中美軍減員預(yù)計(jì)研究現(xiàn)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(zhàn)能力而導(dǎo)致人員減少稱為減員[1]。減員是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的工程，造成減員數(shù)量不僅包括作戰(zhàn)雙方的軍事實(shí)力，還包括了氣象、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，軍政素質(zhì)等客觀因素[2-4]。自海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)，高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)就成為了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的主要作戰(zhàn)形式。基于信息化的局部戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)了短時(shí)、高效、精確打擊，但由此帶來(lái)的資源消耗，戰(zhàn)前準(zhǔn)備成本也大大增加。信息化戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)的變革對(duì)衛(wèi)勤保障也提出了快速籌劃，準(zhǔn)確部署的要求。減員預(yù)計(jì)是衛(wèi)勤保障研究的重中之重，是衛(wèi)勤組織指揮的核心。戰(zhàn)前對(duì)減員精確的預(yù)計(jì)，是組織籌劃與合理使用衛(wèi)勤力量以及組織藥材保障、部署衛(wèi)勤資源的最重要依據(jù)，對(duì)于加強(qiáng)衛(wèi)勤保障的主動(dòng)性和計(jì)劃性是十分必要的。國(guó)內(nèi)外衛(wèi)勤相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家進(jìn)行了許多有益的嘗試，本文通過(guò)匯總分析國(guó)內(nèi)外減員的研究現(xiàn)狀，了解各種研究方法的特點(diǎn)，為今后的減員研究打下基礎(chǔ)。

1 美軍減員研究現(xiàn)狀

國(guó)外以美軍為代表的西方國(guó)家軍隊(duì)對(duì)減員預(yù)計(jì)一直處于世界領(lǐng)先水平。美軍的減員預(yù)計(jì)經(jīng)歷了模擬實(shí)戰(zhàn)階段到建模仿真預(yù)計(jì)的兩個(gè)階段。

1.1 模擬實(shí)戰(zhàn)階段美軍最早記載涉及減員預(yù)計(jì)研究是由美軍戰(zhàn)斗發(fā)展實(shí)驗(yàn)中心建立的在舊金山以南160英里處進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)模擬，以作戰(zhàn)部隊(duì)、車(chē)輛和武器為目標(biāo)，盡可能逼真地模擬戰(zhàn)場(chǎng)，通過(guò)模擬戰(zhàn)場(chǎng)來(lái)獲得實(shí)時(shí)傷亡評(píng)估和自動(dòng)記錄交戰(zhàn)結(jié)果，直接向決策者用于決策有關(guān)武器系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)和減員情況[7]。

1.2 計(jì)算機(jī)建模階段

1.2.1 陸上作戰(zhàn)減員預(yù)計(jì)模型美軍退休陸軍上校、軍事歷史學(xué)家Dupuy基于統(tǒng)計(jì)分析250余次現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)減員數(shù)據(jù)，分析出1個(gè)師日傷亡率的平均值為4%，應(yīng)用多因子的修正值來(lái)預(yù)測(cè)戰(zhàn)爭(zhēng)的減員率。利用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等定量方法同軍事歷史研究結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)造性得提出了戰(zhàn)術(shù)數(shù)值確定性模型和定量判斷模型，并且運(yùn)用此兩種方法確定不同作戰(zhàn)因素、對(duì)抗因子、戰(zhàn)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(guān)系[8-9]。該模型引導(dǎo)了國(guó)內(nèi)外減員預(yù)計(jì)研究的發(fā)展，提供了減員預(yù)計(jì)的基本思路，模型不僅簡(jiǎn)便通俗易懂，而且通過(guò)巴拿馬戰(zhàn)爭(zhēng)檢驗(yàn)，誤差較小(誤差為3.66%)，已被廣泛地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外戰(zhàn)斗減員預(yù)計(jì)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(méi)有考慮到官兵的作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)、官兵士氣等影響因素，并且；二是對(duì)減員因素的量化過(guò)程過(guò)于孤立，沒(méi)有考慮到因素之間存在著相互作用，相互影響的關(guān)系。

