基于證據推理的常規導彈部隊作戰單元作戰能力評估?

（火箭軍工程大學 西安 710025）

1 引言

當今世界軍事領域信息化步伐明顯加快，作戰方式逐步由機械化條件下以武器平臺對抗為主向信息化條件下以體系對抗為主轉變。常規導彈部隊作為我國中近程火力打擊的一支重要力量，在大國博弈中發揮著制衡作用、在國家利益拓展中發揮著懾控作用、在重大軍事斗爭準備和未來戰爭中發揮著決勝作用［1］。

常規導彈部隊作戰單元是指按照集成化編組、扁平化指揮、自主式作戰要求，以火力單元為核心，集成預警偵察、指揮控制、綜合防衛、作戰保障、綜合保障等各要素的常規導彈作戰單位［2］。目前，在常規導彈部隊作戰單元作戰能力評估方面沒有統一的標準與方法，嚴重制約其作戰能力提升。因此，對其開展作戰能力評估，符合部隊發展需要，對全面提升其戰斗力具有現實意義［3～7］。

筆者以某新型常規導彈部隊作戰單元為研究對象，從作戰單元作戰特點入手，運用專家評價法與調查統計法逐層構建作戰能力指標體系，以建立貼合其各項作戰能力指標的置信規則庫（BRB）為基礎，通過證據推理評估方法對作戰能力指標體系進行評估［8～9］，最后通過實例對多個常規導彈部隊作戰單元作戰能力展開評估，為今后常規導彈部隊作戰單元作戰編成、武器裝備編配及日常訓練提供參考依據。

2 常規導彈部隊作戰單元作戰特點

常規導彈部隊作戰單元對敵重要目標實施遠程攻擊作戰，既可以獨立遂行常規火力打擊任務，也可與其他軍種作戰力量共同實施火力打擊。其作戰特點表現為以下五個方面，一是縱深突擊能力強，對戰局影響大。其作戰具有明顯的非對稱優勢，主要體現在射程遠、精度高、威力大、機動能力強、突防能力強等方面，對作戰進程產生深遠響。二是作戰空間廣，指揮控制要求高。其戰場空間從陸地到空中乃至外層空間及其廣闊，指揮控制難度大、要求高。三是戰場暴露因素多，戰場生存形式嚴峻。其武器系統技術復雜、作戰運用特殊，使得暴露癥候明顯，生存防護難度大。四是作戰任務多樣，內外協同關系復雜。常規導彈部隊作為我軍重要的中近程精確打擊力量，作戰任務形式多樣。無論是在聯合作戰背景下實施作戰，還是獨立實施作戰，都存在復雜的內部與外部關系。五是綜合保障要素多，對作戰行動制約作用突出。其作戰所需保障要素多，對作戰行動及打擊效果制約作用明顯，任何一個要素出現偏差都將導致作戰任務失敗。

3 常規導彈部作戰單元作戰能力評估模型

對常規導彈部隊作戰單元作戰能力展開評估，是解決其在執行作戰任務過程中，各類因素對作戰能力產生何種影響的問題。需要在模糊條件下對多種類型的定性指標或定量指標進行分析、聚集與推理，與一般評估體系相比，增設由人為因素引發的不確定因子［10～12］。

本文針對作戰單元作戰能力指標描述中，因相關歷史數據信息以及專家工作經驗所產生的不完整性、不確定性和不精確性，通過構建置信規則庫，并依托其信度結構進行改善。在復雜的常規導彈部隊作戰單元作戰能力評估系統建模與分析過程中，各類不確定因素信息運用“IF-THEN”規則匯聚融合，并通過證據推理算法對其展開推理與集成［13～14］，其評估模型的構建分四個步驟［15］。

3.1 構建置信規則庫

作戰能力評估開展前，需要將評價準則、專家經驗以及能力需求等諸要素以統一的框架進行表達，這是對作戰能力評估所需規則庫構建的過程。該規則庫可表示為［7～9］

其中，C={c1，c2，...，cI} 是作戰單元所需各項作戰能力集合；A={A1，A2，...，AI} 是該評估所需規則庫同各項作戰能力對應的取值集合；R={r1，r2， ...，rI}是所有結論集合。F為規則的前提（下一層能力需求滿足程度）與結論（上一層能力需求滿足程度）之間的映射函數。

