一种基于武器数据的部队战斗能力分析与交战毁伤估计方法

技术领域

本发明涉及军事战略模拟训练作战筹划方法，特别是涉及一种基于武器数据的部队战斗能力分析与交战毁伤估计方法。

背景技术

孙子兵法云“夫未战而庙算胜者，得算多也；未战而庙算不胜者，得算少也，多算胜，少算不胜，而况于无算乎”。说的就是在战前要进行详细的分析、比较、筹划，充分利用自身有利条件，才能取得最终的胜利。

在一次作战中，首先要了解掌握敌我部队的武器装备、部队能力等兵力分析，才能在后续的决心制定、计划拟制做到合理部署计划周密。而战斗力的体现就在于部队人员、武器装备数量、质量、训练等级等因素上，因此为了更好地了解掌握敌我部队战斗力情况，针对部队的人员、武器等做出统计分析，使得筹划人员对后续的任务制定与分配有据可依，兵力对比是不可获取的战前分析手段之一。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，提供一种通过在筹划模拟训练中对敌我双方的作战部队进行对比分析，掌握敌我作战实力，为后续作战筹划，行动制定提供可靠依据的基于武器数据的部队战斗能力分析与交战毁伤估计方法。

技术方案：本发明的一种基于武器数据的部队战斗能力分析与交战毁伤估计方法，包括以下步骤：

(1)构建武器装备基础信息库和基础指挥作战单元数据库；

(2)构建指挥作战单位编制数据库；

(3)构建指挥作战单位的武器装备配置数据库；

(4)根据军种与训练层级对部队进行动态筛选；

(5)根据部队类型与武器装备信息进行敌我兵力数据对比分析；

(6)根据敌我武器装备信息与人员数量对敌我部队战斗力进行定量分析计算；

(7)根据敌我部队战斗力对交战毁伤进行估计。

进一步的，所述步骤(1)包括：

(11)武器装备基础信息库的构建

首先，根据武器装备的形态和主要功能将武器装备分为飞行器、装甲车、坦克、火炮、地对地导弹、空对地导弹、空对空导弹、反舰导弹、防空武器、雷达、舰船、电子战武器、通信设备、工兵装备、NBC装备、侦察装备十六类，分别进行各自武器装备基础信息库的构建。

其次，在每类武器装备库下，根据武器具体形态、类型以及作用细分多个武器装备表进行维护。

然后，根据武器装备实际情况提取关键参数和性能指标设定每类武器装备表的详细库表结构。

(12)基础指挥作战单元数据库的构建

为了使部队与武器进行关联，按照军兵种构建基础指挥作战单元数据库，且建立基础指挥作战单元时，配备相应武器装备。

首先，按军种陆、海、空、防空四大类分别建立各自基础指挥作战单元库。

其次，将每类基础指挥作战单元库根据部队单位类型细化为基础指挥单元、基础作战单元和基础辅助单元，并分别建立数据表。

然后，在基础指挥作战单元数据库表中录入基础指挥作战单元要素和相应武器装备号，将基础指挥作战单元数据库表与武器装备表关联上；每个基础指挥作战单元数据库表最多挂载10类武器，根据训练情况分类筛选并挂载，每类武器的数量可自定义。

进一步的，所述步骤(2)为根据已经建好的基础指挥作战单元数据，按照训练计划中的指挥作战单位编制需要，创建指挥作战单位编制数据库；指挥作战单位编制数据库是使用基础指挥作战单元派生出带有编制和指挥层级的部队，在部队编制中，同类型同装备的炮兵旅至少有2-3个，此时使用该炮兵旅棋子单元派生3个炮兵旅单位并挂靠各自的上级师单位，根据训练需要完善部队单位的训练参数。

根据陆军指挥层级，陆军指挥所陆军基础作战单元数据表结构的数据可派生集团军指挥所单位、师指挥所单位、旅指挥所单位、团指挥所单位等，根据陆军作战单位的功能，陆军作战单元的数据可派生机步营、摩步营、装甲营、步兵营等主战单位，根据陆军辅助单位的职责，陆军辅助单元的数据可派生工兵部队、NBC部队、通信部队、电子战部队和后装保障部队等单位，派生的部队单位按照编制关系通过上级指挥所编号进行挂靠，形成完整的部队编制树。海军、空军、防空部队编制构建原则与陆军一致。

