張書騰,胡 娟

(陸軍勤務(wù)學(xué)院訓(xùn)練基地,湖北 襄陽 441118)

陸軍突擊作戰(zhàn)是陸軍作戰(zhàn)力量在戰(zhàn)斗地域內(nèi)綜合運(yùn)用火力、信息等手段,對(duì)敵實(shí)施猛烈且快速打擊、突擊和攻占的戰(zhàn)斗行為[1]。陸軍突擊裝備體系是陸軍遂行突擊作戰(zhàn)過程中涉及的武器裝備構(gòu)成的體系,其構(gòu)成裝備主要包括:以裝甲裝備為主體的地面突擊裝備，以陸航直升機(jī)為主體的空中突擊裝備和執(zhí)行偵察、防護(hù)、保障等任務(wù)的配合裝備。從裝備構(gòu)成和作戰(zhàn)樣式來看,陸軍突擊裝備體系作為支撐陸上一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的核心力量,在執(zhí)行快速突擊敵方陣地、重點(diǎn)地區(qū)占領(lǐng)控制、城市和野戰(zhàn)攻防作戰(zhàn)以及反恐維穩(wěn)等多樣化軍事任務(wù)中作用巨大。在作戰(zhàn)向體系化靠攏的背景下,為更好構(gòu)建陸軍突擊裝備體系,克服傳統(tǒng)裝備作戰(zhàn)效能分析只立足于裝備平臺(tái)本身的缺點(diǎn),促進(jìn)陸軍整體作戰(zhàn)能力提升,發(fā)揮體系作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì),有必要從體系的角度評(píng)估裝備的貢獻(xiàn)度。

1 裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度概念內(nèi)涵

武器裝備體系是由若干個(gè)相互聯(lián)系,相互作用的獨(dú)立武器系統(tǒng),按照一定組合配置和運(yùn)用規(guī)則,通過信息鉸鏈、功能互補(bǔ)等方式,形成具有特定作戰(zhàn)功能的更高層次或更廣義系統(tǒng)[2],武器裝備體系內(nèi)包含有大量裝備節(jié)點(diǎn),裝備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜,是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。相比獨(dú)立的武器系統(tǒng),武器裝備體系的作戰(zhàn)力更強(qiáng),也更為強(qiáng)調(diào)裝備間的配合關(guān)系,如圖1所示。

圖1 裝備體系結(jié)構(gòu)示意圖

裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度是一個(gè)較新的概念,主要探究裝備體系內(nèi)的某型裝備或裝備系統(tǒng)對(duì)體系整體的作用或貢獻(xiàn)。目前,體系內(nèi)裝備貢獻(xiàn)率研究尚無一套成熟的理論方法,但不少學(xué)者從多個(gè)方面開展了積極有益的探索。2009年,老明道大學(xué)Sean Deller等[3]在改進(jìn)信息時(shí)代作戰(zhàn)模型時(shí),將戰(zhàn)場(chǎng)中的兵力角色分為決策、傳感器、響應(yīng)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)四類,并利用這四類節(jié)點(diǎn)構(gòu)建出作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò),為裝備體系網(wǎng)絡(luò)建模和貢獻(xiàn)度分析,提供了新的思路;JIANG等[4]利用證據(jù)推理,以信度結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),嘗試了從能力評(píng)估視角出發(fā)評(píng)估武器系統(tǒng);蘭德公司利用探索性分析方法在“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”中評(píng)估作戰(zhàn)效能[5]。譚躍進(jìn)從體系工程的角度對(duì)武器裝備體系的特點(diǎn)進(jìn)行了介紹[6],羅鵬程開展了武器裝備體系的能力評(píng)估[7],黃建新等從裝備體系整體作戰(zhàn)效能評(píng)估的角度，對(duì)體系貢獻(xiàn)度的評(píng)估思路和方法進(jìn)行了探索[8],管清波,王楠等分析了體系貢獻(xiàn)度概念內(nèi)涵和評(píng)估原則[9-10],常雷雷嘗試用灰靶理論對(duì)裝備體系的技術(shù)貢獻(xiàn)度進(jìn)行了研究[11],呂惠文等利用證據(jù)理論對(duì)裝備體系貢獻(xiàn)率的評(píng)估指標(biāo)賦權(quán)[12],趙丹玲等從作戰(zhàn)環(huán)的數(shù)量出發(fā)，研究了體系內(nèi)裝備的貢獻(xiàn)度[13]。

