多阶段任务装备体系作战能力评估.pdf
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1、第 卷第 期 年 月系统工程与电子技术 文章编号:()网址:收稿日期:;修回日期:;网络优先出版日期:。网络优先出版地址:通讯作者引用格式:王博,周文雅,汪涛,等多阶段任务装备体系作战能力评估系统工程与电子技术,():犚犲 犳 犲 狉 犲 狀 犮 犲犳 狅 狉犿犪 狋:,():多阶段任务装备体系作战能力评估王博,周文雅,汪涛,郭继唐(大连理工大学航空航天学院,辽宁 大连 ;中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室,北京 )摘要:现代战争战场形势复杂多变,武器装备之间功能相互交互,装备体系作战能力应保证最大限度发挥。基于作战环理论,提出针对多阶段任务的装备体系总作战能力评估方法。通过检测装备体系作
2、战能力指标的动态变化,考察单个装备对装备体系发挥最佳作战能力的影响,进而保证装备体系总作战能力最大。根据阶段任务对应的能力指标,建立装备体系总作战能力指标体系;基于作战环理论的装备体系作战能力评估模型,引入区间联系数和灰数带的概念,从多阶段任务出发,对同类型的不同装备所在装备体系的作战能力进行评估;利用信息熵法及装备体系在不同阶段任务中作战能力的排序向量对相应阶段任务的能力指标进行客观权重的确定。以某装备体系为例,应用所提方法完成了总作战能力评估,为装备优先发展、配合作战提供了决策支撑。关键词:作战环;区间联系数;灰数带;信息熵;作战能力中图分类号:文献标志码:犇犗犐:犗狆 犲 狉 犪 狋 犻
3、 狅 狀 犪 犾犮 犪 狆 犪 犫 犻 犾 犻 狋 狔犲 狏 犪 犾 狌 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳犿狌 犾 狋 犻 狆 犺 犪 狊 犲犿 犻 狊 狊 犻 狅 狀犲 狇 狌 犻 狆犿犲 狀 狋狊 狔 狊 狋 犲犿,(犛 犮 犺 狅 狅 犾狅 犳犃犲 狉 狅 狀 犪 狌 狋 犻 犮 狊犪 狀犱犃狊 狋 狉 狅 狀 犪 狌 狋 犻 犮 狊,犇犪 犾 犻 犪 狀犝狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔狅 犳犜犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵狔,犇犪 犾 犻 犪 狀 ,犆犺 犻 狀 犪;犙 犻 犪 狀犡狌 犲 狊 犲 狀犛狆犪 犮 犲犜犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵狔犔犪 犫 狅 狉 犪 狋 狅 狉 狔,犆犺
4、 犻 狀 犪犃犮 犪犱 犲犿狔狅 犳犛狆犪 犮 犲犜犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵狔,犅犲 犻 犼 犻 狀犵 ,犆犺 犻 狀 犪)犃犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋:,犓犲 狔狑狅 狉 犱 狊:;第 期王博等:多阶段任务装备体系作战能力评估 引言随着信息技术和军事技术的发展,现代战争中的作战形式多样。在联合作战背景下,多种高科技武器装备的协同作战已经成为战争获胜的关键。作战装备数量庞大,类型多样,装备间功能相互交互,形成的整个作战体系变得愈发复杂。在整个作战环节层面来说,装备体系总作战能力决定战场形势每个任务环节的完成情况。从整个战争价值利益来说,决定战争结果的不仅是最终的胜负,更与投入作战体系装备
