李婉婷

（吉林师范大学，吉林四平136000）

信息化战争评估模型研究

李婉婷

（吉林师范大学，吉林四平136000）

随着我国海权意识的增强及现代高技术条件海战的需要，海上舰艇编队的作战能力已成为海防的首要任务。在分析经典兰彻斯特方程的基础上，通过引入信息作战能力系数以及战斗暴露系数，对经典兰彻斯特方程进行变换，提出建立更适合信息化战争的兰彻斯特战斗模型，即宏观的信息化战争评估模型。

防空反导；非线性优化模型；抗饱和攻击；冲突证据合成法

0 引言

在现代化局部海战中，水面舰艇编队的防空作战主要通过编队的外层防空、区域防空和单舰点防御来实现，采取侦查、预警拦截以及近程干扰抗击的分层防空等手段，建立纵深的立体防空体系。队形配置是影响水面舰艇编队防空能力的重要因素，选择适当的防空舰艇编队队形，才能最大限度地发挥各舰的防御效能，提高编队的整体对空防御能力。同时还要充分考虑编队的抗饱和攻击能力、空中信息支援及雷达和通信系统遭到干扰或瘫痪时的作战能力。

建立宏观的战略级信息化战争评估模型，使其能从一般意义上反映信息化战争的规律和特点，利用模型分析研究信息系统、指挥对抗、信息优势、信息系统稳定性，以及其他信息化条件下作战致胜因素的相互关系和影响。并通过信息化战争的经典案例，例如著名的海湾战争，对模型加以验证。

1 信息化战争评估模型建立的条件

为了使问题更加清晰，对建模问题做以下假设：假设编队各舰上防空导弹的型号相同，数量充足；假设敌方导弹超低空来袭，即海军编队各舰上防空导弹的高度影响不必考虑；假设编队各舰上防空导弹的速度一直是它的平均速度，平均速度为816 m/s；假设编队中任意一艘舰发现目标，其余舰都可以共享信息，并由指挥舰统一指挥各舰进行防御；假设来袭导弹的航程近似为直线；假设编队各舰发现来袭导弹的随机变量在导弹与该舰之间距离为20～30千米时服从均匀分布；假设不考虑每次拦截敌方来袭导弹所使用的防空导弹数量。

2 信息化战争评估模型建模与求解

2.1 模型的建立

2.1.1 关于兰彻斯特法

仿真评估法，是通过建立评估对象的仿真模型，通过研究模型的仿真运行过程以及仿真结果来进行评估的方法。定量仿真评估法是其主要方法，是通过建立定量的仿真模型进行评估，主要有兰彻斯特方程法、指数法、模特卡罗法三种。其中兰彻斯特方程是用一个耦合的常微分方程组表示作战的数学模型，它的主要特点在于考虑了战斗过程的几种可量化因素，用较简单的确定性解析方程描述所考虑因素对兵力损耗的客观约束关系。

另外，兰彻斯特线性律和平方律的基本界定为：线性律适用于双方均为区域射击，且为视线不良地区的作战；平方律适用于双方均采用区域射击，且用于空旷地战。即线性律建立在双方“看得见”的情况。平方律建立在双方“看不见”的情况下。但由于现代技术高速发展，界定“看得见”和“看不见”的标准已发生改变。

从查阅的资料可知，传统兰彻斯特方程用于描述部队兵力对峙的变化情形，但由于科学技术的不断发展，军事形态由机械化转向信息化，从公式上可以看出原方程组已反应不出技术对战争的影响，如海湾战争。因此，本文对原方程组进行改进，提出新的制胜因素，建立适用于信息化战争的兰彻斯特战斗模型。

2.1.2 建立兰彻斯战斗模型（宏观信息化战争评估模型）

信息化战争的大环境包括两方面。一方面，在时域上，雷达探测到的为“看得见”，而敌方通过电子干扰等手段使得雷达检测不到的为“看不见”；另一方面，在侦查压制时，侦查能力很弱为“看不见”，而在反压制时，侦查能力强为“看得见”。

