山地進(jìn)攻作戰(zhàn)電子對(duì)抗效能評(píng)估研究

陳 寧，權(quán)冀川，吳天文，章俊峰

(陸軍工程大學(xué)，江蘇 南京 210007)

0 引 言

山地進(jìn)攻作戰(zhàn)，是信息化局部戰(zhàn)爭(zhēng)諸軍兵種共同實(shí)施的聯(lián)合戰(zhàn)役行動(dòng)，一旦開(kāi)戰(zhàn)，信息作戰(zhàn)行動(dòng)將貫穿于各領(lǐng)域和全過(guò)程。電子對(duì)抗作為信息作戰(zhàn)的核心作戰(zhàn)樣式，對(duì)信息作戰(zhàn)活動(dòng)起著積極的引導(dǎo)作用，對(duì)奪取制信息權(quán)和保持信息優(yōu)勢(shì)有著極為深刻的影響。電子對(duì)抗效能發(fā)揮關(guān)乎行動(dòng)成敗，應(yīng)著眼作戰(zhàn)行動(dòng)特點(diǎn)，緊貼作戰(zhàn)行動(dòng)需求，認(rèn)真分析研究山地作戰(zhàn)環(huán)境對(duì)電子對(duì)抗作戰(zhàn)行動(dòng)的影響，積極探索電子對(duì)抗的方法和對(duì)策，為作戰(zhàn)行動(dòng)順利實(shí)施提供持續(xù)穩(wěn)定可靠的電子對(duì)抗優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)山地進(jìn)攻作戰(zhàn)的電子對(duì)抗效能進(jìn)行合理的評(píng)估，對(duì)于靈活運(yùn)用電子對(duì)抗力量，奪取和保持局部制電磁權(quán)，進(jìn)而奪取并保持山地進(jìn)攻作戰(zhàn)主動(dòng)權(quán)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 山地戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的特點(diǎn)及其對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)的影響

1.1 山地戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的特點(diǎn)

山地，屬地質(zhì)學(xué)范疇，地表形態(tài)按高程和起伏特征定義為海拔500 m以上，相對(duì)高差200 m以上。我國(guó)國(guó)土面積30%以上為山地地形，其中最具戰(zhàn)略研究意義的是高寒山地地形，主要分布在我國(guó)西部邊境地區(qū)。山地地區(qū)特殊的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

一是交通極其不便。在我國(guó)，山地地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，道路稀少，基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)薄弱，同時(shí)山頭林立，溝谷交錯(cuò)，地形曲折變化，陡坡、山崖、河流等易形成斷絕地帶，通行性較差[1]。高寒山地地區(qū)更是山高坡陡溝深，地形割裂嚴(yán)重，多以通道地形為主，迂回路較少，同時(shí)海拔4 000 m以上通道地帶受積雪影響，常年大部分時(shí)間無(wú)法通行，不利于部隊(duì)橫向進(jìn)攻和支援。

二是自然環(huán)境惡劣。高寒山地地面風(fēng)沙大，紫外輻射大，空氣含氧量低，氣壓氣溫低，晝夜溫差大，對(duì)人員裝備影響較大。極端天氣較頻繁，常有雪崩、泥石流、塌方等自然災(zāi)害發(fā)生，海拔5 000 m以上的地區(qū)更是被稱為“生命禁區(qū)”。

三是電磁環(huán)境復(fù)雜。山地地區(qū)遮蔽較多，不利于高頻電磁信號(hào)的傳播。部分山地地區(qū)地下礦產(chǎn)豐富，會(huì)產(chǎn)生地面和山體吸收或輻射電磁波的現(xiàn)象。同時(shí)，高寒山地海拔較高，空氣稀薄，電離層劇烈變化、太陽(yáng)強(qiáng)光輻射等因素對(duì)電磁波的傳播也有較大影響。

四是社會(huì)依賴薄弱。山地地區(qū)受自然條件影響，地廣人稀，民用通信資源匱乏，信息化建設(shè)比較滯后。而高寒山地地區(qū)少數(shù)民族居多，宗教色彩濃厚，民社情復(fù)雜。所以山地作戰(zhàn)過(guò)程中能得到的社會(huì)支援有限，軍地聯(lián)合保障難以實(shí)現(xiàn)[2]。

1.2 山地戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)進(jìn)攻作戰(zhàn)電子對(duì)抗行動(dòng)的影響

