基于仿真推演的海戰評估方法研究

趙玉鵬，樊占軍

(解放軍91336部隊，河北 秦皇島 066326)

0 引 言

仿真推演作為一種重要的技術手段被廣泛應用于現代戰爭模擬和戰爭規律研究，甚至設計未來戰爭行動中。通過不同層面的仿真推演，可以對大到作戰方案計劃、作戰體系構成，小到部隊武器裝備、軍事人員，完成作戰任務的能力或程度進行評估和分析，找到短板弱項，分析研究對策，以達到準確掌握戰斗力現狀、提高戰斗力水平的目的。因此，做好基于仿真推演的作戰評估有著十分重要的作用。

信息化條件下的海戰，體現出多維空間激烈對抗、多兵種密切協同等特性，大量信息充斥在各個環節，復雜并劇烈地影響著對抗過程的推進，因此對作戰方案制定、戰場態勢掌握、兵力兵器運用等進行科學合理的評估顯得尤為重要。然而目前，在相關領域內還沒有形成相對成熟和科學的標準化方法及評估理論體系[1]。本文通過對運用計算機仿真系統進行的海戰仿真推演過程的分析，分階段研究提取評估指標并構建評估指標體系，探討了基于仿真推演的海戰評估方法和步驟。

1 海戰評估研究現狀

1.1 問題分析

近年來，我海軍在新時代強軍思想指導下高速發展，大批新型武器裝備研制成功[2]，然而它們在激烈的對抗中能否達到預期的作戰效能，指戰員制定的作戰方案能否使其在未來戰爭中有效協同并充分發揮體系作戰能力，這些問題都需要提前做好分析評估，在戰爭來臨前不斷檢驗和完善。

我軍開展作戰試驗鑒定和作戰方案評估的時間不長，經驗不足，還沒有形成系統全面的理論研究成果，尚存在一些問題和不足[3]：

(1) 用于作戰方案評估的仿真推演條件還不夠成熟。由于歷史原因，我軍的作戰試驗鑒定一般按被試品種類劃分并由各基地單獨進行，條件和技術儲備的局限逐漸導致了很難構建逼真的復雜戰場環境，類似情況也存在于對抗中武器裝備的戰術運用和技戰術模擬等方面。

(2) 作戰方案評估理念有失偏頗。傳統的武器裝備性能評估或單一系統效能評估，往往以性能層面評估為主，以主要技戰術指標為依據進行評估，簡化甚至忽略系統、體系尤其是作戰體系的作用，導致評估的結果也只能是性能如何，而不知在與對手真正對抗作戰時的效果如何。

(3) 作戰方案評估的理論、方法還不夠系統。由于正處于起步階段，在作戰方案評估的部分環節還存在缺乏理論支撐、方法依據的問題，比如通過套用某經典方法將若干底層指標的絕對數值層層遞進計算出一個最終數值的模型，諸如此類方法往往是機械的、不夠科學的。

1.2 評估理念

當海戰發展為基于信息體系的海空合同對抗，其評估也應基于體系，而復雜的內部邏輯和相互作用使難度激增，照搬常見裝備、單系統或單一能力評估的經驗方法很難適用于海戰仿真推演中的評估。因此，監測和采集的數據均是諸多特定時刻和條件下體系狀態描述的組成部分，共同構成作戰方案評估的基礎和依據，而不是少數幾個孤立的性能指標數據。評估的指標也不必設絕對值，體系的能力是比較的、相對的，應該采用比較的評估方法直面方案制定者和決策者，通過動態復盤、數據統計等方式對過程和結果數據進行多輪多維的對比分析，以體現相對的體系能力。

同時，相比數據匯算和圖上推演，仿真推演中的作戰過程是動態變化、交互對抗的，能提供給作戰雙方不斷交互對抗的逼真環境和反饋，因此作戰方案評估的目的不應簡單限定為評價其絕對的優劣，而是發現與改進、糾錯與完善，并用于輔助作戰方案的制定和決策。

2 海戰推演階段與評估指標體系

按照一般仿真推演特點和效能評估流程，可將海戰仿真推演大體分為推演準備、推演實施與推演總結3個階段，在3個階段內分別進行不同層面的分析和評估[4]，其基本流程如圖1所示。

2.1 推演準備階段

推演準備階段，主要任務包括將作戰方案中的原則、邏輯等復雜語言描述轉化為便于程序理解的標準化描述，隨后基于對該作戰方案要素和內容的分析，確定評估指標并建立評估指標體系，并在推演之前進行靜態的初步分析和評估。

靜態評估，是在仿真推演前對作戰方案進行一次整體性的分析和評判，對于發現的問題，可以在仿真推演前進行修改，有利于完善作戰方案和提高評估效率，主要從規范性、合理性、準確性3個方面進行：

(1) 規范性，主要圍繞方案中是否涵蓋了所有關鍵要素，有無增減錯漏，同時考察格式、行文等是否規范；

(2) 合理性，包括情況判斷、作戰企圖、主要作戰方向、打擊目標選取、兵力部署等核心要素，對其科學性、合理性進行分析評判，是靜態評估的核心；

(3) 準確性，包括情況的分析、情報的掌握、作戰行動過程和能力等計算的準確性，是作戰方案能否有效執行的基礎。

靜態評估指標體系如圖2所示。

2.2 推演實施階段

推演實施階段，完成推演條件界定、想定和作戰方案的轉換和輸入，實施仿真對抗推演，必要時可進行臨機導調。仿真推演過程中，結合實際任務對兵力行動、武器使用、協同組織等多方面進行分析評判，對采集的數據進行計算和統計，并依據處理結果對部分內容進行研討式的實時評估[5]。

