趙冠光,李潤,劉曉亮,孟 倫
(第二炮兵工程學院,陜西 西安 710025)
目標選擇涉及從作戰任務分析得到打擊區域、打擊目標類型、總體毀傷要求、目標及子目標的特征屬性、可使用的武器性能及數量以及對子目標的毀傷能力等眾多因素。對這些因素,僅用定性的方法進行分析,將使戰役指揮員對目標重要性的判斷缺乏科學衡量的依據,不易做到客觀正確地選擇目標。若只采用定量的方法分析,雖然對目標有些屬性能量化比較,但某些屬性如威脅程度等,受戰場態勢變化、目標作戰準備程度等影響,而無法進行量化;所以采用綜合分析法,對目標的有些特性進行量化比較,對另外一些特性則通過定性分析,兩者結合起來,從而確定要打擊哪些目標,以及目標的打擊順序。
定性分析法,主要對敵可能采取的行動、目標的價值和地位進行分析,來確定打擊目標的突擊、分布范圍和種類的重心,完成對目標的初步選取工作。
(1)要依據戰役目的企圖,確定導彈突擊目標的主要類型。戰役指揮員在確定打擊目標時,必須搞清上級意圖,明確部隊的作戰任務。確定打擊目標時,通過分析戰役企圖,可以明確戰役任務,確定打擊目標的主要類型。
(2)要依據導彈武器性能,確定打擊目標的分布范圍。戰役指揮員在確定打擊目標時,要對武器性能有充分地認識,從而使所確定的打擊目標分布于易于導彈武器突擊的目標范圍內。
(3)把握高技術局部戰爭特點,找準突擊重心。戰役指揮員打擊的重心,主要為敵指揮控制系統、情報偵察系統、信息處理系統、導彈基地、重要機場、海軍基地、重要港口等目標。
通過定性分析,戰役指揮員可以從眾多可突擊目標中,找出突擊重心、目標主要類型、分布范圍和突擊的先后順序,為進一步確定打擊目標奠定基礎。
對目標進行初步定性分析后,進而對目標進行定量分析,就是將目標的一些特性經過量化處理,轉化為可比較的數量值,然后建立數學模型,計算得出目標的綜合量化值。在這里建立如下目標選擇模型,對目標特性進行量化計算,得出目標特征量化值并進行排序,從而確定導彈打擊目標。
2.1 基本假定
為了建立目標選擇模型,作如下設定:
m表示該類目標的個數;
β表示該類目標的打擊要求;
M1表示第一種彈的總彈量;
M2表示第二種彈的總彈量;
xi表示對該類目標中的第i個目標打擊使用的第一種彈型的成爆彈量;
yi表示對該類目標中的第i個目標打擊使用的第二種彈型的成爆彈量;
βi表示該類目標中的第i個目標相對于該類目標的重要性,且有
β(xi,yi)表示對第i個目標成爆彈量xi和yi枚導彈時,目標功能下降量。
γ表示第一種導彈成爆率;
α表示第二種導彈成爆率;
成爆率,是指對該類目標中的第i個目標實施攻擊時,一發成功發射的導彈安全到達目標并成功爆炸的概率。
2.2 目標選擇模型的目標函數
在上面假定前提下,目標選擇模型被規劃成一個非線性規劃,其目標函數為
2.3 目標選擇模型的約束條件
在上面假定前提下,目標選擇模型非線性規劃的約束條件為:
(1)完成作戰任務的限制。
(3)指定打擊或不打擊目標的限制。
如果該類目標中的第i1個目標為指定打擊的目標,則有
如果該類目標中的第i2個目標為不能打擊的目標,則有:
2.4 目標選擇規劃模型
由上可知,目標選擇的0—1規劃模型為
滿足如下條件
這是目標選擇的基礎模型,在模型中需要得到β(xi,yi),即需
要評估對于第i個目標使用成爆彈量為xi和yi枚導彈時,目標功能下降了多少,不同類型的目標,其評估方法不同,這需要大量的效應試驗做基礎,其實用性受到限制。
2.5 目標排序模型
這里的目標排序,是依據目標的若干屬性,以打擊目標可能達成的作戰效果和作戰費用之比,即作戰的效費比為尺度,排出目標順序的方法。
目標排序考慮的因素有:
(1)目標的戰略地位;
(2)目標所含子目標的種類、效能及數量;
(3)目標所含各種反導武器對每種打擊武器的攔截概率;
(4)使目標造成一定毀傷程度所需的武器類型及數量;
(5)每種武器的價格;
(6)作戰意圖的毀傷程度指標。
以下給出目標排序的模型:
設第i個目標的戰略地位值為S,位于0到1;第i個目標所含目標的種類數為mi;第i個目標中第j種目標的數量為cij;第j種目標的效能指數為Kj;M為該類目標的總數。
