李婉婷

（吉林師范大學(xué)，吉林四平136000）

信息化戰(zhàn)爭評估模型研究

李婉婷

（吉林師范大學(xué)，吉林四平136000）

隨著我國海權(quán)意識的增強(qiáng)及現(xiàn)代高技術(shù)條件海戰(zhàn)的需要，海上艦艇編隊(duì)的作戰(zhàn)能力已成為海防的首要任務(wù)。在分析經(jīng)典蘭徹斯特方程的基礎(chǔ)上，通過引入信息作戰(zhàn)能力系數(shù)以及戰(zhàn)斗暴露系數(shù)，對經(jīng)典蘭徹斯特方程進(jìn)行變換，提出建立更適合信息化戰(zhàn)爭的蘭徹斯特戰(zhàn)斗模型，即宏觀的信息化戰(zhàn)爭評估模型。

防空反導(dǎo)；非線性優(yōu)化模型；抗飽和攻擊；沖突證據(jù)合成法

0 引言

在現(xiàn)代化局部海戰(zhàn)中，水面艦艇編隊(duì)的防空作戰(zhàn)主要通過編隊(duì)的外層防空、區(qū)域防空和單艦點(diǎn)防御來實(shí)現(xiàn)，采取偵查、預(yù)警攔截以及近程干擾抗擊的分層防空等手段，建立縱深的立體防空體系。隊(duì)形配置是影響水面艦艇編隊(duì)防空能力的重要因素，選擇適當(dāng)?shù)姆揽张炌Ь庩?duì)隊(duì)形，才能最大限度地發(fā)揮各艦的防御效能，提高編隊(duì)的整體對空防御能力。同時(shí)還要充分考慮編隊(duì)的抗飽和攻擊能力、空中信息支援及雷達(dá)和通信系統(tǒng)遭到干擾或癱瘓時(shí)的作戰(zhàn)能力。

建立宏觀的戰(zhàn)略級信息化戰(zhàn)爭評估模型，使其能從一般意義上反映信息化戰(zhàn)爭的規(guī)律和特點(diǎn)，利用模型分析研究信息系統(tǒng)、指揮對抗、信息優(yōu)勢、信息系統(tǒng)穩(wěn)定性，以及其他信息化條件下作戰(zhàn)致勝因素的相互關(guān)系和影響。并通過信息化戰(zhàn)爭的經(jīng)典案例，例如著名的海灣戰(zhàn)爭，對模型加以驗(yàn)證。

1 信息化戰(zhàn)爭評估模型建立的條件

為了使問題更加清晰，對建模問題做以下假設(shè)：假設(shè)編隊(duì)各艦上防空導(dǎo)彈的型號相同，數(shù)量充足；假設(shè)敵方導(dǎo)彈超低空來襲，即海軍編隊(duì)各艦上防空導(dǎo)彈的高度影響不必考慮；假設(shè)編隊(duì)各艦上防空導(dǎo)彈的速度一直是它的平均速度，平均速度為816 m/s；假設(shè)編隊(duì)中任意一艘艦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，其余艦都可以共享信息，并由指揮艦統(tǒng)一指揮各艦進(jìn)行防御；假設(shè)來襲導(dǎo)彈的航程近似為直線；假設(shè)編隊(duì)各艦發(fā)現(xiàn)來襲導(dǎo)彈的隨機(jī)變量在導(dǎo)彈與該艦之間距離為20～30千米時(shí)服從均勻分布；假設(shè)不考慮每次攔截?cái)撤絹硪u導(dǎo)彈所使用的防空導(dǎo)彈數(shù)量。

2 信息化戰(zhàn)爭評估模型建模與求解

2.1 模型的建立

2.1.1 關(guān)于蘭徹斯特法

仿真評估法，是通過建立評估對象的仿真模型，通過研究模型的仿真運(yùn)行過程以及仿真結(jié)果來進(jìn)行評估的方法。定量仿真評估法是其主要方法，是通過建立定量的仿真模型進(jìn)行評估，主要有蘭徹斯特方程法、指數(shù)法、模特卡羅法三種。其中蘭徹斯特方程是用一個(gè)耦合的常微分方程組表示作戰(zhàn)的數(shù)學(xué)模型，它的主要特點(diǎn)在于考慮了戰(zhàn)斗過程的幾種可量化因素，用較簡單的確定性解析方程描述所考慮因素對兵力損耗的客觀約束關(guān)系。

另外，蘭徹斯特線性律和平方律的基本界定為：線性律適用于雙方均為區(qū)域射擊，且為視線不良地區(qū)的作戰(zhàn)；平方律適用于雙方均采用區(qū)域射擊，且用于空曠地戰(zhàn)。即線性律建立在雙方“看得見”的情況。平方律建立在雙方“看不見”的情況下。但由于現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展，界定“看得見”和“看不見”的標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)生改變。

從查閱的資料可知，傳統(tǒng)蘭徹斯特方程用于描述部隊(duì)兵力對峙的變化情形，但由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，軍事形態(tài)由機(jī)械化轉(zhuǎn)向信息化，從公式上可以看出原方程組已反應(yīng)不出技術(shù)對戰(zhàn)爭的影響，如海灣戰(zhàn)爭。因此，本文對原方程組進(jìn)行改進(jìn)，提出新的制勝因素，建立適用于信息化戰(zhàn)爭的蘭徹斯特戰(zhàn)斗模型。

2.1.2 建立蘭徹斯戰(zhàn)斗模型（宏觀信息化戰(zhàn)爭評估模型）

信息化戰(zhàn)爭的大環(huán)境包括兩方面。一方面，在時(shí)域上，雷達(dá)探測到的為“看得見”，而敵方通過電子干擾等手段使得雷達(dá)檢測不到的為“看不見”；另一方面，在偵查壓制時(shí)，偵查能力很弱為“看不見”，而在反壓制時(shí)，偵查能力強(qiáng)為“看得見”。

