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基于层次分析法的对地攻击无人机目标选择排序

2024-10-29苏凯杰

无人机 2024年7期

近年来,无人机已经成为任何军事冲突不可或缺的一部分,并且扮演着越来越重要的角色,作为承担未来战争无人作战和执行空中攻击任务的重要作战平台,对地攻击无人机的作战使用方式和打击目标日趋多样化。在俄乌冲突中,乌军大量使用TB-2无人机接连摧毁俄军阵地、军事设施,并击沉俄军运输船和巡逻艇;俄军也大量使用无人机攻击乌军坦克、装甲车辆、防御工事和后方基础设施,发挥了重要的作用。基于目标作战是现代战争的明显特征,在发挥对地攻击无人机作战效能的同时,对作战目标进行优选排序变得尤为重要,应基于无人机作战能力,围绕作战目的,综合考虑目标价值、数量、排序等具体问题,实现对地攻击无人机作战效能的最大发挥。

对地攻击无人机目标选择排序影响因素

在现代战争中目标选择对信息化战争决策、行动筹划、作战实施占据着越来越突出的地位。根据上级作战任务要求,通过分析目标的价值、敌防空威胁、易修复性、易攻击性和电子干扰等要素,分析得到目标选择的合理性,进而对作战目标进行选择排序,得出最佳攻击目标及攻击顺序。

目标价值

目标价值是对目标在作战中地位作用的客观定位。在作战中,根据具体的战斗目的,需要对地攻击无人机执行打击任务的目标往往不止一个,同时对不同目标的突击、摧毁、瘫痪,对于完成战斗任务的作用和影响也不尽相同。按照目标价值可划分一级目标、二级目标和三级目标。

防空威胁

对地攻击无人机在选择攻击目标时,会受到敌作战地域防空导弹、高炮、激光武器、高能微波武器及敌空中作战力量的威胁,应重点研判敌各型防空火器的部署、战技术性能、以及战术特点等内容。在俄乌冲突中,由防空火炮、导弹组成的拦截火力网就曾击落多架TB-2型无人机。

易修复性

目标的易修复性,主要是指目标受到打击后再次恢复的能力和时间。打击达到的效果分为全面破坏、局部破坏、系统结构完好但失去作战能力三种,对地攻击无人机可选择打击的目标很多,有的目标被毁伤后不能修复或短时间内无法修复;有的目标则能够快速修复,恢复战斗能力,难以对敌方造成实质性打击,在选择攻击目标时,要优先选择效费比高、难以修复的目标。

易攻击性

目标的易攻击性主要是基于目标的防御防护能力和作战平台的武器弹药。除考虑目标的大小、形状、结构、坚固程度以及防御防护能力外,还考虑作战平台的武器弹药性能,常见对地攻击无人机的弹药包括各型反坦克导弹、多用途导弹、巡航导弹、火箭弹、制导迫击炮弹等,各种不同类型的弹药对目标的毁伤效果也不尽相同。

易发现程度

易发现程度主要取决于目标的可见性,主要是指目标被发现、识别的难易程度,还包括目标对光、电、磁的反射强度,随着无人机机载设备的发展为战场目标搜索提供了新手段,但多方式伪装、防护的目标仍然难以发现和识别,认识对地攻击无人机目标选择排序的重要考虑因素。

电子干扰能力

伴随现代战争信息化、智能化的快速发展,目标的电子干扰能力越来越重要,并且无人机主要依靠通信链路实施信息传输、装备操作和指令发送,通过向无人机发射大功率射频信号,可能扰乱其操作程序,造成无人机无法执行任务和坠机。在选择攻击目标排序时应重点考虑目标自身具备或周围部署的干扰设备的数量、部署和干扰能力。

基于层次分析法的模型建立

层次分析法决策过程

20世纪70年代初,美国运筹学家T.L.Saaty提出了一种定性与定量分析相结合的多因素评判方法,被称为层次分析法(AHP)。其基本思想是找出复杂问题的主要影响因素和解决措施,形成一个有序的层次结构,通过形成能反映各因素影响的两两成对比较确定重要性,建立模型进行评价得出综合排序。层次分析法实现了把定性概念转化为定量排序问题来确定因素的权重大小或优劣程度,广泛的被应用于社会、经济、军事各个领域,其步骤主要包括:

(1)建立层次结构模型

首先将所包含的因素分组,按照目标层、准则层、方案层建立层次结构模型。

(2)构建判断矩阵

通过各要素间两两比较得出判断矩阵,并引用数字1-9及其倒数作为标度,从而根据矩阵的导出权重,得出各因素对应的权重大小。

(3)层次单排序

层次单排序是指对上一层某元素而言,根据判断矩阵计算的本层次元素的相对重要性的权值,通过计算判断矩阵的特征根和特征向量来确定,并需要计算一致性指标值来检验判断矩阵的一致性。假设矩阵为B,计算满足BW=λmaxW的特征根与特征向量,其中λmax表示矩阵B的最大最大特征根,W为对应的正规化特征向量。通过计算一致性指标CI来检验矩阵的一致性,公式表示为:CI=(λmax-n)/(n-1)。通过一致性指标CI与平均随机一致性RI的指标比例值与0.1的对比来判断矩阵是否有满意的一致性。

(4)层次总排序

通过层次单排序,计算针对上一层次而言,本层次所有因素重要性的权值,这就是得出层次总排序。

(5)一致性检验

计算层次总排序一致性指标与总排序平均随机一致性指标的对比数值,当数值小于0.1时,层次总排序计算具有满意的一致性。

攻击目标选择模型建立

(1)构建判断矩阵

结合无人机攻击目标选择的影响因素及层次分析法结构模型,邀请专家对各因素指标权重值进行打分,构建判断矩阵。

(2)计算各层要素对应权重并检验其一致性

CI=(λ-n)/(n-1)=(6.163393272-6)/(6-1)=0.032678654

查表得出RI=1.25

CR=CI/RI=0.026353754<0.1,一致性检验通过。

(3)得出各要素的权重

计算实例

对地攻击无人机的目标主要包括装甲目标、坚固工事、地面机动力量、情报系统、指挥信息系统、重要技术兵器阵地等。现选取敌指挥方舱车(C1)、通信枢纽(C2)、高炮阵地(C3)、支撑点(C4)、坦克(C5)、集结步兵(C6)等典型目标,通过上述方法邀请10名专家进行打分,建立方案层相对于指标层的权重向量,方案层的判断矩阵为:

结论

本文介绍了基于层次分析法的对地攻击无人机目标选择排序,并在专家打分介绍的基础上,根据目标价值、防空威胁、易发现程度、易攻击性、电子干扰能力、易修复性等影响因素,得出攻击目标选择顺序:指挥方舱车>高炮阵地>通信枢纽>支撑点>集结步兵>坦克。本文研究成果可为无人机分队指挥员进行目标攻击选择提供借鉴。