合成作戰(zhàn)單元搶灘階段作戰(zhàn)編波沖擊及方案優(yōu)化模型

聶文兵，馮 進(jìn)

（陸軍步兵學(xué)院演訓(xùn)中心，南昌 330103）

0 引言

合成作戰(zhàn)單元是對(duì)兵種、兵器、火力、信息能力的綜合運(yùn)用，由于其要素齊全，可遂行獨(dú)立作戰(zhàn)任務(wù)，是未來(lái)?yè)尀╇A段作戰(zhàn)的基本作戰(zhàn)單元。其中，編波和通過(guò)水陸通路是合成作戰(zhàn)單元搶灘階段戰(zhàn)斗中交戰(zhàn)最激烈、爭(zhēng)奪最嚴(yán)酷的階段，既要考慮敵情對(duì)沖擊速度的影響，又要考慮通過(guò)通路時(shí)各波次的毀傷系數(shù)，既要考慮快速通過(guò)通路，又要考慮最大保存自己，從而完成突破敵海岸防御，奪取和鞏固登陸地域，保障后續(xù)部隊(duì)上陸，向敵縱深發(fā)展進(jìn)攻的任務(wù)。合成作戰(zhàn)單元搶灘階段作戰(zhàn)編波沖擊模型本質(zhì)上就是在搶灘階段作戰(zhàn)中為達(dá)成作戰(zhàn)目的，以最小代價(jià)快速通過(guò)通路，優(yōu)選編波方案。以剩余戰(zhàn)斗力保存和完成作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)間兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行建模，將編波方案問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)復(fù)雜搜索問(wèn)題，構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化模型，科學(xué)確定波次和隊(duì)形，從而達(dá)成以最優(yōu)的時(shí)間完成作戰(zhàn)任務(wù)并最大保存戰(zhàn)斗力的目標(biāo)。

1 問(wèn)題分析

合成作戰(zhàn)單元搶灘階段作戰(zhàn)編波沖擊級(jí)方案優(yōu)化模型，主要解決編波、通過(guò)水陸通路及方案優(yōu)選問(wèn)題。對(duì)于編波問(wèn)題，基于加快上陸速度、形成整體合力原則要求，主要考慮波次、每波次的“編波原子單位”數(shù)量、每波次的主、助攻方向兵力裝備的分配以及“編波原子單位”類(lèi)型，其中“編波原子單位”指在編波沖擊過(guò)程中從戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)上不可分割的單位。對(duì)于通過(guò)水陸通路的問(wèn)題，主要是優(yōu)選出在通過(guò)水陸通路時(shí)，所需時(shí)間最短以及傷亡最小的編波方案。因此，可以以剩余戰(zhàn)斗力保存和完成作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)間兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行建模，將編波方案及優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)復(fù)雜搜索問(wèn)題。首先是建立一個(gè)可行的編波方案，然后結(jié)合通路情況（類(lèi)型、數(shù)量、寬度等）、毀傷概率、敵火力影響等各類(lèi)因素，求解出該方案的總時(shí)間和總毀傷，再針對(duì)所有可行方案進(jìn)行搜索，并記錄每一個(gè)方案的總時(shí)間和總毀傷，最后根據(jù)戰(zhàn)斗原則和實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境賦予兩者權(quán)重εt以及εs，進(jìn)而從所有可行方案中選擇出最佳方案。

2 預(yù)定義

當(dāng)N=i 時(shí) 一次分解前項(xiàng) 一次分解后項(xiàng) 一次分解后項(xiàng)可分解i i+001 i-1（i-1）11 i-2（i-2）22 i-3（i-3）322…………2 2 i-22i-3 1 1 i-12i-2

