汪江鵬,汪民樂,鄧力源,張超麗,魏朝輝,鄭萬里
(火箭軍工程大學,西安 710025)
高原山地是指海拔高且氣候寒冷的山地地區(qū),高寒缺氧,氣候寒冷,濕燥不均,晝夜溫差大,紫外線強,地形復雜,生存環(huán)境惡劣。我國典型的高原山地為青藏高原,表現(xiàn)為“高、寒、險、強、變、稀、少、窮、雜”的基本特征,即海拔高、溫度低、大風頻、地勢險、日照強、氣候變、人口少、經(jīng)濟窮、社情雜[1]。
惡劣的作戰(zhàn)環(huán)境對輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)能力產(chǎn)生諸多不利的影響[2-4]。人員容易出現(xiàn)惡心嘔吐、腹脹腹瀉等高原反應(yīng),體能下降,行動遲緩,耐力難以持久;武器裝備技術(shù)性能下降、裝備器材的金屬部分變脆易斷裂,機件容易損壞、失靈;運輸車輛耗油量增大且機械性能降低,車輛故障問題增多;通信保障成為“老大難”問題,通信距離縮短,通信裝備效率降低,通信質(zhì)量受到干擾;道路少而崎嶇,以山路為主且較窄,只能沿峽谷通道穿行,大型車輛難以通行;大范圍兵力實施機動,目標暴露明顯,難以實施有效偽裝。
準確評估輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)能力,對指揮員下定作戰(zhàn)決心和針對性地克服作戰(zhàn)環(huán)境帶來的不利影響具有重要意義。本文充分考慮高原山地作戰(zhàn)環(huán)境及其對輕型合成營進攻作戰(zhàn)的影響,提出建立指標體系綜合集成的改進方法,并構(gòu)建了輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)能力評估指標體系,運用模糊綜合理論建立了輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)能力評估模型。
輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)受高原山地戰(zhàn)場環(huán)境的影響較大,合成營各作戰(zhàn)要素能力的發(fā)揮不同程度下降,對于環(huán)境適應(yīng)的能力需求較高[5-7]。能否正確地認識和利用戰(zhàn)場環(huán)境,對作戰(zhàn)的進程和結(jié)局具有十分重要的影響。
高原山地地形特征明顯,提高了高原山地地形的利用率。在傳統(tǒng)依靠地形優(yōu)勢、以逸待勞的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)人與武器裝備動態(tài)地依托陣地機動、火力集中使用;并能動地利用地形優(yōu)勢,創(chuàng)新戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法。
對氣象、水文環(huán)境的優(yōu)勢利用,強調(diào)能夠準確預(yù)報作戰(zhàn)地區(qū)的氣象情況,為指揮員定下決心提供可靠氣象保障,同時,也可實施人工降雨、人工增雪、人工造霧等,對敵實施作戰(zhàn)干擾;對我方,可利用有利氣象、水文條件對我方兵力機動、部署等掩蔽、偽裝和對敵欺騙。
輕型合成營進攻作戰(zhàn)機動方式主要包括鐵路機動、公路機動和徒步機動3 種方式。由于高原山地海拔高、氧氣少,人的體力下降明顯,且基礎(chǔ)設(shè)施通行能力比較薄弱,基礎(chǔ)設(shè)施通行容易受到不良天氣影響,造成堵塞不通,輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)更需要可靠的交通運輸環(huán)境作支撐。
人在高原山地作戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用。一方面新型裝備要求戰(zhàn)斗人員具備較高的科技素養(yǎng);另一方面,人員的戰(zhàn)斗精神,包括國防意識、尚武精神等,影響著輕型合成營作戰(zhàn)能力的發(fā)揮。
