CN107944694A - 一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法 - Google Patents

一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法 Download PDF

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CN107944694A
CN107944694A CN201711164080.4A CN201711164080A CN107944694A CN 107944694 A CN107944694 A CN 107944694A CN 201711164080 A CN201711164080 A CN 201711164080A CN 107944694 A CN107944694 A CN 107944694A
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赵晓东
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Abstract

本发明公开了一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法，包括：构建装备保障任务—力量—方式—行动匹配关系方法；预判装备保障关节点，实现战场保障指挥控制方法；监控装备体系作战性能，实现对装备保障行动目标的实时化调控方法。本发明大大提高了装备保障的效率和效益，可行性和有效性高，能够为构建适应信息化体系作战需求的装甲机械化部队战时装备保障新理论、新模式奠定研究基础，为装甲机械化部队遂行战时装备保障实践提供思路和对策。

Description

一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法
技术领域
本发明涉及装备保障仿真技术领域，尤其是涉及一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法。
背景技术
装备保障仿真已经成为研究和解决装备保障问题的重要方法和手段，解析分析法是其中常用的一种方法。解析分析法以概率论、统计学、微积分等数学理论和方法为基础，通过对已知的数据进行分析，建立数学模型，从而实现问题的研究与优化。
随着战争形态从机械化向信息化转变，我军传统的战时装甲装备保障模式已难以满足信息化条件下联合作战对装甲装备保障的需求，既制约了信息化条件下战时装甲装备保障观念的转变和保障方式的创新，又制约了新的保障技术、新的保障方法在战时装甲装备保障上的运用。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法，包括如下步骤：
S1、构建装备保障任务—力量—方式—行动匹配关系方法；
S2、预判装备保障关节点，实现战场保障指挥控制方法；
S3、监控装备体系作战性能，实现对装备保障行动目标的实时化调控方法。
作为一种优选的技术方案，步骤S1包括如下具体步骤：
(1)构建保障任务—保障力量匹配关系，根据保障任务合理编配保障力量；根据保障任务的内容、特点，从保障力量规模、结构、单元要与保障任务匹配这三方面着手，对保障力量进行合理编配；采用菲尔德法，对保障任务—保障力量匹配关系进行评估，邀请相关专家，首先对保障力量规模、结构、单元在力量编配中的重要度进行评定，并经过一致性检验，得到s1、s2、s3，∑si＝1,i＝1,2,3；其次对保障力量规模、结构、单元与保障任务的匹配度进行评定，得到a1,a2,a3,0<ai<1,i＝1,2,3；最后对保障力量与保障任务的匹配度进行计算得出评估结果；并根据评估结果，分析匹配过程中的薄弱环节，加强装备保障力量的编配；
(2)构建保障力量—保障方式匹配关系，根据保障力量优化选择保障方式；装备保障力量与装备保障方式的匹配，主要包括装备保障力量的规模、结构、单元与不同的的保障方式之间的两两匹配，是一种双向选择的关系；保障方式之间既存在互斥关系，还存在互补关系，在构建匹配关系的过程中，要加强保障方式的选择与组合；采用菲尔德法，邀请相关专家首先对装备保障方式的重要度进行评估，分别对固定/机动保障方式、逐级/越级保障方式、网络支援/直达配送保障方式的评估分值为m1/1-m1、m2/1-m2、m3/1-m3，0≤mi≤1(i＝1，2，3)；其次，对保障方式—保障力量、结构、单元的匹配度进行评估，分别赋值bij或b'ij，0≤bij或b'ij≤1(i,j＝1,2,3)；最后，对保障力量—保障方式综合匹配度进行计算，并根据计算结果，分析匹配效果，设计保障方式组合；
保障方式之间存在互斥关系时，匹配值计算公式为：
P＝s1*b11*m1-s2*b'12*(1-m1)+s3*b13*m1 (1)
保障方式之间存在互补关系时，匹配值计算公式为：
P＝s1*b11*m1+s2*b12*m1+s3*b13*m1 (2)
(3)构建保障方式—保障行动匹配关系，根据保障方式科学设计保障行动方案；在确定保障方式组合的基础上，根据不同保障方式的特点，对保障行动步骤进行设计，制定出最高效的保障行动方案；制定行动方案按照如下步骤进行：
