陳紅賓 肖利輝 羅 權 黃玉章
(1.裝備學院 北京 101400)(2.海軍陸戰學院 廣州 510430)
現代戰爭尤其是海軍陸戰隊面臨的特種作戰任務,高技術裝備正在發揮著越來越重要的作用,成為決定戰爭勝負的重要因素。新世紀新階段對武器裝備的發展,提出了更為緊迫、更為嚴格的要求,需要在軍事斗爭急需、經費有限、裝備水平相對落后的情況下,加速武器裝備的發展。因此,確定海軍陸戰隊特種裝備的建設重點,對于海軍陸戰隊特種作戰裝備保障建設具有很強的針對性和指導性,是裝備保障建設的重要內容。本文結合影響海軍陸戰隊特種裝備建設重點的基本因素、海軍發展戰略、陸戰隊使命任務、國家經濟實力、特種武器裝備及其效能,探討了海軍陸戰隊特種裝備發展問題,分析未來我海軍陸戰隊裝備建設的方向和重點,并提出建設建議。
海軍陸戰隊特種裝備建設配備方面,按總裝裝備體系劃分,特種裝備可分為軍械裝備、觀測裝備、偵察裝備、通信裝備、工程裝備、航空裝備、電子對抗裝備、航保裝備、艦船裝備。目前,我海軍陸戰旅列裝的特種裝備主要有以下幾個方面,一是陸上和水下作戰使用的小口徑輕武器;二是加強陸戰步兵所屬部分便攜裝備;三是潛水、輸送裝備;四是觀測通信裝備[1]。
通過前期尤其是“十一五”期間的建設,雖然取得了一定成績,但也表現出一些問題,主要是反裝甲、防空能力和火力壓制能力較弱,戰斗行動中,需及時得到炮兵火力和空中火力的支援;滲透、偵察、指揮類可靠頂用的裝備種類和數量不多,還沒有形成高效的作戰能力,缺乏先進的綜合戰場偵察觀測器材和可靠的通信設備、指控系統、目標指示/引導打擊手段;所列編的裝備除少部分滲透、偵察裝備性能比較先進外,其他裝備由于研制時間早,多數裝備性能落后,適用性不強;在特種裝備維修保障方面主要是依托陸戰旅在編的裝備保障機構、力量、設施組織實施,一定程度上影響特種裝備保障建設的系統發展[2~3]。
確定海軍陸戰隊特種武器裝備建設重點是一個復雜的系統分析過程,是一個定性到定量的決策過程,是非程序化的決策問題。隨著現代科學技術的飛速發展,武器裝備技術水平不斷提高,規模不斷擴大,在裝備建設重點定性分析過程中,涉及因素繁多,且包含多種不確定因素,如數據匱乏、信息不明確、主觀判斷等等,客觀上要求管理者和決策者不能沿用過去傳統的思維方式和武斷的“拍板”做法,進行有關重大武器裝備建設和研制的決策。因此,為了科學、客觀、準確地提出重點建設建議,下面運用定量評估方法對海軍陸戰隊裝備建設重點的決策問題進行研究探討。
近年來,針對裝備建設重點決策問題,已經提出了多種評估方法,其中一些方法已在實踐中被廣泛采用。目前,處理不確定性問題的方法有貝葉斯主觀概率理論、不確定性理論、模糊理論、D-S證據理論等。其中,D-S證據理論是一種可以解決不確定信息的表達和合成問題的方法,它能夠通過證據的融合增強置信度,改善評估結果的可區分性,對于那些水平相近、等級難以確定的評估具有較好的效果。本文嘗試將證據理論應用于海軍陸戰隊裝備建設重點的決策分析。
3.1.1 證據理論方法簡介
證據理論是由Dempster首先提出來的[4],Shafer加以擴充和補充[5]。在證據理論中,證據指的不是實證據,而是人們經驗和知識的一部分,是人們對該問題所作的觀察和研究的結果。借助證據理論把整個問題和證據分解為若干個子問題、子證據,并根據D-S融合準則,把所有子證據進行融合,可以得到整個問題的解。證據理論基本概念包括:識別框架、基本概率分配函數、信任函數、D-S融合準則等[6]。
定義1 設有一判決問題,對于該問題所能認識到的所有可能的結果用集合Θ表示,且所有在Θ內的元素間互不相容,那么,所關心的任一命題都對應于Θ的一個子集,則稱Θ為識別框架。Θ可為有限也可為無限,一般為有限。
定義2 對于識別框架Θ,如果集函數m:2Θ→[0,1](2Θ為Θ的冪集),且滿足

