信息化戰爭評估模型研究

李婉婷

（吉林師范大學，吉林四平136000）

信息化戰爭評估模型研究

李婉婷

（吉林師范大學，吉林四平136000）

隨著我國海權意識的增強及現代高技術條件海戰的需要，海上艦艇編隊的作戰能力已成為海防的首要任務。在分析經典蘭徹斯特方程的基礎上，通過引入信息作戰能力系數以及戰斗暴露系數，對經典蘭徹斯特方程進行變換，提出建立更適合信息化戰爭的蘭徹斯特戰斗模型，即宏觀的信息化戰爭評估模型。

防空反導；非線性優化模型；抗飽和攻擊；沖突證據合成法

0 引言

在現代化局部海戰中，水面艦艇編隊的防空作戰主要通過編隊的外層防空、區域防空和單艦點防御來實現，采取偵查、預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。隊形配置是影響水面艦艇編隊防空能力的重要因素，選擇適當的防空艦艇編隊隊形，才能最大限度地發揮各艦的防御效能，提高編隊的整體對空防御能力。同時還要充分考慮編隊的抗飽和攻擊能力、空中信息支援及雷達和通信系統遭到干擾或癱瘓時的作戰能力。

建立宏觀的戰略級信息化戰爭評估模型，使其能從一般意義上反映信息化戰爭的規律和特點，利用模型分析研究信息系統、指揮對抗、信息優勢、信息系統穩定性，以及其他信息化條件下作戰致勝因素的相互關系和影響。并通過信息化戰爭的經典案例，例如著名的海灣戰爭，對模型加以驗證。

1 信息化戰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：假設編隊各艦上防空導彈的型號相同，數量充足；假設敵方導彈超低空來襲，即海軍編隊各艦上防空導彈的高度影響不必考慮；假設編隊各艦上防空導彈的速度一直是它的平均速度，平均速度為816 m/s；假設編隊中任意一艘艦發現目標，其余艦都可以共享信息，并由指揮艦統一指揮各艦進行防御；假設來襲導彈的航程近似為直線；假設編隊各艦發現來襲導彈的隨機變量在導彈與該艦之間距離為20～30千米時服從均勻分布；假設不考慮每次攔截敵方來襲導彈所使用的防空導彈數量。

2 信息化戰爭評估模型建模與求解

2.1 模型的建立

2.1.1 關于蘭徹斯特法

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行過程以及仿真結果來進行評估的方法。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行評估，主要有蘭徹斯特方程法、指數法、模特卡羅法三種。其中蘭徹斯特方程是用一個耦合的常微分方程組表示作戰的數學模型，它的主要特點在于考慮了戰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域射擊，且為視線不良地區的作戰；平方律適用于雙方均采用區域射擊，且用于空曠地戰。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。但由于現代技術高速發展，界定“看得見”和“看不見”的標準已發生改變。

從查閱的資料可知，傳統蘭徹斯特方程用于描述部隊兵力對峙的變化情形，但由于科學技術的不斷發展，軍事形態由機械化轉向信息化，從公式上可以看出原方程組已反應不出技術對戰爭的影響，如海灣戰爭。因此，本文對原方程組進行改進，提出新的制勝因素，建立適用于信息化戰爭的蘭徹斯特戰斗模型。

2.1.2 建立蘭徹斯戰斗模型（宏觀信息化戰爭評估模型）

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

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

2.2 模型的求解

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

線性律方程：

平方律方程：

修訂后的戰斗模型：

3 模型的評價

3.1 模型優點

宏觀的戰略級信息化戰爭評估模型，從一般意義上反映信息化戰爭的規律和特點，研究了信息系統、指揮對抗、信息優勢、信息系統穩定性，及其他戰爭制勝因素的相互關系和影響，對于現代化戰爭具有重要的理論意義和實用價值。

3.2 模型缺點

在求解問題過程中，對一些問題模型使用了一些假設，但是還缺少對該假設的證明，同時也缺少一些數據修整的優化方法。

4 小結

信息化作戰是未來世界戰場上的主導形式，是對傳統作戰方式的創新性變革。加快信息化作戰指揮體系和信息網絡的建設已經成為各國增強軍事力量的重要措施和發展方向。我國要投入更多的人力、物力、財力，建設和完善我國信息化作戰體系，增強信息化作戰能力，提升綜合國防和軍事實力。建立宏觀的信息化戰爭評估模型，具有重要的理論意義和實用價值。

[1]姜魯東,余家祥,斗計華.水面艦艇編隊區域防空導彈目標分配模型研究[J].現代防御技術,2012(3):29-33.

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

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

[4]劉生學,王公寶.同時面臨防空和防潛的水面艦艇編隊隊形評估研究[J].兵工自動化,2015(7):79-82.

[5]顧宏波,黃麗莉.信息化戰爭直接經濟損失評估模型研究[J].軍事運籌與系統工程,2014(2):38-40.

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

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

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

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

[10]孔紅山,張明清,唐俊.蘭徹斯特方程的系統動力學模型研究[J].計算機工程與設計,2011(8):2789-2791.

[11]占棟輝,陳剛,張宏軍,等.現代化戰爭條件下的蘭徹斯特戰斗模型[J].計算機工程與應用,2013(15):246-248.

［責任編輯：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“中關村青聯杯”全國研究生數學建模競賽項目

李婉婷（1992-），女，遼寧黑山人，碩士，研究方向：運籌學與控制論。