因此本文在線性律和平方律的基礎(chǔ)上建立了新的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭條件下的戰(zhàn)斗模型，并引入紅、藍(lán)雙方的信息作戰(zhàn)能力系數(shù)和戰(zhàn)爭暴露系數(shù)、，對戰(zhàn)斗模型進(jìn)行修訂，如下式。這里、，其中為紅、藍(lán)方的偽裝能力系數(shù)，為紅、藍(lán)方的偵查能力系數(shù))，為戰(zhàn)爭使用信息的能力。

2.2 模型的求解

由上式建立的新戰(zhàn)斗模型看出它受多種因素的影響，故在信息化戰(zhàn)爭中影響戰(zhàn)爭制勝因素有很多，本文只舉例說明。利用差分的方法來對戰(zhàn)爭雙方的兵力情況進(jìn)行求解，下面將線性律和平方律以及修訂后的戰(zhàn)斗模型轉(zhuǎn)化為差分方程的形式：

線性律方程：

平方律方程：

修訂后的戰(zhàn)斗模型：

3 模型的評價(jià)

3.1 模型優(yōu)點(diǎn)

宏觀的戰(zhàn)略級信息化戰(zhàn)爭評估模型，從一般意義上反映信息化戰(zhàn)爭的規(guī)律和特點(diǎn)，研究了信息系統(tǒng)、指揮對抗、信息優(yōu)勢、信息系統(tǒng)穩(wěn)定性，及其他戰(zhàn)爭制勝因素的相互關(guān)系和影響，對于現(xiàn)代化戰(zhàn)爭具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

3.2 模型缺點(diǎn)

在求解問題過程中，對一些問題模型使用了一些假設(shè)，但是還缺少對該假設(shè)的證明，同時(shí)也缺少一些數(shù)據(jù)修整的優(yōu)化方法。

4 小結(jié)

信息化作戰(zhàn)是未來世界戰(zhàn)場上的主導(dǎo)形式，是對傳統(tǒng)作戰(zhàn)方式的創(chuàng)新性變革。加快信息化作戰(zhàn)指揮體系和信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已經(jīng)成為各國增強(qiáng)軍事力量的重要措施和發(fā)展方向。我國要投入更多的人力、物力、財(cái)力，建設(shè)和完善我國信息化作戰(zhàn)體系，增強(qiáng)信息化作戰(zhàn)能力，提升綜合國防和軍事實(shí)力。建立宏觀的信息化戰(zhàn)爭評估模型，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

[1]姜魯東,余家祥,斗計(jì)華.水面艦艇編隊(duì)區(qū)域防空導(dǎo)彈目標(biāo)分配模型研究[J].現(xiàn)代防御技術(shù),2012(3):29-33.

[2]姜魯東,孫建華,余家祥.艦艇護(hù)航編隊(duì)防空隊(duì)形配置方法研究[J].艦船電子工程,2014(2):19-21.

[3]李微波,傅調(diào)平,鄢力,等.基于模糊綜合評判的艦艇編隊(duì)防空隊(duì)形優(yōu)化研究[J].艦船電子工程,2012(4):25-27.

[4]劉生學(xué),王公寶.同時(shí)面臨防空和防潛的水面艦艇編隊(duì)隊(duì)形評估研究[J].兵工自動(dòng)化,2015(7):79-82.

[5]顧宏波,黃麗莉.信息化戰(zhàn)爭直接經(jīng)濟(jì)損失評估模型研究[J].軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程,2014(2):38-40.

[6]周敏龍,余濱,段采宇.信息化戰(zhàn)爭條件下軍事需求分析：信息化戰(zhàn)爭相關(guān)概念與特點(diǎn)[J].國防科技,2007(1): 58-60.

[7]王鈞軻,姜子凱.探究海灣戰(zhàn)爭中的信息化作戰(zhàn)的特點(diǎn)[J].中國新通信,2015(16):9-10.

[8]吳強(qiáng),姜禮平,季傲.基于模糊集和D-S證據(jù)理論的空中作戰(zhàn)目標(biāo)識別[J].指揮控制與仿真,2015(4):54-58.

[9]馬良,姜青山,汪浩,等.基于火力協(xié)同的艦艇編隊(duì)抗飽和攻擊能力建模[J].艦船科學(xué)技術(shù),2010(11):109-112.

[10]孔紅山,張明清,唐俊.蘭徹斯特方程的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2011(8):2789-2791.

[11]占棟輝,陳剛,張宏軍,等.現(xiàn)代化戰(zhàn)爭條件下的蘭徹斯特戰(zhàn)斗模型[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2013(15):246-248.

［責(zé)任編輯：秦錦文］

Research on the Evaluation Model of Information Warfare

LI Wanting
(Jilin Normal University,Siping 136000,China)

With the enhancement of sea power consciousness and the need of modern high technology naval warfare,the fleet's combat capability has become the primary task of coastal defense.Based on the analysis of classical Lanchester equation,through the introduction of information warfare ability coefficient and combat exposure coefficient,the researcher transforms the classical Lanchester equation,and proposes the Lanchester warfare model which is more suitable for information warfare,i.e.the macroscopic information warfare evaluation model.

Air Defense and Anti-missile;nonlinear optimization model;anti saturation attack;conflict evidence synthesis

E911

A

2095-5928（2016）01-47-03

10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.01.014

2015-09-15

第十二屆“中關(guān)村青聯(lián)杯”全國研究生數(shù)學(xué)建模競賽項(xiàng)目

李婉婷（1992-），女，遼寧黑山人，碩士，研究方向：運(yùn)籌學(xué)與控制論。