山地特殊的地形特點(diǎn)和氣象條件對(duì)進(jìn)攻作戰(zhàn)中電子對(duì)抗行動(dòng)具有重要影響，體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

一是在人員裝備上。人員方面，尤其是高寒山地低溫低氧環(huán)境，影響電子對(duì)抗人員正常生理機(jī)能，單兵作戰(zhàn)能力有不同程度下降，裝備操作失誤率上升。裝備方面，首先受地形限制，山地進(jìn)攻作戰(zhàn)中電子戰(zhàn)裝備以輕型、便攜式和空基天基裝備為主，重型電子戰(zhàn)裝備只能在固有陣地或臨近山區(qū)較為平坦地區(qū)執(zhí)行掩護(hù)或支援任務(wù)；其次，受高寒山地低壓低溫低氧影響，電子戰(zhàn)裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出變?nèi)?，電池續(xù)航能力降低，電磁波發(fā)射功率降低；再次，裝備效能下降，復(fù)雜地形環(huán)境和電磁環(huán)境影響電磁波的有效輻射，惡劣自然環(huán)境導(dǎo)致裝備的可靠性下降，故障率升高[3]。

二是在戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用上。山地地形的影響主要體現(xiàn)在作戰(zhàn)指揮重心下移，組織指揮分散，山地地形條件的復(fù)雜性導(dǎo)致戰(zhàn)場(chǎng)容量極其有限，交通線長(zhǎng)且脆弱；協(xié)同重心下移，協(xié)同要求更加細(xì)致，對(duì)戰(zhàn)斗群內(nèi)部和群之間的協(xié)同效率要求更高；戰(zhàn)斗編組更加靈活。例如，在俄軍參與的阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)和車(chē)臣戰(zhàn)爭(zhēng)中，陸戰(zhàn)場(chǎng)大部分是山地地形，俄軍采用“支隊(duì)-群戰(zhàn)術(shù)”[4]，優(yōu)先戰(zhàn)術(shù)是支撐點(diǎn)式的戰(zhàn)斗，加重了俄軍排、連、營(yíng)的指揮工作；在山地進(jìn)攻作戰(zhàn)中，俄軍營(yíng)戰(zhàn)斗群根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)以步兵營(yíng)為骨架，抽調(diào)坦克、偵察、防空、炮兵以及電子戰(zhàn)分隊(duì)臨時(shí)戰(zhàn)術(shù)組合而成，減少了復(fù)雜地形帶來(lái)的影響。

三是在支援保障上。在戰(zhàn)斗支援上，復(fù)雜的山地地形條件，會(huì)造成各戰(zhàn)斗群之間的支援更加困難。例如，美軍在對(duì)阿富汗山地作戰(zhàn)的“落錘”[5]行動(dòng)中，由于地形復(fù)雜和植被密集，在呼叫阿帕奇直升機(jī)進(jìn)行火力支援時(shí)出現(xiàn)了火力誤傷現(xiàn)象，也出現(xiàn)過(guò)空投物資遠(yuǎn)離美軍陣地以及直升機(jī)無(wú)法著陸造成第1次撤離行動(dòng)失敗的情況。在資源維修及后勤補(bǔ)給上，由于山地地區(qū)物資匱乏，電子對(duì)抗行動(dòng)的維修資源補(bǔ)充和后勤補(bǔ)給主要依靠后方基地，后方保障壓力大，可能出現(xiàn)補(bǔ)給不及時(shí)的現(xiàn)象。

2 山地進(jìn)攻作戰(zhàn)電子對(duì)抗效能評(píng)估的難點(diǎn)問(wèn)題

由于山地地區(qū)的各種復(fù)雜因素對(duì)電子對(duì)抗行動(dòng)的特殊影響，其作戰(zhàn)效能評(píng)估比一般作戰(zhàn)環(huán)境下的作戰(zhàn)效能評(píng)估更加困難，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