1)根据保障任务—保障力量的匹配，分析保障力量与装备体系对比；
2)根据保障力量—保障方式的匹配，制定相应的机动计划；
3)根据保障方式—保障行动的匹配，确定保障指挥和控制措施以及最低限度所需的机动控制措施；
4)准备行动方案说明和略图；
行动方案必须经过推演，且符合装备指挥员的意图和作战构想。
作为一种优选的技术方案，步骤S2包括如下具体步骤：
(1)根据装备体系部署，确定装备保障目标，按照如下步骤进行：
1)确定保障关节时间坐标，面向装备体系的作战运用；通过评估、监控、评定装备体系作战性能，找准影响装备作战能力的关键环节，对应作战准备、进行、结束阶段的关键行动，突出装备体系保障的关节点，加强装备保障行动的针对性，保障关节的时间坐标与采取关键行动的坐标吻合；
2)确定保障关节地域分布，将关节转化为目标；根据装备担负的作战任务和重要性，将体系作战中装备体系节点分为四种类型，一是中枢型体系节点，即装备体系的关节点，如装备指挥控制车、装备通信枢纽、装备情报车，是装甲机械化部队装备作战系统结构的重心；二是战场结构型体系节点，如处于重要高地、桥梁、交通枢纽等一些重要目标和地域的装甲装备，它们对战局的发展和敌我行动态势及所处地位的转换有着重要意义；三是节奏性体系节点，主要指承担特种作战、保障任务的装备，如进行点穴式打击或蛙跳式保障行动的装备等，其主要目的是破坏敌作战行动在全局上的连续性和整体性；四是意志型体系节点，主要指在作战全过程或某一阶段中所特别关注的拳头装备，如功勋号装备等，这些节点对其作战意志起重要支撑作用；根据装备体系的战场构成与部署，明确装备体系节点的战场坐标，并根据作战态势与战场结构可能的变化，确定保障关节地域分布，对各型节点进行分类排序，最终得到保障目标序列Wi(xi,yi,zi)；
(2)根据装备保障关节点分布，确定保障指挥流程；面向作战性能的装备保障，指挥流程的新内容主要包括两项，一是通过监控装备体系作战性能变化实时调整装备保障方案；二是通过评估装备保障效果协调控制装备保障行动；
(3)根据装备指挥流程，拟定战场保障指挥控制计划，按照如下步骤进行：
1)构建指挥控制目标体系；保障目标即指挥控制目标，根据保障目标序列确定指挥控制目标体系；
2)制定保障任务—时间—资源分配方案，具体包括：
步骤一：任务—时间—资源分析；
①分析时间与任务之间的关系，明确各项任务的开始时间，结束时间和完成时间；
②分析时间与资源之间的关系，明确资源的增减与完成任务所需时间量之间的关系；
③分析每种资源对完成任务的支持程度，及使用方式；
步骤二：方案整合与输出；
①在完成任务—时间—资源分析的基础上，制定出相应的分配预案，并邀请相关专家对各预案进行合理性评审；
②将评审后的预案进行整合，特别要考虑到突发情况对各预案的干扰，即要对突发情况留下充足的处置空间；
③最后对整合的方案进行合理性评审，最终输出方案，提交给装备保障指挥机构；
3)明确指挥控制约束；根据作战过程中的主观和客观的约束条件，明确战场指挥控制约束准则。
作为一种优选的技术方案，体系作战中装备体系节点分为四种类型，中枢型体系节点、战场结构型体系节点、节奏性体系节点和意志型体系节点，如果某一节点兼具多种类型，跨越层级越多，则说明该节点重要度越高，步骤S3包括如下具体步骤：
(1)运用人工神经网络方法，根据作战性能变化，形成装备体系节点保障决策；运用人工神经网络方法，实现计算机生成兵力(CGF)中的装备体系节点保障决策；通常情况下，设所有节点完好状态下各项性能为1，且随时间呈下降趋势；假设时刻t0、t1，装备体系节点的作战性能分别为i＝1,2,3,4,5，从起始时刻t0到时刻t1，装备体系节点的作战性能由变化为变化值为如果在时刻t1，装备体系节点的战场感知性能指控协同性能精确打击性能快速部署性能可靠防护性能且从t0到时刻t1,当且仅当战场感知性能变化与指控协同性能变化小于0.1时，对该节点的决策为不保障，否则保障；根据以上智能决策规则，建立一个神经搜索网络；从起始时刻t0到时刻t1，通过作战性能相对变化计算作战性能项的取值，首先根据某项性能变化，对这些属性项的值域进行适当划分，生成模式；例如，根据战场感知性能变化，将其取值分为分别用二进制逻辑量x2，x3来表示，每个条件成立时，对应逻辑量取值为1，否则为0；同样根据指挥信息性能变化分别用二进制逻辑量x5，x6来表示；于是，利用作战性能项得到二进制逻辑量x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8，x9，根据9个逻辑量的不同取值，得到4个模式；
模式记忆层中的第k个神经元hk与输入X＝[x1x2x3x4x5x6x7x8x9]T的关系为：
其中，连接权重：
阀值：
整理得到公式：
当输入Xk时,决策输出层k为hk到达y的权重；
当输入模式X21＝[1 1 0 1 1 0 1 1 1],确定X21到h21的权重w21＝[1 1 -1 1 1 -11 1 1]，h21达到y的权重为1，输出y＝1·h11+1·h12+1·h21+1·h22，所以h11＝h12＝h22＝0，h21＝1；决策结论为y＝1，即“保障”；
同理，可实现对各个装备体系节点的保障决策；
