空降装甲装备战场损伤修理工作量预计建模

石文华，杨建文，姜为学

(空军空降兵学院，广西 桂林 541003)

【后勤保障与装备管理】

空降装甲装备战场损伤修理工作量预计建模

石文华，杨建文，姜为学

(空军空降兵学院，广西 桂林 541003)

在分析传统战场损伤修理工作量确定方法不足的基础上，给出了空降装甲装备战场损伤修理工作量的定量计算方法，在计算不同战损等级战车数量与战损战车总数量的比值时，根据空降装甲装备的特点，认定其战损修理工作量服从对数正态分布，根据修复轻损、中损需要的工时计算其数量与战损战车总数量的比值，提高了战损比确定的科学性；最后通过实例应用，验证了模型的合理性。

战场损伤；战损等级；对数正态分布；战损修理工作量

空降作战是在第一次世界大战中被催生出的一种崭新的作战样式，具有“走在空中、打在地面、保障在远方”的特点[1]。从近几十年来发生的车臣战争、海湾战争、伊拉克战争等来看，空降作战在现代高技术战争中仍旧并且将继续发挥重要作用。尤其，轻型步兵战车、伞兵突击车和自行火炮等空降装甲装备的使用，对打击敌方地面作战力量，进而打赢整个战争发挥了不可替代的作用。

参与空降作战的装甲装备一般结构复杂，科技含量高，作战中对装备保障的依赖性大；同时，面对敌方可能的新型高效能武器的打击，空降装甲装备的损伤会急剧增加。装备损伤的修复需要消耗一定的工时。需要消耗的工时越多，认为其战损修理工作量越大。参战装备的战损修理工作量是科学确定抢修人员数量的重要参考依据，传统的战损修理工作量预计大都属于经验估计[2-4]，且仅仅是根据20世纪几场典型战争得出的经验数据，而现代空降作战的战场条件已经发生巨大变化，采用这些经验数据估计的装备战损修理工作量已经不具有较强的说服力，迫切需要根据现代战争条件研究空降作战战斗损伤修理工作量的计算方法。

1 模型建立

1.1 战损修理工作量计算模型

战损修理工作量与作战环境的严酷程度、参战装备的数量、战斗时间、装备战斗力发挥情况等因素有关。受我空降兵保障能力限制，在空降作战中，配备的装备保障力量只能完成对轻度战损装甲装备和部分中度战损装甲装备的修理任务，因此，轻损1级(由使用人员修理)、轻损2级、中损被认为是可以修复的损伤。

以空降作战中运用广泛的某型步兵战车为例，对不同损伤等级的步兵战车进行修理所需的工时总数Tx为

(1)

式(1)中，N为参战步兵战车数量；D为战损率；j=1代表轻损1级；j=2代表轻损2级；j=3代表中损；αj为第种损伤等级的步战车占所有损伤步战车总数的比值，Tj为第种损伤等级的损伤修复工时定额。

1.2 战损率计算模型

在空降作战中，装备战损率D与作战环境、敌方武器威力和我方装备战斗力发挥程度等因素有关，其计算公式[1]：

(2)

式(2)中，W为我方战斗单位(营)编制武器数量；R0为我方最初参战的战斗单位数量(营)；y0为参战武器装备总数量；Pf为装备自身防护使战损率降低的百分比；B0为敌方最初参战的战斗单位数量(营)；ρ为敌方武器对我射击的毁伤率；t为实际作战时间(天)；K为我方装备战斗力与敌方武器战斗力之比，表示为

(3)

其中，β为我方武器对敌方射击的毁伤率。

1.3 不同战损等级战损量确定

步兵战车是一个复杂系统，其组成包含机电、电子、机械等各种装备部件，出现战场损伤后，各个损伤的修理频率和修理时间都有很大不同，其维修工时规律比较适合用对数正态分布描述[5]。本文认定步兵战车的战损维修工时服从对数正态分布，即用对数正态分布描述战损量分布规律。其概率密度函数：

(4)

根据维修工作量的分布密度函数f(t)可以求得装备维修工作量分布函数F(t)为

(5)

设修复战损等级的损伤需要的工时范围为(ti1,ti2)，则对应战损等级的步兵战车数量占所有战损步兵战车的比值为

F(ti1)-F(ti2)

(6)

2 实例应用

2.1 战损率计算

假定我空降兵某部投入1个团共3个营的兵力参加空降夺岛战役，该团装备某型步兵战车(包含指挥车)117台，有60台投入战斗，剩余战车留作预备使用。

经过调查和分析，在空降夺岛战役中，我方主要作战装备为某步兵战车，敌方防御武器为重机枪，迫击炮，并且我方武器对敌方射击的毁伤率β=0.7，敌方武器对我装备射击的毁伤率ρ=0.4，我方最初参战的战斗单位数量(营)R0=3，我方战斗单位(营)编制武器数量W=20，敌方最初参战的战斗单位数量(营)B0=3，我方步兵战车自身防护使战损率降低的百分比Pf=20%。

