裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系研究*

徐克虎，陳金玉，孔德鵬，張志勇

（裝甲兵工程學(xué)院，北京100072）

裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系研究*

徐克虎，陳金玉，孔德鵬，張志勇

（裝甲兵工程學(xué)院，北京100072）

裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)的確定，是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)威脅評(píng)估與排序的先決條件。依據(jù)目標(biāo)的屬性特征，以及裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)特點(diǎn)，建立了目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系，并且利用標(biāo)度法和線性簡(jiǎn)化等方法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行了量化。最后，根據(jù)不同作戰(zhàn)樣式提出了指標(biāo)權(quán)重調(diào)節(jié)向量，使得威脅評(píng)估指標(biāo)更能反映目標(biāo)戰(zhàn)場(chǎng)戰(zhàn)術(shù)實(shí)際。

裝甲分隊(duì)，威脅評(píng)估，指標(biāo)體系，作戰(zhàn)樣式

0 引言

在信息化條件下，如何衡量目標(biāo)的威脅度，進(jìn)而確定目標(biāo)的打擊次序與合理優(yōu)化火力打擊強(qiáng)度，已經(jīng)成為裝甲分隊(duì)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)輔助決策需解決的關(guān)鍵問題。但是，目前目標(biāo)威脅評(píng)估研究的重點(diǎn)放在了評(píng)估算法的選擇與改進(jìn)上，對(duì)評(píng)估指標(biāo)的選取缺乏理論研究，更沒有適合信息化裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估的指標(biāo)體系。本文將從作戰(zhàn)實(shí)際出發(fā)，根據(jù)裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)的特點(diǎn)，建立目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系，提高目標(biāo)威脅評(píng)估的應(yīng)用水平。

1 目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系的確定原則

目標(biāo)對(duì)武器的威脅程度主要取決于目標(biāo)的各方面屬性指標(biāo)（Index）。同類目標(biāo)其屬性指標(biāo)大致相同，但在不同作戰(zhàn)環(huán)境、不同作戰(zhàn)樣式下其同一屬性指標(biāo)對(duì)威脅度的影響不盡相同；不同種類的目標(biāo)，其屬性指標(biāo)通常有所不同，但其對(duì)威脅度的影響也有可能大致相同。針對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中目標(biāo)種類的多樣性和目標(biāo)屬性指標(biāo)的復(fù)雜性，在不影響威脅度評(píng)估最終結(jié)果的情況下，為了研究方便，本文折中選取一個(gè)相對(duì)合理的目標(biāo)屬性指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)中由兩部分組成，即共性屬性指標(biāo)I共和差異性屬性指標(biāo)I異，目標(biāo)特征指標(biāo)I可表示為：

I=I共+I異

I共指的是不同性質(zhì)種類目標(biāo)之間所具有的共同屬性指標(biāo)，即目標(biāo)的共性特征。物體具有這些共性屬性特征才能共同稱為目標(biāo)，才具有橫向可比性。

I異指的是同一性質(zhì)種類或不同種類目標(biāo)之間所具有的差異性屬性指標(biāo)，即目標(biāo)所的個(gè)性特征。物體具有這些個(gè)性特征才能區(qū)分不同種類的目標(biāo)或同一種類目標(biāo)之間的差異。

I共對(duì)I起到?jīng)Q定性的作用，是裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估的主要依據(jù)。在暫且不考慮I異（即I異=?）的情況下，I共應(yīng)該具備以下幾個(gè)方面的特性：

（1）完整性。即各指標(biāo)在理論上是一個(gè)完整的集合，加起來等于目標(biāo)特征全集。

（2）獨(dú)立性。是指各個(gè)指標(biāo)是相互獨(dú)立互斥的，沒有重疊的部分。

（3）層次性。把目標(biāo)屬性指標(biāo)先粗略劃分再細(xì)分，以便得到具有層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系。

（4）可處理性。鑒于威脅度計(jì)算的時(shí)效性，選擇的指標(biāo)項(xiàng)要具有易管理性和計(jì)算性。

2 裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系及其量化

不同學(xué)者從不同角度考慮會(huì)得到不同的指標(biāo)體系與層次結(jié)構(gòu)，如毛麗燕將威脅評(píng)估指標(biāo)分為目標(biāo)作戰(zhàn)能力指標(biāo)和態(tài)勢(shì)指標(biāo)［1］，王劍鋒將指標(biāo)體系分為時(shí)間特性、空間位置、效能作用以及打擊力度4個(gè)方面［2］。這里，依據(jù)裝甲分隊(duì)目標(biāo)的屬性特征以及威脅評(píng)估的特點(diǎn)，將指標(biāo)體系分為目標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)、目標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)以及環(huán)境指標(biāo)。