5、的能力价值有很大关系,所以衡量应该投入作战体系的装备以及研究投入的装备在作战体系中应该发挥的作战能力是很有必要的。近些年来,研究学者也做了很多关于装备作战能力的研究,谭跃进等基于观察 判断 决策 行动(,)循环理论,提出了为完成任务,由装备与敌方目标构成闭合回路的作战环。武博等 将待评估武器装备结合作战装备体系,提出了待评估武器装备对于装备体系作战能力贡献度的一般过程。刘鹏等基于作战环理论评估模型的基础上,考虑在国防预算有限的前提下,提出装备面向多任务贡献率时,利用区间数比较法对装备优先发展进行了排序。李际超等 基于装备间的关系,提出了武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估方法。梁家林等 基
6、于信息熵理论分析了作战环执行作战任务的不确定性,给出了武器装备体系作战能力评估方法的具体流程。蒋彦等 基于评估结果的实际模糊性,将区间数引入对指挥信息系统的作战效能评估。等 基于循环理论,提出了批判探索 比较 适应装备作战空间的自适应能力评估框架。现代化战争中,整个武器装备体系内部结构化程度极高,因定性与定量指标结合的模糊性、单个装备对于整个装备体系能力指标呈现作用的复杂性等原因,很难准确测量出每项能力的准确程度,通常采用专家对待评估装备加入武器装备体系前后总任务的各项能力进行打分,进而获得评估装备在装备体系中的贡献率。但在整个作战任务目标中,将待评估装备纳入装备体系后,这些方法仍然存在以下缺
7、陷:()阶段任务中的能力彼此影响,可能会使单项评估能力和阶段任务的作战能力产生上升或下降的效果,甚至影响总作战任务的成败。()装备作战的指标能力值本身只是一个不确定的无量纲化相对值,并非一个确定值。()在整个作战装备体系总作战能力评估时,未考虑待评估装备加入的作战装备体系对于阶段任务能力的影响。为此,本文基于作战环理论,将装备体系作战总任务细化为多阶段任务的评估方法。采用区间数对不同待评估装备加入装备体系后的各阶段任务能力大小进行无量纲化的相对值表达;引入灰数带理论表达不同装备加入装备体系后的各阶段任务能力分布变化情况;利用信息熵及区间数可能度的排序向量,计算得到各指标的客观权重;最后通过区间
8、数的排序比较方法,选择可使作战能力最大的装备进行配合作战,以保证己方获得战场优势。装备体系作战能力评估的流程武器装备在现今的战争中,其参与的作战阶段任务增加,使得功能多样化发展,武器装备论证面向作战,遵循“任务需求 能力需求 能力指标 任务评估”的论证过程 。武器装备体系作战能力评估需将总体作战任务划分为对应一定能力指标的阶段任务,对参与阶段任务装备的相应能力进行指标划分,进而由相应的阶段任务能力综合形成装备体系作战能力评估。上述装备体系作战能力评估的框架如图所示。图装备所在装备体系的总作战能力评估流程 武器装备体系作战能力评估步骤如下。步骤明确总体作战任务,并将其划分为若干对应一定能力指标的
9、阶段任务。步骤构建参与作战的整体装备体系。步骤根据划分一定能力指标的阶段任务,构建装备体系作战能力评估指标体系。步骤专家组根据装备体系作战能力评估指标体系,对待评估装备加入作战装备体系后的能力指标分别打分。步骤计算装备体系的作战能力。步骤比较不同装备加入体系后的装备体系总作战能力,选择参战装备。作战总任务评估指标体系研究武器装备所在体系的作战能力,需要构建装备体 系统工程与电子技术第 卷系的作战能力指标体系,考虑整个装备体系的总使命任务信息的闭环特征,可构造环模型。环模型是由美国空军上校 于 年提出的一种作战环模型 ,如图所示。图作战环示意图 对于复杂的作战体系进行建模时,将作战体系中的核心装