則稱m為識別框架Θ上的基本概率分配函數。
定義3 設Θ為一個識別框架,集函數Bel:2Θ→[0,1],對于所有的A?Θ都滿足

則稱Bel為2Θ上的信任函數。
定義4 設集函數Pl:2Θ→[0,1],對于所有的A?Θ都滿足

則稱Pl為似然函數。
定義5 設m1、m2,…,mn為辨別框架Θ上的n個基本概率分配函數,它們的正交和m=m1⊕m2⊕,…,⊕mn定義為

式中:K為正交常數,由決定,反映各證據間沖突的程度,當K=0時,式(4)失去意義。
3.1.2 評價指標的數學描述
設裝備建設重點方案的集合A={a1,a2,…,aM},決策者集合B={b1,b2,…,bQ},評價指標集F={f1,f2,…,fP}。各指標采用評價等級來描述,即Hj={H1,j,H2,j,…,HN,j}。決策者對各屬性的判斷表示為分布評價的形式,即

式中:βk,j(ai)為ai在屬性fi下被評定為等級Hk,j的置信度,時,S(fj(ai))為完全評價,否則為不完全評價;時,表示決策者不能對fj(ai)做出評價。
為了便于信息集成和融合,將指標的評價等級表述成統一的標準形式:H={H1,H2,…,HN}。如果對于定量指標,決策者則可把所有備選方案的指標結果進行大致的分段分類,再結合專家的實踐經驗給出評價等級,不同的指標可能有不同的評價等級。在評價過程中,定性和定量指標都可能與標準的評價等級不等價。

式中:γk,j(ai)=ak,n×βk,j(ai)T。
3.1.3 基于證據理論裝備建設決策方法[7~8]1)建立識別框架
本文將指標F作為推理的證據,并用評價等級來建立識別框架。建立的D-S證據推理識別框架為H={H1,H2,…,HN}。
2)構造基本概率分配函數
基本概率分配值的獲取是證據理論在實際應用中的一個關鍵問題。本文根據裝備建設重點決策分析的特點構造mass函數。定義第h個決策者的第j個證據的基本概率分配函數mj為表示剩下的不能進一步分配的置信度。

3)信息融合
步驟一:單一指標的信息融合。對于單一指標,把Q位決策者(專家)對指標的判斷作為證據,運用D-S規則進行組合,亦即mj(Hk)=mj(Hk)1⊕mj(Hk)2⊕… ⊕mj(Hk)Q(見定義5)。
步驟二:備選方案各項指標評價等級概率計算。針對備選方案各項指標評價等級,可利用成熟的方法如加權法或理想點法進行計算[9],進一步對方案進行最終的排序。
4)特種裝備建設重點方案的確定
步驟一:單個發展方案評價等級的確定。對于單個發展方案,可根據3)中步驟二計算后各評價等級概率分配值的最大值來決定該方案所屬的評價等級。
步驟二:各方案的優先排序。根據步驟一的結果進行優先排序,對于處于相同等級的方案排序,可根據該類方案所屬等級及其以上等級的各證據概率分配值之和來考察,大者為優先。
根據以上定性分析和量化評估模型,首先建立海軍陸戰隊特種裝備建設重點的遞階層次結構,明確評價指標體系,然后確定各指標因素的基本概率分配值,通過D-S準則合成為總的概率分配,最后得到海軍陸戰隊特種武器裝備建設的重點。
特種裝備建設重點遞階層次結構和一類武器裝備建設重點結構、型號武器裝備建設重點結構,形成了一個完整的目標結構體系。在此,本文研究特種裝備建設重點時,不考慮某一類武器裝備型號的建設順序,而是對各類武器裝備進行決策分析,諸如多維輸送裝備建設重點,特種突擊裝備建設重點,觀測通信裝備建設重點等,海軍陸戰隊特種裝備建設重點的分類遞階層次結構如圖1所示。