2.1 目標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)

一代裝甲裝備從研制到投入使用以及改型升級(jí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，在某一戰(zhàn)役的特定時(shí)間段內(nèi)，目標(biāo)和武器的裝備水平可以看作時(shí)是“靜止不變”的。因此，從自身性能角度考慮，目標(biāo)具備一系列靜態(tài)指標(biāo)特征。

2.1.1 目標(biāo)類型

分隊(duì)目標(biāo)類型不同，其戰(zhàn)斗性能和攻擊能力也就不同，對(duì)武器的威脅程度就有差異。如在一般情況下，裝甲分隊(duì)火力突擊按威脅程度大小排序是：坦克、步兵戰(zhàn)車、裝甲人員輸送車。目標(biāo)類型指標(biāo)Itype如表1所示。

2.1.2 機(jī)動(dòng)能力

在敵我雙方靈活的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用中，目標(biāo)的機(jī)動(dòng)能力是敵方達(dá)成自己的作戰(zhàn)企圖和破壞我裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)意圖的重要手段［3］。一般認(rèn)為，目標(biāo)的機(jī)動(dòng)能力越強(qiáng)，則目標(biāo)對(duì)我裝甲分隊(duì)的威脅程度就越大，從而機(jī)動(dòng)能力成為構(gòu)成我裝甲分隊(duì)威脅的一個(gè)方面。目標(biāo)機(jī)動(dòng)能力由目標(biāo)重量、目標(biāo)通過能力、目標(biāo)行軍能力3個(gè)部分組成［4］。由于這三大因素之間對(duì)機(jī)動(dòng)能力的相互影響較小，基本屬于“并聯(lián)”類型，因此采用“加權(quán)求和”法確定機(jī)動(dòng)能力Imov的值，計(jì)算數(shù)學(xué)模型為：

其中，cwei、cthr、cmar分別表示目標(biāo)重量、目標(biāo)通過性、目標(biāo)行軍能力值，wwei、wthr、wmar分別表示目標(biāo)重量、目標(biāo)通過能力、目標(biāo)行軍能力的權(quán)重，且wwei+ wthr+wmar。

2.1.3 彈藥

目前，裝甲分隊(duì)火炮配用的彈藥主要有：穿甲彈、破甲彈、碎甲彈以及榴彈，不同彈藥實(shí)現(xiàn)不同的打擊效果，完成復(fù)雜的作戰(zhàn)任務(wù)。例如：穿甲彈主要是用以殲滅主戰(zhàn)裝甲裝備，其穿透裝甲后后效威力大，尤其是產(chǎn)生大量破片，對(duì)乘員和裝備部件的損壞效果顯著；而榴彈主要是靠爆炸時(shí)產(chǎn)生大量破片以及沖擊波來殺傷敵人的有生力量，主要是對(duì)塹壕內(nèi)的步兵和土木質(zhì)工事進(jìn)行打擊，命中裝甲裝備會(huì)有一定殺傷力，導(dǎo)致裝備和乘員戰(zhàn)斗力下降或完全喪失。下面以某型坦克炮在2 000 m距離上使用不同彈藥破壞裝甲厚度說明彈種選擇對(duì)裝甲分隊(duì)威脅程度的不同，如表2所示，其中x表示常數(shù)：

表2 不同彈種破壞裝甲厚度

對(duì)于裝甲分隊(duì)來說，目標(biāo)彈藥破壞裝甲越厚就可以認(rèn)為威脅程度越大，因此，彈藥是威脅評(píng)估重要指標(biāo)之一，威脅度排序：穿甲彈>破甲彈>碎甲彈>榴彈。設(shè)定彈種威脅指標(biāo)如表3所示。

表3 彈種指標(biāo)

2.1.4 指揮控制能力

對(duì)于裝甲分隊(duì)目標(biāo)而言，除了自身的火力打擊能力之外，還具有指揮控制其他目標(biāo)來達(dá)到己方作戰(zhàn)企圖的功能。這類目標(biāo)相比來說就比一般目標(biāo)造成的威脅大，并且目標(biāo)的指揮控制能力越強(qiáng)，目標(biāo)的威脅度就越大，因?yàn)橹笓]控制能力強(qiáng)說明該目標(biāo)處在分隊(duì)指揮較高層次上。比如，連指揮車的指揮控制能力比排指揮車的指揮控制能力強(qiáng)，所以連指揮車就比排指揮車的威脅度大。適于裝甲分隊(duì)分隊(duì)的指揮裝備有：營(yíng)指揮車、連指揮車、排長(zhǎng)車以及一般車輛，指揮控制能力指標(biāo)如表4所示。

