登陆作战中的打击目标选择效益评估研究*
2018-12-19张世燎阚亚斌
张世燎,阚亚斌,高 晶
(海军大连舰艇学院作战软件与仿真研究所,辽宁 大连 116018)
0 引言
在两栖登陆作战中,火力准备与火力支援是保证登陆兵力顺利上陆并建立巩固登陆场的重要作战行动。受参战军兵种多、作战行动交织、指挥协同复杂等约束,火力准备与火力支援要求作战兵力需区分目标作战效益,选择能在有限的时间内迅速达成作战意图、实现作战效果的目标为作战对象。因此,作战目标选择的效益[1]评估是火力准备和火力支援的基本活动,是登陆作战突击上陆和巩固登陆场作战辅助决策的重要组成部分。目前,对于作战效果[2]及作战效能[3-4]的研究取得了很多成果,也有多种模糊理论应用于研究评估[5-6]问题,但针对作战目标选择效益,尤其是在登陆作战中目标选择效益评估的应用非常少。
本文主要研究火力准备和火力支援时打击目标选择效益评估问题。通过分析火力准备和火力支援中,影响打击目标选择效益的因素,构建了评估指标体系;基于三角模糊[7-10]多指标群决策[11-12]方法和 AHP[4-5,13]法,量化打击目标选择效益,为打击目标选择及排序提供技术支持。
1 基于三角模糊数多指标群决策方法
为了适应登陆作战指挥员群体决策及语言模糊性决策等特点,本文综合采用三角模糊数两极比例法、模糊多指标群决策的评价法进行打击目标选择效益评估。
1.1 概述
基于三角模糊多指标群决策的评估流程,首先在建立指标体系的基础上,确定各指标的权重;其次决策群体确定其评价方案,并量化为各指标的模糊指标值;然后,依据各项指标的三角模糊评分值与其权重,计算指标值。依此类推,由底层到高层指标,直至最后复合成一个综合的三角模糊效益值,即目标选取效益综合指标值。在评估过程中,对于每一层指标,其基本形式为:,其中C'和Ci分别代表某个指标的指标值和其下层的第i个指标;Wi代表下层第i个指标的权重值,它通过AHP(层次分析法)方法计算;n代表某个指标下层的指标个数。
1.2 基于三角模糊数两极比例法的定性指标量化
精确给出一个指标的量值比较困难,但是指挥员根据其知识水平和指挥能力,给出指标的定性描述是较容易的。为了避免丢失信息,这里采用三角模糊数两极比例量化法来实现。如图1所示,可以将指挥员效益型及成本型指标的模糊语言表述转化为三角模糊数形式。
图1 三角模糊数两级比例量化法
1.3 基于AHP法确定指标权重
AHP法是常用的指标权重确定方法。这里采用1~9标度法,运用AHP理论,邀请专家及指挥员比较指标间的相对重要程度,构造判断矩阵。通过对每个判断矩阵进行一致性检验,在确保每个判断矩阵的一致性均可接受的前提下,确定各指标权重。
1.4 目标效益多指标群评价方法
作战指挥决策是各级指挥员集体决策的过程,因此,打分者为各级指挥员群体。对于某指标的下层指标为fi(i=1,…,n),各指挥员Dp分别确定其指标值并进行无量纲化处理,将其转化为三角模糊数Yip;利用公式将各指挥员对fi(i=1,2,…,n)的评价权重集结为群体对fi(i=1,2,…,n)的重要性的评价权重wi,本文采用AHP法来确定;用将不同指标下群体效益的模糊评价集结为群体对效益的综合模糊评价值。
1.4.1 指挥员群体初始评价矩阵
设有p个指挥员参与指挥,不同的指挥员的权重为 φ=(φ1,φ2,…,φp),某指标下有 n 个子指标,建立指标集为L={l1,l2,…,ln}。形成三角模糊数的初始评价矩阵为:
1.4.2 初始三角模糊矩阵的归一化
1.4.3 集结为指挥员集体的评价信息
根据模糊决策分析理论,可将每个指挥员的评价信息集结成为群体的评价信息。这里,指挥员群体的模糊指标权向量由AHP法产生为W,指挥员群的模糊评价值矩阵为:
1.4.4 三角模糊综合评价
从陆上目标选择指标体系可以看出,某一层次的评价指标有可能包含下层子评价指标,该指标的单因素评价实质上是下一层次子指标的三角模糊群的综合评价,从而有多级三角模糊多指标群的综合评价模型:
