基于统计分析的作战行动效能评估方法

基于统计分析的作战行动效能评估方法

摘要:由于作战过程中不确定因素多，作战行动效果数据表现出显著的随机性。为了探索效果数据背后隐藏的作战规律，基于统计分析的方法研究作战行动效能的评估问题。分析了作战行动及其效能的基本概念，针对增强最简半自治适应性作战神经网络工具箱(enhanced irreducible semi-autonomous adaptive combat neural simulation toolkit，einstein)产生的仿真数据采用单次、单组以及多组实验分析的手段，研究进攻行动效果数据的统计特征，发现对于具有作战优势的一方，相比通过增加作战人数而言，提高火力半径能够取得更好的作战效果。在此基础上，提出一种作战行动效能的评估方法，并结合仿真数据进行了验证，从而为基于实际训练效果数据的效能评估提供可行的解决方案。

关键词:作战行动；效果数据；einstein工具箱；统计；效能评估

effectiveness evaluation method based on statistical analysis of operations

cheng kai1*, zhang rui1, zhang hong.jun1, che jun.hui 2

1. engineering institute of corps of engineers, pla university of science and technology, nanjing jiangsu 210007, china

;

2. nanjing army command college, nanjing jiangsu 210045, china

abstract:

the effective data of actions show a significant randomness because of lots of uncertain elements in the course of action. in order to explore the rules of warfare which hide behind the data, research on effectiveness evaluation problems based on statistical analysis method. analyze the basic concept of action and its effectiveness. with the simulation data produced by enhanced irreducible semi.autonomous adaptive combat neural simulation toolkit(einstein), use a single, a group and multi group experimental methods to study the statistical characteristics of offensive actions and find that to a party who has a combat advantage, compared with increased number of personnel, the increased radius of firepower can achieve better operational results. on this basis, an evaluation method of action effectiveness is

proposed and validated with simulation data. so a feasible resolvent is provided to evaluate the action effectiveness based on actual combat data.

the effect data of actions show a significant randomness because of lots of uncertain elements in the course of action. in order to explore the rules of warfare hidden behind the data, the effectiveness evaluation was studied based on statistical analysis method. the basic concept of action and its effectiveness were analyzed. with the simulation data produced by enhanced irreducible semi.autonomous adaptive combat neural simulation toolkit (einstein), a single, a group and multi group experimental methods were used to study the statistical characteristics of offensive actions and find out that to a party who has a combat advantage, compared with increased number of personnel, the increased radius of firepower can achieve better operational results. on this basis, an evaluation method of action effectiveness was proposed and validated with simulation data. therefore, a feasible resolution is provided to evaluate the action effectiveness based on actual combat data.

key words:

action; effect data; einstein tool; statistics; effectiveness evaluation

0 引言

普鲁士将军carl von clausewitz曾经说过“战争是不确定的王国，战争所依据的四分之三因素或多或少地被不确定性因素的迷雾包围着”1］。为了拨开战争不确定性这层迷雾，军事专家试图通过效能评估探寻战争中存在的规律，取得了许多有价值的研究

成果2-4］。效能评估问题一直是军事运筹领域研究的热点

［5-6］，作战行动是作战过程的核心元素，因此需要首先对作战行动的效能进行评估。为了降低评估中的随机性，文献［7］用不确定自信息量度量完成任务的程度，难点在于隶属函数的确定；文献［8］引入理想观察者分析法解决不确定决策效能评估问题，但是方法基于静态目标，缺乏对实际作战中动态目标的讨论；文献［9］对一种概率意义下的lanchester方程进行了统计分析；文献［10］通过统计检验的方法，实现了自行火炮行驶平顺性的统计评估。由

此可知统计分析的方法在处理随机性问题上具有诸多优势

［11-12］，但是目前在作战行动的效能评估中应用较少，而作战行动数据往往数量巨大，亟需一种可行的方法分析这些数据，从而发现作战过程中存在的统计性规律。

由于影响部队作战不确定因素多，作战行动在不同条件下产生的效果数据具有随机性大的特点，故本文针对作战行动效果数据采用统计分析的方法，研究它们的整体结构特征以及数据之间的量化关系，进而根据统计特征推断作战行动间存在的一般规律，最终达到评估作战行动效能的目的。

1 基本概念

作战行动是为遂行作战任务而采取的持续性活动。目前我军在作战模拟领域将其定义为作战单元在特定战场环境下的不可分或不必要在分的基本战斗行为。相应的，美军在任务空间概念模型中［13］采用eati模板的方法抽象出作战过程中最小的原子行为——动作。

虽然这两种定义在表述上有所不同，但从本质来说它们是一致的，都突出了不可再分、原子性的特点。为了方便讨论，本文将这种基本的行为统一称为作战行动。在实际的军事问题中，作战行动

的不可再分性通常是相对的，取决于所研究问题的层次。

作战行动的效能是衡量行动效果与任务需求的重合度，通过一定的公式或算法来量化这个程度的大小，即效能值是效果和需求的函数14］。可见，作战行动的效能最终依赖于行动效果中的可观测的量、表达需求的参数以及这两者进行比较的方法，而作战行动效果数据就是这些可观测的量，例如机动的速度，使敌遭受的人员