2.1 指標(biāo)關(guān)系的復(fù)雜性

山地進(jìn)攻作戰(zhàn)過(guò)程中電子對(duì)抗系統(tǒng)的高度體系化及協(xié)同化，導(dǎo)致效能評(píng)估的指標(biāo)關(guān)系更加復(fù)雜。首先是參戰(zhàn)力量多元，評(píng)估涉及范圍廣，聯(lián)合作戰(zhàn)的諸軍兵種電子對(duì)抗力量種類繁多，裝備性能各不相同，電子對(duì)抗力量成分多元導(dǎo)致評(píng)估數(shù)據(jù)處理困難；其次是受山地地形影響，戰(zhàn)場(chǎng)容量小，戰(zhàn)斗隊(duì)形配置相對(duì)集中，裝備實(shí)際效能發(fā)揮不穩(wěn)定，其頻率范圍、功率大小、作用距離難以確定，電子對(duì)抗力量之間的相互影響難以判斷，指標(biāo)關(guān)系難以確定；最后是山地進(jìn)攻作戰(zhàn)中更加細(xì)致的協(xié)同關(guān)系，導(dǎo)致評(píng)估指標(biāo)的影響因素增多，各因素之間耦合緊密，關(guān)系復(fù)雜，因此指標(biāo)關(guān)系的處理計(jì)算非常困難。

2.2 實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)的未知性

評(píng)估數(shù)據(jù)的真實(shí)性是有效展開(kāi)電子對(duì)抗作戰(zhàn)效能評(píng)估的關(guān)鍵。受山地進(jìn)攻作戰(zhàn)特殊的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境影響，電子對(duì)抗實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)的獲取非常困難，電子對(duì)抗效能產(chǎn)生機(jī)制和演變規(guī)律未知，基于裝備性能參數(shù)的效能評(píng)估方法已無(wú)法適用于實(shí)戰(zhàn)評(píng)估。一是電子對(duì)抗裝備的實(shí)際作戰(zhàn)效能會(huì)發(fā)生大范圍變化。山地地形的巨大遮擋作用將大幅降低電子對(duì)抗裝備的作用距離和機(jī)動(dòng)能力，而低溫、低壓、低氧的高寒山地環(huán)境對(duì)裝備的發(fā)射功率、續(xù)航能力等也有較大影響。二是戰(zhàn)場(chǎng)上未知裝備的性能參數(shù)無(wú)法獲取。隨著新型電子對(duì)抗裝備不斷運(yùn)用于軍事實(shí)踐，其發(fā)揮的作戰(zhàn)效能甚至能夠影響到整個(gè)作戰(zhàn)進(jìn)程。如美軍在“落錘”行動(dòng)中使用的低空聲音截聽(tīng)設(shè)備，對(duì)于情報(bào)獲取發(fā)揮了重要作用，成為美軍取得勝利的首要前提。敵電子對(duì)抗裝備類型和性能參數(shù)的未知性，將導(dǎo)致山地進(jìn)攻作戰(zhàn)中電子對(duì)抗行動(dòng)的作戰(zhàn)效能評(píng)估更加困難。

2.3 影響因素的不確定性

山地進(jìn)攻作戰(zhàn)過(guò)程中，人為因素、電磁環(huán)境因素等不確定因素對(duì)電子對(duì)抗效能的影響異常復(fù)雜。人為因素不僅影響評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建和指標(biāo)的評(píng)估計(jì)算，特殊山地環(huán)境導(dǎo)致的電子戰(zhàn)人員生理和心理的變化對(duì)其作戰(zhàn)能力的發(fā)揮影響極大，也給效能評(píng)估帶來(lái)了很多不確定性。山地進(jìn)攻作戰(zhàn)時(shí)，敵我雙方在有限的戰(zhàn)場(chǎng)空間中部署大量型號(hào)、功率和頻段各異的電子裝備，用頻設(shè)備密度增大，頻率高度疊加，再加上自然電磁環(huán)境的影響，最終導(dǎo)致對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的確定性描述和建模計(jì)算變得極為困難。

3 山地進(jìn)攻作戰(zhàn)電子對(duì)抗效能評(píng)估技術(shù)與策略

將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等新技術(shù)與傳統(tǒng)效能評(píng)估方法、評(píng)估模型和指標(biāo)體系構(gòu)建方法相結(jié)合，能夠?yàn)榻鉀Q復(fù)雜作戰(zhàn)系統(tǒng)的效能評(píng)估問(wèn)題提供可行途徑。針對(duì)山地進(jìn)攻作戰(zhàn)的特殊性帶來(lái)的電子對(duì)抗作戰(zhàn)效能評(píng)估難題，可從4個(gè)方面進(jìn)行探索突破。

