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基于军事运筹学定量分析的中途岛海战决策研究

作者: 发布时间:2020-01-17 16:44:00 阅读: 53 次

 要:本文主要从军事运筹学的角度对二战期间太平洋战场的中途岛海战进行了分析,以时间轴为顺序,运用定量分析的方法对此次战役进行了解读,说明了运筹学在现实军事斗争中的重要地位。

关键词:军事运筹学;决策;定量分析;中途岛海战

一、引言

决策是军事行动中的一项重要活动,在军事领域的许多方面,例如,在制定军事战略、确定作战方案、进行兵力部署、实施作战指挥和保障,以及对军队进行管理和武器装备的研制、采购等的军事运筹分析中有广泛的应用。

一般的决策方法可以分为定量方法(程序化决策)和定性方法(非程序化决策)。定量方法是根据问题客观条件、主观行动方案及其效果的数量关系,利用某一更优化原则,用数学方法找出更优行动方案。定性方法,是对难以量化,甚至概念模糊的问题,根据决策者的经验、直觉、创造,使用逻辑判断等方法进行决策。在实际军事行动中,一个好的指挥员必须懂得科学的决策方法,更要富有经验、创造力和敏锐的直觉,这样才能作出果断、正确的决策。本文回顾了第二次世界大战中,美日更大的一次航空母舰大战——中途岛海战,来说明定量分析在军事决策中的重要意义。

二、决策过程

就当是兵力对比来看,日本舰队的胜利相当肯定,然而结局总是出人意料,日本主攻舰队从发现美军舰队到己方三艘航母中弹丧失战斗力只用了仅仅三个小时,三个小时的时间内,作为指挥的日本南云忠一中将面对何种复杂的情况,又作出了怎样的决策,最后导致了日本舰队的失败,我们从时间原点分析这一决策过程。由于战争发生事件发展较为密集,为了方便阅读,我们使用了表格形式,主要叙述194264日当天内发生的重要事件。如表1所述。

1  194264日发生事件(日本舰队)

时间 发生事件 目的 备注

445 攻击机群起飞 摧毁中途岛空军和地面设施

5 第二波攻击机群准备完毕 准备对随时可能出现的美国舰队实施打击

7时整 舰队收到 “请求进行第二波攻击”电报 接替攻击机群,再次对中途岛实施打击 中途岛美军准备充分充分,已经将所有岸基飞机升空

75 舰队遭到中途岛美军岸基轰炸机攻击  美机攻击无果

715 待命的第二波攻击机群开始换弹 摧毁中途岛空军和地面设施,准备对返航后的美军机群实施打击 拆下鱼雷,换装炸弹

728 舰队收到侦察机发来的“发现美舰队”电报(未叙述是否有航母)  双方距离200海里,如果有美军航母则处于舰载机打击范围。

745 舰队暂停换弹作业 是对应中途岛部队,还是对付美军舰队,根据形势再做决定。 换弹作业已经完成了大半。

755 舰队再次遭到美国中途岛岸基飞机攻击  美机攻击无果

8时整 舰队命令侦察机立即报告美舰队兵力组成情况;第二攻击机群中的护航战斗机起飞 必须侦察美舰队是否存在航母,战斗机起飞加强舰队防御 面临未知威胁增加

89 收到侦察机电报“敌舰为五艘巡洋舰和五艘驱逐舰”  假如没有美国航母则面临威胁较小。

820 收到侦察机报告 “敌舰队后方好像有—艘航空母舰”  发现航母,面临威胁增加。

此时,作为舰队指挥官的南云忠一中将,正处在一个非常困难的境地,几个棘手的问题摆到了南云面前:

1、美国舰队的逼近是否使用第二波攻击机群。第二攻击机群中的“零”式战斗机已经8点整升空协助舰队进行防御,如果派第二攻击机群没有战斗机掩护的俯冲轰炸机和水平轰炸机先发制人攻击美国航母编队,第二攻击机群自身将遭受较大损失。

2、攻击中途岛的攻击机群已经返航,部分飞机油料已经用尽,必须尽快着舰。然而航母甲板上停留的是准备实施第二攻击波的俯冲和水平轰炸机群,如果要使攻击机群要着舰,必须将甲板飞机送入机库,清理甲板,而这样做无疑将会延误攻击美国舰队的时间,并会遭到敌人先发制人打击。

3、如果发动进攻,是否使用停在甲板上已经卸下鱼雷换上炸弹准备攻击中途岛的轰炸机。按照常规,攻击舰船一般使用鱼雷攻击;并且填装鱼雷的轰炸机依然还停留在航母的甲板下方,如果不使用这部分飞机,攻击效果将会打折扣。

4、舰队上空防御的零式战斗机也将在不久时间段内燃料耗尽。

而摆在指挥官南云中将面前的只有四种方案,同样具有各自的优点和风险,我们来逐一分析,见下表2

2  四种方案实施意义及风险

名称 方案简介 实施意义 执行风险 需做工作

方案

A1 回收飞机 1、将攻击机群损伤降低到最小。2、重新休整后再次发动攻击美国航母编队成功几率比较大。 1、准备再次进攻时间长。2、延误攻击美舰队的时间。3、容易遭受美军航母先发制人的攻击。4、甲板正在进行加油和换弹作业情况下,上如果遭到轰炸,战损严重。 将飞机送入机库、

清理甲板、

着舰、加油、装弹。

方案

A2 起飞攻击 1、在时间对美国舰队进行打击掌握主动权。2、为攻击机群腾出甲板空间使其能尽快着舰。 1、不利于持续作战,出动没有战斗机掩护的第二攻击机群攻击美国舰队,容易遭受重大损失。2、进攻效果一般。 攻击机群起飞,返航机群着舰。