則第i個目標的效能量:
該類目標的總效能量E。
設第i個目標中第j種反導武器對第k種彈型的攔截概率為pijk,則第k種彈對第i個目標的第j種反導武器的突防概率為
設第i個目標部署有L種反導武器,即j∈(0,M),則第k種彈對第i個目標的突防概率為
若對第i個目標達到某種毀傷程度需第k種彈成爆數為αik,則需發射出的第k種彈數為
若第k種彈造價為bk,則達到該毀傷程度使用第k種彈共耗資
若對第i個目標共使用N種彈型,則對第i個目標達到要求的毀傷程度耗資數為
對目標進行排序綜合考慮3種因素,第一種是目標的戰略地位,第二種是目標包含的效能量,第三種是打擊目標的效費比。
第一種因素反映了目標的地理位置等固有特性;第二種因素反映了目標包含的有生力量,為目標的動態特性;第三種因素是在第二種因素的基礎上加上打擊目標的代價(費用)。各因素的綜合通過綜合評判來實現,其側重是通過對三個權系數(如d1、d2、d3)的取值來反映。
若非常重視目標的戰略地位,可以將d1取較大值,而d2、d3取較小值或零;若作戰意圖為不惜任何代價打擊敵有生力量,可以將d2取較大值而d1、d3取較小值或零;若沒有上述兩種考慮,則取打擊方案的效費比最大為目標函數,此時將d3取較大值,而d1、d2取較小值或零;若對3種因素不加任何側重,則可取d1=d2=d3=1/3。
基于上述思想,第i個目標排序值Qi表達式為
由Qi表達式可計算出每個Qi目標的值,并按大小排序,該序列即為打擊目標排序,排序的依次關系體現了對上述3個因素綜合考慮后的比較關系。戰役指揮員在確定打擊目標時,依據目標排序結果,從前向后選擇打擊目標,即可增強目標選擇結果的客觀性和科學性。
在對各類目標分別進行量化排序截取之后,獲得了打擊目標清單,由于不同類型目標無法依據量化值進行比較,故還需對其戰略地位及對我威脅程度進行定性分析,來確定目標打擊順序。
目標的戰略地位和對我構成的威脅程度,是確定打擊先后順序的主要依據,一方面要把突擊重心放在戰略地位重要性靠前的目標,由前向后選擇目標進行突擊;另一方面,在確定打擊目標時,要優先打擊對我構成嚴重威脅的目標,消滅敵有生力量,使其不能對我作戰部隊構成威脅。
不同類型的目標,在戰役作戰體系中的作用不同,有些目標屬攻擊型目標,有些是防御型目標,還有一些則是戰爭潛力目標。戰役指揮員在確定對其突擊的先后順序時,要依據其在敵作戰體系中的作用,來分析判斷目標對我構成的威脅程度,從而可以確定攻擊型目標將是我首要打擊目標,防御型次之,戰爭潛力和持續力目標又次之。在具體戰役中,戰役指揮員應及時依據上級意圖進行分析判斷,對目標突擊順序隨之進行調整,從而保證目標突擊次序科學合理,并最終確定打擊目標。
目標選擇的目的,是追求作戰的效費比最大,也就是說,在確保實現戰役任務目標的前提下,使消耗彈量盡可能小。這就成為一個優化問題,可以用數學規劃模型來解決。其數學描述可按以下方式進行。
假設某作戰集團此次戰役任務目標為β,戰役任務清單中的預選目標數量有m個;作戰集團編成內有n種型號導彈,此次作戰對一類目標只限使用一種型號導彈,其中第j型導彈成爆可靠性為p1j,突防概率為p2j,飛行可靠性為p3j,發射可靠性為p4j,且可使用的彈量不能超過nj;第i個目標的價值系數為νj,毀傷效果指標為βi,使用第j型導彈對第i個目標達到毀傷要求所需成爆彈量為wij。選擇目標時按類進行選擇。用集合X=ixii(i=1,2,…,m)來描述某作戰集團的目標選擇方案,則
由于目標選擇的目的,是爭取在完成給定的作戰任務的條件下發射彈量最小,則目標函數為
完成作戰任務的限制為
彈量限制為
打擊目標限制為
綜上所述,打擊目標選擇規劃模型可表示為
用綜合分析法選取打擊目標,更能全面地篩選目標,彌補了單純用定性分析法或定量分析法的不足,增強了目標選擇的合理性和科學性。同時又為武器的使用進行了優化,以最少的消耗,達到最大的打擊效果。這樣就為戰役指揮員做出正確決策提供了依據。
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