輔助決策技術(shù)在作戰(zhàn)實驗中的應(yīng)用研究

畢亞港

(軍事科學(xué)院 軍事運籌分析研究所，北京100091)

作戰(zhàn)實驗中使用輔助決策技術(shù)的傳統(tǒng)做法是首先從理論上進行探討，界定概念和研究方法，然后設(shè)計決策支持技術(shù)的框架和實現(xiàn)途徑。傳統(tǒng)做法中，輔助決策技術(shù)主要用于實現(xiàn)模擬仿真系統(tǒng)的功能，例如:結(jié)構(gòu)化的作戰(zhàn)實驗過程實現(xiàn)、信息查詢、模型計算和結(jié)果的初步分析。但是這種做法并沒有很好地體現(xiàn)輔助決策技術(shù)在作戰(zhàn)實驗中的重要性，決策結(jié)果的正確與否對作戰(zhàn)實驗影響有限，輔助決策的探索性也不能得到充分展開。

在作戰(zhàn)實驗中合理應(yīng)用輔助決策技術(shù)，需要明確以下三個問題:一是要認清決策問題，在作戰(zhàn)實驗過程中有許多問題需要分析研究，比如，資源分配問題，仿真模擬軟硬件實現(xiàn)問題，關(guān)鍵節(jié)點決策問題等等，其中決策問題的有效解決至關(guān)重要，因此理解和明確決策問題的類型和特點是解決問題的有力基礎(chǔ);二是要明確決策的方法，決策問題的解決有許多決策理論和方法可以運用，根據(jù)作戰(zhàn)實驗的具體要求，針對決策問題的類型，科學(xué)地選擇決策方法是必要條件;三是要提高決策的效率，作戰(zhàn)實驗過程決策問題的解決需要決策支持工具的有效幫助，高效率和正確的決策是保證作戰(zhàn)實驗順利進行的重要保障。

因此，在本文的研究中，對于作戰(zhàn)實驗中輔助決策技術(shù)的應(yīng)用采用了分步走的方法，以達到具體問題具體分析，有效解決的目的。具體步驟是:首先明確決策問題，根據(jù)作戰(zhàn)實驗參與人員的主要工作，歸納和整理可能遇到的決策問題，對作戰(zhàn)實驗參與人員以及輔助環(huán)境等進行界定;其次通過明確不同作戰(zhàn)實驗參與人員所面臨的不同決策問題，確定合適的決策理論和方法，找到解決作戰(zhàn)實驗中不同決策問題的較為成熟和有效的決策技術(shù)手段和步驟;最后，建立作戰(zhàn)實驗綜合決策支持系統(tǒng)，根據(jù)作戰(zhàn)實驗決策人員的特點、決策問題的類型和決策方法的選擇，確定決策支持系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和作用。

1 決策問題的界定

作戰(zhàn)實驗輔助決策的對象是參與作戰(zhàn)實驗的各類人員，根據(jù)各類人員所擔負的主要任務(wù)不同，可分為三類:組織計劃人員、軍事分析人員和技術(shù)保障人員，不同類型人員面臨的決策問題也有所區(qū)別。

(1)組織計劃人員的決策問題分析。組織計劃人員在作戰(zhàn)實驗的計劃和管理中經(jīng)常會遇到不確定性的決策問題，例如:作戰(zhàn)實驗的經(jīng)費預(yù)算應(yīng)該如何確定，既要考慮可能的支出，也要顧及額外的費用。參與作戰(zhàn)實驗部隊如何選擇，需要兼顧部隊的作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)實驗的要求。決策問題中的許多因素是組織計劃人員無法控制的，通常把決策人無法控制的因素，即能夠引起決策問題的不確定性的因素，稱為自然狀態(tài)。由于未來自然狀態(tài)的不確定性，決策人無論采取什么行動，都會因為自然狀態(tài)的不同而出現(xiàn)不同的結(jié)果。因此，組織計劃人員的決策問題通?？梢詺w納為隨機性決策問題。