圖1 海戰仿真推演基本流程

圖2 靜態評估指標體系

其中，海空合同作戰主要包括以下任務：(1)偵察預警，主要考察兵力展開、偵察實施、戰斗協同和兵力撤收等方面；(2)信息對抗，包括信息進攻和信息防御2個方面；(3)火力打擊，包括兵力展開、目標引導、干擾壓制、火力突擊、戰斗協同和毀傷評估等方面；(4)對潛防御，包括對潛搜索、防御行動、對潛攻擊和防御協同等；(5)防空反導，包括兵力配置和戰斗協同；(6)支援掩護，包括兵力展開、目標引導、支援掩護和戰斗協同等方面[6]。

推演過程中的評估，是在計算機作戰仿真推演系統支持下，采取動態模擬交戰的方法，依據交戰過程和數據，為作戰方案檢驗、改進、優選和作戰問題研究提供實踐、數據支持。其作用主要體現在2個方面：一是基于作戰方案的對抗過程推演，能夠彌補靜態評估的不足，通過對偵察預警、信息對抗、對海突擊、防空反導、支援掩護、兵力協同等多個過程的動態實現，完成可行性檢驗和分析評判；二是通過作戰仿真推演環境，對作戰方案和具體行動計劃進行多次對抗推演，將采集的過程數據、結果數據進行處理和計算，可得到作戰任務、戰果戰損和武器彈藥消耗等可靠指標，為后續數據分析和評估提供大量樣本和數據支撐。

2.3 推演總結階段

推演總結階段是集中體現推演評估價值的部分，主要是對仿真推演中采集到的數據進行梳理和統計，根據指標屬性進行相應轉換和計算，結合專家意見和以往戰例、演習經驗，對該作戰方案進行綜合分析評估，能夠充分揭示特點和問題，為方案完善和戰術素養的提高等提供參考。綜合評估指標體系如圖3所示。

圖3 綜合評估指標體系

3 評估方法及實現

3.1 評估方法設計

海戰推演的評估，不僅包括對作戰方案的靜態評估，也包括對抗中指戰員主觀能動性的發揮和計謀策略的運用，而這些戰術手段是難以用精確的數據指標量化的，也高度依賴深厚的軍事理論儲備和豐富的軍事斗爭經驗，往往只能用模糊的、定性的評語描述和判斷[7-8]。

模糊綜合評判就是一種以模糊數學為基礎，并應用模糊關系合成原理，對受諸多不易界定、不易定量因素制約的復雜對象進行綜合評判和比較的方法，結果包含的信息豐富，能夠克服傳統數學方法結果單一性的缺陷[9]。同時，層次分析法作為一種經典的主觀賦權法，定性和定量相結合，特別適用于結構復雜、缺乏數據等情況[10]。

因此，除推演系統直接采集和處理的數據外，主要依靠相關領域專家給出定性判斷，建立模糊綜合評價矩陣，再結合層次分析法賦予合理權重，最終完成模糊綜合評判和評估分析。

3.2 評估的實現

(1) 確定評估指標集

根據建立的評估指標體系，確定評估指標集：

U={U1，U2，U3}

(1)

式中：U1為靜態評估指標，U1={U11，U12，U13}；U2為動態評估指標，U2={U21，U22，…，U28}；U3為有效性指標，U3={U31，U32，…，U34}。

(2) 確定評估語義集

有試驗表明，普通人對不同事物進行辨別時能夠正確區別的等級在5級到9級之間[6]。為簡要說明問題，這里采用5級評語集：

V={V1，V2，V3，V4，V5}。

(2)

式中：V1為差；V2為較差；V3為一般；V4為良；V5為優。

(3) 建立模糊綜合評價矩陣

由i個指標的隸屬度構成的模糊綜合評價矩陣為：

(3)

式中：矩陣R的行向量Ri中的元素表示指標i對于等級j的隸屬度。

(4) 確定指標權重

結合指標體系結構，依據層次分析法的思想將各指標相對于上一層指標的重要性進行兩兩比較，構造權重判斷矩陣并計算得出各指標權重，通過一致性檢驗即可得到各評判指標對應的權重Ai。

(5) 模糊綜合評判

求取評估結果向量：

S=(A1,A2,…,An)°[R1,R2,…,Rn]T=(s1,s2,…,sn)

(4)

式中：“°”為模糊合成算子，通常有M(∧,∨)算子、M(·,∨)算子、M(∧,⊕)算子和M(·,⊕)算子。

相關文獻和研究中多采用取乘與取大算子M(·,∨)，這是一種簡單易行、充分考慮各種因素的評判模型，實際應用中也可根據需要進行選擇[5]。

(6) 評估分析

根據最大隸屬度原則，推演評估的結果為S=maxsi，對照評估語義集合相應映射可得到評估基本結論。同時，根據si可知各子指標的評判情況，對于作戰方案和作戰指揮的優化、多方案評估優選，提供了相對于單一的評估結果數值更多的維度和更充分的信息，更利于針對作戰實際作出科學的決策。

4 結束語

分析評估對于作戰推演和作戰研究具有重要意義和實用價值。本文在對海戰評估研究現狀分析的基礎上，結合海戰推演的各階段，分析提取了評估指標并構建了綜合評估指標體系，采用基于仿真推演的模糊綜合評判與層次分析法相結合，能夠提供相對于單一的評估結果數值更多的維度和更充分的信息，較好地解決了判斷的模糊性和不確定性問題。