在裝備體系中,傳統(tǒng)的基于裝備平臺(tái)本身戰(zhàn)技指標(biāo)來評(píng)估裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度，因?yàn)闊o法確切地描述裝備間的互聯(lián)互通關(guān)系，具有較大的局限性。因此，為更好地描述裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度,應(yīng)當(dāng)著眼于武器裝備體系整體,把裝備放入體系中,綜合考慮被評(píng)裝備對(duì)體系作戰(zhàn)效能影響各方面來評(píng)價(jià)其貢獻(xiàn)度,這種裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度的評(píng)估思路已有多名學(xué)者進(jìn)行了積極嘗試[14-16]。

武器裝備體系是根據(jù)一定的使命任務(wù)建立的體系的裝備構(gòu)成和裝備間配合關(guān)系,最終目的都是為了完成體系的使命任務(wù)。裝備對(duì)體系的最直觀影響體現(xiàn)在其對(duì)體系任務(wù)的支撐。裝備對(duì)體系完成任務(wù)時(shí)的支撐作用越大,任務(wù)的執(zhí)行水平越高,其對(duì)體系的貢獻(xiàn)也就越大,這種對(duì)應(yīng)關(guān)系具有一定直觀性和綜合性,因此任務(wù)執(zhí)行水平可以用于描述作戰(zhàn)效能,進(jìn)而從任務(wù)角度描述裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)。武器裝備體系的效能評(píng)估可以層次分析法(AHP)、ADC方法、模糊評(píng)估法、仿真法和借鑒專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)等多種方法獲得[17-19]?；谶@種思想,對(duì)比被評(píng)裝備納入體系前后的體系任務(wù)執(zhí)行水平的變化量(差值)或變化率(比值),可以衡量裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度。例如,某類型精確制導(dǎo)導(dǎo)彈加入體系后,對(duì)比原有不包含該導(dǎo)彈時(shí)體系完成遠(yuǎn)程精確打擊任務(wù)的執(zhí)行水平,其差值即為該類型導(dǎo)彈對(duì)體系完成遠(yuǎn)程精確打擊任務(wù)的貢獻(xiàn)。

結(jié)合以上分析,體系內(nèi)裝備的貢獻(xiàn)度可表示為,去掉某一裝備后,體系任務(wù)的執(zhí)行水平下降的相對(duì)程度為該裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度。

(1)

2 基于規(guī)則推理的裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度分析方法

規(guī)則推理(Rule-Based Reasoning,RBR)是一種專家系統(tǒng),它用規(guī)則來描述具有因果關(guān)系的知識(shí),把專家經(jīng)驗(yàn)和初始事實(shí)轉(zhuǎn)換成規(guī)則,形成規(guī)則庫,并通過一定的推理機(jī)制對(duì)事件進(jìn)行評(píng)估[20]。規(guī)則庫是由一系列“If...Then...”規(guī)則組合構(gòu)成,其中“If...”表示規(guī)則的前提屬性，也就是輸入變量,“Then...”表示結(jié)論。每個(gè)規(guī)則都可視為一條證據(jù),根據(jù)輸入與規(guī)則的匹配來推理出結(jié)論。它是一種適用于不確定情況下的評(píng)估方法,這與陸軍突擊裝備體系中體系對(duì)任務(wù)的支撐或完成程度具有不確定性相適應(yīng)。