表4 指揮控制能力指標(biāo)

2.1.5 發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力

發(fā)現(xiàn)是打擊目標(biāo)的前提，只有成功發(fā)現(xiàn)目標(biāo)才能對(duì)其進(jìn)行射擊。作戰(zhàn)過程中，如果武器已經(jīng)被目標(biāo)發(fā)現(xiàn)，那么武器極有可能成為目標(biāo)下一個(gè)打擊對(duì)象，此時(shí)的目標(biāo)的威脅度就比較大；如果目標(biāo)沒有發(fā)現(xiàn)武器，也就不可能把武器作為打擊對(duì)象，此時(shí)的目標(biāo)威脅度比較小。所以，目標(biāo)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力是威脅評(píng)估重要指標(biāo)之一。發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力與武器觀瞄裝置性能及車長(zhǎng)觀瞄技能等有關(guān)，可表示為：

其中，λobs為武器觀瞄裝置性能系數(shù)，λles為車長(zhǎng)觀瞄技能系數(shù)，λ0fin為通視條件下發(fā)現(xiàn)目標(biāo)概率。

2.1.6 射擊反應(yīng)時(shí)間

射擊反應(yīng)時(shí)間，是指從射手在瞄準(zhǔn)鏡中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到火炮擊發(fā)所經(jīng)歷的時(shí)間［5］，主要分為3個(gè)過程：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到跟蹤目標(biāo)時(shí)間t1，測(cè)距并調(diào)炮時(shí)間t2，瞄準(zhǔn)射擊時(shí)間t3。那么射擊反應(yīng)時(shí)間T=t1+t2+t3，依據(jù)裝甲分隊(duì)火力運(yùn)用準(zhǔn)則“先敵射擊，力爭(zhēng)首發(fā)命中”，如果目標(biāo)射擊反應(yīng)時(shí)間越短，越可能先于武器射擊，那么目標(biāo)的威脅度就越大，反之威脅度越小，目標(biāo)威脅度與射擊反應(yīng)時(shí)間緊密相關(guān)。射擊反應(yīng)時(shí)間指標(biāo)量化可以表示為：

其中，T0為該類型裝備在理想條件下射擊反應(yīng)時(shí)間，T為該車日常訓(xùn)練時(shí)平均射擊反應(yīng)時(shí)間。

2.1.7 毀傷概率

裝甲分隊(duì)在作戰(zhàn)中，當(dāng)戰(zhàn)場(chǎng)上出現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)對(duì)我構(gòu)成威脅時(shí)，作戰(zhàn)目的就是要最大限度地毀傷敵目標(biāo)，以減少對(duì)我的威脅。目標(biāo)對(duì)我裝備毀傷概率越大，我裝備被消滅的可能性就越大，目標(biāo)威脅度就越大。因此，毀傷概率是威脅評(píng)估重要指標(biāo)之一。毀傷概率與射手技能以及火炮性能有關(guān)，可表示為：

其中，λsho為射手技能系數(shù)，λgun為火炮的性能系數(shù)，I0hit為理想條件下武器命中概率。

2.2 目標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)

目標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)是指隨著時(shí)間變化和作戰(zhàn)的推進(jìn)而不斷變化的屬性指標(biāo)，如目標(biāo)距武器的距離等。動(dòng)態(tài)指標(biāo)往往更能反映目標(biāo)的作戰(zhàn)意圖，但其選取與度量也更復(fù)雜。為了便于表述，設(shè)想一個(gè)簡(jiǎn)單的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，如圖1所示。

圖1 簡(jiǎn)化戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖

圖1中，αj表示目標(biāo)速度方向與武器目標(biāo)連線的夾角，θj表示火炮身管方向與武器目標(biāo)連線的夾角。

2.2.1 武器目標(biāo)距離

裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)展開時(shí)，武器與目標(biāo)基本都在各自的有效射程之內(nèi)，每個(gè)目標(biāo)都會(huì)對(duì)武器產(chǎn)生威脅。由于目前裝甲分隊(duì)的火炮都是直瞄武器，sij越小，彈道曲線的曲率越小，目標(biāo)命中概率就越大，武器受到的威脅度增大。武器目標(biāo)距離威脅指標(biāo)可表示為：