方案A3 起飞等待 1、为攻击机群腾出甲板空间。2、为舰队上空提供有限防御。3、为后续攻击积蓄反击力量。 1、延误时间,或将遭受美国航母舰载机先发打击2、可能无法达到一次性歼灭美国舰队主力的战略目的,美国海军编队可能逃离。 攻击机群起飞,

返航机群着舰。

方案A4 舰队后撤 1、作战局势的不明朗,面临的威胁因素增多。2、等待情报掌握充分后再实施进攻。3、遭受损失较小。 1、方案保守延误战机。2、实施困难。南云作为主攻部队,如果不按照计划实施进攻,需要与上级进行协调。

四种方案可以说是各有所长,再来看当时情况,当728分舰队收到侦察机发来的电报,发现美国舰队开始,南云面临三种敌舰队攻击策略,每种情况概率各有不同,我们先列出以下三种美军组织进攻情况θ1、θ2、θ3

θ1表示美国舰队中没有航空母舰,将使用战舰传统火炮进攻战术对日本航母编队进行进攻。

θ2表示美国舰队没有航母,并与日本航母编队保持距离,牵制日本舰队,实施有限制接触,以等待增援部队。

θ3表示美国舰队有航母,将使用舰载机攻击日本航母编队。根据以上三种情况,分析方案A1A2A3A4的获胜概率见表。

3  四种方案获胜概率

状态θ1 状态θ2 状态θ3

A1(回收飞机) 0.9 0.6 0.3

A2(立刻攻击) 0.7 0.8 0.5

A3(起飞等待) 0.8 0.7 0.6

A4(舰队后撤) 0.5 0.5 0.5

1、等可能准则

假设θ1、θ2、θ3三种情况存在的概率相同,都为,则

P(θ1)=P(θ2)=P(θ3)=

EA1=  (0.9+0.6+0.3)=0.6

EA2=  (0.7+0.8+0.5)=0.63

EA3=  (0.8+0.7+0.6)0.7

EA4=  (0.5+0.5+0.5)0.5

选择更优方案,Max{0.60.630.70.5}=0.7,故更优决策为A3

2、悲观准则

根据表3,日本舰队假设使用方案A1,最不利的情况是获胜概率为0.3,使用方案A2;最不利的情况是获胜概率为0.5;使用方案A3,最不利的情况是获胜概率为0.6;使用方案A4,最不利的情况是获胜概率为0.5

在四种最不利的情况下,选择方案A3是最有利的。这样可以保证即使美国舰队中有航母的情况下,南云获胜概率至少为0.6

3、乐观准则

乐观准则是指指挥官对战场出现的客观情况总是持乐观态度,认为最有利的情况会出现,该准则的目的是使决策收益更大。

根据表3可知,Max{0.90.70.80.5}=0.9,故更优决策为A1

4、后悔值决策准则

这种决策的想法是当决策者选择某方案后,若结果未能符合理想情况,势必有后悔的感觉。当决策目标是使效益更大时,将每种客观情况下收益的更大值(即效益矩阵中各列的更大值)定为该状态的理想目标;当决策目标是使风险最小时,将每种客观情况下损失的最小值(即风险矩阵中各列的最小值)定位该状态的理想目标。并将该状态中其它值与理想值之差的值,称为未达到理想的后悔值,这样便由益损矩阵导出了一个后悔矩阵。更优决策的选取,是先找出每个行动方案的更大后悔值(即后悔矩阵每行中更大元素),再求出这些更大后悔值最小的行动方案,作为更优方案。

0.9 0.6 0.3

0.7 0.8 0.5

0.8 0.7 0.6

0.5 0.5 0.5

 

由假设可知效益矩阵为

 

 

 

0 0.2 0.3

0.2 0 0.1

0.1 0.1 0

0.4 0.2 0.1

 

求出后悔矩阵             

 

 

 

方案A1,更大后悔值为0.3;方案A2,更大后悔值为0.2;方案A3,更大后悔值为0.1;方案A4,更大后悔值为0.4,则Min{0.30.20.10.4}=0.1,故更优决策为A3

通过上面分析发现,即使当时日本舰队当时不知道美国舰队是否有航空母舰,以及将采取何种战术,根据假设统计数据,更优决策集中在A1A3,即南云中将应当命令立刻清理甲板,回收攻击波机群,或者命令甲板待命的机群立即升空。

然而,南云中将在830分终于作出决定,收回中途岛飞机(方案A1)。这实际上是为了采取更为慎重的行动。从728分发现美国舰队到830分,第二攻击机群在航母上等待了一个小时,地勤人员除了不停的进行的换弹和升降飞机作业以外,再也没有做出任何有意义的事情。甲板和机库的状况也非常混乱,卸下的鱼雷和炸弹因为时间仓促被胡乱堆积,并没有送入弹药库,这也增加了危险的隐患。

1024分,当南云舰队的架加满油弹的日本战斗机从航母甲板上起飞,美国的舰载机正恰恰从云端俯冲了下来,并发动了攻击,这正是航母最脆弱的时候。中途岛战役,日本舰队损失航空母舰4艘,飞机285架,阵亡官兵3500人,此次战役以后太平洋战场的主动权再也没有回到日本人手中。

三、结束语

历史学家追溯,南云中将为什么在关键时刻犹豫不决,据分析原因是多方面的,但是作为一名的指挥官在面临重大决策的时候不能优柔寡断,或是凭借片面的乐观和个人情感而实施决策是难以取得胜利的,只有通过整体全局的考虑,周密的筹划,的计划才能达成有效目标。

 

参考文献:

[1]李长生.军事运筹学教程,军事科学院,2005.

[3]汤森·华林.搏杀中途岛, 京华出版社。2005

[4]雪貂.决定命运的三小时,环球飞行,2004.