能力风险，主要考虑由节点兵力作战能力有限所带来的风险。海上作战总是在一定的时间和空间内进行，并由双方整体作战能力的优劣强弱来决定胜负。作战能力风险的产生，可能由于受海上作战装备等客观因素（如装备的续航力、载弹量）和海上战法、战术运用等主观因素（如影响物资的消耗、补给）的影响，在赢得时间和争得空间方面处于劣势，也可能由于作战资源未及时补给，或者是装备战损未及时更新。总而言之，海上作战方式无论发生了多大的变化，但强胜弱败的作战规律始终没变，作战能力风险就是由于弱势节点兵力有限的资源造成的，加之补充资源和配置资源能力的不足，因而难以完成相应的作战任务。

（2）作战任务风险

作战任务风险，主要考虑指由节点兵力承担任务本身所带来的风险。信息化条件下的海上编队作战，强调的是“一体化”整体作战。海上编队在编队指挥所的统一组织指挥下，通过有效的空间协同、时间协同和目标协同等指挥控制活动，把各参战兵力之间的复杂关系进行协调整合，并把散在的各种海上战力最大限度地联合起来，从而形成巨大的整体作战威力。但是，作战指挥控制本质上是一种有限理性的决策行为［7，14］。如果某个节点兵力承担的子任务是，以现有条件可能无法在规定时间内完成，或者在现有条件下难以形成有效协同，那么无疑它将使海上编队作战的整个行动出现极大混乱，不仅不能提高海上作战能力，还会大大削弱和分散海上战力。

（3）控制协调风险

控制协调风险，主要考虑由节点兵力自控制与自协调所带来的风险。海上作战决心是一切海上行动的出发点和归宿。海上编队作战，能否实现海上作战决心，关键取决于海上作战行动控制的有效性和使海上作战兵力行动达到协调一致。自控制与自协调是海上作战兵力之间进行相互配合而不可缺少的一种自觉行动，它是海上作战控制与协调的重要形式之一［5，15］。信息化海上编队作战，要求各节点兵力根据海战场的实际情况，能够有针对性地及时修正决心方案的执行，充分利用海上作战指挥信息系统所提供条件，主动控制自己的行动或主动与相关任务、支援节点兵力的具体行动进行协调。事实上，如果节点兵力对海上作战行动中不可避免的不利因素和可能混乱没有采取行之有效的措施，不仅无法有效发挥海上编队整体作战的威力，还会极大地增加了作战风险。

1.2 指挥控制海上作战活动中各节点兵力之间面临的风险

从一定意义讲，没有周密的海上作战协同就没有信息化海上编队的整体作战。海上作战协同是海上参战兵力根据上级指示，按任务、目的（目标）、时间、空间（海域、地点、高度、深度、方向）、时机协调一致地行动，在火力、信息和机动3方面进行相互配合，从而使海上作战有序展开，以充分发挥各参战兵力和武器单元的整体作战能力。因此，为了有效消灭敌人、保存自己，海上编队在编队指挥所的统一组织指挥下，必须严密组织各节点兵力之间的协同动作，严格控制作战过程中的风险事件发生，以保证整个舰艇编队在尽可能小的损失下完成作战任务。这些风险主要包括以下几类。

（1）通信联络风险

通信联络风险，主要考虑各节点兵力之间通信联络组织所带来的风险。顺畅可靠的通信联络是保障海上作战指挥控制的基础。实际作战中，各节点兵力根据作战决心或上级指示，进行通信联络组织和保障、通信枢纽开设数量、通信保密以及通信对抗等活动，将不可避免地会遇到一些意想不到的情况发生，而这些事件就会给海上编队的整体作战带来极大风险［16］。

（2）火力配合风险

火力配合风险，主要考虑各节点兵力之间火力协同与相互支援组织所带来的风险。信息化条件下的海上编队作战，是在先进信息技术的支持下，编队内各种作战平台上的传感器、软硬抗击武器以及作战指挥中心连成一体，各节点兵力之间实现信息共享和作战资源共享，整个编队在编队指挥所的统一组织指挥下，合理分配武器资源以及有效组织各节点之间的火力协同和相互支援，从而实现软硬武器的精确打击。因此，在实际作战过程中，为了能够以最小的成本化“信息优势”为“火力打击优势”，必须进行科学的武器目标分配和有效的武器火力控制，只有这样才能充分发挥编队的整体作战能力。