1.2.2 海上減員預(yù)計(jì)模型主要以美國(guó)海軍醫(yī)學(xué)研究中心Blood為代表的學(xué)派，分別構(gòu)建了減員預(yù)計(jì)模擬系統(tǒng)(SHIPCAS)和減員預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)系統(tǒng)(FORCAST)。SHIPCAS系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析第二次世界大戰(zhàn)期間在西太平洋的80次作戰(zhàn)和850次艦船攻擊中提取了歷史海戰(zhàn)數(shù)據(jù)，將戰(zhàn)爭(zhēng)分為五種不同的戰(zhàn)斗強(qiáng)度(無(wú)戰(zhàn)斗、輕、中、重、強(qiáng))并且分析對(duì)應(yīng)的艦船攻擊率，以及統(tǒng)計(jì)各種艦船遭受攻擊時(shí)的受傷人數(shù)和陣亡人次來(lái)預(yù)計(jì)海上減員[10-11]。Blood在1996年將每一種傷情碼的百分比分布應(yīng)用到預(yù)測(cè)系統(tǒng)中研發(fā)了FORCAST，該預(yù)測(cè)系統(tǒng)提高了對(duì)損傷和疾病率的統(tǒng)計(jì)特性和各傷員結(jié)構(gòu)分布以及作戰(zhàn)過(guò)程中傷員的最大負(fù)荷和提供醫(yī)療最優(yōu)計(jì)劃。

海上作戰(zhàn)是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)主要作戰(zhàn)形式之一， Blood開(kāi)創(chuàng)了海上減員研究，為海上減員預(yù)計(jì)提供了研究思路。SHIPCAS和FORCAST預(yù)測(cè)模型創(chuàng)新之處是：一是預(yù)測(cè)系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)代武器、船體結(jié)構(gòu)、戰(zhàn)斗強(qiáng)度和作戰(zhàn)時(shí)間長(zhǎng)度等影響因素進(jìn)行調(diào)整，詳細(xì)預(yù)測(cè)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)行動(dòng)中傷亡人數(shù)、每日平均傷亡人數(shù)、最大每日傷亡人數(shù)、每1000人/d的傷亡率以及傷員的結(jié)構(gòu)分布。二是模型可提供船舶作業(yè)期間撞擊最有可能時(shí)間點(diǎn)，通過(guò)顯示分散、范圍和其他的統(tǒng)計(jì)特性，預(yù)測(cè)描述對(duì)醫(yī)療資源分配起關(guān)鍵作用的潛在患者流量戰(zhàn)場(chǎng)圖，可為醫(yī)療規(guī)劃者提供需要醫(yī)療資源得決策依據(jù)。模型存在的不足主要是主要考慮艦艇襲擊與減員率的關(guān)系，未考慮戰(zhàn)爭(zhēng)因素對(duì)減員的影響。

1.2.3 聯(lián)合衛(wèi)勤規(guī)劃工具聯(lián)合衛(wèi)勤規(guī)劃工具是由美國(guó)海軍和軟件公司聯(lián)合研制，減員預(yù)計(jì)是基于美軍以往地面行動(dòng)中歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)結(jié)合戰(zhàn)斗強(qiáng)度、作戰(zhàn)環(huán)境等指標(biāo)將減員發(fā)生率制作成概率表，按照戰(zhàn)時(shí)戰(zhàn)斗減員和非戰(zhàn)斗減員兩種傷員發(fā)生的規(guī)律隨機(jī)生成不同的傷員數(shù)據(jù)，模擬既往作戰(zhàn)過(guò)程中戰(zhàn)傷、非戰(zhàn)斗減員發(fā)布的規(guī)律，再將這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)編程、重復(fù)速率、指數(shù)分布等算法隨機(jī)生成符合戰(zhàn)時(shí)傷員發(fā)生規(guī)律的傷員流，是用于各種軍事背景下減員結(jié)構(gòu)。