进一步的，所述步骤(3)中在有了完整的部队编制后，对部队各单位进行分类，并基于武器类型库配置相应的武器装备；指挥作战单位的武器装备配置数据库存储主要指挥所(指直属与集团军的师、旅、团，以及战区下直属的集团军、师、旅、团)的部队信息，其信息是指直属于该指挥所的下级所有部队以及指挥所本身的数据集合；

按照部队编制情况，将部队单位属性SERVICE分为若干种类，如陆、海、空、防空、炮兵等；统计梳理每个部队单位基本信息，如下属基础作战单元数量、士兵数量、主战装备数量等；作战单位下辖的所有武器装备，记录武器装备的领域类别和功能类型。领域类别如轻武器、坦克、装甲车、火炮、地地导弹、空地导弹、空空导弹、反舰导弹、防空武器、雷达、舰船、电子战装备、通信装备、运输装备、工程装备、NBC装备和侦察装备；功能类型如火炮大类可细分为加农炮、榴弹炮、火箭炮、迫击炮、无后坐力炮等小类。

进一步的，所述步骤(4)中根据军兵种类别和任务类型，兵力对比分析方式具体分为5类种，即海军兵力对比分析、陆军兵力对比分析、空军兵力对比分析、防空军兵力对比分析以及炮兵导弹部队兵力对比分析。

在进行对比时可按需求分为两个级别，即集团军级与师旅级两个级别对部队进行层级筛选，系统仅对敌我双方所选的相关部队进行兵力对比。

进一步的，所述步骤(5)中按照由叶到根的方法向上聚合参与对比的部队单位的武器种类和数量，并统计指挥所下属各类营的数量，陆、海、空和炮兵关注的武器类型各不一样，需按照实际需求进行武器统计；经过梳理，建立兵力对比界面显示项分类与基本样式表，表中显示部队信息的概况，在双击某一部队后，将该部队的详细信息进行统计，通过详细信息查看界面可进行两支部队的信息对比，直观显示两支部队在部队规模以及武器配备上的差距。

进一步的，所述步骤(6)包括：

(61)根据武器类型以及关键性能参数计算该武器的战斗力值，其计算公式为：

C_w＝C_wb×R_e×R_t>

其中，C_w为该武器的战斗力值，C_wb为该武器的基础战斗力值，R_e为该武器的动力修正系数，R_t为该武器的综合修正系数。

该武器的动力修正系数R_e的计算公式为：

其中，P_wc和M_wc分别为该武器的发动机功率与战斗全重，P_wb和M_wb分别为该类武器中作为计算标准的武器发动机功率和战斗全重。

该武器的综合修正系数R_t的计算公式为：

其中，R_i为该武器的第i个性能参数。

(62)根据计算出的单个武器的战斗力值以及作战人员计算部队战斗力值

部队战斗力值计算公式为：

其中，C_bp表示作战人员基础战斗力，N_p表示作战人员数量，R_tl表示部队训练等级修正系数，C_wi表示第i种武器战斗力，N_wi表示第i种武器数量，R_m表示部队士气修正系数。

进一步的，所述步骤(7)包括：

(71)根据双方战斗类型、战场环境对双方部队的影响因素，对战斗力值进行比值计算，其公式为：

其中，R_cdef为防御方与进攻方最终能力比值，R_coff为进攻方与防御方最终能力比值，C_def为理想状态下的防御方战斗力，C_off为理想状态下的进攻方战斗力，R_env为战场环境对双方的修正值；根据双方战斗类型决定战场环境对各方是正向修正还是反向修正；例如，当前方为红方，其战斗类型为防御，战场环境为有利，那么，防御方的处理为：C_def*(1+R_env)，而进攻方处理则为C_off*(1-R_env)；当前方为红方，其战斗类型为防御，战场环境为不利，那么，防御方的处理为：C_def*(1-R_env)，而进攻方处理则为C_off*(1+R_env)。

