MIT270號課程
军事运筹学 在现代和未来战争中，如何以最少的人力、物力消耗，达到预定的军事目的，是任何一个国家军事指挥人员所期望的效益。军事运筹学正是使这一口望成为现实的一门新兴的边缘科学。一、军事运筹学的形成和发展运筹帷幄之中，决胜千里之外。军事运筹思想自古就有，我国春秋时期的军事家孙武子在《孙子兵法》一书中，首先将度、量、数等数学概念引人军事领域，通过必要的计算，来预测战争的胜负，并指导战争中的有关行为，其后的军事家又大大地完善和发展了我国古代军事运筹思想。毛泽东和其他老一辈军事家；在二十多年革命战争生涯中，运用定性和定量分析相结合的方法，正确地进行战略战术原则和作战指挥的决策，形成和发展了毛泽东军事战略思想，为我军以后军事运筹学的发展奠定了基础。尽管军事运筹思想在我国和国外的历史上都早有记载和实践、但是它真正成为一门完整的科学还是近几十年的事情。第一次世界大战顾问，英国人兰彻斯特为适应战争需要，创造性地运用数学方程式来描述两军对战过程。同时期的美国人爱迪生用数学中的博奕论和统计分析方法研究出了商船避免德国潜艇袭击的航行策略，虽未被采用，但却对以后运筹学的发展有所影响。对军事有所了解的人都知道雷达。第二次世界大战中围绕雷达进行的工作最终促成了当代军事运筹学的形成。当时，英国皇家空军使用一种新研制的预警工具--雷达来对付德国人的空袭，由于对雷达的使用缺乏科学性，起初雷达的防空预警效果令人失望。为此，1940年8月，英国国防部门成立了诺贝尔奖获得者、物理学家勃兰凯特为首的11人小组，其中有数学家、物理学家、生理学家、测量员和军人，研究目的就是如何有效地使用雷达控制的防空系统。勃兰凯特小组通过多次现场实验，使雷达和高炮配合达到最佳状态。由于该小组卓有成效的工作，雷达的优越性充分体现出来。当时德国雷达在技术性能指标上虽然优于英国，但德国人忽略了对包括雷达在内的防空系统的有关操作的研究，其防空系统效果因而始终不如英国。英国作战研究部把围绕雷达使用所进行的工作称为“Operations Research”（直译为操作研究、作战研究）我国在50年代将其译为“运筹学”。 这可以说是军事运筹学产生的标志。国际上“操作研究”（Operatlons Researeh，简写为OR）一直沿用至今：后来到仿效英国，引人了军事运筹学。1943年3月，为对德国在大西洋的潜艇实现更加有效的攻击，美国海军成立了由物理学家莫尔斯领导的跨学科小组。小组通过对潜艇的搜索研究发现，飞机一般在潜艇上浮的时候对其实施攻击，这时潜艇深度约为30英尺，而美军的深水炸弹的爆炸深度至少为75英尺，杀伤范围20英尺左右，这样攻击就对德国潜艇威胁有限。根据这一情况，莫尔斯小组议对深水炸即作技术改进，使其在水深30英尺上下爆炸。仅此一项措施，使对潜艇的击沉率增加了6倍。战后，英、美等国在军事运筹学的研究和应用中，从追求武器装备性能指标达到最佳设计要求，发展到计划和预测某种作战方式或战术手段可能达到的效果，解决问题的手段也日趋全面。第二次世界大战之后，英、美相继在军界成立了运筹小组、运筹研究所等， 1950年第一部运筹学的著作《运筹学方法》，（作者莫尔斯和金伯尔）在美国发表。到1957年，第一个全球性运筹学学术组织一国际运筹学会成立了。至此，现军事运筹学作为一门独立的新兴学科已经形成。目前，军事运筹学在国际上开展得十分广阔，仅在美国国防部系统就有军事运筹学从业人员三万多人，另外美国还有象兰德公司、国防分析研究公司等运筹研究机构，经常为政府或军界提供政策及战略咨询。各大公司及政府部门也有相应的系统分析机构，英、法和北约各国都有自已的高级运筹研究组织。同样前苏联的军事运筹学规模也很大，在军用方面就有一个约两千人的运筹学应用研究机构，该机构参加了国际所有的有关运筹及系统分析的学术团体。