3.1 體系效能評(píng)估方法

近年來(lái)，針對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)這一復(fù)雜系統(tǒng)的評(píng)估問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了體系效能評(píng)估的概念。文獻(xiàn)[6]以“整體論”思想指導(dǎo)體系作戰(zhàn)效能評(píng)估，借助人工智能、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，區(qū)分綜合評(píng)估、分析和優(yōu)化3個(gè)階段，綜述了適用于各階段的解決方法，為體系作戰(zhàn)效能評(píng)估提供了可借鑒的解決思路。文獻(xiàn)[7]綜述了聯(lián)合作戰(zhàn)背景下體系效能評(píng)估的方法，對(duì)網(wǎng)絡(luò)層次分析法(ANP)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法(SD)、支持向量機(jī)方法(SVM)和博弈論方法進(jìn)行了梳理和分析。文獻(xiàn)[8]針對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能評(píng)估問(wèn)題，定義了6種拓?fù)洵h(huán)元模型，表征指揮體系的全部功能，解決了體系效能評(píng)估過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分不徹底的問(wèn)題。

由于山地進(jìn)攻作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，該環(huán)境下電子對(duì)抗效能的各種影響因素相互關(guān)聯(lián)交叉，表現(xiàn)出很強(qiáng)的體系特征，用傳統(tǒng)的層級(jí)式、疊加式評(píng)估指標(biāo)體系無(wú)法有效表達(dá)各類評(píng)估指標(biāo)之間的復(fù)雜關(guān)系，以常見(jiàn)的多元線性、簡(jiǎn)單非線性或者蘭徹斯特方程之類的解析方法也無(wú)法進(jìn)行有效評(píng)估。可以從其體系特征出發(fā)，采用上述體系效能評(píng)估的方法，在評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建上要考慮網(wǎng)絡(luò)狀、關(guān)聯(lián)式指標(biāo)體系或者分階段分能力多指標(biāo)體系的形式，電子對(duì)抗效能評(píng)估可按照作戰(zhàn)階段展開(kāi)，注意分析不同階段、不同能力之間的體系構(gòu)成關(guān)系。

3.2 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的效能評(píng)估方法

機(jī)器學(xué)習(xí)算法是一類從數(shù)據(jù)中自動(dòng)分析獲得規(guī)律，并利用規(guī)律對(duì)未知數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的算法。該類算法推理速度快，能夠有效預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，還可以較好地適用于小樣本條件下的各類應(yīng)用。文獻(xiàn)[9]針對(duì)樣本量不足導(dǎo)致的作戰(zhàn)效能評(píng)估置信度、準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題，采用Bayes Bootstrap方法，提高了某艦艇對(duì)空攔截作戰(zhàn)效能評(píng)估的置信度。文獻(xiàn)[10]、[11]采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)空中無(wú)人通信平臺(tái)和地空導(dǎo)彈混編群作戰(zhàn)效能進(jìn)行評(píng)估，降低了復(fù)雜作戰(zhàn)背景下數(shù)據(jù)缺乏、信息模糊和主觀誤判對(duì)作戰(zhàn)效能評(píng)估的不確定性、不準(zhǔn)確性影響。

山地進(jìn)攻作戰(zhàn)中，電子對(duì)抗效能評(píng)估數(shù)據(jù)具有很大的未知性，也很難獲得足夠的數(shù)據(jù)，因此常規(guī)的評(píng)估方法在規(guī)律不明、數(shù)據(jù)不足的條件下很難發(fā)揮有效作用。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法在適當(dāng)訓(xùn)練后，能夠從未知數(shù)據(jù)中提取特征、識(shí)別模式及挖掘規(guī)律，從而利用未知數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律對(duì)電子對(duì)抗效能進(jìn)行評(píng)估。而B(niǎo)ootstrap之類的方法，可以有效處理小樣本量的問(wèn)題，有助于在電子對(duì)抗過(guò)程中對(duì)敵方未知裝備的對(duì)抗效能進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，也有助于評(píng)估未知山地環(huán)境對(duì)電子對(duì)抗效能的影響。

3.3 在線效能評(píng)估技術(shù)