1.4.5 确定效益评估等级
为了确定三角模糊综合指数的等级,本文根据三角模糊数的分布特点,利用下式将其转化为精确数,便于各目标的同维度精确比较:。
2 打击目标选择效益指标体系分析与构建
作战效益即作战所占用和耗费的劳动与所取得的作战成果及其实现作战目的程度的比较[1]。作战效益与作战劳动效果成正比,与作战劳动支出成反比。由此可见,提高作战效益的实质,就是合理配置和利用军事人力、物力和财力等,以较小的作战劳动支出取得较大的作战劳动效果。
突击上陆和建立巩固登陆场阶段,打击目标选择效益评估的核心是:针对登陆作战火力准备及火力支援打击目标,分析影响打击效益的主要因素,构建评估指标体系。指标体系的构建从打击目标的可行性、打击取得的收益及作战资源投入来考虑,核心因素主要有以下几个方面:
1)达成意图程度
为了达成上陆并建立巩固登陆场的作战意图,对不同环境、纵深、性质和价值的打击目标,有着不同的毁伤意图。对于单一打击目标,其毁伤意图是确定的,即:重度毁伤、中度毁伤、轻度毁伤等的一个级别。
2)目标的价值性
对于作战目标选择,要求具有较高的军事价值,主要体现在对作战中登陆兵力突击上陆并建立巩固登陆场的影响程度。目标的价值性主要考虑目标对我的威胁、打击后削弱敌战斗力的程度。后者与目标的特性、作战能力及经济价值有重要关系。
3)作战主动性
夺取并保持两栖作战地域内的控制权是两栖登陆作战的重要任务及重要组成部分。登陆打击目标选择,要能达到获取有利于夺取战略上主动,并自始自终保持战略主动权的对象。我方主动权主要体现在制空权、制海权,以及登陆作战行动的有效执行的上陆及建立巩固登陆场的主动权。
4)行动可行性
打击目标的可行性,要充分考虑客观可能。客观可能主要是由敌我双方作战环境因素决定的,主要包括打击目标时空的可达性、水文气象条件、地形条件、作战协同和作战保障能力等。
5)作战资源耗费
作战资源是与作战相关的人力、物力、财力、空间、信息等资源。对于登陆作战目标打击等来说,与其相关的资源主要包括人力、装备、财力、海域、空域、地域、时间、情报信息等。
打击目标效益评估指标体系如下页图2所示。
3 实例分析
3.1 实例设计与计算
由于指标层次和数量较多,这里以作战能力的子层指标为例来说明。
设有3个决策评语,权重分别为:0.6,0.2,0.2,对作战能力的子指标评价如表1所示。
表1 作战能力子层的指挥员评价表
根据三角模糊数两级比例量化法确定初始评价矩阵,并按指挥员的权重进行修改,分别为0和:
图2 打击目标选择效益评估指标体系
则归一化后的评价矩阵为:
依据式(6),指挥员的群决策评价矩阵为:
据AHP法,3个指标的判断矩阵为:
求出的指标权重为:
则模糊综合评价为:
可精确化为:0.565 1
3.2 评估结果分析
从计算过程和结果可以看出,对于某一目标的“作战能力”指标评估值为三角模糊数,其评估区间跨越了较差、一般和较好3个评级,通过精确化后为0.565 1。同理,对于一个目标可建立全指标系统的指标值,从最底层依次往上,逐层求解,可最终求出打击目标选择效益值。在得到综合评估的三角模糊评值区间的基础上,精确得其精确值。
对于登陆作战的火力准备和火力支援来说,其打击的目标数量很大。使用同样的方法,可以得到不同目标的打击效益模糊及精确评估值,为基于模糊方法和精确值方法的打击目标效益多目标比较、排序提供数据准备。
4 结论
本文从目标选择效益的含义出发,分析影响登陆作战中打击目标选择效益的主要因素,系统地构建了评估指标体系。通过基于三角模糊数的多群体决策方法,定性与定量相结合,给出了打击目标选择效益评估值。
实例证明,该方法简便可行,较好地解决了登陆作战的火力准备与火力支援作战中,多目标选择和打击目标排序的效益评估问题。该方法在登陆作战中打击目标选择和火力资源分配[15-16]辅助决策方面具有一定的参考价值。但对于具有联合作战特点的登陆作战而言,本文中构建的指标体系还不够细,可能会存在效益评估区分度不大、不太灵敏的情况。