山地进攻作战电子对抗效能评估研究

陈 宁，权冀川，吴天文，章俊峰

(陆军工程大学，江苏 南京 210007)

0 引 言

山地进攻作战，是信息化局部战争诸军兵种共同实施的联合战役行动，一旦开战，信息作战行动将贯穿于各领域和全过程。电子对抗作为信息作战的核心作战样式，对信息作战活动起着积极的引导作用，对夺取制信息权和保持信息优势有着极为深刻的影响。电子对抗效能发挥关乎行动成败，应着眼作战行动特点，紧贴作战行动需求，认真分析研究山地作战环境对电子对抗作战行动的影响，积极探索电子对抗的方法和对策，为作战行动顺利实施提供持续稳定可靠的电子对抗优势。因此，对山地进攻作战的电子对抗效能进行合理的评估，对于灵活运用电子对抗力量，夺取和保持局部制电磁权，进而夺取并保持山地进攻作战主动权具有重要的现实意义。

1 山地战场环境的特点及其对作战行动的影响

1.1 山地战场环境的特点

山地，属地质学范畴，地表形态按高程和起伏特征定义为海拔500 m以上，相对高差200 m以上。我国国土面积30%以上为山地地形，其中最具战略研究意义的是高寒山地地形，主要分布在我国西部边境地区。山地地区特殊的战场环境特点主要体现在以下4个方面：

一是交通极其不便。在我国，山地地区经济发展相对落后，道路稀少，基础设施相对薄弱，同时山头林立，沟谷交错，地形曲折变化，陡坡、山崖、河流等易形成断绝地带，通行性较差[1]。高寒山地地区更是山高坡陡沟深，地形割裂严重，多以通道地形为主，迂回路较少，同时海拔4 000 m以上通道地带受积雪影响，常年大部分时间无法通行，不利于部队横向进攻和支援。

二是自然环境恶劣。高寒山地地面风沙大，紫外辐射大，空气含氧量低，气压气温低，昼夜温差大，对人员装备影响较大。极端天气较频繁，常有雪崩、泥石流、塌方等自然灾害发生，海拔5 000 m以上的地区更是被称为“生命禁区”。

三是电磁环境复杂。山地地区遮蔽较多，不利于高频电磁信号的传播。部分山地地区地下矿产丰富，会产生地面和山体吸收或辐射电磁波的现象。同时，高寒山地海拔较高，空气稀薄，电离层剧烈变化、太阳强光辐射等因素对电磁波的传播也有较大影响。

四是社会依赖薄弱。山地地区受自然条件影响，地广人稀，民用通信资源匮乏，信息化建设比较滞后。而高寒山地地区少数民族居多，宗教色彩浓厚，民社情复杂。所以山地作战过程中能得到的社会支援有限，军地联合保障难以实现[2]。

1.2 山地战场环境对进攻作战电子对抗行动的影响

山地特殊的地形特点和气象条件对进攻作战中电子对抗行动具有重要影响，体现在以下3个方面：

一是在人员装备上。人员方面，尤其是高寒山地低温低氧环境，影响电子对抗人员正常生理机能，单兵作战能力有不同程度下降，装备操作失误率上升。装备方面，首先受地形限制，山地进攻作战中电子战装备以轻型、便携式和空基天基装备为主，重型电子战装备只能在固有阵地或临近山区较为平坦地区执行掩护或支援任务；其次，受高寒山地低压低温低氧影响，电子战装备的发动机动力输出变弱，电池续航能力降低，电磁波发射功率降低；再次，装备效能下降，复杂地形环境和电磁环境影响电磁波的有效辐射，恶劣自然环境导致装备的可靠性下降，故障率升高[3]。

二是在战术运用上。山地地形的影响主要体现在作战指挥重心下移，组织指挥分散，山地地形条件的复杂性导致战场容量极其有限，交通线长且脆弱；协同重心下移，协同要求更加细致，对战斗群内部和群之间的协同效率要求更高；战斗编组更加灵活。例如，在俄军参与的阿富汗战争和车臣战争中，陆战场大部分是山地地形，俄军采用“支队-群战术”[4]，优先战术是支撑点式的战斗，加重了俄军排、连、营的指挥工作；在山地进攻作战中，俄军营战斗群根据作战任务以步兵营为骨架，抽调坦克、侦察、防空、炮兵以及电子战分队临时战术组合而成，减少了复杂地形带来的影响。

