空降裝甲裝備戰場損傷修理工作量預計建模

石文華，楊建文，姜為學

(空軍空降兵學院，廣西 桂林 541003)

【后勤保障與裝備管理】

空降裝甲裝備戰場損傷修理工作量預計建模

石文華，楊建文，姜為學

(空軍空降兵學院，廣西 桂林 541003)

在分析傳統戰場損傷修理工作量確定方法不足的基礎上，給出了空降裝甲裝備戰場損傷修理工作量的定量計算方法，在計算不同戰損等級戰車數量與戰損戰車總數量的比值時，根據空降裝甲裝備的特點，認定其戰損修理工作量服從對數正態分布，根據修復輕損、中損需要的工時計算其數量與戰損戰車總數量的比值，提高了戰損比確定的科學性；最后通過實例應用，驗證了模型的合理性。

戰場損傷；戰損等級；對數正態分布；戰損修理工作量

空降作戰是在第一次世界大戰中被催生出的一種嶄新的作戰樣式，具有“走在空中、打在地面、保障在遠方”的特點[1]。從近幾十年來發生的車臣戰爭、海灣戰爭、伊拉克戰爭等來看，空降作戰在現代高技術戰爭中仍舊并且將繼續發揮重要作用。尤其，輕型步兵戰車、傘兵突擊車和自行火炮等空降裝甲裝備的使用，對打擊敵方地面作戰力量，進而打贏整個戰爭發揮了不可替代的作用。

參與空降作戰的裝甲裝備一般結構復雜，科技含量高，作戰中對裝備保障的依賴性大；同時，面對敵方可能的新型高效能武器的打擊，空降裝甲裝備的損傷會急劇增加。裝備損傷的修復需要消耗一定的工時。需要消耗的工時越多，認為其戰損修理工作量越大。參戰裝備的戰損修理工作量是科學確定搶修人員數量的重要參考依據，傳統的戰損修理工作量預計大都屬于經驗估計[2-4]，且僅僅是根據20世紀幾場典型戰爭得出的經驗數據，而現代空降作戰的戰場條件已經發生巨大變化，采用這些經驗數據估計的裝備戰損修理工作量已經不具有較強的說服力，迫切需要根據現代戰爭條件研究空降作戰戰斗損傷修理工作量的計算方法。

1 模型建立

1.1 戰損修理工作量計算模型

戰損修理工作量與作戰環境的嚴酷程度、參戰裝備的數量、戰斗時間、裝備戰斗力發揮情況等因素有關。受我空降兵保障能力限制，在空降作戰中，配備的裝備保障力量只能完成對輕度戰損裝甲裝備和部分中度戰損裝甲裝備的修理任務，因此，輕損1級(由使用人員修理)、輕損2級、中損被認為是可以修復的損傷。

以空降作戰中運用廣泛的某型步兵戰車為例，對不同損傷等級的步兵戰車進行修理所需的工時總數Tx為

(1)

式(1)中，N為參戰步兵戰車數量；D為戰損率；j=1代表輕損1級；j=2代表輕損2級；j=3代表中損；αj為第種損傷等級的步戰車占所有損傷步戰車總數的比值，Tj為第種損傷等級的損傷修復工時定額。

1.2 戰損率計算模型

在空降作戰中，裝備戰損率D與作戰環境、敵方武器威力和我方裝備戰斗力發揮程度等因素有關，其計算公式[1]：

(2)

式(2)中，W為我方戰斗單位(營)編制武器數量；R0為我方最初參戰的戰斗單位數量(營)；y0為參戰武器裝備總數量；Pf為裝備自身防護使戰損率降低的百分比；B0為敵方最初參戰的戰斗單位數量(營)；ρ為敵方武器對我射擊的毀傷率；t為實際作戰時間(天)；K為我方裝備戰斗力與敵方武器戰斗力之比，表示為

(3)

其中，β為我方武器對敵方射擊的毀傷率。

1.3 不同戰損等級戰損量確定

步兵戰車是一個復雜系統，其組成包含機電、電子、機械等各種裝備部件，出現戰場損傷后，各個損傷的修理頻率和修理時間都有很大不同，其維修工時規律比較適合用對數正態分布描述[5]。本文認定步兵戰車的戰損維修工時服從對數正態分布，即用對數正態分布描述戰損量分布規律。其概率密度函數：

(4)

根據維修工作量的分布密度函數f(t)可以求得裝備維修工作量分布函數F(t)為

(5)

設修復戰損等級的損傷需要的工時范圍為(ti1,ti2)，則對應戰損等級的步兵戰車數量占所有戰損步兵戰車的比值為

F(ti1)-F(ti2)

(6)

2 實例應用

2.1 戰損率計算

假定我空降兵某部投入1個團共3個營的兵力參加空降奪島戰役，該團裝備某型步兵戰車(包含指揮車)117臺，有60臺投入戰斗，剩余戰車留作預備使用。

經過調查和分析，在空降奪島戰役中，我方主要作戰裝備為某步兵戰車，敵方防御武器為重機槍，迫擊炮，并且我方武器對敵方射擊的毀傷率β=0.7，敵方武器對我裝備射擊的毀傷率ρ=0.4，我方最初參戰的戰斗單位數量(營)R0=3，我方戰斗單位(營)編制武器數量W=20，敵方最初參戰的戰斗單位數量(營)B0=3，我方步兵戰車自身防護使戰損率降低的百分比Pf=20%。