該系統(tǒng)是目前美軍最先進(jìn)的減員預(yù)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)用戶通過(guò)菜單選擇不同的作戰(zhàn)背景和不同武器造成的損傷模式，產(chǎn)生符合戰(zhàn)時(shí)傷員發(fā)生規(guī)律的傷員流，并且具備基本的計(jì)算和調(diào)整功能，能夠?qū)⒍喾N信息(傷類(lèi)、傷部和傷勢(shì))應(yīng)用到傷員流模擬任務(wù)中，能夠較為準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的減員數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的另一個(gè)最大的特點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)勤需求測(cè)算，實(shí)現(xiàn)了傷員和衛(wèi)生資源的銜接，能夠提供衛(wèi)勤力量、醫(yī)療器械等數(shù)據(jù)的預(yù)計(jì)，能夠較好的為衛(wèi)勤指揮人員提供決策作用[12]。

2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)減員研究從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，我軍早期的減員預(yù)計(jì)研究定性研究較多，從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和一系列新的數(shù)學(xué)建模模擬方法的出現(xiàn)以及借鑒外軍減員模型經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)衛(wèi)勤領(lǐng)域?qū)＜已芯繙p員預(yù)計(jì)這個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題提供了新的手段和方法，同時(shí)我軍減員預(yù)計(jì)研究逐步轉(zhuǎn)向定量模擬方法。陳國(guó)良等在對(duì)歷次海戰(zhàn)減員情況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，選擇軍政素質(zhì)等5個(gè)主要影響因素并量化構(gòu)建了海戰(zhàn)減員預(yù)計(jì)模型；徐雷[13]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法構(gòu)建了衛(wèi)生減員神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型；黃前進(jìn)教授應(yīng)用模糊、灰色、物元空間理論，構(gòu)建了參戰(zhàn)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗減員時(shí)間分布模擬理論模型；秦超等[14]利用博克斯-詹金斯方法構(gòu)建了集團(tuán)軍山地進(jìn)攻戰(zhàn)斗減員時(shí)間序列模型；李瑞興等[15]在收集了我軍西南邊境作戰(zhàn)一梯隊(duì)3個(gè)軍的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，采用柯?tīng)柲缏宸?斯米爾諾夫方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分布的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，建立了軍減員率的統(tǒng)計(jì)模型；鄧月仙等[16]采用蒙特卡洛法構(gòu)建了城市進(jìn)攻戰(zhàn)斗減員模擬預(yù)計(jì)模型。

2.1 集團(tuán)軍山地進(jìn)攻戰(zhàn)斗減員時(shí)間序列模型秦超等[14]在研究我軍在西南邊境作戰(zhàn)等減員的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，采用間接量化法來(lái)確定減員各影響因素(包括國(guó)防教育程度、對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的認(rèn)同程度等19項(xiàng)因素)對(duì)減員影響程度的量化值，然后對(duì)計(jì)算機(jī)模擬生成的數(shù)據(jù)結(jié)合這些影響因素量化值進(jìn)行修正，建立相應(yīng)的算法。該模型沿用了Dupuy的研究思路，在Dupuy的研究基礎(chǔ)上納入了國(guó)防教育程度等19個(gè)影響因素，相比較Dupuy的減員預(yù)計(jì)模型該模型影響因素納入更充分，而且此模型對(duì)我陸軍現(xiàn)有武器裝備進(jìn)行了量化，細(xì)致的考慮了武器裝備因素對(duì)減員的影響。本模型存在的不足就是通過(guò)專(zhuān)家咨詢法對(duì)減員因素、武器裝備的量化，可能會(huì)因?yàn)閷?zhuān)家主觀認(rèn)知偏差而導(dǎo)致減員偏差較大。