“IF-THEN”規則是構建規則庫的基礎，并且每條規則保持一致的信度結構，而規則庫中第k條置信規則可表述為

3.2 計算置信規則匹配度

計算帶有信度的數據對能力的匹配程度的方法是：

aij(aij∈[0，1])為輸入xi匹配能力ci的第j個取值Aij的程度。|Ai|為信度規則ci前提條件的數量，φ(xi，Aij)為xi同Aij的相似程度。按照指標類型與特點的差異，φ(xi，Aij)有兩種計算方法。當前提屬性是離散數值時，則有：

當輸入值為專家經驗主觀判斷的定性指標時，可直接用輸入值，則有：

3.3 計算規則激活權重

規則激活是對需要展開評估的各級能力指標輸入數據同之前構建的置信規則庫中的規則對應匹配，以匹配程度為依據，賦予相應規則具體權重。

3.3.1 計算輸入對規則前提條件的匹配程度

通過式（3）形成的轉換公式，設定輸入對應第k條規則轉換為當所有前提條件都用“∧”連接時，有：

公式中θk是第k條規則的相對權重，同理θi是第i條規則的相對權重，αk則是輸入匹配第k條規則的程度。是第k條規則里第i個前提條件的權重，αk=0時，ωk=0，此時第k條規則未被激活。

3.3.2 輸入對規則結論的信度分布的修正

3.4 聚集基于證據推理的指標

上述三個步驟，完成了置信規則庫的構建、輸入數據的轉換、獲取與輸入數據相匹配規則所呈現的激活程度，而該步驟則是運用證據推理方法對指標進行集結，本質上是以下一級能力需求的滿足程度為依據獲得上一級能力需求程度的分布。

3.4.1 基本可信數建立

其中ml，k是第k條規則中第l個結論分配的基本可信數。mR，k為對第k條規則的不確定程度，可見

3.4.2 證據組合

4 作戰單元作戰能力評估實例分析

由于作戰能力較為抽象，直接對其進行評估難度大。本文從常規導彈部隊作戰單元作戰特點入手，將作戰能力按照作戰需求逐層分解，形成相互獨立的子指標，通過調查統計法與專家評價法相結合的方式，篩選、確定可評價的定性指標和定量指標，最終確定常規導彈部隊作戰單元作戰能力評估指標體系［16～21］，如圖1所示。

圖1 常規導彈部隊作戰單元作戰能力評估指標體系

4.1 作戰單元作戰能力分析

本文依托該方法對某新型常規導彈部隊作戰單元作戰能力指標體系展開評估。在此過程中，為簡化其計算過程，可設定各輸入能力指標的權重等同，置信規則庫內各類規則的權重也相等，。通過對作戰單元進行實地調研，分析其平時訓練考核數據，經專家多輪評議，得到其各項作戰能力指標的取值見表1，所構建的置信規則庫見表2。

表1 作戰單元作戰能力指標取值

表2 作戰單元作戰能力評估規則庫

設某常規導彈部隊作戰單元P1的作戰能力輸入方案具體參數為

P1=｛U7=（1800，1），U8=（28，1），U9=（中，1），U10=（90%，1），U11=（70，1），U12=（2400，1），U13=（95%，1），U14=（40%，1），U15=（7，1），U16=（中，1），U17=（35，1），U18=（85%，1），U19=（中，1）｝。

4.1.1 計算機動能力U2

已知 U7=（1800，1），U8=（28，1），由式（4）可得φ1(1800， 1000)=0，φ1(1800， 1500)=0.4，φ1(1800，2000)=0.6 ；φ2(28，10)=0，φ2(28，20)=0.2，φ2(28，30)=0.8 。輸入激活了規則庫中 R1，R2，R4，R5，ω1=0.48，ω2=0.12，ω4=0.32，ω5=0.08，μ1=μ2=μ4=μ5=1 。 由 式（8）可 得=(0.048，0.032，0，0.92，0.92，0)，根據式（9）計算的 U2（強，中，弱）=（0.6509，0.2699，0.0792）。從計算結果可以看出，當輸入信息是完全的，即ε7=ε8=1，則O2=0.6509+0.2699+0.0792=1。