(2)根据装备体系节点保障决策，调整装备保障行动目标序列；通过多属性决策，对决策结果为保障的装备体系节点进行合理化排序，形成装备保障行动目标序列；多属性目标决策的数学模型为：
其中，R—决策结果为“保障”的装备体系节点集合；δi—节点xi重要度的优序数，其值越大说明重要度越高；根据δi值的大小对xi进行排序，形成保障行动目标序列；节点类型有四种，即中枢型、结构型、节奏型和意志型；假设节点层级有四级，分别为师(旅)、团、营、连；作战性能Pit1的值域为[0，1]，作战性能变化的值域为[0，1]；计算步骤为：
1)量化各属性，采用模糊数学法，对各属性进行定量化描述，得到的属性集由隶属函数来刻画，最后进行归一化处理，将最大值取为1；
2)确定各属性权值；属性的权值是指各属性对节点重要度影响的大小，第i项属性的权值构成向量记为
其中n为属性总数，采用简单加性加权(SAW)法，将得到权重ωij，再按
求得归一化权重系数；
3)计算优序值，采用简单加性加权法，按下列公式计算：
其中，f(xi)为属性量化函数，最后根据δi值的大小进行排序，得到保障行动目标序列，目标决定任务，同理可得到保障任务序列，并据此调配保障力量，选择保障方式，开展保障行动；
(3)反馈装备体系作战性能，调控装备保障行动；通过计算作战部队装备数量，分析装备部件损伤以及装备损失对装备体系作战性能影响程度，综合衡量装备体系作战性能在作战过程中的实时变化情况，并根据作战运用要求提出对战损装备的保障需求进行评估，调控装备保障行动的目标、方式以及力量编配等，明确装备保障行动约束；具体按照如下步骤进行：
1)装备体系作战性能反馈；装备体系是由一定数量、比例、种类的装备个体组成，对装备体系的保障必须先重“质”——即要先强调体系节点的保障，再重“量”——即实现对所有装备的保障；采取菲尔德法，将对不同专家的意见调查汇总、计算，得到不同装甲装备作战性能权重分析；装甲机械化团装甲装备主要由装甲指挥车、坦克、装甲运输车等组成，装甲装备个体的作战性能及其有机的组合、耦合、融合，形成了装甲装备体系整体作战性能，将直接影响装甲机械化部队装备体系整体作战能力；通过菲尔德法，请专家对不同阶段不同装甲装备作战性能重要度进行评价；
2)装备保障行动调控约束；
步骤一、装甲装备体系节点优先保障；装甲团装甲装备主要包括中枢型节点装备与意志型节点装备，前者具备指挥车的功能；
步骤二、根据不同装甲装备作战性能重要度排序，进行保障目标优化，装甲装备作战性能与不同损伤部件的关联系数不同，对装备保障需求也就不同，对装甲装备进行维修、补给时，为节约保障力量、时间等其他资源，要根据装备作战性能系数大小对保障目标进行排序；
步骤三、根据战损装备位置分布，采取时间、空间就近原则对保障目标进行排序，此外，还应根据保障目标对其他装备作战性能影响程度进行分析，如战损装备的位置正好处于战场上某通道关键点上，可能会影响其他装甲装备整体机动性能发挥，此时装备必须优先保障。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明涉及的该面向作战性能的装备保障运行过程分析方法设计合理，针对体系作战条件下装甲机械化部队装备体系的作战运用而提出的基于作战性能的装甲装备保障，认真分析装甲机械化部队装备体系的构成，根据装备体系整体作战性能的变化情况，实时调整装备保障重点，找准影响装备体系整体作战能力发挥的节点，有针对性的进行装甲装备保障，使装备保障由“粗放型”转变为“精确型”，大大提高了装备保障的效率和效益，能够为构建适应信息化体系作战需求的装甲机械化部队战时装备保障新理论、新模式奠定研究基础，为装甲机械化部队遂行战时装备保障实践提供思路和对策。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明设计总体流程。
图2是本发明保障任务—力量—方式—行动匹配关系示意。
图3是本发明保障方式—保障行动匹配示意。
图4是本发明基于作战性能的装甲装备保障过程。
图5是本发明确定保障关节。
图6是本发明基于作战性能的装甲装备指挥流程。
图7是本发明任务—时间—资源分析。
图8是本发明方案整合与输出。
图9是本发明保障决策神经网络示例。
图10是本发明由目标形成任务示例。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～10，一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法，包括面向作战性能的装备保障运行过程分析方法的设计总体流程；构建装备保障任务—力量—方式—行动匹配关系方法；预判装备保障关节点，实现战场保障指挥控制方法；监控装备体系作战性能，实现对装备保障行动目标的实时化调控方法。
1)面向作战性能的装备保障运行过程分析方法的设计总体流程
设计总体流程如图1所示。设计总体流程主要包括：构建装备保障任务—力量—方式—行动匹配关系方法；预判装备保障关节点，实现战场保障指挥控制方法；监控装备体系作战性能，实现对装备保障行动目标的实时化调控方法三个步骤。
2)构建装备保障任务—力量—方式—行动匹配关系方法
保障行动自主化既是信息化体系作战中装备保障发展的趋势，又是运用基于作战性能的装甲装备保障要实现的目标。构建装备保障任务到装备保障行动直接关系，将保障力量编配、保障方式组合贯穿其中，逐“层”匹配，如图2所示。