(72)根据双方战斗力比值以及作战条件查找相应的交战裁决表，通过对能力比值结果修正最终得到一个交战战损估计结果，通过使用这套裁决表，根据作战部队的类型以及战场条件，查找相应的裁决结果修正值，对能力比值进行修正得到战损估计结果；将作战条件转换为1-10范围内的随机值(3,5,7)，根据战斗力比值R_cdef或R_coff与作战条件R_cond查表得到战损结果修正值R_pdef与R_poff。

双方交战损伤计算公式为：

其中，P_def为防御方战损值，P_off为进攻方战损值，C_off为进攻方能力值，C_def为防御方能力值，R_cond为作战条件对能力的修正值，R_pdef为结果概率修正值。

有益效果：本发明能够在战略战役模拟训练中根据想定剧情预先设置的部队信息根据受训者所选敌我双方部队进行统计分析，进行部队信息统计与部队作战能力计算，在确定部队战斗类型后对双方部队交战毁伤结果进行估计。从而向受训者提供决策方向，辅助受训者分析敌我情并做出决策与计划拟制，为筹划训练增加重要的决策手段。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明的详细信息查看样式图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述。本发明首先对部队的构建、武器装备进行分类建库，形成一个闭合的部队与武器的关联体系。然后根据训练当中的分析需求，对具体部队进行基础信息与武器装备信息进行具体统计分析并进行红蓝对比，形成直观的兵力对比表，支撑后续筹划需求。

如图1所示，一种基于武器数据的部队战斗能力分析与交战毁伤估计方法，包括以下步骤：

(1)构建武器装备基础信息库和基础指挥作战单元数据库

武器装备种类丰富，需要按照武器装备的主要功能进行分类，并建立各类武器装备基础信息库进行管理。

根据武器装备的形态和主要功能，将武器装备分为飞行器、装甲车、坦克、火炮、地对地导弹、空对地导弹、空对空导弹、反舰导弹、防空武器、雷达、舰船、电子战武器、通信设备、工兵装备、NBC装备、侦察装备等十六类，分别进行各自武器装备基础信息库的构建。根据武器具体形态、类型以及作用，各类武器装备基础信息库将细分为多个武器装备基础信息库表进行维护，例如飞行器库主要由歼击机表、轰炸机表、无人机表、电子战机表、预警机表、直升机表等数据表组成。

由于各类武器装备在参数类型和性能表现方式上存在很大区别，因此系统根据武器装备实际情况提取关键参数和性能指标，建立武器装备基础信息库表，例如火炮类武器将最关注的火炮类型、口径、射程、战斗部类型、爆炸杀伤范围、发射速率、机动速度、机动距离、满载油量、单位油耗、载弹量、状态转换时间等性能参数作为基础信息，在火炮类武器的基础信息库表中进行管理。

在详细的武器装备基础信息库表中，按照武器的类型、特征以及系统使用需要的关键参数进行详细的库表结构构件与数据维护。以火炮类武器为例，表1给出了火炮库表的基本结构。

表1火炮库表结构

其他武器库表与火炮库表类似，根据武器装备的实际情况修改数据表中装备属性的条目。

为了使部队与武器装备关联，需要根据军兵种构建基础指挥作战单元数据库(基础指挥单元包括军、师、旅、团等，基础作战单元包括营、连、中队等)。按照配编关系，基础指挥作战单元数据库分为陆、海、空、防空四大类。根据部队单位类型，每类基础指挥作战单元数据库可细化为基础指挥单元、基础作战单元和基础辅助单元，分别独立建立基础指挥作战单元数据库表。其中，基础指挥作战单元可配备武器装备，在基础只会作战单元数据库表中能够添加相应武器装备编号，完成基础指挥作战单元与武器装备基础信息库表的关联。每个基础指挥作战单元可挂载最多10类武器，该武器即武器装备基础信息库表中录入的数据，根据训练情况可分类筛选并设置挂载，每类武器的数量可自定义。基础指挥作战单元要素基本一致，以陆军基础作战单元数据表为例，表2为陆军基础作战单元数据表结构。