在線效能評(píng)估技術(shù)是一種忽略或繞開(kāi)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜影響因素，直接對(duì)比電子對(duì)抗行動(dòng)效果的評(píng)估技術(shù)。該類技術(shù)一般利用戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)感知到的態(tài)勢(shì)信息，例如將敵我電子戰(zhàn)裝備的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)作為評(píng)估數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比實(shí)施電子對(duì)抗行動(dòng)前后的結(jié)果得到評(píng)估結(jié)論。文獻(xiàn)[12]在評(píng)估雷達(dá)干擾效果時(shí)，通過(guò)分析干擾實(shí)施后敵雷達(dá)的狀態(tài)變化以及與其相關(guān)聯(lián)的武器系統(tǒng)的狀態(tài)變化，反映雷達(dá)干擾的有效性。

山地作戰(zhàn)環(huán)境中，影響電子對(duì)抗效能的因素?cái)?shù)量多、不確定性大，在短期內(nèi)把這些因素的影響效果完全分析透徹是不現(xiàn)實(shí)的，尤其是在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不足的極端情況下。電子對(duì)抗的效能主要體現(xiàn)在我方電子對(duì)抗措施對(duì)敵方部隊(duì)、裝備、行動(dòng)的影響上。而山地環(huán)境對(duì)敵我雙方都是有影響的。采用在線效能評(píng)估技術(shù)，繞開(kāi)復(fù)雜影響因素的分析，直接測(cè)量或評(píng)估敵方遭受電子對(duì)抗后的部隊(duì)或裝備狀態(tài)、行動(dòng)能力表現(xiàn)等，可從作戰(zhàn)效果上評(píng)估電子對(duì)抗的效能；同時(shí)，測(cè)量結(jié)果本身也包含了各種影響因素的作用效果。因此，這種評(píng)估方式符合電子對(duì)抗效能評(píng)估的目的，而且是合理可行的。

3.4 基于作戰(zhàn)仿真的效能評(píng)估技術(shù)

電子對(duì)抗實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)的未知性和影響因素的不確定性問(wèn)題，也可以通過(guò)作戰(zhàn)仿真的方法加以解決。美軍一直非常重視作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的研究，構(gòu)建的作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)涵蓋了戰(zhàn)略級(jí)(聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級(jí)仿真系統(tǒng)，JTLS)、戰(zhàn)役級(jí)(聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)，JWARS)和戰(zhàn)術(shù)級(jí)(戰(zhàn)術(shù)仿真系統(tǒng)，TACSIM)各個(gè)層次，覆蓋了作戰(zhàn)問(wèn)題分析、作戰(zhàn)方案推演、作戰(zhàn)效能評(píng)估及裝備效能檢驗(yàn)等各個(gè)領(lǐng)域[13]。

將作戰(zhàn)仿真技術(shù)用于電子對(duì)抗效能評(píng)估具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如，利用電子信息靶場(chǎng)技術(shù)[14]構(gòu)建戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境，模仿山地環(huán)境對(duì)電磁能、電磁信號(hào)的影響效果，可以在電磁傳輸、干擾的機(jī)理層面上進(jìn)行研究，以探索本質(zhì)規(guī)律。再如，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬山地地形環(huán)境[15]，可以經(jīng)濟(jì)高效地開(kāi)展多次反復(fù)仿真以積累足夠多的仿真數(shù)據(jù)，作為電子對(duì)抗作戰(zhàn)效能評(píng)估的依據(jù)。同時(shí)，作戰(zhàn)仿真能夠近乎真實(shí)地展現(xiàn)各類復(fù)雜因素的影響及其關(guān)系，可在一定程度上克服各種環(huán)境因素對(duì)電子對(duì)抗效能的不確定性影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

山地進(jìn)攻作戰(zhàn)中，電子對(duì)抗作戰(zhàn)效能評(píng)估研究對(duì)電子對(duì)抗力量這一新型作戰(zhàn)力量形成體系作戰(zhàn)能力具有重要意義。本文從研究山地特殊地形特點(diǎn)及其對(duì)電子對(duì)抗行動(dòng)的影響出發(fā)，分析了山地進(jìn)攻作戰(zhàn)中電子對(duì)抗效能評(píng)估的難點(diǎn)問(wèn)題，并結(jié)合新出現(xiàn)的效能評(píng)估技術(shù)提出了有針對(duì)性的解決策略。本文的研究和思考，對(duì)于開(kāi)展山地進(jìn)攻作戰(zhàn)電子對(duì)抗效能評(píng)估具有較強(qiáng)的參考和借鑒作用。