(2)軍事分析人員的決策問題分析。軍事分析人員在作戰(zhàn)實驗中主要構(gòu)造軍事想定和分析實驗結(jié)果的軍事意義，經(jīng)常會遇到多目標決策問題。例如:作戰(zhàn)行動的具體設(shè)計，動用最少的部隊和裝備，運用最有效的戰(zhàn)術(shù)，達到最好的作戰(zhàn)效果。在一次作戰(zhàn)行動中，通常有多個目標需要達成，軍事分析人員要在有限的資源內(nèi)做出科學(xué)的決策。由于決策問題的目標有多個，目標之間難于比較，或存在矛盾性，具有多目標決策問題的特點。因此，軍事分析人員決策問題可以歸納為多目標決策問題。

(3)技術(shù)保障人員的決策問題分析。技術(shù)保障人員在作戰(zhàn)實驗中提供技術(shù)、軟件和設(shè)備的支持，經(jīng)常會遇到投票表決和專家咨詢的決策問題。例如:作戰(zhàn)實驗中各種數(shù)據(jù)的處理能否達到結(jié)果分析的要求，要考慮數(shù)據(jù)格式和標準的確定、數(shù)據(jù)采集的方法和手段、數(shù)據(jù)分析的理論和方法等。作戰(zhàn)實驗的軟件系統(tǒng)應(yīng)該采用的技術(shù)路線，各類技術(shù)專家可以從不同的角度提出各自的見解，通過征求專家的意見確保軟件系統(tǒng)的科學(xué)性和可行性。技術(shù)保障人員通常由各類專家組成，具有不同的知識結(jié)構(gòu)，可以發(fā)揮集體決策的優(yōu)勢，得到保證作戰(zhàn)實驗順利進行的正確決策。因此，技術(shù)保障人員的決策問題可以歸納為群決策問題。

經(jīng)過上述的分析和研究，按照作戰(zhàn)實驗參與人員決策內(nèi)容劃分，初步確定隨機性決策問題、多目標決策問題和群決策問題為主要的研究內(nèi)容，這三種類型的決策問題在作戰(zhàn)實驗過程中各類參加人員都可能遇到，因此，作為研究重點深入分析和探討。

2 輔助決策技術(shù)

2.1 隨機性決策分析

隨機性問題的決策一般應(yīng)用隨機優(yōu)勢決策方法。隨機優(yōu)勢決策方法采用期望效用準則求解決策問題，要求決策人具備方案偏好的全部信息，在實際的決策過程中，由于決策人的認識偏差和量化誤差，確定唯一的足夠準確的效用函數(shù)存在困難。決策分析人員經(jīng)常只能獲得關(guān)于偏好的部分信息，依據(jù)部分信息將各個可行方案排成偏序。隨機優(yōu)勢決策規(guī)則是利用獲得的部分信息形成偏序的一種規(guī)則，其基本思路是:僅僅判斷決策人的效用函數(shù)是否屬于某個特定的類，如果對這種特定的類的效用函數(shù)均有行動ai?aj，則可以把一部分非優(yōu)勢方案或行動aj刪除，就可以縮減有效行動集，以便作進一步選擇，最終選定相對優(yōu)勢最大的方案。

圖1 隨機性問題決策過程

隨機性決策問題具有如下的特點:決策人面臨多個行動方案可以選擇，問題的自然狀態(tài)具有不確定性，由于自然狀態(tài)的不確定性會導(dǎo)致后果的不確定性，后果的價值待定。一個實際的隨機性決策問題求解過程，主要通過5個步驟完成。如圖1所示。

(1)接收、處理、選擇儲存并顯示信息。要從輸入的信息中選擇、儲存與決策有直接關(guān)系的信息，減少冗余并變換成需要的形式用于情況識別和效益評價。這些信息需要及時更新。

