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海洋水文气象对海战决策效能的影响分析∗

2018-03-23戴国忠

舰船电子工程 2018年2期
关键词:海战效能规范化

周 浩 戴国忠

(91655部队 北京 100036)

1 引言

海战场环境是海战中兵力运用的基本条件、装备性能发挥的重要条件、战场指挥的关键因素、战略决策的重要依据。作为海战场环境的重要组成部分,海洋水文气象环境对海上作战兵力行动有着巨大影响。特别针对海战“稀疏性”和交战“瞬时”速率十分高[1]等特点,在复杂水文气象环境下,海战武器装备性能的正常发挥和作战决策的优化等问题更为凸显。

表1 部分平台及系统受海洋水文气象要素的影响状况[4~5]

2 影响海战的水文气象要素

影响海战的海洋水文气象要素是指在作战时间内作战海区中对海上作战有影响的水文和气象要素[2~3]。主要包括温度、风、降水、能见度、盐度、密度、海流、海浪、海冰等,详见表1。

水文气象要素对海战效能的影响大致分为两类:一是确定性较高的“硬损耗”,通过影响武器装备性能的正常发挥,继而制约系统平台的能力,最终损耗体系整体作战效能[6]。此类研究成果丰富,不再赘述[7~11]。二是不确定性较高的“软损耗”,通过“战争迷雾”的不确定性,即水文气象要素监测预报的准确性、时效性差异来影响作战决策,制约最优作战方案的选择,损耗作战决策效能。虽然作战决策的“软损耗”以“硬损耗”为其实现途径,但其对“侦控打评”作战环境的影响不容小觑。

3 水文气象对作战决策效能的影响

通常情况下,军事行动可能拟定多个作战方案,从多个作战方案中选择最优的或满意的行动方案就是作战决策问题。作战决策按时间类别可分为长期决策、短期决策和临近决策。长期决策一般制定于交战爆发较长时间以前,是在理想想定下我军意图实施的决策方案,海洋水文气象环境对其影响可忽略不计。短期决策是在联合侦测系统侦查到目标后到交战临近爆发之间的作出的决策,水文气象预报对其影响最大。临近决策是交战爆发前作出的决策,一般意义下就是作战方案,水文气象监测对其影响最大,因水文气象监测产品种类较全、准确率较高,影响较小,此处不做分析。

海战中,不同的海洋水文气象环境对作战武器装备的影响不同,需指挥员结合典型战术战法在当前或未来一段时间的水文气象环境下选择、组合最优武器通道,制定最优作战方案。特别对短时期内的军事作战方案决策,可以通过水文气象装备对一定时间范围内的海洋水文气象环境进行监测,并结合监测产品和历史气象水文环境要素值,通过水文气象专家做出预测估计,但由于水文气象属于复杂非线性系统,远洋气象水文长时期历史值难以获取,大数据水文气象预测模型内部机理尚不十分明晰等实际困难,水文气象环境对“PCSE”指挥决策环的影响分析必不可少,详见图1。

作为作战决策要素,水文气象预报产品也是信息流的一部分,主要通过其不确定性影响指挥决策过程,制约作战信息优势的取得,继而损耗作战优势。就海战场环境而言,水文气象信息的影响力主要由三个基本因素表征:一是水文气象预报信息种类的完备性;二是水文气象预报信息的准确性;三是水文气象预报信息的时效性[12],即:

水文气象信息影响力=(ω1×完备性)×(ω2×准确性)×(ω3×时效性)

其中ωi(i=1,2,3)为三个因素的加权。

对于完备性而言,不同的作战需求对水文气象信息要素种类、粒度要求不同,主观性较强;同时就时效性而言,水文气象预报系统信息的刷新频率都是固定的,但对作战决策而言,指挥员的主观因素较强。故皆可由专家通过德尔菲法确定。本文主要分析水文气象信息准确率对作战决策的影响。

准确性可以用预报值与真值的偏差值来表示。但在海战作战决策中,仍存在几个难题:一是在短期作战决策方案中,未来的真值无法确定得知;二是不同的作战方案,水文气象要素对其影响的权重不同,且水文气象要素众多,在不同权重多维度空间内寻找综合值衡量水文气象要素对不同作战方案的影响难以实现。本文拟采用不确定决策理论分析此问题。