1.构建保障任务—保障力量匹配关系，根据保障任务合理编配保障力量
根据保障任务的内容、特点，从保障力量规模、结构、单元(功能)要与保障任务匹配这三方面着手，对保障力量进行合理编配，如表1所示。
表1保障任务—保障力量匹配表
采用菲尔德法，对保障任务—保障力量匹配关系进行评估。邀请相关专家，首先对保障力量规模、结构、单元在力量编配中的重要度进行评定，并经过一致性检验，得到s1、s2、s3，∑si＝1,i＝1,2,3；其次对保障力量规模、结构、单元与保障任务的匹配度进行评定，得到a1,a2,a3,0<ai<1,i＝1,2,3；最后对保障力量与保障任务的匹配度进行计算得出评估结果。并根据评估结果，分析匹配过程中的薄弱环节，加强装备保障力量的编配。
2.构建保障力量—保障方式匹配关系，根据保障力量优化选择保障方式
装备保障力量与装备保障方式的匹配，主要包括装备保障力量的规模、结构、单元与不同的的保障方式之间的两两匹配，是一种双向选择的关系。保障方式之间既存在互斥关系(如固定保障与机动保障、逐级保障与越级保障、网络支援保障与直达配送保障)，还存在互补关系(如越级保障与直达配送保障等)，在构建匹配关系的过程中，要加强保障方式的选择与组合。图2中共包括18种匹配，如表2所示。
表2保障力量—保障方式匹配示例
采用菲尔德法，邀请相关专家首先对装备保障方式的重要度进行评估，分别对固定/机动保障方式、逐级/越级保障方式、网络支援/直达配送保障方式的评估分值为m1/1-m1、m2/1-m2、m3/1-m3，0≤mi≤1(i＝1，2，3)；其次，对保障方式—保障力量、结构、单元的匹配度进行评估，分别赋值bij或b'ij，0≤bij或b'ij≤1(i,j＝1,2,3)；最后，对保障力量—保障方式综合匹配度进行计算，并根据计算结果，分析匹配效果，设计保障方式组合。
保障方式之间存在互斥关系时，匹配值计算公式为：
P＝s1*b11*m1-s2*b'12*(1-m1)+s3*b13*m1 (1)
保障方式之间存在互补关系时，匹配值计算公式为：
P＝s1*b11*m1+s2*b12*m1+s3*b13*m1 (2)
3.构建保障方式—保障行动匹配关系，根据保障方式科学设计保障行动方案
在确定保障方式组合的基础上，根据不同保障方式的特点，对保障行动步骤进行设计，制定出最高效的保障行动方案。制定行动方案按照如下步骤进行：
——根据保障任务—保障力量的匹配，分析保障力量与装备体系对比；
——根据保障力量—保障方式的匹配，制定相应的机动计划(如果需要)；
——根据保障方式—保障行动的匹配，确定保障指挥和控制措施以及最低限度所需的机动控制措施，如图3所示；
——准备行动方案说明和略图。
行动方案必须经过推演，且符合装备指挥员的意图和作战构想。
3)预判装备保障关节点，实现战场保障指挥控制方法
1.根据装备体系部署，确定装备保障目标
(1)确定保障关节时间坐标
面向装备体系的作战运用，通过评估、监控、评定装备体系作战性能，找准影响装备作战能力的关键环节，对应作战准备、进行、结束阶段的“关键行动”，突出装备体系保障的关节点，加强装备保障行动的针对性，如图4所示。保障关节的时间坐标与采取“关键行动”的坐标吻合。
(2)确定保障关节地域分布，将关节转化为目标
根据装备担负的作战任务和重要性，将体系作战中装备体系节点分为四种类型，一是中枢型体系节点，即装备体系的“关节点”，如装备指挥控制车、装备通信枢纽、装备情报车等，是装甲机械化部队装备作战系统结构的“重心”；二是战场结构型体系节点，如处于重要高地、桥梁、交通枢纽等一些重要目标和地域的装甲装备，它们对战局的发展和敌我行动态势及所处地位的转换有着重要意义；三是节奏性体系节点，主要指承担特种作战、保障任务的装备，如进行“点穴”式打击或“蛙跳”式保障行动的装备等，其主要目的是破坏敌作战行动在全局上的连续性和整体性；四是意志型体系节点，主要指在作战全过程或某一阶段中所特别关注的“拳头”装备，如功勋号装备等，这些“节点”对其作战意志起重要支撑作用。
根据装备体系的战场构成与部署，明确装备体系节点(中枢型节点、战场结构型节点、节奏型节点、意志型节点)的战场坐标，并根据作战态势与战场结构可能的变化，确定保障关节地域分布，对各型节点进行分类排序，最终得到保障目标序列Wi(xi,yi,zi)，如图5所示。
2.根据装备保障关节点分布，确定保障指挥流程
面向作战性能的装备保障，指挥流程的新内容主要包括两项，一是通过监控装备体系作战性能变化实时调整装备保障方案；二是通过评估装备保障效果协调控制装备保障行动。基于作战性能的装备保障指挥流程如图6所示。
3.根据装备指挥流程，拟定战场保障指挥控制计划
(1)构建指挥控制目标体系
保障目标即指挥控制目标，根据保障目标序列确定指挥控制目标体系。如表3所示。
表3保障目标体系
(2)制定保障任务—时间—资源分配方案
步骤一：任务—时间—资源分析，如图7所示。
①分析时间与任务之间的关系，明确各项任务的开始时间，结束时间和完成时间；
②分析时间与资源之间的关系，明确资源的增减与完成任务所需时间量之间的关系；
③分析每种资源对完成任务的支持程度，及使用方式。
步骤二：方案整合与输出，如图8所示。
①在完成任务—时间—资源分析的基础上，制定出相应的分配预案，并邀请相关专家对各预案进行合理性评审；