（3）机动协同风险

机动协同风险，主要考虑各节点兵力之间机动协同组织所带来的风险。组织海上机动协同是实现最高指挥官决心意图的一项具体工作，必须针对敌人可能的行动并围绕执行主要任务兵力的行动，按任务、时间和空间规定其他兵力的行动。但是，海上敌我双方作战态势是复杂变化的，海上兵力机动实施过程中将不可避免遇到各种不确定情况的发生。因此，在实际作战过程中，海上兵力作战行动方案制定，应从最坏处着想，多预想几种情况，多准备几种处置方案，尽可能万无一失地完成各种海上兵力机动活动。

1.3 指挥控制海上作战活动中整个网络组织面临的风险

现代海上编队作战是基于信息系统的体系作战，整个舰艇编队只有协调一致地行动，才能充分发挥整体作战威力，最有效地消灭敌人、保存自己。而这就要求海上作战指挥员、指挥机关和各节点兵力，在海上作战整个过程中始终保持清醒地海上作战思路。海上作战组织，要坚决贯彻上级下达的作战指示，正确理解上级意图，统一思想认识，准确掌握情况与及时判断情况，统一筹划海上作战行动，合理使用海上作战资源，灵活运用战术和战法，适时定下海上作战决心，及时拟制作战计划和严密组织各种保障，并在海上作战指挥信息系统的支持下，有效组织海上作战行动实现海上作战决心；同时还需要，实时掌握战场态势变化，根据变化情况和上级指示，适时、慎重、果断修正既定海上作战决心，迅速调整海上战力行动。海上作战是对立双方意志的冲突，海上作战决策不是在封闭状态下进行的，而是己方力争将意志强加于对方时，对方也在力争同样的事情。因此，在围绕定下海上作战决心和实现海上作战决心的海上作战组织过程中，敌我双方的各种不确定情况发生，都必然会为海上编队整体作战带来极大的风险。这些风险主要包括以下内容。

（1）达成任务风险

达成任务风险，主要考虑海上编队是否正确领会上级作战意图，理解作战任务是否准确，是否有能力完成任务等风险。

（2）战术运用风险

战术运用风险，主要考虑参战兵力的编成及基本战法、战术运用是否科学合理，突击对象、突击顺序及海上作战地域和时间的规划是否恰当等风险。

（3）综合保障风险

综合保障风险，主要考虑为了保障海上作战任务顺利完成和突击兵力行动的需要，根据作战决心方案和实际情况，组织海上作战保障、作战后勤保障、作战装备保障和作战政治工作等带来的风险。

（4）指挥信息系统风险

海上作战指挥信息系统，已经成为现代局部海战敌方重点瘫痪和打击的目标。现代海上编队作战，一旦作战指挥信息系统受损，就会影响作战指挥控制的稳定性和连续性［10］。因此，指挥信息系统风险，主要考虑系统生存能力是否强大，系统通信是否实时顺畅，系统指挥是否安全稳定等风险。

（5）作战调整风险

海上作战调整，是指由于敌情变化或其他原因，改变原有海上作战计划或部署，使之适应海上作战客观环境和要求并发挥编队整体作战的最大威力。海上作战调整风险，主要考虑为了保持海上作战行动的协调一致形成整体合力，在因情而动、因敌而变、变在敌先、抓住时机、把握重点和周密组织海上作战时，进行调整原有海上作战计划和部署所产生风险。

1.4 指挥控制海上作战活动中海上编队面临的外部环境风险

海上作战，是一场敌我双方在力量和谋略上进行激烈较量的过程。在海上作战行动实施过程中，海战场环境、敌军的海上作战企图、兵力编成、主战装备使用以及有关国际关系的国际形势、军事结盟等情况，都不是静止不变的，海上编队指挥所必须全面、准确、及时地搜集掌握这些系统外部环境的变化信息，对海上作战进程及其有关情况变化进行科学合理的分析判断，只有这样才能作出正确的海上作战决策。否则，将势必带来极大的作战风险。这些风险主要包括以下内容。

（1）战场环境风险

战场环境风险，主要考虑海上作战区域地理环境、人文环境和电磁环境等情况变化而产生风险。

（2）战策变动风险

战策变动风险，主要考虑因为国际形势、国际社会和有关国家对我海上作战行动的态度、国际舆论动向等发生变化，上级进行海上作战策略调整而为海上编队作战组织带来的风险。

（3）敌情判断风险

敌情判断风险，主要考虑根据已经掌握的情报资料、敌我双方作战态势情况，对敌方作战企图、兵力编成和部署、主要武器装备性能等情况的分析是否科学合理，对海上作战进程的预测和敌目标威胁程度的判断等是否准确合理。