战斗进行4天后，也即作战时间t=4天，敌方基本丧失抵抗力，我方基本掌握夺岛战役主动权。此时，我军决定临时休整，并统计步兵战车战损情况，为确定战场抢修人员数量做准备。把上述数据代入式(1)，得到我方步兵战车的战损率：

D=0.451 7

则出现损伤的步战车数量为

M=60×0.451 7=27.1

向上取整后得到M=27。

2.2 不同战损等级战损比值计算

根据调研统计资料[6-8]，某型步兵战车不同战损等级的损伤修复工时范围如表1所示。

表1 某步兵战车不同战损等级的损伤修复工时范围

图1 某型步兵战车战场损伤修理工作量分布概率密度

图2 某型步兵战车战场损伤修理工作量概率分布

根据表1和式(5)计算不同损伤等级所需修复工时的分布函数值，为

F(0)=0, F(50)=0.277 44

F(100)=0.625 66, F(250)=0.936 3

根据式(6)，轻损1级的步兵战车数量与战损战车总数量的比值为

F(50)-F(0)=0.277 44

轻损2级的步兵战车数量与战损战车总数量的比值为

F(100)-F(50)=0.348 22

中损的步兵战车数量与战损战车总数量的比值为

F(250)-F(100)=0.316 04

重损的步兵战车数量与战损战车总数量的比值为0.058 3。

画出各个战损等级的步兵战车所占比值的条形图，如图3所示。其中数字1,2,3,4分别代表轻损1级、轻损2级、中损、重损。

图3 各类战损等级战车所占比值条形图

2.3 战损量确定

根据上述战损比值计算结果和式(1)计算各个战损等级的抢修任务工作量，如表2所示。

表2 03式步兵战车不同战损等级的抢修工作量

文献[2-4]给出了装甲装备不同战损等级战损量的经验估计，按照其方法，在空降作战中步兵战车的战损率为40%～50%，损坏程度按报废30%、重损10%、中损20%、轻损40%预计，而本文方法得出的结论却是：在作战第4天我方取得主动权时步兵战车的损伤率为45.17%，且轻损比值为0.626，中损比值为0.316 04。可见，本文结论与经验数据相比有一定差别。传统方法仅仅是根据经验数据得出结论，而运用本文方法得出的不同战损等级步兵战车数量与战损战车总数量的比值则是考虑了装备的自身特点和战场实际情况，其结论具有更强的说服力。

3 结论

本文根据空降装甲装备的特点，运用对数正态分布描述空降装甲装备战损修理工作量分布规律，进而确定各战损等级步兵战车数量与战损战车总数量的比值和战损修理工作量。相比于传统的经验估计，本文方法为战场抢修工作量的预计提供了定量模型支撑，具有较大的应用价值。

[1] 海占勇,纪光.空降作战装甲装备保障研究[M].北京：蓝天出版社,2015.

[2] 杜军影.装甲步兵分队战时装备保障行动[M].北京：军事谊文出版社,2008.

[3] 董原生.战场抢修与保障装备[M].北京：装甲兵工程学院,2003.

[4] 魏刚.空降兵装备保障[M].北京：蓝天出版社,2008.

[5] 徐宗昌.装备保障性工程与管理[M].北京：国防工业出版社,2006.

[6] 石全.装备战场损伤建模仿真及其应用研究[D].北京：装甲兵工程学院,2009.

[7] 孙宝深,贾希胜,程中华.战时装备维修保障资源优化模型[J].火力与指挥控制,2013,38(6):159-162.

[8] 郭玉明,陈东林,李志刚.航空装备战时维修保障能力评价模型[J].火力与指挥控制,2010,35(10):166-170.

[9] 王其林，程杰，马军.基于仿真模拟的装备战场损伤预测 [J].四川兵工学报，2014(4):65-67.

(责任编辑唐定国)

Modeling of Repair Effort Prediction About Airborne Armored Equipment Battlefield Damage

SHI Wen-hua, YANG Jian-wen, JIANG Wei-xue

(Air Force Airborne Academy, Guilin 541003, China)

Based on the analyzing of the defect of present methods about predicting battlefield damage repair effort, the quantitative calculation model was given about airborne armored equipment battlefield damage repair effort. According to the characteristic of airborne armored equipment, the conclusion was obtained that the repair effort obeys Log-normal distribution. When calculating the proportion of different battlefield damage degree, the Log-normal distribution function was used to calculating the proportion in preference to the needed man-hour about low and middle degree damage, and it improved the feasible of the proportion calculation. At last, the application of example validated the practical value of the model.

battlefield damage; battlefield damage degree; log-normal distribution; repair effort

2016-07-27；

石文华(1983—)，男，讲师，主要从事装备保障研究。

10.11809/scbgxb2016.12.027

石文华，杨建文，姜为学.空降装甲装备战场损伤修理工作量预计建模[J].兵器装备工程学报，2016(12):118-120.

format:SHI Wen-hua, YANG Jian-wen, JIANG Wei-xue.Modeling of Repair Effort Prediction About Airborne Armored Equipment Battlefield Damage[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(12):118-120.

TJ714

A

2096-2304(2016)12-0118-03

修回日期：2016-08-26