②将评审后的预案进行整合，特别要考虑到突发情况对各预案的干扰，即要对突发情况留下充足的处置空间；
③最后对整合的方案进行合理性评审，最终输出方案，提交给装备保障指挥机构。
(3)明确指挥控制约束
根据作战过程中的主观和客观的约束条件，明确战场指挥控制约束准则，如表4所示。
表4指挥控制约束
4)监控装备体系作战性能，实现对装备保障行动目标的实时化调控方法
体系作战中装备体系节点分为四种类型，中枢型体系节点、战场结构型体系节点、节奏性体系节点和意志型体系节点，如果某一节点兼具多种类型，跨越层级越多，则说明该节点重要度越高。假设某时刻，装备体系节点阵列，如表5所示。
表5装备体系节点阵列
1.运用人工神经网络方法，根据作战性能变化，形成装备体系节点保障决策
运用人工神经网络方法，实现计算机生成兵力(CGF)中的装备体系节点保障决策。通常情况下，设所有节点完好状态下各项性能为1，且随时间呈下降趋势。假设时刻t0、t1，装备体系节点的作战性能分别为i＝1,2,3,4,5，从起始时刻t0到时刻t1，装备体系节点的作战性能由变化为变化值为如果在时刻t1，装备体系节点的战场感知性能指控协同性能精确打击性能快速部署性能可靠防护性能且从t0到时刻t1,当且仅当战场感知性能变化与指控协同性能变化小于0.1时，对该节点的决策为不保障，否则保障，如表6所示。
表6装备体系节点作战性能示例
根据以上智能决策规则，建立一个神经搜索网络，如图9所示。
从起始时刻t0到时刻t1，通过作战性能相对变化计算作战性能项的取值，首先根据某项性能变化，对这些属性项的值域进行适当划分，生成模式。例如，根据战场感知性能变化，将其取值分为分别用二进制逻辑量x2，x3来表示，每个条件成立时，对应逻辑量取值为1，否则为0；同样根据指挥信息性能变化分别用二进制逻辑量x5，x6来表示。于是，利用作战性能项得到二进制逻辑量x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8，x9，根据9个逻辑量的不同取值，得到表7所示的4个模式。
表7生成模式示例
如图9所示，模式记忆层中的第k个神经元hk与输入X＝[x1x2x3x4x5x6x7x8x9]T的关系为：
其中，连接权重：
阀值：
整理得到公式：
当输入Xk时,决策输出层k为hk到达y的权重。
当输入模式X21＝[1 1 0 1 1 0 1 1 1],确定X21到h21的权重w21＝[1 1 -1 1 1 -11 1 1]，h21达到y的权重为1，输出y＝1·h11+1·h12+1·h21+1·h22，所以h11＝h12＝h22＝0，h21＝1。决策结论为y＝1，即“保障”。
同理，可实现对各个装备体系节点的保障决策。
2.根据装备体系节点保障决策，调整装备保障行动目标序列
通过多属性决策，对决策结果为“保障”的装备体系节点进行合理化排序，形成装备保障行动目标序列。多属性目标决策的数学模型为：
其中，R—决策结果为“保障”的装备体系节点集合；δi—节点xi重要度的优序数，其值越大说明重要度越高。根据δi值的大小对xi进行排序，形成保障行动目标序列。各节点属性如表8所示。
表8各节点属性值
节点类型有四种，即中枢型、结构型、节奏型和意志型；假设节点层级有四级，分别为师(旅)、团、营、连。作战性能Pit1的值域为[0，1]，作战性能变化的值域为[0，1]。计算步骤为：
(1)量化各属性。采用模糊数学法，对各属性进行定量化描述，得到的属性集由隶属函数来刻画，最后进行归一化处理，将最大值取为1。
(2)确定各属性权值。属性的权值是指各属性对节点重要度影响的大小，第i项属性的权值构成向量记为
其中n为属性总数。采用简单加性加权(SAW)法，将得到权重ωij，再按
求得归一化权重系数。
(3)计算优序值。采用简单加性加权法，按下列公式计算：
其中，f(xi)为属性量化函数。最后根据δi值的大小进行排序，得到保障行动目标序列。目标决定任务，同理可得到保障任务序列，并据此调配保障力量，选择保障方式，开展保障行动，如图10所示。
3.反馈装备体系作战性能，调控装备保障行动
通过计算作战部队装备数量，分析装备部件损伤以及装备损失对装备体系作战性能影响程度，综合衡量装备体系作战性能在作战过程中的实时变化情况，并根据作战运用要求提出对战损装备的保障需求进行评估，调控装备保障行动的目标、方式以及力量编配等，明确装备保障行动约束。
(1)装备体系作战性能反馈
装备体系是由一定数量、比例、种类的装备个体组成，对装备体系的保障必须先重“质”——即要先强调体系节点的保障，再重“量”——即实现对所有装备的保障。采取菲尔德法，将对不同专家的意见调查汇总、计算，得到不同装甲装备作战性能权重分析，如表9所示。
表9不同装甲装备作战性能权重分析
装甲机械化团装甲装备主要由装甲指挥车、坦克、装甲运输车等组成，装甲装备个体的作战性能(物质基础)及其有机的组合、耦合、融合，形成了装甲装备体系整体作战性能，将直接影响装甲机械化部队装备体系整体作战能力。通过菲尔德法，请专家对不同阶段不同装甲装备作战性能重要度进行评价，整理后如表10所示：
表10不同阶段不同装甲装备作战性能重要度分析
采取菲尔德法，对不同层级装甲装备(如指挥车辆)重要度评定结果如表11所示：