2.2 城市進(jìn)攻戰(zhàn)斗減員模擬預(yù)計(jì)模型該模型主要在國(guó)內(nèi)外數(shù)十次戰(zhàn)爭(zhēng)減員數(shù)據(jù)的研究基礎(chǔ)上，利用蒙特卡羅模型對(duì)Dupuy傳統(tǒng)模型進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)減員模擬結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。其特點(diǎn)主要是采用蒙特卡洛仿真可得到一組反復(fù)重復(fù)計(jì)算的數(shù)據(jù)，對(duì)這一組數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的風(fēng)險(xiǎn)分析，還可獲得各種減員率數(shù)值的相關(guān)發(fā)生頻率，可明確減員率落在某個(gè)區(qū)間的概率有多大，使得城市作戰(zhàn)模型更加符合實(shí)際，便于使用[16-17]。本研究主要的研究缺點(diǎn)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(jìn)攻作戰(zhàn)的特點(diǎn)。

2.3 衛(wèi)生減員神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型采用逐步回歸法選取了包括作戰(zhàn)天數(shù)、指揮控制因子等18個(gè)對(duì)減員率影響較大的指標(biāo)，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，挑選122例戰(zhàn)例組成有代表性的學(xué)習(xí)樣本來(lái)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，建立了擁有強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)減員預(yù)測(cè)模型[13,19-20]。

該模型最大的特點(diǎn)是當(dāng)武器裝備、外界環(huán)境等因素發(fā)生劇烈變化時(shí)，模型可通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)新舊模型的轉(zhuǎn)換，而且此模型采用20例樣本檢驗(yàn)最大預(yù)測(cè)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(wèn)題是局限于過(guò)往戰(zhàn)爭(zhēng)的研究，沒(méi)有考慮到未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)作戰(zhàn)方式發(fā)生變化，無(wú)法滿足未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需求。

3 減員預(yù)計(jì)研究的發(fā)展與局限

3.1 減員預(yù)計(jì)研究方法進(jìn)行了新的嘗試和突破過(guò)往我軍的減員預(yù)計(jì)研究主要停留在歷史數(shù)據(jù)的描述階段，隨著建模和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及以及方法上的革新，近年來(lái)，我軍衛(wèi)勤專(zhuān)家在研究方法上嘗試?yán)蒙窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)、博克斯-詹金斯、蒙特卡洛等模擬仿真的計(jì)算機(jī)方法，建立不同減員預(yù)計(jì)模型，并且利用收集到的歷史作戰(zhàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行修正，增加了減員預(yù)計(jì)結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。

3.2 對(duì)不同作戰(zhàn)樣式情況進(jìn)行了減員預(yù)計(jì)研究在外軍研究的引導(dǎo)下，我國(guó)的專(zhuān)家在歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各作戰(zhàn)情況、武器裝備對(duì)減員影響，對(duì)減員預(yù)計(jì)進(jìn)行模擬矯正從而形成對(duì)不同作戰(zhàn)情況分別進(jìn)行了減員研究，包括山地作戰(zhàn)、城市作戰(zhàn)、登島作戰(zhàn)、海上作戰(zhàn)等各作戰(zhàn)方式的減員研究[13-16,21]。