2 编队作战决心方案风险的模糊综合评价模型

2.1 海上编队作战决心方案风险评估指标体系

军事行动的风险主要来自于指挥的风险［12］。指挥内容的核心是定下决心和实现决心［5］。信息化条件下的海上编队作战指挥决策，是在编队指挥所的统一组织指挥下，依托扁平化网状结构的编队作战指挥控制系统，由最高指挥官运用自己的知识和洞察力，从各种可能的海上作战方案中，经过综合分析，定下作战决心，编队指挥所作战参谋形成决心方案，并趋于一体化组织完成相应的行动计划制定，从而尽可能满足海上编队“快速决定性作战”的需求，实现最有效消灭敌人、保存自己的作战目标。海上编队作战指挥活动，定下决心的正确与否事关整个战斗的成败，任何不适当的或者错误的决心都有可能造成全局的被动。因此，为了有效规避风险和减小风险损失，通常情况下，编队指挥所在组织作战指挥决策时，都要进行作战风险分析，通过正确地定下作战决心以及科学地制定作战行动计划，实现最有效消灭敌人、保存自己的作战目标［17］。

根据前面对信息化海上编队作战风险分析，可以建立海上编队作战决心方案风险评估的指标体系，如图1所示。其中，最高层为方案层；中间层为综合指标层；最低层为单指标层（也称评估指标层），各指标权重系数可运用层次分析法（analytical hierarchy process，A H P）［18 19］来确定给出。

图1 海上编队作战决心方案风险评估指标体系

2.2 基于模糊综合评价的作战决心方案风险评估方法

2.2.1 问题描述

为了不失一般性，现在考虑海上编队作战决心方案风险的模糊综合评价问题，令方案集M=｛1，2，…，m｝，综合指标集N=｛1，2，…，n｝，单指标集S=｛1，2，…，s｝。设：待评估的决心方案有m个，记为A=｛a1，a2，…，am｝；决心方案风险评估指标体系的综合指标，记为B=｛b1，b2，…，bn｝，其中综合指标bi（i∈N）的单指标，记为bi=｛di1，di2，…，di s｝；为了反映各评估指标对风险影响程度的不同，运用A H P法［11］可以确定综合指标bi（i∈N）的权重系数为的权重系数为考虑在实际应用过程中，人们进行决心方案风险的指标评价时，往往需要结合个人经验来综合分析与评估，其评判结果采用模糊形式描述将更为合理。这里，将风险模糊评判集取为：V=｛高，较高，中等，较低，低｝=｛v1，v2，v3，v4，v5｝，vp∈V，具体评判标准如表1所示。

表1 风险模糊评判标准表

现在，邀请Q名领域专家（如指挥官、业务长等）对m个决心方案进行模糊评价。已知：对方案ak（k∈M）的单指标dij（i∈N，j∈S）有rq名专家给出的评定为vp（vp∈V），则可以得到单指标dij（i∈N，j∈S）在模糊评判子集vp（vp∈V）上的隶属度xivjpk为

2.2.2 评估方法

（1）综合指标的模糊评价

现在，将综合指标bi（i∈N）的单指标dij（i∈N，j∈S）权重系数uij，用向量表示为Ui=［ui1，ui2，…，ui s］。则方案ak（k∈M）的综合指标bi（i∈N）模糊合成模型为

式中

式中，为合成算子，可以取为“∧”（取小运算）或“∨”（取大运算），本文采用取“∨”模糊综合评判，即若

则可以评判综合指标归属于模糊评判子集vm ax。

（2）决心方案的模糊评价

将式（3）求得的模糊合成运算结果用矩阵Fk描述，即

综合考虑各个综合指标bi（i∈N）的权重系数W= ［w1，w2，…，wn］，可求出对决心方案ak（k∈M）风险的模糊综合评价Fk为

式中

为了对若干个方案风险的优劣作出排序，从实践应用的角度考虑，要将上述求得的模糊评语Fk进行数值转换，本文采用加权综合法，以便能够充分利用模糊评语的全部信息。具体做法是：首先，对Fk进行归一化处理，得到；然后，按表1给出的评判等级标度，取相应的中间值作为各评语的权重系数，令G=［g1，g2，…，gvp，…，g5］=［95，85，75，65，30］；这样，按式（9）可以求出各决心方案ak（k∈M）风险的总评价值Ok为

式中

最后，根据Ok（k∈M）值大小可以确定出各方案风险的优劣排序，即总得分值越大，该方案风险越大；同时，根据表2综合风险等级评判标准可以容易地判断出各方案ak（k∈M）的风险等级。