圖1 海軍陸戰隊特種裝備建設重點分類表
海軍陸戰隊特種裝備建設重點的確定,必須考慮海軍戰略的調整和陸戰隊承擔的特種作戰使命任務,考慮武器裝備的作戰效能、經濟條件等多個目標、多個準則。因此,海軍陸戰隊特種裝備建設重點評價指標體系可歸納為:1)符合海軍戰略要求。主要考慮重點建設的裝備是否符合海軍戰略要求,即其符合的程度與水平。2)滿足使命任務需求。主要考慮重點建設的裝備是否滿足使命任務需求,即其滿足的程度與水平。3)武器裝備效能指標。主要指為適應現代戰爭的需要,必須有計劃地淘汰陳舊裝備,著重建設技術含量高的武器裝備,以提高部隊整體作戰能力,因此,必須考慮重點建設武器裝備的效能水平。4)經濟費用指標。武器裝備建設脫離了經濟支撐是無本之木,因此,必須考慮裝備建設的研制費用等經濟因素是否符合經濟可行性的建設原則[10]。
3.4.1 確定各證據的基本概率分配值
下面根據符合海軍戰略要求指標f1,滿足使命任務需求指標f2,武器裝備效能指標f3,經濟費用指標f4對陸戰隊特種裝備建設重點的四類裝備備選方案進行決策,這里將多維輸送裝備表示為a1,特種突擊裝備表示為a2,觀測通信裝備表示為a3,綜合保障裝備表示為a4。其中經濟費用指標f4為定量屬性,根據四類備選方案的經濟費用比較和以往的研制經驗建立評價等級,為{很低,低,一般,高,很高};f1、f2和f3均為定性屬性,它們的評價等級均設為{很好,好,一般,差,很差}。備選方案的標準評價等級H={H1,H2,…,H5}={很好,好,一般,差,很差}。在此,邀請2位決策者對備選方案各評價指標進行判斷,見表1。

表1 備選方案評價指標的判斷信息
為了方便處理問題,認為定量的經濟費用指標評價等級的表述與辨識框架等價。根據構造基本概率分配函數方法,獲得證據的基本概率分配值,見表2。

表2 各證據的基本概率分配值
3.4.2 證據的融合
根據信息融合步驟一實現各決策者對單一指標判斷的信息融合,結果見表2,之后再根據各項指標評價等級概率計算步驟二,采用加權法計算備選方案的各項評價等級,結果見表3。