2.1 裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度的分析流程

由于任務(wù)的執(zhí)行需要各種能力的支撐,分析陸軍突擊裝備體系內(nèi)裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度,需要建立在能力評(píng)估的基礎(chǔ)上。例如，體系執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察任務(wù)需要具備信息能力、機(jī)動(dòng)能力和防護(hù)能力。這三種能力的高低,決定了偵察任務(wù)的執(zhí)行水平。如果三者能力都高,顯然偵察任務(wù)的執(zhí)行水平也高;如果能力都低,任務(wù)的執(zhí)行水平也會(huì)低。因此，可以梳理出體系能力與任務(wù)之間的映射關(guān)系,并將這種映射關(guān)系用體系能力與任務(wù)執(zhí)行水平對(duì)應(yīng)的規(guī)則庫來表示,從而建立“裝備的變化影響體系能力的變化,體系能力的變化可推理出體系任務(wù)執(zhí)行水平的變化”的分析流程,最終通過任務(wù)執(zhí)行水平的變化來反映陸軍突擊裝備體系內(nèi)裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度。

其具體步驟如下:

1)根據(jù)陸軍突擊裝備體系結(jié)構(gòu),評(píng)估體系能力;

2)根據(jù)“能力-任務(wù)”映射關(guān)系,如圖2所示,構(gòu)建陸軍突擊裝備體系的能力值與任務(wù)執(zhí)行水平之間的推理規(guī)則庫;

3)利用能力與任務(wù)執(zhí)行水平之間的推理規(guī)則庫,推理現(xiàn)有能力下的任務(wù)執(zhí)行水平;

4)在陸軍突擊裝備體系中,重新評(píng)估除去某裝備后的體系能力,并推理任務(wù)執(zhí)行水平;對(duì)比被評(píng)裝備納入體系前后,體系任務(wù)執(zhí)行水平的變化,求得裝備對(duì)體系任務(wù)的貢獻(xiàn)度。

圖2 能力到任務(wù)至支撐度推理網(wǎng)絡(luò)

2.2 構(gòu)造推理規(guī)則庫

規(guī)則庫的構(gòu)建是依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)際,將一系列典型的輸入輸出結(jié)果作為規(guī)則。設(shè)X作為規(guī)則庫的輸入變量,X=[x1,x2,…,xN]。每條規(guī)則的表達(dá)形式為

Then (T,βT).

規(guī)則庫中的輸入變量為體系的能力評(píng)估值。任務(wù)的執(zhí)行水平,用0到1之間的數(shù)表示。若某能力值完全滿足該任務(wù)的需求,任務(wù)的執(zhí)行水平為1。若某能力值完全不能支撐該任務(wù),任務(wù)的執(zhí)行水平為0。任務(wù)執(zhí)行水平越高,說明能力對(duì)任務(wù)的支撐程度越大。例如在陸軍突擊裝備體系中,有規(guī)則:

“If((信息能力=80) ∧ (火力能力=80) ∧ (機(jī)動(dòng)能力=80)),Then(情報(bào)偵察任務(wù)的執(zhí)行水平為0.7)”

該規(guī)則表示,信息能力為80,火力能力為80,機(jī)動(dòng)能力為80的情形下,情報(bào)偵察任務(wù)的執(zhí)行水平為0.7。

2.3 基于規(guī)則庫的推理

規(guī)則庫中規(guī)則的輸入?yún)⒖贾狄话愣际请x散的,陸軍突擊裝備體系能力的評(píng)估值與規(guī)則庫中的規(guī)則設(shè)定輸入不一定恰好對(duì)應(yīng),因此，需要計(jì)算體系能力與規(guī)則輸入變量的匹配程度,然后，根據(jù)體系能力與規(guī)則輸入變量的匹配度,推導(dǎo)出規(guī)則的激活權(quán)重,最后，融合被激活的規(guī)則，得出任務(wù)的執(zhí)行水平。

(2)

(3)