表2陆军基础指挥作战单元数据表结构

(2)构建指挥作战单位编制数据库

根据已训练计划中的指挥作战单位编制需要，创建指挥作战单位编制数据库。指挥作战单位编制数据库是使用基础指挥作战单元派生出带有编制和指挥层级的部队。比如，当建立好一个炮兵营基础作战单元，并为其配备武器装备基础信息库表录入的火炮若干。在部队编制中，同类型同装备的炮兵营可能会有2-3个，此时使用该炮兵营基础作战单元派生3个炮兵营单位，并属于各自的上级旅指挥所单位管辖。根据训练需要，完善指挥作战单位的训练参数，如训练等级、士气、装备物资人员情况等，形成详细真实的兵力编制树。

根据陆军指挥层级，陆军指挥所的基础指挥作战单元数据表的数据可派生集团军指挥所单位、师指挥所单位、旅指挥所单位、团指挥所单位等。根据陆军作战单位的功能，陆军作战单元的数据可派生机步营、摩步营、装甲营、步兵营等主战单位。根据陆军辅助单位的职责，陆军辅助单元的数据可派生工兵部队、NBC部队、通信部队、电子战部队、后装保障部队等单位。派生的部队单位按照编制关系通过上级指挥所编号进行挂靠，形成完整的部队编制树。海军、空军、防空部队编制构建原则与陆军一致。

构建的指挥作战单位编制数据库中主要存入单位编号、部队层级、上级单位编号、单位训练等级、士气、满编率、装备齐配率、物资完好率等基本属性。

其中，棋子号根据所派生的父类棋子号按序生成相应棋子号，部队号的生成码按照国家+军种+兵种+序号的形式生成。表3为指挥作战单位编制数据库表结构。

表3指挥作战单位编制数据库表结构

(3)构建指挥作战单位的武器装备配置数据库

在获得完整部队编制的基础上，对部队各指挥作战单位进行分类，并基于武器类型库配置相应的武器装备。指挥作战单位的武器装备配置数据库存储主要指挥所(集团军、师、旅、团)的部队信息，其信息包含该指挥所本身数据及其下级所有部队数据的集合。

根据军兵种类别和任务类型，将部队单位划分为陆、海、空、防空、炮兵等属性；统计梳理每个指挥作战单位的基本信息，如士兵数量、主战营连数量等；作战单位下辖的所有武器装备，记录武器装备的领域类别和功能类型，领域类别包括坦克、装甲、火炮、地地导弹、空地导弹、空空导弹、反舰导弹、防空武器、轻武器、雷达、海军装备、电子战装备、通信装备、运输、工程装备、NBC装备、侦察装备等，其中以火炮为例，按照功能和弹道不同，火炮的功能类型分为加农炮、榴弹炮、火箭炮、迫击炮等。表4为武器类型库表结构。

表4武器类型库表结构

(4)根据军种与训练层级对部队进行动态筛选

根据军兵种类别和任务类型，兵力对比分析方式具体分为5类种，即海军兵力对比分析、陆军兵力对比分析、空军兵力对比分析、防空军兵力对比分析以及炮兵导弹部队兵力对比分析。在进行敌我兵力对比时，一般以敌方陆军对我方陆军、敌方海军与我方海军、敌方空军与我方空军、敌方炮兵部队与我方炮兵部队为对象进行兵力的对比。由于防空部队的兵力对比其对象为我方防空部队与敌方空军部队，因此，本专利所述方法不适用于防空部队兵力对比分析。

根据实际使用经验，大规模兵力对比分析通常考虑的是集团军层级或师旅层级的敌我双方实力对比。因此在兵力对比分析的过程，系统将主要基于先前对作战单元的编制信息和武器配备信息，完成集团军和师旅级别主战部队的对比。参与对比的数据和信息将包含该作战单元以及该作战单元下属的所有作战单元的数据和信息的集合。以陆军兵力对比分析为例，当选择集团军级，敌我部队只显示战区下直属的所有集团军指挥所；当选择师旅级时，敌我部队显示战区下直属师旅部队及所有集团军下直属师旅部队。系统仅对敌我双方所选的相关部队进行兵力对比。