10、备抽象为侦察、决策、攻击等类节点已基本达成了共识 。根据装备体系中的个体装备完成使命对总使命任务进行阶段任务划分,基于作战环示意图,可将总使命任务按阶段细化为侦察阶段任务,决策阶段任务以及打击阶段任务。因为每一个阶段任务关注的作战能力指标不同,所以可构造指标体系如图所示。图装备体系作战能力指标体系 在纳入待评估装备后,作战装备体系的结构变得更加复杂。新纳入装备也会消耗系统的资源,使得整个作战装备体系的待评估装备的主战能力增加,但也会导致相应的邻部指标能力降低,进而可能使得部分阶段任务环节的作战能力降低,甚至于不能完成相应的阶段任务,导致整个装备体系的作战总使命任务失败。在整个作战场中,由于装备
11、体系复杂,且作战时机紧迫,很难及时准确测量出装备体系每一项能力指标的精确值,只能采取专家组打分形式得到指标能力的可能分布区间值 。装备犕犻(犻,狀)加入装备作战体系后,可能参与多阶段作战任务,因此不同装备加入作战体系后的同一阶段任务会产生不同的作战效能,进而导致总作战能力的不同。评估模型 装备体系作战能力确定根据装备体系作战的特征,指挥人员根据自身经验,给出装备体系作战能力指标犿的区间灰数(狋犿)犪犾犿,犪狌犿,其中犪犾犿犪狌犿;量化区间下界值犪犾犿表示装备体系指标能力一定能达到的最大值;量化区间上界值犪狌犿表示装备体系指标能力可能达到的最大值;区间灰数长度犾犿犪狌犿犪犾犿表示作战能力指标犿的
12、灰色模糊度。由装备体系作战能力指标犿,狀构成的序列作为装备体系作战能力指标的区间灰数列,记作犡()(狋),(狋),(狋犿),将顺次连接相邻指标能力区间灰数的上界点和下界点所围成的面积为装备体系作战能力的灰数带,如图所示,表示装备体系作战能力指标的能力值分布情况。图装备体系作战能力指标的分布带 装备体系作战能力的聚合装备是体系作战的实体。基于图所示的任务分类指标体系,作战能力的评估指标按照任务阶段划分,可以分为侦察、决策、打击类任务能力指标。基于整个作战阶段可以得到装备体系的作战能力为犜犻狊犜狊犻犱犜犱犻狋犜狋犻()式中:犜犻为装备犕犻所在装备体系的综合作战能力;犜狊犻、犜犱犻和犜狋犻分别为装备
13、犕犻在装备体系侦察任务、决策任务和打击任务的作战能力;狊、犱和狋分别为对应装备在侦察任务、决策任务和打击任务中作战能力的权重。细划的阶段任务作战能力为犜狊犻狊 犻狋狊犻犜犱犻犱 犻狋犱犻犜狋犻狋 犻狋烅烄烆狋犻()第 期王博等:多阶段任务装备体系作战能力评估 式中:狊 犻、犱 犻、狋 犻分别代表装备犕犻所在装备体系侦察任务、决策任务和打击任务下各个能力指标的权重;狋狊犻、狋犱犻和狋狋犻分别代表侦察阶段、决策阶段和打击阶段任务下的能力值。当指标权重为实数时,(犿),装备体系作战能力聚合为(犿)(狋犿)(狋犿)犪犾犿,犪狌犿()当指标权重为区间灰数时,(犿)犾犿,狌犿,装备体系作战能力聚合为(犿)
14、(狋犿)犾犿犪犾犿,狌犿犪犾犿,犾犿犪狌犿,狌犿犪狌犿,犾犿犪犾犿,狌犿犪犾犿,犾犿犪狌犿,狌犿犪狌犿()装备体系作战能力的排序比较装备体系作战能力的排序方法主要有确定性和非确定性两类,本文采用非确定性方法下的基于测度模型度量的可能度的方法对装备体系作战能力排序。当(狋犿)和(狋狌)均为实数时,称狆(狋犿)(狋狌),(狋犿)(狋狌),(狋犿)(狋狌),(狋犿)(狋狌烅烄烆)()为(狋犿)(狋狌)的可能度。当(狋犿)和(狋狌)中至少有一个为区间数时,设(狋犿)狋犾犿,狋狌犿,(狋狌)狋犾狌,狋狌狌,且记犾犿犪狌犿犪犾犿,犾狌犪狌狌犪犾狌,则狆(狋犿)(狋狌)犾犿犾狌,(狋狌犿狋犾狌,)犾犿犾狌(
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- 关 键 词:
- 阶段 任务 装备 体系 作战 能力 评估