(2)構(gòu)造決策問題，主要為決策問題提供可能的方案，并且確定決策的目標。

(3)確定各種決策可能的后果，主要設(shè)定各種后果的發(fā)生概率，估計各種決策的結(jié)果。

(4)確定決策人對后果的偏好，即確定各種后果對決策人的實際價值。

(5)備選方案進行評價和比較。對于一般的決策問題，根據(jù)效用理論計算各種后果的效用值，進而計算各個方案的期望效用，選擇期望效用最大的方案。也可以根據(jù)決策問題的特點，選擇其他的評價準則。如果沒有達到預(yù)期效果，則返回第二步重新進行方案制定與判斷、選擇。

2.2 多目標決策分析

在作戰(zhàn)實驗中，對作戰(zhàn)方案的研究通常從多個方面進行考慮，如敵人損失最大，我方消耗最小等，這就是多目標決策問題。只有對各種因素的指標進行綜合衡量后，才能做出合理的決策。但是在作戰(zhàn)實驗中，不可能實現(xiàn)對每一個目標的面面俱到，因此往往采用化多為少的方法，簡化目標數(shù)量，抓住主要矛盾。由于直接解決多目標問題的最優(yōu)化比較困難，于是很多人想辦法將它們化為較容易求解的單目標或雙目標問題。由于化法不一，就形成多種方法，例如主要目標法、優(yōu)選法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法、線形加權(quán)和法、平方和加權(quán)法、分層序列法和層次分析法等。

由于層次分析法(AHP)是一種定性與定量相結(jié)合的多目標決策分析方法，它可以將決策者的經(jīng)驗判斷給予量化，對目標結(jié)果復(fù)雜且缺乏必要的數(shù)據(jù)情況比較實用。因此，在解決作戰(zhàn)實驗中的多目標決策問題時我們往往采用層次分析法。

層次分析法解決多目標決策問題的基本思路是:首先找出決策問題的主要因素，按目標、準則、措施等分類;然后構(gòu)造一個各因素之間相互聯(lián)結(jié)的層次結(jié)構(gòu)模型，按目標、準則、措施等分類，從上到下將各類因素排列于不同層次，構(gòu)成一個層次結(jié)構(gòu)圖;根據(jù)層次結(jié)構(gòu)圖確定每一層的各因素的相對重要性的權(quán)數(shù)，直至計算出措施層各方案的相對權(quán)數(shù)，得到各方案的優(yōu)劣次序，供決策者選擇。

2.3 群決策分析

群決策問題具有如下特點:①決策人是多個，組成群，群中成員的地位平等或者基本平等，群中的每個成員都是決策者;②備選方案是給定的，即方案集已知，群只要從該方案集中選出最優(yōu)的或令人滿意的，或者決策群能接受的一個方案即可。群決策所涉及的領(lǐng)域很廣，有投票表決體制，社會選擇理論，委員會理論，隊論與分散決策，遞階優(yōu)化，專家評估，一般均衡理論，對策論，談判與仲裁等等。

在群決策問題中，群的組織結(jié)構(gòu)大致可以分為兩種形式，一是遞階的權(quán)力結(jié)構(gòu)，其特點是有明確的層次結(jié)構(gòu);二是委員會，其特點是群中各成員之間地位平等，原則上各成員的權(quán)力基本相同。根據(jù)委員會基本職能的不同，又可分成兩種，一種是作為權(quán)力機構(gòu)的委員會，另一種是作為參謀班子或咨詢機構(gòu)的委員會。前一種委員會本身就是決策實體，基本功能是要集結(jié)各成員的偏好以形成群即社會的偏好，得到最終決策。后一種委員會中各成員的權(quán)力雖然平等，但其作用是提供各成員的經(jīng)驗、知識和信息，幫助決策人作價值判斷，真正的最終決策往往要由組建委員會的高級行政人員來做。以上兩種委員會決策問題的另一個重要區(qū)別在于前者往往有現(xiàn)成的備選方案集，而后者則通常要在研究問題的過程中形成方案，再給出對各方案的評價意見。在作戰(zhàn)實驗過程中，作戰(zhàn)實驗參與人員大都扮演參謀角色，或者是以專家咨詢方式出現(xiàn)，目的是為上級機關(guān)、指揮部門或者決策機構(gòu)提供必要的建議和意見，因此在作戰(zhàn)實驗過程中對于群決策問題，我們一般采用第二種委員會的形式組織群，進行專家咨詢決策。