我国的第一个运筹学小组、在钱学森同志的支持下，于1956年成立，三十多年来，我国军事运筹学的应用已从以往武器系统论证与研制发展到计算机作战模拟和自动化指挥系统的研制，正在不断缩小与发达军事国家的差距。二、军事运筹学的内容与特点首先，我们引人军事运筹学的定义。军事运筹学是应用数学工具和现代计算技术对军事问题进行定量分析，从而为决策提供数量依据的一种科学方法，是一门综合性科学。军事运筹学主要用来进行作战评估分析；武器装备系统的效能分析，确定军队（兵力）的战斗能力，选择最佳战斗方案，评估军队指挥、训练、后勤保障系统的技能和预测未来战争和武器的装备的发展趋势，以及分析国防经济实力和管理军事行政等方面。 军事运等学作为自然科学与军事科学相结合的产物，其涉及内容十分广泛，到目前为止尚未形成一个按其研究范围所规定的完整的内容体系。但是从它的定义不难看出，其内容应包括用于定量解决军事问题的理论方法和工具，诸如概率统计，规划论、决策分析、对策论、排队论、存贮论、搜索论和现代控制理论以及仿真模拟技术、网络分析技术、预测技术、计算机技术等。运用军事运筹学解决问题，通常有五个特点：1、目的性做一件事或研究一个问题，你的目的是什么？换言之，你追求的是哪方面的效益。在军事上，我方与敌方作战，最终目的是为了抢占战略要地，或者最大限度地杀伤敌有生力量，还是突围等。这可以说是首要问题，而且目的性在一开始搞清楚之后贯彻始终，直至目的实现。起初目的就不明确或有错误，那么下面做的工作基本上就是徒劳。第二次世界大战期间，英美商船为了对付德国飞机的袭击，在船上装设了高炮，但这些高炮击落的敌机很少（占来袭敌机的4％），而且高炮的安装维修费高，这时有人提出将高炮拆除。但是运筹分析人员指出，安装高炮的不是击落敌机，而是保护商船安全如期到达目的地。实战统计显示，不安装高炮的商船损失率大于25％，安装高炮后，致使敌机不敢低飞，商船的损失率降到了10％以下，可见安装高炮是必需的。目前最先进的高炮对现代喷气式战斗机的击毁率不到千分之一，但各国的防空系统中还少不了高炮，再次说明使用高炮的目的性。2．系统性系统是指相互作用相互依赖的各个部分所组成的一个种特定功能的整体。系统性问题可以说是如何使整体达到（包括某种功能最强、性能最稳定等），简言之就是1+1>2，同样一种型号的电器，用的元件完全相同，由于组装技术的差异，很可能导致电器整体效果的差别，这就属于系统性的问题。一个系统的优化指标一般有多个，例如对于彩电来说，优化目标可以是清晰度、稳定性、抗干扰性、灵敏度等，几个指标同时达到最优的情况一般不存在。因此，局部最优不等于实现了全局最优。要达到整体的优化，必须进行统一规划，在诸多的可能的方案中找出一个相对最佳的方案。系统性在军事指挥中尤为重要。古今战史中不乏这样的事情，某方以少量兵力，阻止敌方主要力量，来实现整个战局目的对其最为有利。这就是牺牲局部利益来求取全局的最优，系统性的思维充分地体现在决策之中。3、有效性简单地说，有效性是指运用军事运筹学时的效果问题，兵贵神速是兵家的信条，但军事效果不仅是指速度，还包括了以较少的代价换取较大的成功的含义。显然如何在进攻中减小伤亡就是一个军事上的有效性问题。还有在后勤运输系统中，怎样以最小的油耗，在限定时间内，使运输车队尽快到达。类似这类问题解决并非轻而易举，其中要求的几个方面效果实现起来往往互相矛盾，但是，军事运筹学能为解决这个问题提供可行的途径。 4、科学性以往有不少领导作出某些决策时，就是拍脑袋定下来的。例如上级盲目给下属厂家下达产值指标，面对原材料供给和产品的销路缺乏调查和分析，这种“凭感觉，拍脑袋”的决策方式曾造成过不少不应有的损失。