中美軍減員預計研究現狀分析

胡超群，徐振清，薛 晨綜述，張鷺鷺審校

0 引 言

因各種原因失去作戰能力而導致人員減少稱為減員[1]。減員是一個復雜系統的工程，造成減員數量不僅包括作戰雙方的軍事實力，還包括了氣象、社會經濟因素，軍政素質等客觀因素[2-4]。自海灣戰爭以來，高技術局部戰爭就成為了現代戰爭的主要作戰形式。基于信息化的局部戰爭實現了短時、高效、精確打擊，但由此帶來的資源消耗，戰前準備成本也大大增加。信息化戰爭帶來的變革對衛勤保障也提出了快速籌劃，準確部署的要求。減員預計是衛勤保障研究的重中之重，是衛勤組織指揮的核心。戰前對減員精確的預計，是組織籌劃與合理使用衛勤力量以及組織藥材保障、部署衛勤資源的最重要依據，對于加強衛勤保障的主動性和計劃性是十分必要的。國內外衛勤相關領域的專家進行了許多有益的嘗試，本文通過匯總分析國內外減員的研究現狀，了解各種研究方法的特點，為今后的減員研究打下基礎。

1 美軍減員研究現狀

國外以美軍為代表的西方國家軍隊對減員預計一直處于世界領先水平。美軍的減員預計經歷了模擬實戰階段到建模仿真預計的兩個階段。

1.1 模擬實戰階段美軍最早記載涉及減員預計研究是由美軍戰斗發展實驗中心建立的在舊金山以南160英里處進行實戰模擬，以作戰部隊、車輛和武器為目標，盡可能逼真地模擬戰場，通過模擬戰場來獲得實時傷亡評估和自動記錄交戰結果，直接向決策者用于決策有關武器系統、戰術和減員情況[7]。

1.2 計算機建模階段

1.2.1 陸上作戰減員預計模型美軍退休陸軍上校、軍事歷史學家Dupuy基于統計分析250余次現代戰爭減員數據，分析出1個師日傷亡率的平均值為4%，應用多因子的修正值來預測戰爭的減員率。利用數學、統計學、運籌學等定量方法同軍事歷史研究結合起來，創造性得提出了戰術數值確定性模型和定量判斷模型，并且運用此兩種方法確定不同作戰因素、對抗因子、戰斗效能值等減員影響因素量化值，分析減員率與各減員因素的關系[8-9]。該模型引導了國內外減員預計研究的發展，提供了減員預計的基本思路，模型不僅簡便通俗易懂，而且通過巴拿馬戰爭檢驗，誤差較小(誤差為3.66%)，已被廣泛地應用于國內外戰斗減員預計中。該模型的存在不足一是減員模型涉及到減員的影響因素不夠全面，沒有考慮到官兵的作戰經驗、官兵士氣等影響因素，并且；二是對減員因素的量化過程過于孤立，沒有考慮到因素之間存在著相互作用，相互影響的關系。

1.2.2 海上減員預計模型主要以美國海軍醫學研究中心Blood為代表的學派，分別構建了減員預計模擬系統(SHIPCAS)和減員預報預測系統(FORCAST)。SHIPCAS系統通過統計分析第二次世界大戰期間在西太平洋的80次作戰和850次艦船攻擊中提取了歷史海戰數據，將戰爭分為五種不同的戰斗強度(無戰斗、輕、中、重、強)并且分析對應的艦船攻擊率，以及統計各種艦船遭受攻擊時的受傷人數和陣亡人次來預計海上減員[10-11]。Blood在1996年將每一種傷情碼的百分比分布應用到預測系統中研發了FORCAST，該預測系統提高了對損傷和疾病率的統計特性和各傷員結構分布以及作戰過程中傷員的最大負荷和提供醫療最優計劃。

海上作戰是未來戰爭主要作戰形式之一， Blood開創了海上減員研究，為海上減員預計提供了研究思路。SHIPCAS和FORCAST預測模型創新之處是：一是預測系統可根據現代武器、船體結構、戰斗強度和作戰時間長度等影響因素進行調整，詳細預測現代戰爭行動中傷亡人數、每日平均傷亡人數、最大每日傷亡人數、每1000人/d的傷亡率以及傷員的結構分布。二是模型可提供船舶作業期間撞擊最有可能時間點，通過顯示分散、范圍和其他的統計特性，預測描述對醫療資源分配起關鍵作用的潛在患者流量戰場圖，可為醫療規劃者提供需要醫療資源得決策依據。模型存在的不足主要是主要考慮艦艇襲擊與減員率的關系，未考慮戰爭因素對減員的影響。