因此本文在线性律和平方律的基础上建立了新的现代化战争条件下的战斗模型，并引入红、蓝双方的信息作战能力系数和战争暴露系数、，对战斗模型进行修订，如下式。这里、，其中为红、蓝方的伪装能力系数，为红、蓝方的侦查能力系数)，为战争使用信息的能力。

2.2 模型的求解

由上式建立的新战斗模型看出它受多种因素的影响，故在信息化战争中影响战争制胜因素有很多，本文只举例说明。利用差分的方法来对战争双方的兵力情况进行求解，下面将线性律和平方律以及修订后的战斗模型转化为差分方程的形式：

线性律方程：

平方律方程：

修订后的战斗模型：

3 模型的评价

3.1 模型优点

宏观的战略级信息化战争评估模型，从一般意义上反映信息化战争的规律和特点，研究了信息系统、指挥对抗、信息优势、信息系统稳定性，及其他战争制胜因素的相互关系和影响，对于现代化战争具有重要的理论意义和实用价值。

3.2 模型缺点

在求解问题过程中，对一些问题模型使用了一些假设，但是还缺少对该假设的证明，同时也缺少一些数据修整的优化方法。

4 小结

信息化作战是未来世界战场上的主导形式，是对传统作战方式的创新性变革。加快信息化作战指挥体系和信息网络的建设已经成为各国增强军事力量的重要措施和发展方向。我国要投入更多的人力、物力、财力，建设和完善我国信息化作战体系，增强信息化作战能力，提升综合国防和军事实力。建立宏观的信息化战争评估模型，具有重要的理论意义和实用价值。

[1]姜鲁东,余家祥,斗计华.水面舰艇编队区域防空导弹目标分配模型研究[J].现代防御技术,2012(3):29-33.

[2]姜鲁东,孙建华,余家祥.舰艇护航编队防空队形配置方法研究[J].舰船电子工程,2014(2):19-21.

[3]李微波,傅调平,鄢力,等.基于模糊综合评判的舰艇编队防空队形优化研究[J].舰船电子工程,2012(4):25-27.

[4]刘生学,王公宝.同时面临防空和防潜的水面舰艇编队队形评估研究[J].兵工自动化,2015(7):79-82.

[5]顾宏波,黄丽莉.信息化战争直接经济损失评估模型研究[J].军事运筹与系统工程,2014(2):38-40.

[6]周敏龙,余滨,段采宇.信息化战争条件下军事需求分析：信息化战争相关概念与特点[J].国防科技,2007(1): 58-60.

[7]王钧轲,姜子凯.探究海湾战争中的信息化作战的特点[J].中国新通信,2015(16):9-10.

[8]吴强,姜礼平,季傲.基于模糊集和D-S证据理论的空中作战目标识别[J].指挥控制与仿真,2015(4):54-58.

[9]马良,姜青山,汪浩,等.基于火力协同的舰艇编队抗饱和攻击能力建模[J].舰船科学技术,2010(11):109-112.

[10]孔红山,张明清,唐俊.兰彻斯特方程的系统动力学模型研究[J].计算机工程与设计,2011(8):2789-2791.

[11]占栋辉,陈刚,张宏军,等.现代化战争条件下的兰彻斯特战斗模型[J].计算机工程与应用,2013(15):246-248.

［责任编辑：秦锦文］

Research on the Evaluation Model of Information Warfare

LI Wanting
(Jilin Normal University,Siping 136000,China)

With the enhancement of sea power consciousness and the need of modern high technology naval warfare,the fleet's combat capability has become the primary task of coastal defense.Based on the analysis of classical Lanchester equation,through the introduction of information warfare ability coefficient and combat exposure coefficient,the researcher transforms the classical Lanchester equation,and proposes the Lanchester warfare model which is more suitable for information warfare,i.e.the macroscopic information warfare evaluation model.

Air Defense and Anti-missile;nonlinear optimization model;anti saturation attack;conflict evidence synthesis

E911

A

2095-5928（2016）01-47-03

10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.01.014

2015-09-15

第十二届“中关村青联杯”全国研究生数学建模竞赛项目

李婉婷（1992-），女，辽宁黑山人，硕士，研究方向：运筹学与控制论。