3 模型的建立

假設(shè)2：各個(gè)階段的損毀情況在完成階段動(dòng)作的時(shí)刻出現(xiàn)，不影響后續(xù)編波原子單位完成動(dòng)作。

假設(shè)3：在岸灘通路口出現(xiàn)擁堵時(shí)，所用未損毀的編波原子單位自動(dòng)補(bǔ)齊，使得所在編波波長(zhǎng)最短。

假設(shè)4：編波原子單位在岸灘通路口自行選擇最優(yōu)路線(xiàn)進(jìn)入并通過(guò)岸灘通路，且將橫向機(jī)動(dòng)的時(shí)間和距離作為等待時(shí)間和安全距離，不單獨(dú)計(jì)算。

4 仿真模型的求解

5 模型的結(jié)果與分析

圖1 基于和數(shù)分解的多目標(biāo)優(yōu)化搜索算法流程圖

以某類(lèi)型合成作戰(zhàn)單元搶灘階段編波沖擊為例，通過(guò)基于和數(shù)分解的多目標(biāo)優(yōu)化搜索仿真，仿真次數(shù)為萬(wàn)次，獲得編波方案價(jià)值如圖2 所示。

圖2 編波方案仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖

通過(guò)對(duì)各編波方案價(jià)值評(píng)估分析，得出最優(yōu)編波突擊方案為第7 966 個(gè)方案，該方案共包含3 個(gè)波次，總體毀傷率為0.445 5，所用突擊時(shí)間為0.692 7 h，符合該類(lèi)型合成作戰(zhàn)單元搶灘階段戰(zhàn)術(shù)原則。作戰(zhàn)該方案詳細(xì)情況如表1 所示。

表1 最優(yōu)編波方案情況

依據(jù)戰(zhàn)術(shù)原則，在進(jìn)行編波和通過(guò)水中通路時(shí)要將主要兵力兵器用在主要方向上，確保在短時(shí)間內(nèi)集中兵力首突成功，編波過(guò)程中，要求前面的登陸艦（艇）能夠迅速“卸載”，迅速返航，不影響下一波次的作戰(zhàn)力量登陸，并且相鄰波次的登陸力量要能夠?qū)ι喜ù蔚顷懥α窟M(jìn)行必要的支援，便于快速通過(guò)水陸道路，我方兵力毀傷最少。此編波方案主要攻擊方向和次要攻擊方向兵力裝備比例為33∶23，符合戰(zhàn)術(shù)原則和演習(xí)訓(xùn)練實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。此外，在編波順序上，為確保第1 波次上陸后具備一定的攻擊能力，應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)第1 波次力量部署，同時(shí)擔(dān)負(fù)掃殘破障、火力支援和防空等任務(wù)的工兵、防化、反坦克火箭、防空導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈及迫擊炮等作戰(zhàn)單元也需重點(diǎn)突出第1 波次配置，遂行掃殘破障、火力支援和防空任務(wù)，確保完成作戰(zhàn)任務(wù)，此編波方案第1 波次上陸作戰(zhàn)單元及裝備占比為44.6 豫，符合作戰(zhàn)實(shí)際。

6 結(jié)論

通過(guò)上述問(wèn)題的分析、建模和求解，建立的合成作戰(zhàn)單元搶灘階段戰(zhàn)斗編波沖擊模型原理簡(jiǎn)單，綜合考慮了敵火力情況、通路情況、岸灘情況等因素對(duì)目標(biāo)的影響，通過(guò)大量仿真數(shù)據(jù)獲得的最優(yōu)編波方案可信度高，可適用于任意數(shù)量編波的需求；通過(guò)基于和數(shù)分解的多目標(biāo)搜索仿真算法該模型與算法得到的數(shù)據(jù)分析，可以看出，結(jié)果數(shù)據(jù)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)值相吻合，檢驗(yàn)效果良好，可以推廣應(yīng)用到更大規(guī)模的登陸作戰(zhàn)編波方案論證中。但是模型為獲取大量仿真數(shù)據(jù)，模型求解算法可能浪費(fèi)較多的計(jì)算資源，在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)定性分析加入約束條件，可大大減少計(jì)算量。