3.3 對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)指導(dǎo)性作用有待檢驗(yàn)首先，目前我國(guó)減員預(yù)計(jì)多通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究，但是任何減員預(yù)計(jì)模型都是在對(duì)歷史上大量戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)行細(xì)致分析研究后確定的，只有通過(guò)歷史數(shù)據(jù)擬合才能保證減員預(yù)計(jì)模型的可行性。對(duì)比通過(guò)大量歷史戰(zhàn)爭(zhēng)擬合形成的Dupuy減員模型和SHIPCAS減員預(yù)計(jì)模型，我國(guó)由于早期落后，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)各方面的材料缺少收集整理，雖然有部分國(guó)內(nèi)外作戰(zhàn)的衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)資料，但是內(nèi)容與數(shù)據(jù)的精細(xì)程度遠(yuǎn)不能達(dá)到數(shù)據(jù)擬合的要求，包括作戰(zhàn)雙方的傷亡數(shù)據(jù)、軍事情況(如戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、敵我雙方兵力火力對(duì)比、態(tài)勢(shì)因子等)的資料，導(dǎo)致我國(guó)的減員模型缺少歷史數(shù)據(jù)驗(yàn)證和實(shí)戰(zhàn)性檢驗(yàn)；其次，我國(guó)的減員預(yù)計(jì)模型無(wú)充分考慮未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的武器形式和作戰(zhàn)模式，戰(zhàn)爭(zhēng)減員情況與武器類(lèi)型、作戰(zhàn)形式有緊密的關(guān)系[8]，局限于對(duì)過(guò)往戰(zhàn)爭(zhēng)的模擬，對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的指導(dǎo)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(guó)內(nèi)減員預(yù)計(jì)因素的量化研究，主要是通過(guò)專(zhuān)家咨詢法對(duì)各因素進(jìn)行量化，未通過(guò)歷史戰(zhàn)爭(zhēng)的數(shù)據(jù)去擬合各因素與減員相互之間得數(shù)量關(guān)系，對(duì)比國(guó)外通過(guò)歷史戰(zhàn)爭(zhēng)數(shù)據(jù)客觀研究減員因素與減員率的關(guān)系，我國(guó)的減員預(yù)計(jì)易導(dǎo)致與實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)存在一定的偏差；且目前國(guó)內(nèi)外對(duì)減員因素的量化過(guò)程過(guò)于孤立，缺少對(duì)減員過(guò)程中各因素之間相互關(guān)系的系統(tǒng)判斷。

3.5 對(duì)衛(wèi)勤保障缺少指導(dǎo)性作用根據(jù)文獻(xiàn)獲得，目前美軍的減員預(yù)計(jì)目前已經(jīng)涉足不同傷(病)情、傷類(lèi)、傷部預(yù)計(jì)，且可為醫(yī)療救援提供具體救援方案和醫(yī)療物資的預(yù)先準(zhǔn)備方案。減員的結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)對(duì)衛(wèi)勤保障具有深遠(yuǎn)意義，不同類(lèi)型的傷病員所需要的衛(wèi)生資源不同，如果能夠較為準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)減員結(jié)構(gòu)，衛(wèi)勤保障過(guò)程中可優(yōu)化衛(wèi)生資源配置。但我國(guó)目前的減員研究主要是預(yù)計(jì)戰(zhàn)時(shí)每日減員率和戰(zhàn)爭(zhēng)的總體減員預(yù)計(jì)問(wèn)題，導(dǎo)致我軍目前戰(zhàn)時(shí)衛(wèi)勤人力物力需求的計(jì)算是以發(fā)生的傷病員數(shù)量為基礎(chǔ)，這樣的估計(jì)是不盡合理的。目前我國(guó)的衛(wèi)勤領(lǐng)域研究暫時(shí)還無(wú)相關(guān)的具體研究，這無(wú)疑是在減員預(yù)計(jì)相對(duì)較為落后的一個(gè)方面，應(yīng)在以后關(guān)注相關(guān)研究。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)建模為我國(guó)減員預(yù)計(jì)的研究提供了新的科研手段。但是通過(guò)國(guó)內(nèi)外的研究對(duì)比分析，我國(guó)減員預(yù)計(jì)研究仿真研究受困于戰(zhàn)爭(zhēng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等原因仍然處于落后階段。軍事醫(yī)學(xué)應(yīng)增加對(duì)減員預(yù)計(jì)研究的支持。研究者應(yīng)該借鑒國(guó)外的研究思路，熟練掌握目前新的建模方法，進(jìn)一步豐富和發(fā)展減員預(yù)計(jì)研究。最終，減員預(yù)計(jì)為組織籌劃與合理使用衛(wèi)勤力量以及組織藥材保障、部署衛(wèi)勤資源提供最重要依據(jù)。