运用军事运筹学，就能大大地增强决策的科学性，因为这种决策方式有定量分析作基础，而且手段先进，有较准确的数学模型，适合的算法以及计算机设备作保证，只要信息来源可靠，运用军事运筹学作出的决策方案肯定比“拍脑袋”想出来的要有更高的可行性价值。这就是运筹学的科学性所在。5、参谋性参谋性是指运用军事运筹学得出的结果本身的性质。美国从事军事运筹学工作的专家对同行说： “运筹学再高级也只是个参谋，不是指挥员，不是决策人。运筹的结果只是辅助指挥员作决策。”这主要因为运筹时是从定量的角度考虑问题，殊不知并非所有的问题都能建立起数学模型和进行量化处埋，系统中各种人的因素就没有很好的办法来描述周全。因此，运筹得出的结果在最终决策时，只能作为参谋和咨询之用。 
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“幻影雷”无人机或将开启空战新纪元近日，美国波音公司历时两年打造的新型无人侦察机“幻影雷”（PhantomRay）在圣路易斯举行了隆重的揭幕仪式。这款无人机外形独特，看起来仿佛是科幻片中的未来飞行器，翼身高度融合、外形光滑流畅，不愧是无人机大家族中一颗耀眼的新星。而该型无人机也将成为本世纪军用航空器发展史上的里程碑。 隐身性能优越 “幻影雷”无人机是从X－45C项目演变而来的。波音公司计划在今年7月开始其验证机的滑行试验，首飞时间预计在 2010年12月。 该项目负责人丹尼斯·穆林伯格指出，作为未来尖端科技的试验台，“幻影雷”可为军方提供包括情报、监视、侦察、压制敌方防空，实施电子攻击和自主空中加油在内的诸多作战选择。 “幻影雷”采用典型的翼身融合和飞翼式布局设计，翼展宽15米，机身长10米，重达16571公斤，飞行高度12公里，最大巡航飞行速度为0．8马赫，不进行空中加油的情况下作战半径约1852千米。 目前，可以看出“幻影雷”的最大亮点在于它的隐身性能。其独特的外形使人想到了美空军现役隐形战略轰炸机B—2A，两者都是采用典型的隐身结构设计。如果在空中飞行，正面平视它像是一个压扁了的橄榄球，正面俯视它像一个三角形的飞行物，远处仰视它像个飘翼。 “幻影雷”外形上并没有传统意义飞机的水平尾翼和垂直尾翼，机身和机翼已高度融合在一起，这就大大减少了飞机整体的雷达反射截面。为了提高隐身性能，“幻影雷”的发动机被放置到了机翼的上方，且进气口和尾喷口都深置于机翼之内，使雷达波难以照射。机翼后部形成了一个W型，可使来自飞机后方的探测雷达波无法反射回去。这些精细的外观与结构设计加上隐身材料的运用，可使“幻影雷”有效地躲避敌方雷达的预警与监视，避免遭袭。 美空军无人机操控人员缺口较大 目前，美陆、海和空军都配备了无人机，但陆、海军配备的多是低成本的小型无人机，其地面操控人员的训练与普通的航模运动员的培养过程相似。 但是，美空军要求操控大型无人机的人员是具有丰富飞行经验的驾驶员、领航员或武器控制员等空勤人员。这些无人机飞行员主要从现役的或预备役的航空兵部队调配，多数是处于兼职工作状态，过一段时间就要轮换。但是，随着大型无人机装备数量的增加，这种做法已不能完全适应无人机装备发展的需要。 美空军2009年计划购买的93架飞机中，就有52架是军用无人机，其数量超过飞机总购置数的50％。美国防部长罗伯特·盖茨公布的2010年的防务预算草案建议，为无人机项目和其他情报设备增加20亿美元的经费。可见，美空军需要更多的有飞行经历的人员去操控无人机，才能满足无人机增长的需要。 如果继续照原来的方法选择大型无人机飞行员，势必造成有人机与无人机的驾驶员都不够用的困境，影响到美空军的作战能力。解决这一困境的有效办法是专门开办培养无人机飞行员的学校，或在现有军校中培养无人机的操控和维修人才。 