其中，rj為第j個(gè)目標(biāo)的有效射程，sij為第i個(gè)武器平臺(tái)與第j個(gè)目標(biāo)之間的距離。

2.2.2 目標(biāo)速度

如圖1所示，武器目標(biāo)連接線上速度分量vj*cos（αj）反應(yīng)的是目標(biāo)趨近于武器的程度，這個(gè)分量越大說明該目標(biāo)趨近武器程度越大，攻擊意圖更加明顯，那么該目標(biāo)的威脅程度就越大。目標(biāo)速度可反映目標(biāo)的攻擊意圖，是威脅評(píng)估指標(biāo)重要組成部分。速度威脅指標(biāo)可以表示為：

其中，vjmax表示第j個(gè)目標(biāo)的最大行駛速度。

2.2.3 火炮角度

如圖1所示，θj直接反應(yīng)目標(biāo)的瞄準(zhǔn)對(duì)象，如果武器是目標(biāo)的攻擊對(duì)象，那么角度會(huì)比較小，對(duì)武器的威脅度非常大，火炮角度指標(biāo)是評(píng)估指標(biāo)體系重要組成部分。角度威脅指標(biāo)可表示為：2.3環(huán)境指標(biāo)

目前，威脅評(píng)估研究主要集中于海、空戰(zhàn)場(chǎng)，且因?yàn)楹?、空?zhàn)場(chǎng)環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，作戰(zhàn)過程受環(huán)境影響較小，一般不考慮環(huán)境對(duì)威脅度的影響。而陸地戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜多變，并且深刻影響分隊(duì)作戰(zhàn)指揮和作戰(zhàn)結(jié)果。因此，為保證裝甲分隊(duì)威脅評(píng)估結(jié)果的有效性，就必須分析環(huán)境指標(biāo)，以得到符合裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)要求的評(píng)估結(jié)果。

2.3.1 通視條件

通視條件是指目標(biāo)觀察系統(tǒng)能否觀察到武器的一種性質(zhì)，如果目標(biāo)武器距離較近，且目標(biāo)攻擊能力較強(qiáng)，但是由于障礙物的遮擋而沒有發(fā)現(xiàn)我武器裝備，那么目標(biāo)的威脅程度仍較小。所以，裝甲分隊(duì)威脅評(píng)估要考慮通視條件指標(biāo)。通視條件指標(biāo)可表示為：

其中，ssee表示目標(biāo)沒有被遮擋的面積，s0表示無遮擋條件下目標(biāo)暴露的面積。

2.3.2 機(jī)動(dòng)條件

對(duì)于裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)而言，戰(zhàn)場(chǎng)地形條件對(duì)目標(biāo)的射擊命中概率影響較大［6-7］。雖然現(xiàn)代坦克基本裝備穩(wěn)像式火控系統(tǒng)，一定程度上提高了坦克的命中概率，但是在地形顛簸復(fù)雜的條件下，火炮不能快速精確地跟蹤瞄準(zhǔn)線，導(dǎo)致射擊命中概率較低。同時(shí)，目標(biāo)的機(jī)動(dòng)性能受到地形牽制較大，如目標(biāo)已鎖定武器，且目標(biāo)只要前進(jìn)一點(diǎn)武器就在目標(biāo)的有效射程之內(nèi)，但若目標(biāo)遇到雷場(chǎng)、水塘或者溝壑而無法通過，這樣就會(huì)消除目標(biāo)的威脅。所以，威脅評(píng)估必須考慮到地形條件的影響。機(jī)動(dòng)條件指標(biāo)可表示為：

其中，λland為地形顛簸系數(shù)，tland一般情況下都為1，但是如果目標(biāo)與武器距離接近目標(biāo)有效射程且二者之間有雷場(chǎng)、水塘或者溝壑時(shí)為0。

2.3.3 氣象條件

氣象條件復(fù)雜多變是陸地戰(zhàn)場(chǎng)的主要特點(diǎn)之一，它主要影響目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)武器能力以及射擊命中概率。在氣象條件良好情況下目標(biāo)自然更容易發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并且命中概率較大。但是如果在大霧條件下，由于戰(zhàn)場(chǎng)能見度低，目標(biāo)很難發(fā)現(xiàn)武器，即使發(fā)現(xiàn)也不能保證正常的命中概率。所以，氣象條件影響裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估。氣象條件主要是影響戰(zhàn)場(chǎng)能見度，那么可以將氣象條件化為5個(gè)等級(jí)，可以表示如下：