三是在支援保障上。在战斗支援上，复杂的山地地形条件，会造成各战斗群之间的支援更加困难。例如，美军在对阿富汗山地作战的“落锤”[5]行动中，由于地形复杂和植被密集，在呼叫阿帕奇直升机进行火力支援时出现了火力误伤现象，也出现过空投物资远离美军阵地以及直升机无法着陆造成第1次撤离行动失败的情况。在资源维修及后勤补给上，由于山地地区物资匮乏，电子对抗行动的维修资源补充和后勤补给主要依靠后方基地，后方保障压力大，可能出现补给不及时的现象。

2 山地进攻作战电子对抗效能评估的难点问题

由于山地地区的各种复杂因素对电子对抗行动的特殊影响，其作战效能评估比一般作战环境下的作战效能评估更加困难，主要体现在以下3个方面。

2.1 指标关系的复杂性

山地进攻作战过程中电子对抗系统的高度体系化及协同化，导致效能评估的指标关系更加复杂。首先是参战力量多元，评估涉及范围广，联合作战的诸军兵种电子对抗力量种类繁多，装备性能各不相同，电子对抗力量成分多元导致评估数据处理困难；其次是受山地地形影响，战场容量小，战斗队形配置相对集中，装备实际效能发挥不稳定，其频率范围、功率大小、作用距离难以确定，电子对抗力量之间的相互影响难以判断，指标关系难以确定；最后是山地进攻作战中更加细致的协同关系，导致评估指标的影响因素增多，各因素之间耦合紧密，关系复杂，因此指标关系的处理计算非常困难。

2.2 实战数据的未知性

评估数据的真实性是有效展开电子对抗作战效能评估的关键。受山地进攻作战特殊的战场环境影响，电子对抗实战数据的获取非常困难，电子对抗效能产生机制和演变规律未知，基于装备性能参数的效能评估方法已无法适用于实战评估。一是电子对抗装备的实际作战效能会发生大范围变化。山地地形的巨大遮挡作用将大幅降低电子对抗装备的作用距离和机动能力，而低温、低压、低氧的高寒山地环境对装备的发射功率、续航能力等也有较大影响。二是战场上未知装备的性能参数无法获取。随着新型电子对抗装备不断运用于军事实践，其发挥的作战效能甚至能够影响到整个作战进程。如美军在“落锤”行动中使用的低空声音截听设备，对于情报获取发挥了重要作用，成为美军取得胜利的首要前提。敌电子对抗装备类型和性能参数的未知性，将导致山地进攻作战中电子对抗行动的作战效能评估更加困难。

2.3 影响因素的不确定性

山地进攻作战过程中，人为因素、电磁环境因素等不确定因素对电子对抗效能的影响异常复杂。人为因素不仅影响评估指标体系的构建和指标的评估计算，特殊山地环境导致的电子战人员生理和心理的变化对其作战能力的发挥影响极大，也给效能评估带来了很多不确定性。山地进攻作战时，敌我双方在有限的战场空间中部署大量型号、功率和频段各异的电子装备，用频设备密度增大，频率高度叠加，再加上自然电磁环境的影响，最终导致对战场环境的确定性描述和建模计算变得极为困难。

3 山地进攻作战电子对抗效能评估技术与策略

将复杂网络、机器学习、数据挖掘等新技术与传统效能评估方法、评估模型和指标体系构建方法相结合，能够为解决复杂作战系统的效能评估问题提供可行途径。针对山地进攻作战的特殊性带来的电子对抗作战效能评估难题，可从4个方面进行探索突破。

3.1 体系效能评估方法

近年来，针对联合作战这一复杂系统的评估问题，国内外学者提出了体系效能评估的概念。文献[6]以“整体论”思想指导体系作战效能评估，借助人工智能、数据分析等技术，区分综合评估、分析和优化3个阶段，综述了适用于各阶段的解决方法，为体系作战效能评估提供了可借鉴的解决思路。文献[7]综述了联合作战背景下体系效能评估的方法，对网络层次分析法(ANP)、系统动力学方法(SD)、支持向量机方法(SVM)和博弈论方法进行了梳理和分析。文献[8]针对联合作战指挥体系效能评估问题，定义了6种拓扑环元模型，表征指挥体系的全部功能，解决了体系效能评估过程中网络结构划分不彻底的问题。