4.1.2 計算全維防護能力U5

已知U14=（40%，1），U15=（7，1），U16=（中，1），由式（4）可得φ1(40%，20%)=0.33，φ1(40%，50%)=0.67，φ1(40%，80%)=0 ；φ2(7，5)=0.6，φ2(7，10)=0.4，φ2(7，15)=0；φ3(中，中)=1。輸入激活了R47，R50，R56，R59，ω47=0.198，ω50=0.0462，ω56=0.402，ω59=0.268，μ47=μ50=μ56=μ59=1 ，U5（強 ，中，弱）=（0.3394，0.4644，0.1962）。

4.1.3 計算方案P1的作戰能力值

按照上述方法步驟可得出U3、U4以及U6三個指標的置信度值，最終可求得作戰單元作戰能力U1（滿足，基本滿足，不滿足）=（0.6149，0.2988，0.0863）。

4.2 多對象目標評估結果比較

假設當前需要對P1、P2和P3三個對象目標展開評估排序。三者中設定P1是原評估對象，而P2中U12=（1500，1），U13=（85% ，1），U17=（65，1），U18=（90%，1），U19=（中，1），其余指標與P1保持不變。P3與 P1相比 U9=（弱，1），U10=（85%，1），U11=（100，1），U14=（60%，1），U15=（9，1），U16=（弱，1），其他不變，通過軟件計算，得到方案 P2的 U1=（0.5198，0.3943，0.0859），P3的 U1=（0.5687，0.3346，0.0967）。P1、P2、P3某型常規導彈部隊作戰單元作戰能力信度分布情況如圖2所示，作戰能力評估效用值比較如圖3所示，各作戰單元作戰能力評估信度分布與效用值如表3所示。

圖2 多對象作戰能力信度分布對比

圖3 常規導彈部隊作戰單元作戰能力效用值對比

表3 評估結果對比

通過對比評估結果可以看出，P1代表的某型常規導彈部隊作戰單元作戰能力最優，P3次之，P2最差。此外，三個作戰單元在各置信結論等級的信度分布十分接近，可是在評估結果上仍然存在一定差異。在P2中由于火力打擊能力和綜合保障能力弱與P1，導致P2的整體作戰能力明顯低于P1，而P3中由于指揮控制能力和全維防護能力弱與P1，導致P3的整體作戰能力明顯低于P1。在P2與P3的對比中可以發現，兩者除了機動能力一樣之外，其余四個能力存在不同程度差異，從而導致整體作戰能力的差異。得分最高的P1作戰單元（90.572分）與排名第2的P3作戰單元（89.44分）相差1.132，與排名第3的P2作戰單元（88.678）相差1.894，而P3與P2之間相差0.762。實際上P1作戰單元采用某新型常規導彈武器系統，同時將各作戰要素集于一身，不僅在人員編配上達成集中編成，而且在武器裝備上也呈現出集成化的特點，進而大幅度提升作戰單元整體作戰能力，相比P2、P3優勢明顯。

5 結語

本文提出基于置信規則庫的常規導彈部隊作戰單元作戰能力評估方法。首先從常規導彈部隊作戰單元作戰特點入手分析，了解影響作戰能力的因素與作戰能力需求，并運用專家評價法和調查統計法分層逐項對其作戰能力評估指標體系進行構建，在建立基于置信規則庫的作戰能力評估模型的基礎上，針對各類指標項以證據推理評估法對不同類型數據展開融合、推理與繼承，最終通過實例說明基于置信規則庫的常規導彈部隊作戰單元作戰能力評估過程。常規導彈部隊作戰單元基于置信規則庫對其作戰能力開展評估模型構建，能高效解決其指標體系層級多、指標類型復雜以及評估信息不精確等現實問題。同時，通過對作戰單元進行實地調研，分析其平時訓練考核數據，經專家多輪評議，最終實現對其作戰能力整體性、系統性的評估。相較于其他方法，該方法突出評估結論在需求滿足程度分部方面的優勢，能有效促進作戰單元日常訓練效能提升及其作戰能力快速生成。