表11不同层级装甲装备重要度评定结果
(2)装备保障行动调控约束
——装甲装备体系节点优先保障。装甲团装甲装备主要包括中枢型节点装备(团长车、营长车、连长车)与意志型节点装备(功勋号装备)，前者具备指挥车的功能；
——根据不同装甲装备作战性能重要度排序，进行保障目标优化。装甲装备作战性能与不同损伤部件的关联系数不同，对装备保障需求也就不同。对装甲装备进行维修、补给时，为节约保障力量、时间等其他资源，要根据装备作战性能系数大小对保障目标进行排序；
——根据战损装备位置分布，采取时间、空间就近原则对保障目标进行排序。此外，还应根据保障目标对其他装备作战性能影响程度进行分析，如战损装备的位置正好处于战场上某通道关键点上，可能会影响其他装甲装备整体机动性能发挥，此时装备必须优先保障(可通过牵引使其离开原位置)。
将以上原则整理如表12所示：
表12装备保障模式原则
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、构建装备保障任务—力量—方式—行动匹配关系方法；
S2、预判装备保障关节点，实现战场保障指挥控制方法；
S3、监控装备体系作战性能，实现对装备保障行动目标的实时化调控方法。
2.如权利要求1所述的一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法，其特征在于，步骤S1包括如下具体步骤：
(1)构建保障任务—保障力量匹配关系，根据保障任务合理编配保障力量；根据保障任务的内容、特点，从保障力量规模、结构、单元要与保障任务匹配这三方面着手，对保障力量进行合理编配；采用菲尔德法，对保障任务—保障力量匹配关系进行评估，邀请相关专家，首先对保障力量规模、结构、单元在力量编配中的重要度进行评定，并经过一致性检验，得到s1、s2、s3，∑si＝1,i＝1,2,3；其次对保障力量规模、结构、单元与保障任务的匹配度进行评定，得到a1,a2,a3,0<ai<1,i＝1,2,3；最后对保障力量与保障任务的匹配度进行计算得出评估结果；并根据评估结果，分析匹配过程中的薄弱环节，加强装备保障力量的编配；
(2)构建保障力量—保障方式匹配关系，根据保障力量优化选择保障方式；装备保障力量与装备保障方式的匹配，主要包括装备保障力量的规模、结构、单元与不同的的保障方式之间的两两匹配，是一种双向选择的关系；保障方式之间既存在互斥关系，还存在互补关系，在构建匹配关系的过程中，要加强保障方式的选择与组合；采用菲尔德法，邀请相关专家首先对装备保障方式的重要度进行评估，分别对固定/机动保障方式、逐级/越级保障方式、网络支援/直达配送保障方式的评估分值为m1/1-m1、m2/1-m2、m3/1-m3，0≤mi≤1(i＝1，2，3)；其次，对保障方式—保障力量、结构、单元的匹配度进行评估，分别赋值bij或b'ij，0≤bij或b'ij≤1(i,j＝1,2,3)；最后，对保障力量—保障方式综合匹配度进行计算，并根据计算结果，分析匹配效果，设计保障方式组合；
保障方式之间存在互斥关系时，匹配值计算公式为：
P＝s1*b11*m1-s2*b'12*(1-m1)+s3*b13*m1 (1)
保障方式之间存在互补关系时，匹配值计算公式为：
P＝s1*b11*m1+s2*b12*m1+s3*b13*m1 (2)
(3)构建保障方式—保障行动匹配关系，根据保障方式科学设计保障行动方案；在确定保障方式组合的基础上，根据不同保障方式的特点，对保障行动步骤进行设计，制定出最高效的保障行动方案；制定行动方案按照如下步骤进行：
1)根据保障任务—保障力量的匹配，分析保障力量与装备体系对比；
2)根据保障力量—保障方式的匹配，制定相应的机动计划；
3)根据保障方式—保障行动的匹配，确定保障指挥和控制措施以及最低限度所需的机动控制措施；
4)准备行动方案说明和略图；
行动方案必须经过推演，且符合装备指挥员的意图和作战构想。
3.如权利要求1所述的一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法，其特征在于，步骤S2包括如下具体步骤：
(1)根据装备体系部署，确定装备保障目标，按照如下步骤进行：
1)确定保障关节时间坐标，面向装备体系的作战运用；通过评估、监控、评定装备体系作战性能，找准影响装备作战能力的关键环节，对应作战准备、进行、结束阶段的关键行动，突出装备体系保障的关节点，加强装备保障行动的针对性，保障关节的时间坐标与采取关键行动的坐标吻合；
2)确定保障关节地域分布，将关节转化为目标；根据装备担负的作战任务和重要性，将体系作战中装备体系节点分为四种类型，一是中枢型体系节点，即装备体系的关节点，如装备指挥控制车、装备通信枢纽、装备情报车，是装甲机械化部队装备作战系统结构的重心；二是战场结构型体系节点，如处于重要高地、桥梁、交通枢纽等一些重要目标和地域的装甲装备，它们对战局的发展和敌我行动态势及所处地位的转换有着重要意义；三是节奏性体系节点，主要指承担特种作战、保障任务的装备，如进行点穴式打击或蛙跳式保障行动的装备等，其主要目的是破坏敌作战行动在全局上的连续性和整体性；四是意志型体系节点，主要指在作战全过程或某一阶段中所特别关注的拳头装备，如功勋号装备等，这些节点对其作战意志起重要支撑作用；根据装备体系的战场构成与部署，明确装备体系节点的战场坐标，并根据作战态势与战场结构可能的变化，确定保障关节地域分布，对各型节点进行分类排序，最终得到保障目标序列Wi(xi,yi,zi)；