伤亡率等。

2 作战行动效果数据统计分析

einstein系统15］是由美国海军陆战队发展司令部在战斗模拟系统(irreducible semi.autonomous adaptive combat，isaac)的基础上，研制的一种作战仿真平台。系统基于agent技术构建，为研究陆军作战中不确定性、非线性等战争复杂性问题提供了新的工具。因此本文基于einstein仿真数据，分别从单次仿真实验分析、单组仿真实验分析、多组仿真实验分析三个角度，探讨多种兵力和武器配比方案下的仿真结果，以期发现不同条件下作战过程中

存在的统计性规律，为作战行动的效能评估打下良好基础。

数据链系统效能评估框架研究

收稿日期：２００８ ０９ １５修回日期：２００８ １２ ２８ 基金项目：“十一五”装备预研基金资助项目（５１３０４０２０５） 作者简介：任 培（１９７８ ）， 男，河北石家庄人，博士研究生，主要研究方向：数据链建模与仿真、作战应用及效能评估方法等。 文章编号：１００２ ０６４０（２０１０）０１ ００４２ ０４ 数据链系统效能评估框架研究 任 培，周经伦，罗鹏程，王文政 （ 国防科技大学信息系统与管理学院，长沙４１００７３） 摘 要：研究了数据链系统效能评估相关概念及其对作战的影响机制，给出了数据链系统效能评价指标体系以及不同层 次指标的计算、 聚合方法。在此基础上形成数据链系统的效能评估框架，通过该框架可以指导数据链系统的效能评估，为数据链装备的发展及应用提供科学依据。 关键词：数据链，效能评估，指标体系，框架中图分类号：ＴＮ９ ０文献标识码：Ａ ﹢﹩ ┃ ┇ ━﹨┇ │ ┌┄┇─ ┄┇﹦ ┉ ┋ ┃ ┈┈﹦┋ ━┊ ┉ ┄┃ ┄ ﹥ ┉ ━ ┃─ ┎┈┉ │ ＲＥＮＰｅｉ，ＺＨＯＵＪｉｎｇ ｌｕｎ，ＬＵＯＰｅｎｇ ｃｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｎ ｚｈｅｎｇ （爳牅牎牗牗牓牗牊爤牕牊牗牜牔牃牠牏牗牕爳牪牞牠牉牔＆爩牃牕牃牋牉牔牉牕牠，爫牃牠牏牗牕牃牓爺牕牏牤牉牜牞牏牠牪牗牊爟牉牊牉牕牞牉爴牉牅牎牕牗牓牗牋牪，爞牎牃牕牋牞牎牃４１００７３，爞牎牏牕牃 ）﹢ ┈┉┇ ┉：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｌｉｎｋｓｙｓｔｅｍａｓ ｗｅｌｌａｓｔｈｅｗａｙｉｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｃｏｍｂａｔｐｒｏｇｒｅｓｓ Ｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｂｅｌｏｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌａｒｅｇｉｖｅｎ Ｕｐｏｎｔｈａｔ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｇｅｎｅｒａｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｌｉｎｋｓｙｓｔｅｍ Ｗｅｂｅｌｉｅｖｅｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｔｏｂｅａｇｏｏｄｒ ｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｌｉｎｋｓｙｓｔｅｍ ┎┌┄┇ ┈：ｄａｔａｌｉｎｋ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍ，ｆｒａｍｅｗｏｒｋ 引言 高技术条件下的现代战争，作战样式已经由以 平台为中心转向以网络为中心，对抗方式也从单纯 的武器对武器、 平台对平台的对抗，发展到由指挥控制系统、侦察监视系统、联合火力打击系统等各种系统构成的作战体系的对抗。这种体系对抗的胜负不是取决于某一种或者某几种参战的武器装备，而是取决于所有参战武器装备所构成的体系的整体作战效能。这就在客观上要求不同的武器系统之间实现互联、互通和互操作，各种资源被充分共享。通过数据链，可以将众多复杂的武器平台以及指挥控制平 台有机地连为一体， 实现战场态势共享，缩短决策时间，提高指挥控制速度及协同作战能力，更好地发挥体系的整体作战效能。目前，军事强国已将数据链应用于近年来的几次局部战争，获得了很好的实战效 果。美军对Ｆ １５装备Ｌｉｎｋ １６数据链后的作战效能变化情况的研究结果表明，在其他条件相同的情况下，Ｆ １５装备Ｌｉｎｋ １６数据链后，无论是在日间作战还是在夜间作战，杀伤率取得了约２ ５倍的改善［１］ 。 １数据链系统效能评估相关概念 数据链是指装备在作战单元上的数据通信与处理系统，该系统不仅具有传统的通信设备功能，能够 按照约定的通信协议， 通过有线或者无线信道实时、可靠、安全、保密的收发格式化的信息，构成一个数据通信网络，还可以对接收到的各种信息（本单元的传感器信息、武器装备信息以及从其他作战单元接 收的信息） 进行（融合）处理，在一定程度上实现相对导航、敌我识别、武器引导、态势共享等功能。其构成如图１所示→←→←→←→→ 。 图 数据链装备的构成 信宿 数据链装备 收发 设备数据终端设备加密解密设备战术数据系统信源战术数据系统：将信源的各种信息经过一定的 处理，按照约定的报文格式生成报文；同时将从其他 Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１Ｊａｎ，２０１０ 火力与指挥控制 ＦｉｒｅＣｏｎｔｒｏｌ＆ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ第３５卷第１期 ２０１０年１月