規(guī)則庫的輸入X為一組變量,體系的能力評(píng)估值C=[C1,C2,…,CN]也是由多種能力構(gòu)成,考慮其他能力對(duì)規(guī)則庫中相應(yīng)輸入變量參考值的匹配,得出某能力輸入值對(duì)規(guī)則k的激活權(quán)重ωk為

(4)

將激活的規(guī)則進(jìn)行融合，可得在某一能力值下,陸軍突擊裝備體系對(duì)于任務(wù)的執(zhí)行水平

(5)

其中,βn表示融合后的任務(wù)執(zhí)行水平,βk表示激活的第k條規(guī)則中的任務(wù)執(zhí)行水平,L表示激活的規(guī)則數(shù)。

3 算例分析

本文的研究對(duì)象為陸軍突擊裝備體系中裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度,以武裝直升機(jī)作為被評(píng)裝備,應(yīng)用規(guī)則推理的方法，評(píng)估其對(duì)體系遂行兵力突擊任務(wù)時(shí)的貢獻(xiàn)度。需要指出的是，裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度研究，還需要對(duì)武器裝備體系進(jìn)行建模、能力評(píng)估、使命任務(wù)分析,但本節(jié)主要是說明基于規(guī)則推理的裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度分析方法的可行性,因此，對(duì)其建模和體系能力值的獲取進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理。

陸軍突擊裝備體系的能力包括機(jī)動(dòng)能力、火力能力、防護(hù)能力、信息能力。根據(jù) “能力-任務(wù)”映射關(guān)系和作戰(zhàn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),構(gòu)造陸軍突擊裝備體系的各項(xiàng)能力與火力突擊任務(wù)執(zhí)行水平對(duì)應(yīng)關(guān)系的推理規(guī)則庫,見表1。

表1 能力對(duì)火力突擊任務(wù)執(zhí)行水平的推理規(guī)則庫

先期研究中包含武裝直升機(jī)的陸軍突擊裝備體系能力評(píng)估值為見表2;根據(jù)公式(2)—(5),推理出包含武裝直升機(jī)的體系對(duì)火力突擊任務(wù)的執(zhí)行水平為0.894。把武裝直升機(jī)從陸軍突擊裝備體系中剔除,體系的各項(xiàng)能力會(huì)下降,其中，打擊能力和機(jī)動(dòng)能力的下降程度較大,其對(duì)火力突擊任務(wù)的支撐程度會(huì)降低。同理,根據(jù)規(guī)則庫推理可得，剔除武裝直升機(jī)后，新體系的火力突擊任務(wù)執(zhí)行水平為0. 783。

表2 武裝直升機(jī)對(duì)陸軍突擊裝備體系的貢獻(xiàn)度

由公式(1)可得，武裝直升機(jī)對(duì)陸軍突擊裝備體系完成兵力突擊任務(wù)的貢獻(xiàn)度為14.2%。

這與武裝直升機(jī)靈活機(jī)動(dòng),火力打擊能力強(qiáng)的裝備特點(diǎn)和實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用相吻合。當(dāng)然，為了更全面地衡量武裝直升機(jī)對(duì)陸軍突擊裝備體系的貢獻(xiàn)度,還可以進(jìn)一步分析其對(duì)體系遂行其他任務(wù)的貢獻(xiàn)度,分析方法相同。

4 結(jié)束語

本文從體系的最終目的是執(zhí)行使命任務(wù)出發(fā),從任務(wù)的角度提出了裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)度的分析思路,利用規(guī)則推理的方法評(píng)估體系任務(wù)的執(zhí)行水平,其方法原理較為清晰,邏輯關(guān)系相對(duì)直觀,較適用于宏觀上分析裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)度,雖然存在規(guī)則庫構(gòu)建相對(duì)困難、體系任務(wù)執(zhí)行水平較難確定和評(píng)估過程需借助體系能力的不足,但為體系內(nèi)裝備貢獻(xiàn)度評(píng)估提供了新的解決思路與具體方法。