表4 氣象條件指標(biāo)

綜合以上分析，可以得到目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)體系

3 作戰(zhàn)樣式對(duì)威脅評(píng)估指標(biāo)的影響分析

信息化裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)樣式大致上可分成3類：進(jìn)攻戰(zhàn)斗、防御戰(zhàn)斗、遭遇戰(zhàn)斗［8］。在不同的作戰(zhàn)樣式下，通常采取不同的目標(biāo)打擊策略。相應(yīng)地，目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)也會(huì)有所不同。如在遭遇戰(zhàn)斗中，敵我雙方會(huì)盡最大努力占據(jù)有利地形，那么目標(biāo)機(jī)動(dòng)能力指標(biāo)Imov在進(jìn)行威脅評(píng)估時(shí)占的權(quán)重較大；但在進(jìn)攻作戰(zhàn)任務(wù)的情況下，處于防守狀態(tài)的目標(biāo)機(jī)動(dòng)能力指標(biāo)所占權(quán)重較弱。因此，目標(biāo)威脅程度與作戰(zhàn)樣式關(guān)系緊密，通過指標(biāo)調(diào)節(jié)向量體現(xiàn)不同作戰(zhàn)樣式對(duì)威脅評(píng)估各指標(biāo)的影響，其調(diào)節(jié)的向量為Rwartype=［r1r2…r13］T。以機(jī)動(dòng)能力指標(biāo)為例，它對(duì)應(yīng)的指標(biāo)調(diào)節(jié)權(quán)重是r2，取值情況如下：

其中，r2在不同作戰(zhàn)樣式下是一個(gè)取值區(qū)間，可以根據(jù)同一作戰(zhàn)樣式中不同作戰(zhàn)時(shí)期的轉(zhuǎn)換，在相應(yīng)取值區(qū)間中進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)指標(biāo)的要求。限于篇幅，不再贅述作戰(zhàn)樣式對(duì)其他指標(biāo)的影響。

4 結(jié)論

本文依據(jù)指標(biāo)特征的基礎(chǔ)理論和作戰(zhàn)實(shí)際，系統(tǒng)地討論了裝甲分隊(duì)目標(biāo)威脅評(píng)估指標(biāo)的選取以及量化處理方式，并且根據(jù)不同作戰(zhàn)樣式簡(jiǎn)單介紹了指標(biāo)權(quán)重調(diào)節(jié)向量，為下一步進(jìn)行目標(biāo)威脅評(píng)估提供了數(shù)量依據(jù)，也為完善指揮控制系統(tǒng)的輔助決策功能奠定了理論的基礎(chǔ)。但限于篇幅，本文只對(duì)目標(biāo)共性屬性指標(biāo)進(jìn)行了分析，忽略了差異性屬性指標(biāo)，而實(shí)際作戰(zhàn)過程中差異性屬性指標(biāo)有時(shí)對(duì)威脅度影響不可忽略，如裝甲輸送車的保障能力指標(biāo)，在敵我雙方戰(zhàn)斗持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)必須考慮其對(duì)威脅度的影響，并且威脅度還比較大。為了得到更符合作戰(zhàn)實(shí)際的威脅評(píng)估結(jié)果，下一步會(huì)根據(jù)研究進(jìn)程進(jìn)一步討論目標(biāo)屬性指標(biāo)。

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Research on Indexes of Target’s Threat Assessment of Armored Unit

XU Ke-hu，CHEN Jin-yu，KONG De-peng，ZHANG Zhi-yong
（Academy of Armored Force Engineering，Beijing 100072，China）

To realize the scientific assessment and ranking of target’s threat，the determination of target’s threat assessment indexes is the precondition.According to the characteristics of indexes，establishing the system of target’s indexes，and the quantitative result of indexes can be realized by the way of dial and simplified linear.In the end，the vector of the weight of indexes according to the different combat formats is put forward，it can make the indexes reflect the reality of the battlefield more clearly.

armored unit，threat assessment，system of indexes，combat formats

TP311

A

1002-0640（2015）02-0036-04

2013-12-02

2014-01-13

軍內(nèi)科研計(jì)劃基金資助項(xiàng)目

徐克虎（1963-），男，安徽蚌埠人，教授，博士。研究方向：軍用控制工程。