(2)根据装备保障关节点分布，确定保障指挥流程；面向作战性能的装备保障，指挥流程的新内容主要包括两项，一是通过监控装备体系作战性能变化实时调整装备保障方案；二是通过评估装备保障效果协调控制装备保障行动；
(3)根据装备指挥流程，拟定战场保障指挥控制计划，按照如下步骤进行：
1)构建指挥控制目标体系；保障目标即指挥控制目标，根据保障目标序列确定指挥控制目标体系；
2)制定保障任务—时间—资源分配方案，具体包括：
步骤一：任务—时间—资源分析；
①分析时间与任务之间的关系，明确各项任务的开始时间，结束时间和完成时间；
②分析时间与资源之间的关系，明确资源的增减与完成任务所需时间量之间的关系；
③分析每种资源对完成任务的支持程度，及使用方式；
步骤二：方案整合与输出；
①在完成任务—时间—资源分析的基础上，制定出相应的分配预案，并邀请相关专家对各预案进行合理性评审；
②将评审后的预案进行整合，特别要考虑到突发情况对各预案的干扰，即要对突发情况留下充足的处置空间；
③最后对整合的方案进行合理性评审，最终输出方案，提交给装备保障指挥机构；
3)明确指挥控制约束；根据作战过程中的主观和客观的约束条件，明确战场指挥控制约束准则。
4.如权利要求1所述的一种面向作战性能的装备保障运行过程分析方法，其特征在于，体系作战中装备体系节点分为四种类型，中枢型体系节点、战场结构型体系节点、节奏性体系节点和意志型体系节点，如果某一节点兼具多种类型，跨越层级越多，则说明该节点重要度越高，步骤S3包括如下具体步骤：
(1)运用人工神经网络方法，根据作战性能变化，形成装备体系节点保障决策；运用人工神经网络方法，实现计算机生成兵力(CGF)中的装备体系节点保障决策；通常情况下，设所有节点完好状态下各项性能为1，且随时间呈下降趋势；假设时刻t0、t1，装备体系节点的作战性能分别为从起始时刻t0到时刻t1，装备体系节点的作战性能由变化为变化值为如果在时刻t1，装备体系节点的战场感知性能指控协同性能精确打击性能快速部署性能可靠防护性能且从t0到时刻t1,当且仅当战场感知性能变化与指控协同性能变化小于0.1时，对该节点的决策为不保障，否则保障；根据以上智能决策规则，建立一个神经搜索网络；从起始时刻t0到时刻t1，通过作战性能相对变化计算作战性能项的取值，首先根据某项性能变化，对这些属性项的值域进行适当划分，生成模式；例如，根据战场感知性能变化，将其取值分为分别用二进制逻辑量x2，x3来表示，每个条件成立时，对应逻辑量取值为1，否则为0；同样根据指挥信息性能变化分别用二进制逻辑量x5，x6来表示；于是，利用作战性能项得到二进制逻辑量x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8，x9，根据9个逻辑量的不同取值，得到4个模式；
模式记忆层中的第k个神经元hk与输入X＝[x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9]T的关系为：
<mrow> <msub> <mi>h</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <msup> <mi>w</mi> <mi>k</mi> </msup> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，连接权重：
<mrow> <msub> <msup> <mi>w</mi> <mi>k</mi> </msup> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <msub> <msup> <mi>x</mi> <mi>k</mi> </msup> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <msub> <msup> <mi>x</mi> <mi>k</mi> </msup> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
阀值：
<mrow> <msub> <mi>&amp;theta;</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <msup> <mi>w</mi> <mi>k</mi> </msup> <mi>i</mi> </msub> <msub> <msup> <mi>x</mi> <mi>k</mi> </msup> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <mn>2</mn> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
整理得到公式：
当输入Xk时,决策输出层k为hk到达y的权重；