据悉，在美国内华达州的内利斯空军基地已经组建了一所无人机学校，该校主要教学目标是培养高素质的无人机操作员和地面维修人员，使他们能够胜任初级或中级无人机的操作与维修工作，以取代现行的办法。另外，美国也可以考虑从航校中选拔部分因身体原因被淘汰的飞行学员或从航空兵部队中挑选一些已到最高飞行年限的老飞行员或退役的飞行员进行适当培训后，充当无人机驾驶员。 无人机取代有人机将成必然趋势 无人机因为其得天独厚的“无人”优势，符合现代战争“非接触”和“零伤亡”的作战理念，因此备受重视。未来，无人机作为能够完成多种作战任务的无人作战平台，全面取代有人机是一种必然趋势。但受技术制约，目前这个目标还难以实现。 在今后20年时间内，随着高新技术的发展，无人机对未来空中作战方式的影响主要表现在以下几方面。 一是无人机空中预警的地位越来越突出。由于预警机存在需要人员值守、目标特性大、防卫能力差和机动能力不足等缺点，即使有战斗机护航也容易受到敌方远程制导武器的攻击，部署空域受到了较大限制，预警探测距离也随之被大大缩短。因此，空中预警势必成为无人机未来担负的突出任务之一。“幻影雷”无人机是非常好的预警平台，其信息处理速度应该高于目前现役的预警机。此外，各类侦察、通信和电子战无人机均可以被部署在相对危险的空域，长时间执行预警探测和情报搜集等任务，使空中警戒和作战纵深得以整体前推，可大大提高预警机的安全和效率。 二是无人攻击机将成为重要突击力量。对于空中进攻战役，完成任务主要由有人机实施。但是长时间（超）低空飞行远程奔袭容易造成飞行员的疲劳从而降低有人机作战效能，而且在没有完成夺取制信息权和制空权的条件下，即使在战争后期，敌方仍然具备一定的防空能力的情况下，采用有人机实施此项任务仍需要付出相当的人员损失代价，存在着巨大的作战风险。但是，由于无人攻击机具有良好的隐身性能、较大的武器携带能力和超低空远程飞行能力，即使作战任务失败也不会带来人员伤亡。目前，无人攻击机编队协同能力、目标自动搜索和分配能力正在迅速提高，将成为未来空中进攻战役的首战武器和主要突击力量。 三是无人机将成为未来空战场的重要武器装备。无人机作为空中战场上最活跃的力量之一，在预警、侦察、电子对抗和对地攻击等任务的实施过程中具有突出的作用，随着其功能和性能的不断提高，将成为未来战场上优先考虑使用的武器装备，并将逐渐形成一种配置合理的无人机作战体系。 四是无人机将是战略打击和投送力量的主角。随着美军“全球打击、全球到达”作战理念的提出，类似X－37B的高超声速作战平台越来越受到重视，特别是对于未来空天一体的战争环境，这种作战平台有着不可替代的作用。据悉，美军在2020年前就可以拥有在两小时内到达、打击全球任何一个目标的能力。无人机的这种能力无疑是战略打击的首选武器装备。另外，随着科学技术的进步，无人机的空运能力会越来越强，必将是投送力量的主角。 五是无人机与有人机协同作战将是未来空中作战的主要样式。无人机与有人机相比，它能够执行更危险和飞行时间更长的任务。与导弹相比，无人机的优势则体现在其作战灵活性。导弹一旦发射出去，在其飞行过程中无法中止或更改其任务，而无人机在作战过程中依然可控。 由于目前无人机作战能力有限，因此无人机在未来相当长一段时间内不可能完全取代有人机。随着无人机数量越来越多、比例越来越高，其地位与作用也将越来越重要。如何使其与有人机实现协同作战，充分发挥整体作战效能，正是当前世界空军关注的问题。因此，随着现代作战理念的发展，无人机与有人机协同作战将是未来空中作战的主要样式。
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