1.2.3 聯合衛勤規劃工具聯合衛勤規劃工具是由美國海軍和軟件公司聯合研制，減員預計是基于美軍以往地面行動中歷史數據，通過結合戰斗強度、作戰環境等指標將減員發生率制作成概率表，按照戰時戰斗減員和非戰斗減員兩種傷員發生的規律隨機生成不同的傷員數據，模擬既往作戰過程中戰傷、非戰斗減員發布的規律，再將這些數據經過計算機編程、重復速率、指數分布等算法隨機生成符合戰時傷員發生規律的傷員流，是用于各種軍事背景下減員結構。

該系統是目前美軍最先進的減員預計系統，該系統可實現用戶通過菜單選擇不同的作戰背景和不同武器造成的損傷模式，產生符合戰時傷員發生規律的傷員流，并且具備基本的計算和調整功能，能夠將多種信息(傷類、傷部和傷勢)應用到傷員流模擬任務中，能夠較為準確的預計未來戰爭的減員數據。該系統的另一個最大的特點就是可以實現衛勤需求測算，實現了傷員和衛生資源的銜接，能夠提供衛勤力量、醫療器械等數據的預計，能夠較好的為衛勤指揮人員提供決策作用[12]。

2 國內研究現狀

國內減員研究從20世紀60年代開始，我軍早期的減員預計研究定性研究較多，從20世紀90年代開始，隨著電子計算機技術和一系列新的數學建模模擬方法的出現以及借鑒外軍減員模型經驗，為我國衛勤領域專家研究減員預計這個復雜的問題提供了新的手段和方法，同時我軍減員預計研究逐步轉向定量模擬方法。陳國良等在對歷次海戰減員情況進行分析的基礎上，選擇軍政素質等5個主要影響因素并量化構建了海戰減員預計模型；徐雷[13]利用神經網絡法構建了衛生減員神經網絡預測模型；黃前進教授應用模糊、灰色、物元空間理論，構建了參戰部隊戰斗減員時間分布模擬理論模型；秦超等[14]利用博克斯-詹金斯方法構建了集團軍山地進攻戰斗減員時間序列模型；李瑞興等[15]在收集了我軍西南邊境作戰一梯隊3個軍的經驗數據基礎上，采用柯爾莫哥洛夫-斯米爾諾夫方法進行統計分布的擬合優度檢驗，建立了軍減員率的統計模型；鄧月仙等[16]采用蒙特卡洛法構建了城市進攻戰斗減員模擬預計模型。

2.1 集團軍山地進攻戰斗減員時間序列模型秦超等[14]在研究我軍在西南邊境作戰等減員的歷史數據進行統計分析的基礎上，采用間接量化法來確定減員各影響因素(包括國防教育程度、對未來戰爭的認同程度等19項因素)對減員影響程度的量化值，然后對計算機模擬生成的數據結合這些影響因素量化值進行修正，建立相應的算法。該模型沿用了Dupuy的研究思路，在Dupuy的研究基礎上納入了國防教育程度等19個影響因素，相比較Dupuy的減員預計模型該模型影響因素納入更充分，而且此模型對我陸軍現有武器裝備進行了量化，細致的考慮了武器裝備因素對減員的影響。本模型存在的不足就是通過專家咨詢法對減員因素、武器裝備的量化，可能會因為專家主觀認知偏差而導致減員偏差較大。

2.2 城市進攻戰斗減員模擬預計模型該模型主要在國內外數十次戰爭減員數據的研究基礎上，利用蒙特卡羅模型對Dupuy傳統模型進行改進，對減員模擬結果進行風險分析。其特點主要是采用蒙特卡洛仿真可得到一組反復重復計算的數據，對這一組數據進行進一步的風險分析，還可獲得各種減員率數值的相關發生頻率，可明確減員率落在某個區間的概率有多大，使得城市作戰模型更加符合實際，便于使用[16-17]。本研究主要的研究缺點模型的納入的影響因素和量化值主要參考是Dupuy減員模型，未突出城市進攻作戰的特點。

2.3 衛生減員神經網絡預測模型采用逐步回歸法選取了包括作戰天數、指揮控制因子等18個對減員率影響較大的指標，建立了神經網絡拓撲結構，挑選122例戰例組成有代表性的學習樣本來訓練網絡權值，建立了擁有強大的學習能力和適應能力神經網絡減員預測模型[13,19-20]。