(5)根据部队类型与武器装备信息进行敌我兵力对比分析

按照向上聚合的方法，将参与对比的指挥作战单位的武器装备，按照类型进行数量累加统计，并统计士兵人数及主战营连的数量。陆、海、空、炮兵关注的武器类型各不一样，需按照实际需求进行武器统计。以陆军为例，根据使用经验，陆军兵力对比界面显示项的分类与基本样式如表5。

表5陆军兵力对比界面显示项的分类与基本样式

表5中显示的是部队信息的概况，陆军主站部队的兵力对比关注于每个部队机步营、摩步营、装甲营、步兵营的数量，装甲、炮、导弹、反装甲武器、防空武器的数量。通过敌我在营与武器数量上的对比，首先直观了解敌我部队的战斗力大概的比重。但由于数量不能直接代表战斗力的强弱，可能红方炮的数量多于蓝方，但蓝方炮的效能远大于红方，因此，在数量的基础上还需查看部队所配武器具体情况。在兵力对比主界面，在双击某一部队后，将该部队的详细信息包括人员数量、训练等级、物资齐配率、装备完好率、人员出勤率以及所配具体武器类型、数量等进行统计；详细信息查看可进行两支部队的信息对比，直观显示两支部队在部队规模以及武器配备上的差距。详细信息查看界面样式如图2。

该界面显示所进行对比的两支部队的详细数据，包括两支部队的基本信息，如部队所携油料，弹药，部队士气，后装补给；以及部队所配属的武器类型、武器型号以及武器数量。

同时，在完成对比分析后，系统提供数据导出功能，将对比分析的数据通过Excel的方式导出，帮助决策人员完成分析报告拟制。

(6)根据敌我武器装备与人员数量对敌我部队战斗力进行定量分析计算

部队战斗力的基本要素就是作战人员与武器装备。武器性能的优劣直接影响部队的战斗力高低，作战人员的数量、训练等级对部队战斗力起到修正作用。在对敌我双方统计出各自作战人员数量以及武器装备信息的基础上，根据武器类型以及关键性能参数计算战斗力值，并按照战斗力评估指标体系进行部队战斗力定量计算。

在对部队战斗力进行定量分析计算时，首先是将每种类武器的战斗力进行定量计算。武器战斗力的大小取决于武器数量、机动能力、射击距离、命中精度、杀伤能力等等，不同武器针对的目标不同其影响参数也有所不同。

以装甲的战斗力定量分析为例，按照公式(1)计算出该武器的战斗力值。

C_w＝C_wb×R_e×R_t>

其中，C_w为该武器的战斗力值，C_wb为该武器的基础战斗力值，R_e为该武器的动力修正系数，R_t为该武器的综合修正系数。在计算武器战斗力的时候，需要在同种武器中找到一个武器作为标准用以量化具体的战斗力。根据公式(2)计算该武器的动力修正系数R_e：

其中，P_wc和M_wc分别为该武器的发动机功率与战斗全重，P_wb和M_wb分别为该类武器中作为计算标准的武器发动机功率和战斗全重。例如作为计算标准的装甲选择T90，那么R_e所得的动力修正系数就是以T90作战性能为标准的某型装甲的动力修正系数。当选定标准后，所有装甲武器都用同一个标准进行战斗力计算。

综合修正系数考虑武器多方面性能，以装甲为例，综合修正系数如公式(3)：

R_t＝R_h+R_v+R_g+R_fc+R_ele+R_cc+R_def>

其中，R_h，R_v，R_g，R_fc，R_ele，R_cc，R_def分别为装甲的命中系数、夜视系数、导航系数、数字火控系数、综合电子系数、指控系数以及主动防御系数。同样，这些系数均以选定的T90装甲的性能参数为标准进行性能量化。例如其中的命中系数R_h，其计算公式如公式(4)：

其中，H_T90为T90型装甲的命中率，H_x为待计算的某型装甲命中率，R_h为命中系数。其他系数的计算参考公式(4)替换相应性能参数进行计算。

每个种类的武器的综合修正系数略有侧重。装甲类武器可按上述公式(3)进行计算，而火炮类武器侧重于类型与口径等，导弹类侧重于命中率等。

根据武器的性能计算出单个武器的战斗力值后，在武器的基础上计算部队的战斗力值。部队战斗力值取决于作战人员以及武器装备。计算公式如公式(5)：

其中，C_bp表示人员基础战斗力值，N_p表示人员数量，R_tl表示部队训练等级修正系数，C_wi表示第i种武器战斗力值，N_wi表示第i种武器数量，R_m表示部队士气修正系数。