由于山地进攻作战体系结构复杂，该环境下电子对抗效能的各种影响因素相互关联交叉，表现出很强的体系特征，用传统的层级式、叠加式评估指标体系无法有效表达各类评估指标之间的复杂关系，以常见的多元线性、简单非线性或者兰彻斯特方程之类的解析方法也无法进行有效评估。可以从其体系特征出发，采用上述体系效能评估的方法，在评估指标体系构建上要考虑网络状、关联式指标体系或者分阶段分能力多指标体系的形式，电子对抗效能评估可按照作战阶段展开，注意分析不同阶段、不同能力之间的体系构成关系。

3.2 基于机器学习的效能评估方法

机器学习算法是一类从数据中自动分析获得规律，并利用规律对未知数据进行预测的算法。该类算法推理速度快，能够有效预测数据的统计规律，还可以较好地适用于小样本条件下的各类应用。文献[9]针对样本量不足导致的作战效能评估置信度、准确度不高的问题，采用Bayes Bootstrap方法，提高了某舰艇对空拦截作战效能评估的置信度。文献[10]、[11]采用BP神经网络方法对空中无人通信平台和地空导弹混编群作战效能进行评估，降低了复杂作战背景下数据缺乏、信息模糊和主观误判对作战效能评估的不确定性、不准确性影响。

山地进攻作战中，电子对抗效能评估数据具有很大的未知性，也很难获得足够的数据，因此常规的评估方法在规律不明、数据不足的条件下很难发挥有效作用。而神经网络等机器学习算法在适当训练后，能够从未知数据中提取特征、识别模式及挖掘规律，从而利用未知数据中的潜在规律对电子对抗效能进行评估。而Bootstrap之类的方法，可以有效处理小样本量的问题，有助于在电子对抗过程中对敌方未知装备的对抗效能进行分析和预测，也有助于评估未知山地环境对电子对抗效能的影响。

3.3 在线效能评估技术

在线效能评估技术是一种忽略或绕开战场环境的复杂影响因素，直接对比电子对抗行动效果的评估技术。该类技术一般利用战场实时感知到的态势信息，例如将敌我电子战装备的实时状态数据作为评估数据，通过对比实施电子对抗行动前后的结果得到评估结论。文献[12]在评估雷达干扰效果时，通过分析干扰实施后敌雷达的状态变化以及与其相关联的武器系统的状态变化，反映雷达干扰的有效性。

山地作战环境中，影响电子对抗效能的因素数量多、不确定性大，在短期内把这些因素的影响效果完全分析透彻是不现实的，尤其是在实测数据不足的极端情况下。电子对抗的效能主要体现在我方电子对抗措施对敌方部队、装备、行动的影响上。而山地环境对敌我双方都是有影响的。采用在线效能评估技术，绕开复杂影响因素的分析，直接测量或评估敌方遭受电子对抗后的部队或装备状态、行动能力表现等，可从作战效果上评估电子对抗的效能；同时，测量结果本身也包含了各种影响因素的作用效果。因此，这种评估方式符合电子对抗效能评估的目的，而且是合理可行的。

3.4 基于作战仿真的效能评估技术

电子对抗实战数据的未知性和影响因素的不确定性问题，也可以通过作战仿真的方法加以解决。美军一直非常重视作战仿真系统及相关技术的研究，构建的作战仿真系统涵盖了战略级(联合战区级仿真系统，JTLS)、战役级(联合作战仿真系统，JWARS)和战术级(战术仿真系统，TACSIM)各个层次，覆盖了作战问题分析、作战方案推演、作战效能评估及装备效能检验等各个领域[13]。

将作战仿真技术用于电子对抗效能评估具有其独特的优势。例如，利用电子信息靶场技术[14]构建战场复杂电磁环境，模仿山地环境对电磁能、电磁信号的影响效果，可以在电磁传输、干扰的机理层面上进行研究，以探索本质规律。再如，利用虚拟现实技术模拟山地地形环境[15]，可以经济高效地开展多次反复仿真以积累足够多的仿真数据，作为电子对抗作战效能评估的依据。同时，作战仿真能够近乎真实地展现各类复杂因素的影响及其关系，可在一定程度上克服各种环境因素对电子对抗效能的不确定性影响。

4 结束语

山地进攻作战中，电子对抗作战效能评估研究对电子对抗力量这一新型作战力量形成体系作战能力具有重要意义。本文从研究山地特殊地形特点及其对电子对抗行动的影响出发，分析了山地进攻作战中电子对抗效能评估的难点问题，并结合新出现的效能评估技术提出了有针对性的解决策略。本文的研究和思考，对于开展山地进攻作战电子对抗效能评估具有较强的参考和借鉴作用。