基于统计分析的作战行动效能评估方法

基于统计分析的作战行动效能评估方法 摘要:由于作战过程中不确定因素多，作战行动效果数据表现出显著的随机性。为了探索效果数据背后隐藏的作战规律，基于统计分析的方法研究作战行动效能的评估问题。分析了作战行动及其效能的基本概念，针对增强最简半自治适应性作战神经网络工具箱(enhanced irreducible semi-autonomous adaptive combat neural simulation toolkit，einstein)产生的仿真数据采用单次、单组以及多组实验分析的手段，研究进攻行动效果数据的统计特征，发现对于具有作战优势的一方，相比通过增加作战人数而言，提高火力半径能够取得更好的作战效果。在此基础上，提出一种作战行动效能的评估方法，并结合仿真数据进行了验证，从而为基于实际训练效果数据的效能评估提供可行的解决方案。 关键词:作战行动；效果数据；einstein工具箱；统计；效能评估 effectiveness evaluation method based on statistical analysis of operations cheng kai1*, zhang rui1, zhang hong.jun1, che jun.hui 2

1. engineering institute of corps of engineers, pla university of science and technology, nanjing jiangsu 210007, china ; 2. nanjing army command college, nanjing jiangsu 210045, china abstract: the effective data of actions show a significant randomness because of lots of uncertain elements in the course of action. in order to explore the rules of warfare which hide behind the data, research on effectiveness evaluation problems based on statistical analysis method. analyze the basic concept of action and its effectiveness. with the simulation data produced by enhanced irreducible semi.autonomous adaptive combat neural simulation toolkit(einstein), use a single, a group and multi group experimental methods to study the statistical characteristics of offensive actions and find that to a party who has a combat advantage, compared with increased number of personnel, the increased radius of firepower can achieve better operational results. on this basis, an evaluation method of action effectiveness is

空对地作战效能评估研究_贾秋锐

第31卷 第2期2010年6月 制 导 与 引 信 GUIDANCE &FU ZE V ol.31N o.2Jun.2010 文章编号:1671-0576(2010)02-0001-03 空对地作战效能评估研究 贾秋锐, 佟惠军, 孙媛媛 (空军航空大学航空军械工程系,吉林长春130022) 摘 要:为研究空对地作战效能评估的问题,提出了空对地作战效能评估指标。建立了各指标的数学模型,并确立了考虑空对地攻击战术对抗双方存在火力对抗和电子对抗情况下 效能评估模型的修正方法。使用该模型,能够为部队单次空对地战术攻击训练和实战提供战斗效能数据,找出攻击过程中的薄弱环节,并能够对空对地武器装备发展提供效能评估意见。 关键词:作战效能;对抗措施;空对地;概率中图分类号:TJ762.21 文献标识码:A Evaluation Research for Air to Ground Operational Ectiveness J I A Qiu -rui, T ON G H ui -j un, S UN Yuan -y uan (Aviatio n Or dance Engineering Departm ent,Aviation U niv ersity of the Airforce,Changchun Jilin 130022,China) Abstract:For researching the operational ectiveness evaluation of air to gr ound combat,its index is br oug ht forw ard.Math model o f each index is established,and co rrective method of efficiency evaluation w hen firepow er countermeasure and electronic co unter measur e are ex isted.It can prov ide combat efficiency data for tro op w hen air to gr ound tactics attack tr aining and battling.T he w eakness tache can be fo und in the course of attacking,and can pro vide efficiency ev aluatio n idea for the development of air to gr ound w eapon equipment. Key words:oper ational effectiveness;counterm easure;air to g round;pro bability 收稿日期:2010-01-07 作者简介:贾秋锐(1964-),男,副教授,主要从事航空兵器运用工程的研究。 0 引言 由于机载对地武器系统和地面防空武器系统的发展,空对地作战在战术上呈现出多样化的趋势。评价空对地作战效能,通过数据说明单次战 术的作战效果,能够给出影响空对地作战的关键 因素,可为选择不同种类武器、不同战术组合而达成战术目的提供理论参考,为发展新型空对地武器提供理论依据。 实际的空对地战术行动过程都包含着许多因素和条件,其中有些是主要的,起重要作用的;有些是从属的,起次要作用的。科学合理地选择空对地作战评估指标是一项非常关键问题。它在装备、技术发展不同阶段应该具有不同的解决方式,因而空对地作战评估指标体系也应不是一成不变