戰斗進行4天后，也即作戰時間t=4天，敵方基本喪失抵抗力，我方基本掌握奪島戰役主動權。此時，我軍決定臨時休整，并統計步兵戰車戰損情況，為確定戰場搶修人員數量做準備。把上述數據代入式(1)，得到我方步兵戰車的戰損率：

D=0.451 7

則出現損傷的步戰車數量為

M=60×0.451 7=27.1

向上取整后得到M=27。

2.2 不同戰損等級戰損比值計算

根據調研統計資料[6-8]，某型步兵戰車不同戰損等級的損傷修復工時范圍如表1所示。

表1 某步兵戰車不同戰損等級的損傷修復工時范圍

圖1 某型步兵戰車戰場損傷修理工作量分布概率密度

圖2 某型步兵戰車戰場損傷修理工作量概率分布

根據表1和式(5)計算不同損傷等級所需修復工時的分布函數值，為

F(0)=0, F(50)=0.277 44

F(100)=0.625 66, F(250)=0.936 3

根據式(6)，輕損1級的步兵戰車數量與戰損戰車總數量的比值為

F(50)-F(0)=0.277 44

輕損2級的步兵戰車數量與戰損戰車總數量的比值為

F(100)-F(50)=0.348 22

中損的步兵戰車數量與戰損戰車總數量的比值為

F(250)-F(100)=0.316 04

重損的步兵戰車數量與戰損戰車總數量的比值為0.058 3。

畫出各個戰損等級的步兵戰車所占比值的條形圖，如圖3所示。其中數字1,2,3,4分別代表輕損1級、輕損2級、中損、重損。

圖3 各類戰損等級戰車所占比值條形圖

2.3 戰損量確定

根據上述戰損比值計算結果和式(1)計算各個戰損等級的搶修任務工作量，如表2所示。

表2 03式步兵戰車不同戰損等級的搶修工作量

文獻[2-4]給出了裝甲裝備不同戰損等級戰損量的經驗估計，按照其方法，在空降作戰中步兵戰車的戰損率為40%～50%，損壞程度按報廢30%、重損10%、中損20%、輕損40%預計，而本文方法得出的結論卻是：在作戰第4天我方取得主動權時步兵戰車的損傷率為45.17%，且輕損比值為0.626，中損比值為0.316 04?？梢姡疚慕Y論與經驗數據相比有一定差別。傳統方法僅僅是根據經驗數據得出結論，而運用本文方法得出的不同戰損等級步兵戰車數量與戰損戰車總數量的比值則是考慮了裝備的自身特點和戰場實際情況，其結論具有更強的說服力。

3 結論

本文根據空降裝甲裝備的特點，運用對數正態分布描述空降裝甲裝備戰損修理工作量分布規律，進而確定各戰損等級步兵戰車數量與戰損戰車總數量的比值和戰損修理工作量。相比于傳統的經驗估計，本文方法為戰場搶修工作量的預計提供了定量模型支撐，具有較大的應用價值。

[1] 海占勇,紀光.空降作戰裝甲裝備保障研究[M].北京：藍天出版社,2015.

[2] 杜軍影.裝甲步兵分隊戰時裝備保障行動[M].北京：軍事誼文出版社,2008.

[3] 董原生.戰場搶修與保障裝備[M].北京：裝甲兵工程學院,2003.

[4] 魏剛.空降兵裝備保障[M].北京：藍天出版社,2008.

[5] 徐宗昌.裝備保障性工程與管理[M].北京：國防工業出版社,2006.

[6] 石全.裝備戰場損傷建模仿真及其應用研究[D].北京：裝甲兵工程學院,2009.

[7] 孫寶深,賈希勝,程中華.戰時裝備維修保障資源優化模型[J].火力與指揮控制,2013,38(6):159-162.

[8] 郭玉明,陳東林,李志剛.航空裝備戰時維修保障能力評價模型[J].火力與指揮控制,2010,35(10):166-170.

[9] 王其林，程杰，馬軍.基于仿真模擬的裝備戰場損傷預測 [J].四川兵工學報，2014(4):65-67.

(責任編輯唐定國)

Modeling of Repair Effort Prediction About Airborne Armored Equipment Battlefield Damage

SHI Wen-hua, YANG Jian-wen, JIANG Wei-xue

(Air Force Airborne Academy, Guilin 541003, China)

Based on the analyzing of the defect of present methods about predicting battlefield damage repair effort, the quantitative calculation model was given about airborne armored equipment battlefield damage repair effort. According to the characteristic of airborne armored equipment, the conclusion was obtained that the repair effort obeys Log-normal distribution. When calculating the proportion of different battlefield damage degree, the Log-normal distribution function was used to calculating the proportion in preference to the needed man-hour about low and middle degree damage, and it improved the feasible of the proportion calculation. At last, the application of example validated the practical value of the model.

battlefield damage; battlefield damage degree; log-normal distribution; repair effort

2016-07-27；

石文華(1983—)，男，講師，主要從事裝備保障研究。

10.11809/scbgxb2016.12.027

石文華，楊建文，姜為學.空降裝甲裝備戰場損傷修理工作量預計建模[J].兵器裝備工程學報，2016(12):118-120.

format:SHI Wen-hua, YANG Jian-wen, JIANG Wei-xue.Modeling of Repair Effort Prediction About Airborne Armored Equipment Battlefield Damage[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(12):118-120.

TJ714

A

2096-2304(2016)12-0118-03

修回日期：2016-08-26