国外大型仪器设备的管理和共享机制背后有相关的法律法规支撑,如美国《联邦政府采购法》等,不同的法律法规适用于不同的共享模式,保证所有过程都有章可循,有法可依。目前我国正在大力推进依法治国,而在大型仪器设备管理及共享方面还缺少相关法律法规,没有以法律形式确立开放共享的理念,管理上缺乏可操作性。

4 水文气象预报准确性对作战决策效能的影响

由于水文气象复杂混沌特性,其预报产品多为大致可能区间,且从经验上看,预报产品准确率差异较大,例如温度、湿度、压力等准确率在95%之上,风、雨等准确率则较差。因此可以以置信度大于αi值的预测区间为真值区间,分析其与最好条件和最差条件对作战效能的影响,以其效能偏离值作为其对作战决策效能的影响值。其中不同水文气象要素的αi值不同,由水文气象专家确定。

4.1 逼近理想点的多属性决策

具体步骤如下:

1)对某一多属性决策问题,属性的权重完全确定。A=(aij)n×m和R=(rij)n×m分别为决策矩阵及其规范化矩阵。

对于效益型属性,规范化公式为

对于成本型属性,规范化公式为

2)利用属性权重向量W和规范化矩阵R,构造加权规范化决策矩阵Y。

正理想点为

4.2 案例分析

假定制定关于舰载机起降相关作战方案,影响因素主要考虑能见度、风、浪,决策方案及属性值如表2所示。

表2 舰载机起降相关作战方案影响因素

表2中 wi(i=1,2,3) 是“硬损耗”得出的权重值,能见度为效益型属性,浪为成本型属性,风可视作成本型属性。

由规范化公式,可得规范化矩阵

利用属性权重向量W和规范化矩阵R,构造加权规范化决策矩阵。

因此,方案到理想点的贴近度,即水文气象预报准确率对作战决策效能的偏离值为:c=0.405。

5 结语

本文以水文气象对海战决策效能的影响为研究对象,通过逼近理想点多属性决策理论,分析了水文气象预报准确率对决策效能的影响,研究思想对海战作战效能评估有一定参考意义。但因缺乏真实海战水文气象数据,对指挥决策认识不深等问题,建模粒度较粗、方法较简单,本文仅为水文气象对作战的影响提供另一角度的思考。同时,水文气象对海战效能影响的评估与决策是一个复杂的系统工程,涉及到多学科、领域交叉结合,本文仅是一个较为肤浅的研究,旨在为海战场对作战决策效能影响作初步的探索。

[1]张最良,李长生,赵文志等.军事运筹学[M].北京:军事科学出版社.1993:239-244.

[2]刘晓静,古向平,蒋云.海军战场环境学[M].北京:解放军出版社,2002:386-390.

[3]中国气象事业发展战略研究课题组.中国气象事业发展战略研究[M].北京:气象出版社,2002:98-102.

[4]方书甲.海洋环境要素纳入战场辅助决策的技术探讨[J].舰船科学技术,2008,30(3):22-25.

[5]方书甲.海洋环境对海军装备性能的影响分析[J].舰船科学技术,2004,26(2):5-10.

[6]张韧,彭鹏.航母战斗群海洋环境保障体系构架初探与实验建模[J].解放军理工大学学报,2011,12(1):97-98.

[7]张韧,彭鹏.海洋环境影响航母编队反潜效能的三级评估模型[J].指挥控制与仿真,2008,30(6):66-69.

[8]于海泳,倪小清.海洋水文气象对驱护舰兵力作战效能影响研究[J].舰船电子工程,2014,34(10):114-117.

[9]王学亚,张国春.气象条件对武器效能动态评估与微分对策的影响分析[J].火力与指挥控制,2015,40(4):10-13.

[10]林涛,张克,涂震飚.复杂战场环境下武器装备作战效能优化问题研究[J].战术导弹技术,2016,26(1):9-15.

[11]马靖,严洪森.杨钦贺.海洋环境武器效能的改进RBF网络评估模型[J].计算机技术与发展,2015,25(1):19-28.

[12]胡志强.优势来自联合—关于海上联合作战及其系统实现的思考[M].北京:海洋出版社,2012:41-48.

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