綜合集成研討法是我國著名科學家錢學森院士在1989 年提出的解決復雜評估問題的方法,該方法從定性到定量,將專家、數(shù)據(jù)、計算機有機結(jié)合起來。本文借鑒綜合集成研討方法思維,將指標體系構(gòu)建方法和優(yōu)化方法引入其中,提出了新的指標體系構(gòu)建方法[8]。其方法結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
圖1 建立指標體系綜合集成改進方法結(jié)構(gòu)
建立指標體系綜合集成改進方法的優(yōu)勢是將建立指標體系的過程構(gòu)成一個完整的循環(huán)體系。評估者提出評估問題,并檢驗答案,經(jīng)過評估對象能力需求分析、建立初始指標體系、指標量化分析3個階段,充分發(fā)揮研討集體各專家的能動作用。在評估對象能力需求和指標量化過程中,確定易于評估者量化的指標,并消去重疊、不合理、不科學的指標,不斷優(yōu)化建立的初始指標體系,得到最終的指標體系。建立初始指標體系,是按照指標體系構(gòu)建的一般過程,明確指標體系構(gòu)建原則、掌握指標體系構(gòu)建方法,而后初步構(gòu)建指標體系。
環(huán)境適應(yīng)能力指輕型合成營執(zhí)行高原山地進攻作戰(zhàn)時各作戰(zhàn)要素的適應(yīng)能力。按照環(huán)境特征分為自然環(huán)境適應(yīng)能力和人文環(huán)境適應(yīng)能力,其指標體系如圖2 所示。
圖2 環(huán)境適應(yīng)能力指標體系
自然環(huán)境適應(yīng)能力是輕型合成營進攻作戰(zhàn)利用地形、地質(zhì)、氣象條件優(yōu)勢,克服其帶來不良影響的能力,包括地形適應(yīng)能力、地質(zhì)適應(yīng)能力、氣象適應(yīng)能力3 個指標。地形適應(yīng)能力包括地形戰(zhàn)場容量、作戰(zhàn)行動、人員高海拔適應(yīng)力、戰(zhàn)士負荷重、體能消耗大、兵器發(fā)揮效能等;地質(zhì)適應(yīng)能力包括山體滑坡、泥石流等對作戰(zhàn)影響;氣象適應(yīng)能力包括人員、武器裝備對包括氣溫、紫外線照射、大風、雨雪、沙塵暴等的適應(yīng)能力。
人文環(huán)境適應(yīng)能力是指當?shù)卣?、宗教信仰、文化體系、民族、語言、風俗習慣等適應(yīng)能力,包括政策、宗教、文化、民族、語言、風俗6 個指標。政策適應(yīng)能力指當?shù)鼐用襁m應(yīng)政策的情況、人民群眾對戰(zhàn)爭的態(tài)度;宗教適應(yīng)能力指宗教力量在戰(zhàn)爭中的積極作用;文化適應(yīng)能力是指文化本身所帶有鮮明階級性的適應(yīng)能力;民族適應(yīng)能力是民族性格所體現(xiàn)出的心理特征的適應(yīng)能力;語言適應(yīng)能力是當?shù)鼐用袷褂闷胀ㄔ挼钠占俺潭?;風俗適應(yīng)能力是對當?shù)靥囟ㄎ幕瘏^(qū)域內(nèi),歷代居民普遍的行為模式的適應(yīng)能力。
環(huán)境適應(yīng)能力的二級指標包括自然環(huán)境適應(yīng)能力和人文環(huán)境適應(yīng)能力2 個指標。針對高原山地環(huán)境及輕型合成營人員生理特點和裝備性技能狀況,運用模糊理論建立各因素的模糊隸屬度函數(shù),采用指數(shù)加權(quán)法對高原山地進攻作戰(zhàn)自然環(huán)境適應(yīng)能力進行評價;運用模糊綜合打分法對高原山地進攻作戰(zhàn)人文環(huán)境適應(yīng)能力指標進行評價[9-10]。
3.1.1 自然環(huán)境適應(yīng)能力
1)地形適應(yīng)能力
地形主要包括地貌的起伏狀態(tài)、地物的性質(zhì)、植被的分布和生長狀況。高原山地山勢險峻,山體龐大且連綿起伏,地形割裂,交通不便,影響輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)的主要因素是山地起伏程度和海拔高度。
