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海战对抗分析方法

来源:海军百科 时间:2017-06-08 07:00:02

game theory and conflict analysis for naval warfare

haizhan duikang fenxi fangfa

海战对抗分析方法

关于敌对双方对抗条件下海战运筹分析的理论和方法。海军作战运筹分析的组成部分。

简史 对抗分析的思想在作战指导中有悠久的历史。中国春秋末期的《孙子兵法》、墨翟与公输般守城与攻城对抗,以及其后历代的兵法与谋略运用中,都体现了朴素的对抗分析的思想。海战对抗分析的理论基础是对策论。对策论(game theory)又称博弈论,是研究在冲突或竞争局势中,各方应如何决策的应用数学分支。1912年,由E.柴墨洛、E.鲍莱尔等人首先进行研究;1944年,美国学者J.von诺伊曼和经济学家O.摩根斯顿联合发表的《博弈论和经济行为》一书,为对策论奠定基础。50年来,对策论得到充分的发展,成为指导对抗性决策的重要理论。

海战对抗分析是运筹学早期的重要应用领域。第一次世界大战中,英海军为反击德潜艇战,改变深水炸弹的爆炸深度装置,合理安排反潜护航兵力,科学地计算深水炸弹必需消耗量等,有力地挫败潜艇战。第二次世界大战中,英海军对北大西洋商船护航,采取扩大船队规模,增加护航舰只等,使德方潜艇被击沉数与英方商船损失数之比增大。美海军在对日航空兵作战中,分析总结出及时发现、合理规避和使用高炮击落日本“自杀飞机”等战术,收到较好的效果。

对策论要素与对策分类 对策论的基本要素:局中人、策略和支付值。局中人,指参加对抗的任何一方(个人或团体);策略,指可供局中人选用的行动方案;支付值,指局势终结时,各局中人的赢得或损失,亦称支付函数。局势,是局中人从各自的策略集合中选取合适的策略参加对抗,由各局中人所选策略形成的策略组合。

按照对策中的局中人人数、是否结盟、策略数量是否有限、支付值的总和是否为零,以及是动态还是静态,对策可分若干类型(见图)。其中,二人有限零和对策,是对策论中最基本的类型,也是理论研究最完备、应用最广泛的对策类型。

对策分类示意图

二人有限零和对策 指参加对抗的局中人为两个,局中人各有有限个策略可供选用,双方局中人支付值的总和恒为零的对策。又称矩阵对策。运用对策论指导对抗分析时,遵循的基本原理是“最小最大定理”。这一定理,假设双方局中人都是理智的,不抱侥幸心理而犯决策错误。对抗分析的基本思路是:任何一方局中人,都把策略选择的出发点,放在设想对方的策略选择将导致对己方最不利的结果;而己方的策略选择,应从不利中争取相对最佳的结果,即从己方各个策略的最小值中,选择一个使最小值为最大的策略。在海战对抗决策问题中,诸如武器种类选择与打击目标问题,敌对双方不同作战方案选择问题等,均可采用矩阵对策作为对抗分析模型。矩阵对策理论给出对抗双方寻求最优策略的方法。第二次世界大战中,1943年3月的俾斯麦海之战中,日军护航运输队,从拉包尔选南航线或北航线开赴新几内亚岛东部的莱城;美军侦察机的主力配置也有南、北两个方向的选择,形成一个2×2的有鞍点距阵对策。在行动中,日军选择北线航行,美侦察主力也配置在北线,双方的策略选择符合对策论原则,结果日方由12艘舰船组成的运输队全部被美轰炸机炸沉。此战是有鞍点矩阵对策的著名战例。

对策论也可把自然界,如捉摸不定的气象、风浪、能见度等自然现象,看作一方局中人,而把选取策略以对付自然界的人作为另一方局中人,从而用对策论的方法求解。

当海战表现为武器(如拦截导弹)或兵力(如飞机)的追逃双方在一定条件下的机动、对抗时,海战对抗分析需寻求双方最优运动控制策略,用对策论原理求解这类运动控制微分方程级的数学分析方法,即微分对策。

运用对策论进行对抗分析决策思想比较稳妥和保守,但难以为劣势一方找到出奇制胜、运用谋略取胜的策略。

冲突分析 对于层次较高的复杂海战对抗问题,其对抗结果往往难以用精确的支付值来预测和量化描述。对于此类问题,如军事战略选择,军事威慑、欺骗、谈判,甚至政治冲突,资源分配等问题,冲突分析提供了对抗分析的方法。冲突分析,依据决策对双方冲突可能结局的偏好排序,进行逻辑和集合运算作出策略对比,进而寻求冲突最可能结局的平衡解。这种方法是加拿大学者N.霍华德等人根据亚对策(metagame)理论和稳定性分析方法,于20世纪70年代提出的,它具有定量分析与定性分析相结合、便于实现计算机辅助分析等优点。曾用于分析1962年苏美“古巴导弹危机”冲突的可能结果,得出与实际相符的结论。

海战对抗是复杂的对抗问题,具有系统性、层次性、开放性和过程性等特点,难以用一二种简单分析方法全部解决。除上述基本方法外,传统的经验思维、军事系统工程和多种量化分析手段,均须综合使用。除考虑兵力、武器、装备、物资、环境等物质因素外,还须考虑人员的素质、心理、精神、智谋等主观能动因素,并采取海战模拟等计算机技术手段,即采取“定性定量相结合的综合集成方法”,谋求最佳决策。

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