根据在作战中发挥的作用方式，将部队人员大致分为战斗人员、战斗指挥人员、指挥人员，主要关注其军事技能以及领导指挥两类指标。通过采取赋值法、排序法、和层次分析法三种定量方法得到军事技能以及领导指挥两类指标的权重，并在此基础上进行平均化处理，获得该两类指标权重q_m,q_c,通过加权平均算法计算人员基础战斗力值C_bp。计算公式如公式(6)：

C_bp＝q_m*p_m+q_c*p_c>

式中的p_m与p_c分别为军事技能与领导指挥两项指标测得的数值。

R_tl部队训练等级修正系数是根据部队的训练等级(特等训练、充分训练、一般训练、不充分训练)按照层次分析法得到的，训练越充分，其修正系数越高。

R_m部队士气修正系数是根据部队人员士气状态等级(高涨、一般、低落、崩溃)按照层次分析法得到，士气越高，其修正系数越高。

(7)根据敌我部队战斗力对交战毁伤进行估计

当计算出两方部队的战斗力后，根据双方战斗类型、战场环境对双方部队的影响因素，对战斗力进行比值计算，其公式为：

其中，R_cdef为防御方与进攻方最终能力比值，R_coff为进攻方与防御方最终能力比值，C_def为理想状态下的防御方战斗力，C_off为理想状态下的进攻方战斗力，R_env为战场环境对双方的修正值。根据双方战斗类型决定战场环境对各方是正向修正还是反向修正。例如，当前方为红方，其战斗类型为防御，战场环境为有利，那么，防御方的处理为：C_def*(1+R_env)，而进攻方处理则为C_off*(1-R_env)；当前方为红方，其战斗类型为防御，战场环境为不利，那么，防御方的处理为：C_def*(1-R_env)，而进攻方处理则为C_off*(1+R_env)。

由于在真实作战中，天气、地形、可视条件、人员主观因素、态势变化等等因素会直接影响交战结果，有一定的随机性，因此这里计算时，对真实作战中的影响因素做简化处理，这些因素综合为作战条件，并配置作战条件选择框，提供有利、一般、不利三个选项。该选项参与战斗力战损结果修正值的获取。

根据双方战斗力比值R_cdef与R_coff，以及作战条件R_cond查找相应的交战裁决表，通过对能力比值结果修正最终得到一个交战战损估计结果。这里的交战裁决表引用了兵棋中的规则，该表的建立主要是根据各类部队、各种武器装备的战术性能以及战争经验、演习实验等，统计分析设计出来的一套数据体系。表6给出陆军部队防御交战裁决表大概样例。

表5陆军部队防御交战裁决表大概样例

通过使用兵棋裁决表，根据作战部队的类型以及战场条件，查询相应的裁决结果修正值，对能力比值进行修正得到战损估计结果。例如，双方为陆军交战，红方为防御方，作战条件有利于红方。将作战条件R_cond(有利、一般、不利)转换为1-10范围内的随机值(3,5,7)，根据战斗力比值R_cdef或R_coff与作战条件R_cond查表得到战损结果修正值R_pdef与R_poff。

双方交战损伤计算公式为：

其中，P_def为防御方战损值，P_off为进攻方战损值，C_def为理想状态下的防御方战斗力，C_off为理想状态下的进攻方战斗力，R_env为战场环境对双方的修正值，R_pdef与R_poff为战损结果修正值。

总之，本发明方法能够在战略战役模拟训练中，根据预先设置的部队信息对敌我部队的部队类型与层级进行动态划分，并按照受训者所选敌我双方部队编制进行统计，对部队详细信息进行归类统计，对部队作战能力与交战毁伤进行初步预估，从而向受训者提供决策方向，辅助受训者分析敌我情并做出决策与计划拟制，为筹划训练增加重要的决策手段。