①地形起伏適應(yīng)能力
式中,ed為地形起伏適應(yīng)能力;d 為地形坡度。
②海拔高度適應(yīng)能力
式中,eh為海拔高度適應(yīng)能力;h 為作戰(zhàn)地域海拔高度。
2)地質(zhì)適應(yīng)能力
地質(zhì)是指地球的性質(zhì)和特征,這里主要指高原山地戰(zhàn)場環(huán)境地表面的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)等。高原山地地質(zhì)較為復雜,地表面主要土質(zhì)類別及特征如表1 所示。
表1 高原山地土質(zhì)類別及性質(zhì)
土質(zhì)要求適中最好,地質(zhì)適應(yīng)能力公式為:
式中,eρ為地質(zhì)適應(yīng)能力;ρ 為作戰(zhàn)環(huán)境土質(zhì)密度。
3)氣象適應(yīng)能力
氣象是指大氣的狀態(tài)和現(xiàn)象,包括霜、露、沙塵、風、云、雨、雪、雷電等大氣物理現(xiàn)象。高原山地小風不停,大風不斷,平均風力17 m/s;氣候多變,進入雨季時,一天24 h 經(jīng)歷春、夏、秋、冬四季變化;溫度較低,海拔3 500 m 左右地區(qū)年平均氣溫1°,海拔5 000 m 左右地區(qū)年平均氣溫零下9°,海拔5 000 m以上地區(qū)年平均氣溫零度以下有11 個月。影響輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)的主要因素是沙塵、風、雨、雪天氣。
①沙塵適應(yīng)能力
以能見度衡量,能見度大于3 000 m 的情況下,不影響輕型合成營進攻作戰(zhàn),揚沙能見度小于10 km,沙塵暴小于1 km,強沙塵暴500 m。沙塵適應(yīng)能力表達式:
式中,ed為沙塵適應(yīng)能力;d 為能見度的距離。
②風的適應(yīng)能力
風的影響是以風速衡量的,根據(jù)風速影響特征結(jié)合專家經(jīng)驗,選取適應(yīng)風速閾值為10 m/s,風速適應(yīng)能力表達公式:
式中,p 為風的適應(yīng)能力;pmax為自身裝備戰(zhàn)技性能風速最大承受能力,可查相關(guān)裝備戰(zhàn)技性能表得到。
③雨的適應(yīng)能力
高原山地雨的分類及特征如表2 所示。
表2 雨的分類及特征
雨的適應(yīng)能力表達式為
式中,er為雨的適應(yīng)能力;r 為作戰(zhàn)環(huán)境降雨量。
④雪的適應(yīng)能力
雪的分類及特征,如表3 所示。
表3 雪的分類及特征
式中,es為雪的適應(yīng)能力;s 指12 h 內(nèi)積雪深度。
⑤溫度適應(yīng)能力
溫度適應(yīng)能力通常包含最高適應(yīng)溫度和最低適應(yīng)溫度,裝備在高原山地適應(yīng)能力在溫度升高或降低時都影響裝備的性能,故選取正態(tài)分布隸屬函數(shù)表示,均值為約束條件的中值,方差為約束條件差的1/6,則可得環(huán)境溫度的隸屬度函數(shù)為:
式中,et為溫度適應(yīng)能力;tmax為裝備的最高適應(yīng)溫度;tmin為裝備的最低適應(yīng)溫度。
3.1.2 人文環(huán)境適應(yīng)能力
人文環(huán)境適應(yīng)能力包括政策適應(yīng)能力、宗教適應(yīng)能力、文化適應(yīng)能力、民族適應(yīng)能力、語言適應(yīng)能力、風俗適應(yīng)能力6 個定性指標,通過區(qū)分等級進行模糊綜合打分。由15 名專家和部隊一線指揮員進行選擇投票。
各指標適應(yīng)能力值為
式中,e2i為人文環(huán)境各指標評價值;nil為人文環(huán)境第i 指標第l 級獲得的票數(shù);為第l 級的最大值、最小值;wi為人文環(huán)境第i 指標的權(quán)重。