該模型最大的特點是當武器裝備、外界環境等因素發生劇烈變化時，模型可通過主動學習實現新舊模型的轉換，而且此模型采用20例樣本檢驗最大預測誤差5.6704%，誤差>4%的3例，誤差在2%～4%之間3例，誤差<2%的14例，整體誤差較小。該模型最大的問題是局限于過往戰爭的研究，沒有考慮到未來戰爭作戰方式發生變化，無法滿足未來戰爭的需求。

3 減員預計研究的發展與局限

3.1 減員預計研究方法進行了新的嘗試和突破過往我軍的減員預計研究主要停留在歷史數據的描述階段，隨著建模和計算機技術的普及以及方法上的革新，近年來，我軍衛勤專家在研究方法上嘗試利用神經網絡、博克斯-詹金斯、蒙特卡洛等模擬仿真的計算機方法，建立不同減員預計模型，并且利用收集到的歷史作戰數據對模型進行修正，增加了減員預計結果的科學性和可靠性。

3.2 對不同作戰樣式情況進行了減員預計研究在外軍研究的引導下，我國的專家在歷史數據的基礎上，結合各作戰情況、武器裝備對減員影響，對減員預計進行模擬矯正從而形成對不同作戰情況分別進行了減員研究，包括山地作戰、城市作戰、登島作戰、海上作戰等各作戰方式的減員研究[13-16,21]。

3.3 對未來戰爭指導性作用有待檢驗首先，目前我國減員預計多通過建立數學模型進行研究，但是任何減員預計模型都是在對歷史上大量戰爭進行細致分析研究后確定的，只有通過歷史數據擬合才能保證減員預計模型的可行性。對比通過大量歷史戰爭擬合形成的Dupuy減員模型和SHIPCAS減員預計模型，我國由于早期落后，對戰爭各方面的材料缺少收集整理，雖然有部分國內外作戰的衛生統計資料，但是內容與數據的精細程度遠不能達到數據擬合的要求，包括作戰雙方的傷亡數據、軍事情況(如戰場環境、敵我雙方兵力火力對比、態勢因子等)的資料，導致我國的減員模型缺少歷史數據驗證和實戰性檢驗；其次，我國的減員預計模型無充分考慮未來戰爭的武器形式和作戰模式，戰爭減員情況與武器類型、作戰形式有緊密的關系[8]，局限于對過往戰爭的模擬，對未來戰爭的指導性意義較小。

3.4 減員因素量化分析缺乏定量分析手段目前國內減員預計因素的量化研究，主要是通過專家咨詢法對各因素進行量化，未通過歷史戰爭的數據去擬合各因素與減員相互之間得數量關系，對比國外通過歷史戰爭數據客觀研究減員因素與減員率的關系，我國的減員預計易導致與實戰數據存在一定的偏差；且目前國內外對減員因素的量化過程過于孤立，缺少對減員過程中各因素之間相互關系的系統判斷。

3.5 對衛勤保障缺少指導性作用根據文獻獲得，目前美軍的減員預計目前已經涉足不同傷(病)情、傷類、傷部預計，且可為醫療救援提供具體救援方案和醫療物資的預先準備方案。減員的結構預計對衛勤保障具有深遠意義，不同類型的傷病員所需要的衛生資源不同，如果能夠較為準確的預計減員結構，衛勤保障過程中可優化衛生資源配置。但我國目前的減員研究主要是預計戰時每日減員率和戰爭的總體減員預計問題，導致我軍目前戰時衛勤人力物力需求的計算是以發生的傷病員數量為基礎，這樣的估計是不盡合理的。目前我國的衛勤領域研究暫時還無相關的具體研究，這無疑是在減員預計相對較為落后的一個方面，應在以后關注相關研究。

4 結 語

綜上所述，計算機建模為我國減員預計的研究提供了新的科研手段。但是通過國內外的研究對比分析，我國減員預計研究仿真研究受困于戰爭基礎數據等原因仍然處于落后階段。軍事醫學應增加對減員預計研究的支持。研究者應該借鑒國外的研究思路，熟練掌握目前新的建模方法，進一步豐富和發展減員預計研究。最終，減員預計為組織籌劃與合理使用衛勤力量以及組織藥材保障、部署衛勤資源提供最重要依據。