表3 決策者對單一指標判斷的信息融合結果
3.4.3 備選方案的綜合評判

表4 備選方案的各項評價等級計算結果
由表4計算結果,根據評價等級確定方法,備選方案的優先排序為a1?a2?a3?a4,因而確定最佳發展重點為a1,即應選擇多維輸送工具作為當前海軍陸戰隊優先建設的特種裝備,結合實際,重點建設高性能突擊武器裝備,這一結果與實際相符合;然后,再根據需要,加強觀測、通信裝備和保障裝備的配套建設。
根據海軍陸戰隊特種作戰準備的需要,緊緊圍繞特戰力量的遠程跨海輸送、偵察、引導打擊、破襲、奪控重要目標等任務,加快特種裝備研制和引進力度,特別是在提高科技含量、增強時效、小型輕便、系統配套上下功夫,使之向信息顯示數字化、情報傳遞實時化、機動滲透一體化、打擊破壞高效化方向發展。
針對空中、海上、水下和陸上多維輸送需求,科學論證運輸直升機、大中型氣墊船等輸送裝備的建設需要,積極開發越野性能較強的水陸兩棲車輛,研制潛渡能力達到10km~15km 的新型水下運行器,配備動力三角翼飛行器,以提高部隊的快速反應能力、跨海投送能力、完成任務后的返回能力。
針對威脅最大的敵直升機和裝甲兵,加強特種部隊單兵防空、反裝甲武器、攻擊直升機等各類裝備的研究;根據破襲作戰的需要,研究裝備便攜、多用途的高效爆破武器,提高特戰分隊特種奪控和襲擊重要目標的能力。
積極研究配備小型、便攜、抗干擾能力強、隱蔽性能好,中遠距離的觀察、監視、通信器材,保證特種作戰分隊能及時發現目標,隨時發出信息,如C4ISR 系統、電子戰系統、單兵數字化系統以及特戰通信器材裝備。如單兵水下導航定位儀需具有六大功能:一是體積小、重量輕,攜帶方便;二是操作使用便捷直觀,水下導航定位精確;三是隱蔽性能好。開機狀態下無需電磁信號輸出,無需接受外界任何通信指令;四是抗壓、防水性能強,能夠適應水下15m 深度視度不良等復雜環境中作業;五是對外界溫度適應性強,適應在外界-20℃~60℃條件下作業。亮度高,能在水下能見度較差的情況下使用;六是具有抗震和抗電子干擾性能。
保障裝備是提高裝備保障能力的重要載體。特別是近些年,海軍陸戰隊裝備了一批保障裝備,有效提高裝備保障能力。英國軍事評論家富勒說過,戰爭的勝負半數取決于裝備支援的速度。海軍陸戰隊特種作戰的特點之一是戰場地理環境復雜,這就對立體保障裝備提出了較高的要求。而作戰過程中急劇變化的情況,又要求裝備保障的指揮快速反應、物資的迅速籌措,運輸的高效保障[12]。
我國海域遼闊,海軍陸戰隊的特種作戰有時也會遠離內陸裝備保障基地,如何以縮短空間保障距離換取保障效率,是我們應認真解決的問題。因此,目前海軍陸戰隊需重點發展運輸直升機、氣墊船及適應山岳、叢林地運輸的中小型運輸車輛,配套研發多功能維修檢測、多功能充電等類型的保障裝備。大力發展立體裝備的方法有:購買先進裝備、改進現有裝備、積極研發新式裝備,同時有計劃的構建大型保障平臺,全面提高海軍陸戰隊特種裝備結合保障能力。
裝備指揮的反應速度和指揮渠道的暢通是完成保障任務的命脈。加速發展裝備自動化系統,推動裝備信息化建設,是新軍事變革的必然之舉。在裝備指揮自動化建設的總體布局內,應重視特種作戰所需的指揮裝備,以此形成可靠不間斷的指揮保障網絡,為裝備保障插上自動化的翅膀。如便于攜帶的指揮信息平臺、移動地面衛星通信終端、單兵信息裝備、裝備可視化系統等。
[1]鐘常綠.海軍特種作戰[M].北京:解放軍出版社,2006.
[2]錢海皓.武器裝備學[M].北京:軍事科學出版社,1998.
[3]李明,劉澎.武器裝備發展系統論證方法與應用[M].北京:國防工業出版社,2000.
[4]Dempster A P.Upper and lower probability introduced by multi-valued mapping[J].Annals of Mathematical Statistical,1967,38:325-329.
[5]Shafer G.A mathematical theory of evidence[M].New Jersey:Princeton University Press,1976.
[6]段新生.證據理論與決策、人工智能[M].北京:中國人民大學出版社,1993.
[7]李偉生.基于模糊邏輯和D-S證據理論的一種態勢估計方法[J].系統工程與電子技術,2003,25(10):1278-1280.
[8]符永軍,張永順.地面防空火力單元基于D-S理論選擇反導防御手段[J].火力與指揮控制,2004(4):39-40.
[9]蘇羽,基于貝葉斯網絡的態勢評估診斷模型[J].東北大學學報,2006,26(8):739-742.
[10]孫小靜,趙林榜,胡博.裝備發展戰略研究中的經濟性分析[J].軍事學術,2012(7):60-62.
[11]陳松輝.海軍陸戰隊戰術概論[M].北京:海潮出版社,2007.
[12]Operational Maneuver From the Sea[M].Marine Corps Gazette,1996,6.