本文評估指標權(quán)重計算采用熵值法進行計算。熵值法能夠避免人為主觀因素的影響,依據(jù)數(shù)據(jù)得到指標權(quán)重。熵值法計算權(quán)重的步驟,如圖3 所示。
圖3 熵值法計算權(quán)重流程
1)構(gòu)造問題層次結(jié)構(gòu)圖
2)構(gòu)建指標決策矩陣
(4)信息熵屬性權(quán)重向量
3.3.1 自然環(huán)境適應(yīng)能力
由于自然環(huán)境適應(yīng)能力各指標之間關(guān)系密切且相互影響,故自然環(huán)境適應(yīng)能力的計算,采用加權(quán)求積的方法得到,即:
3.3.2 人文環(huán)境適應(yīng)能力
由于人文環(huán)境適應(yīng)能力各指標之間相互獨立且互相補償,故人文環(huán)境適應(yīng)能力的計算,采用加權(quán)求和的方法得到,即:
式中,e2為人文環(huán)境適應(yīng)能力;wi為第i 個環(huán)境指標的適應(yīng)能力;e2i為第i 個環(huán)境指標下的適應(yīng)能力。
3.3.3 環(huán)境適應(yīng)能力
由于環(huán)境適應(yīng)能力中,自然環(huán)境適應(yīng)能力和人文環(huán)境適應(yīng)能力兩個指標之間相互獨立且相互補償,故環(huán)境適應(yīng)能力的計算,采用加權(quán)求和的方法得到,即:
式中,e1和e2分別為自然環(huán)境適應(yīng)能力和人文環(huán)境適應(yīng)能力的指標評估值;w1、w2分別為自然環(huán)境適應(yīng)能力和人文環(huán)境適應(yīng)能力的權(quán)重。
以某輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)為例,指標體系中的定性指標采取專家打分的方法進行賦值,定量指標根據(jù)部隊演訓活動采集進行賦值。
根據(jù)環(huán)境適應(yīng)能力模型方法可得,自然環(huán)境定量指標數(shù)據(jù)采集如表4 所示。
表4 自然環(huán)境定量指標數(shù)據(jù)采集
人文環(huán)境定性指標數(shù)據(jù)采集如下頁表5 所示。
表5 人文環(huán)境定性指標數(shù)據(jù)采集
由式(13)可得,人文環(huán)境適應(yīng)能力指標值,如表6 所示。
表6 人文環(huán)境適應(yīng)能力指標
根據(jù)熵值法權(quán)重計算方法可得,環(huán)境適應(yīng)能力各指標權(quán)重,如表7 所示。
表7 環(huán)境適應(yīng)能力權(quán)重
根據(jù)環(huán)境適應(yīng)能力模型,計算可得自然環(huán)境和人文環(huán)境適應(yīng)能力評估值為:
環(huán)境適應(yīng)能力評估值為:
從結(jié)果可知,某輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)能力比較差,尤其需要特別加強自然環(huán)境的適應(yīng)能力。
本文分析了高原山地作戰(zhàn)環(huán)境及其對輕型合成營進攻作戰(zhàn)的影響,提出指標體系綜合集成的改進方法,并構(gòu)建輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)能力評估指標體系,運用模糊綜合理論,建立了輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)能力評估模型。針對某輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)環(huán)境適應(yīng)能力評估問題的研究,下一步應(yīng)著眼發(fā)展列裝適應(yīng)高原山地作戰(zhàn)環(huán)境的新裝備,例如“外骨骼”、“全地形山地車”、“無人戰(zhàn)車”等,以提升輕型合成營高原山地進攻作戰(zhàn)適應(yīng)能力。