表2 综合风险等级评判标准表

因此，在实际作战中，通过对各个方案进行风险评估，选择一个风险最小的作战决心方案，并采取各种预防措施杜绝或减少损失发生的可能，都可以在一定程度上控制和降低风险。

3 案例分析

考虑运用本文所提出的海上编队作战决心方案风险评估指标体系及模糊综合法，对某作战决心方案进行风险评估。假设：综合指标的权重系数为W=［0.2，0.3，0.35，0.15］，其中单指标d11，d12和d13的权重系数为U“b1”= ［0.5，0.25，0.25］；邀请指挥官、业务长等10位领域专家，根据表1风险模糊评判标准，对决心方案风险的各评估指标进行打分。例如：10位专家对评估指标“作战能力风险d11”进行评价，其中2位专家评语为“高”，3位专家评语为“较高”，3位专家评语为“一般”，1位专家评语为“较低”，1位专家评语为“低”。这样，可以得到单指标“作战能力风险d11”的模糊评价结果为

同理，可以得到其他单指标的模糊评价。这里，设单指标“作战能力风险d11”、“任务分配风险d12”和“作战效果风险d13”的模糊评价结果为

根据式（3），对综合指标“来自单个节点兵力的风险b1”进行模糊合成运算，可得

然后，根据取“∨”规则，评判综合指标b1归属于模糊评判子集“v2”，即“来自单个节点兵力的风险b1”较大。

依次类推，可以对其他综合指标进行模糊合成运算。为简便起见，这里假设方案1综合指标的模糊评价结果为

这样，根据式（7）可以求出方案1风险的模糊综合评价为

接着，将Fk归一化处理得到¯F“方案1”为

于是，根据表2评价等级标准，可以容易地判断出方案1的风险等级为“中等”。

由此，从上述分析过程可以看出，按照求得的总评价值大小，可以容易地确定出各方案的风险等级，并给出各方案风险的优劣排序。

4 结束语

风险管理问题的研究具有重要的理论研究与实际应用意义，目前研究主要集中在金融经济、企业管理、项目工程、装备研制等领域。但是，凡是作战，必然伴随各种各样的风险。军事行动的风险管理贯穿于整个行动的始终和指挥活动的全过程。本文综合运用风险管理理论，从信息化海上编队作战组织的视角，围绕定下海上作战决心和实现海上作战决心所展开的海上作战指挥活动，对信息化海上编队作战面临着来自网络系统中的各节点兵力、节点兵力之间、整个网络组织以及外部环境的多重风险进行分析，建立了海上编队作战决心方案风险评估的指标体系，并提出了一种基于模糊评价法的作战决心方案风险评估方法，从而为基于信息系统体系作战的风险管理研究提供了一种新颖的研究思路，研究成果具有重要的现实意义。

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Operation resolution scheme risk assessment for informationized warship formation at sea

WANG Wei，Y U Jia-xiang，Y A N G Shao-qing，WANG Lei
（Department of Naval Gun，Dalian Naval Academ y，Dalian 116013，China）

In view of the risk managementin operations at sea based on information system-of-systems operations，comprehensively exploiting the modern naval warfare theory and the risk management theory，the risk identification，assessment and control in the risk management when a warship formation operates at sea are studied.First at all，centered on the commanding activities at sea after deciding to operate at sea and realizing the decision to operate at sea，the main risk elements faced by the informationized warship formation are analyzed and an index system of operation resolution scheme risk assessment for the warship formation is built. Based on the above，by comprehensively using the fuzzy evaluation theory，an operation resolution scheme risk assessment method is putforward based on the fuzzy comprehensive evaluation，giving an operation risk control method for the warship formation.Finally，a case study is used to prove the effectiveness of the proposed method.

system-of-systems operation；warship formation；operation resolution scheme；risk assessment；fuzzy comprehensive evaluation

N 945

10.3969/j.issn.1001-506 X.2016.03.15

1001-506 X（2016）03-0569-06

2014-11-27；

2015-06-13；网络优先出版日期：2015-10-15。

网络优先出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20151015.1943.006.html

王玮（1964-），女，教授，博士后，主要研究方向为舰艇编队防空作战决策、武器装备系统工程。

E-mail：wangweihy@263.net

余家祥（1974-），男，副教授，博士后，主要研究方向为海上作战决策分析、舰炮火控系统。

E-mail：lxhyjxok@163.com

杨绍清（1965-），男，教授，博士后，主要研究方向为舰炮火控系统及其信息处理。