当输入模式X21＝[1 1 0 1 1 0 1 1 1],确定X21到h21的权重w21＝[1 1 -1 1 1 -1 1 11]，h21达到y的权重为1，输出y＝1·h11+1·h12+1·h21+1·h22，所以h11＝h12＝h22＝0，h21＝1；决策结论为y＝1，即“保障”；
同理，可实现对各个装备体系节点的保障决策；
(2)根据装备体系节点保障决策，调整装备保障行动目标序列；通过多属性决策，对决策结果为保障的装备体系节点进行合理化排序，形成装备保障行动目标序列；多属性目标决策的数学模型为：
<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>max&amp;delta;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <mo>{</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>3</mn> </msub> <mo>,</mo> <mn>......</mn> <msub> <mi>x</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>}</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，R—决策结果为“保障”的装备体系节点集合；δi—节点xi重要度的优序数，其值越大说明重要度越高；根据δi值的大小对xi进行排序，形成保障行动目标序列；节点类型有四种，即中枢型、结构型、节奏型和意志型；假设节点层级有四级，分别为师(旅)、团、营、连；作战性能Pit1的值域为[0，1]，作战性能变化的值域为[0，1]；计算步骤为：
1)量化各属性，采用模糊数学法，对各属性进行定量化描述，得到的属性集由隶属函数来刻画，最后进行归一化处理，将最大值取为1；
2)确定各属性权值；属性的权值是指各属性对节点重要度影响的大小，第i项属性的权值构成向量记为
<mrow> <msub> <mi>G</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <msub> <mi>i</mi> <mn>1</mn> </msub> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <msub> <mi>i</mi> <mn>2</mn> </msub> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <msub> <mi>i</mi> <mn>3</mn> </msub> </msub> <mo>,</mo> <mn>...</mn> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <msub> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </msub> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中n为属性总数，采用简单加性加权(SAW)法，将得到权重ωij，再按
求得归一化权重系数；
3)计算优序值，采用简单加性加权法，按下列公式计算：
其中，f(xi)为属性量化函数，最后根据δi值的大小进行排序，得到保障行动目标序列，目标决定任务，同理可得到保障任务序列，并据此调配保障力量，选择保障方式，开展保障行动；
(3)反馈装备体系作战性能，调控装备保障行动；通过计算作战部队装备数量，分析装备部件损伤以及装备损失对装备体系作战性能影响程度，综合衡量装备体系作战性能在作战过程中的实时变化情况，并根据作战运用要求提出对战损装备的保障需求进行评估，调控装备保障行动的目标、方式以及力量编配等，明确装备保障行动约束；具体按照如下步骤进行：
1)装备体系作战性能反馈；装备体系是由一定数量、比例、种类的装备个体组成，对装备体系的保障必须先重“质”——即要先强调体系节点的保障，再重“量”——即实现对所有装备的保障；采取菲尔德法，将对不同专家的意见调查汇总、计算，得到不同装甲装备作战性能权重分析；装甲机械化团装甲装备主要由装甲指挥车、坦克、装甲运输车等组成，装甲装备个体的作战性能及其有机的组合、耦合、融合，形成了装甲装备体系整体作战性能，将直接影响装甲机械化部队装备体系整体作战能力；通过菲尔德法，请专家对不同阶段不同装甲装备作战性能重要度进行评价；
2)装备保障行动调控约束；
步骤一、装甲装备体系节点优先保障；装甲团装甲装备主要包括中枢型节点装备与意志型节点装备，前者具备指挥车的功能；
步骤二、根据不同装甲装备作战性能重要度排序，进行保障目标优化，装甲装备作战性能与不同损伤部件的关联系数不同，对装备保障需求也就不同，对装甲装备进行维修、补给时，为节约保障力量、时间等其他资源，要根据装备作战性能系数大小对保障目标进行排序；
步骤三、根据战损装备位置分布，采取时间、空间就近原则对保障目标进行排序，此外，还应根据保障目标对其他装备作战性能影响程度进行分析，如战损装备的位置正好处于战场上某通道关键点上，可能会影响其他装甲装备整体机动性能发挥，此时装备必须优先保障。
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