專家咨詢問題的系統(tǒng)方法是從系統(tǒng)的角度認識決策問題，運用系統(tǒng)的方法求解決策問題，該方法通常包括如下步驟:專家和參與者的選擇;問題的闡述;產(chǎn)生備選方案;各方案的評價與選擇;選定方案的實施與管理;上述某些步驟的反復(fù)迭代。

(1)專家和參與者的選擇。在這一步要確定所需專家的人數(shù)與類型。這不僅要根據(jù)問題本身的性質(zhì)和復(fù)雜性，還要考慮準備用什么方法求解問題。決定具體人選時要考慮兩個因素，一是廣泛的代表性，對所研究問題持有各種不同觀點的人都應(yīng)當有代表參加;二是較高的學(xué)術(shù)造詣，所選的專家應(yīng)該具有廣博的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗。

(2)問題的闡述。這是整個問題求解過程中的關(guān)鍵性步驟。這時要明確總目標，規(guī)定各種約束條件。在群的成員對同一證據(jù)有不同理解時，要鼓勵他們暢所欲言，發(fā)表各種意見，進行充分討論。

(3)產(chǎn)生備選方案。這一階段要提出有可能解決問題的各種措施，很可能會有許多能夠達到目標的方針政策和可供選擇的行動步驟。產(chǎn)生備選方案的方法很多，可以分成兩大類:一類強調(diào)自由思考，另一類強調(diào)對問題的求解作結(jié)構(gòu)上的引導(dǎo)。第一類方法中又包括鼓勵專家發(fā)表意見的方法和收集專家意見的方法。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的探索包括系統(tǒng)的分解與綜合，首先要把問題分解成定義明確的一組要素，再把要素綜合成整體，要通過關(guān)聯(lián)矩陣、關(guān)系圖、信號流圖等把含糊不清的思維模型變成直觀清晰的結(jié)構(gòu)模型。

(4)方案的評價與選擇。這一階段要對上一階段生成的各種備選方案作出評價，以確定各方案滿足目標及達到目的的程度，再根據(jù)事先規(guī)定的若干準則從中找出一個付諸實踐。由于各準則的不可公度性，方案與方案的直接比較難以進行，所以要采用某種定量化的辦法和投票的方法。仿真模型可以用較少的時間和費用來評估哪個方案更適于解決問題，根據(jù)具體情況可選用解析的或者經(jīng)驗的仿真模型。

(5)方案的實施與管理。要把選定的方案付諸實施，需要認真制訂規(guī)劃，完整的規(guī)劃應(yīng)當有實施方案的行動步驟、實施框圖和每一步行動的結(jié)果。常用的方法用進度表、計劃評審技術(shù)(PERT)、關(guān)鍵路徑法(CPM)、規(guī)劃設(shè)計進度和預(yù)算系統(tǒng)(PPBS)等。

(6)迭代過程。對系統(tǒng)的探索必然會有反復(fù)，復(fù)雜問題不可能一下就作出完善的決策。這有多方面的因素，其中最重要的原因是參與決策的人們在對復(fù)雜系統(tǒng)的研究過程中會有新的體會，這使他們對問題有進一步的了解。其次是對待解決問題的艱難認識過程迫使他們思考第一次提出的方案是否完善，對有關(guān)問題的考慮是否周到。在方案實現(xiàn)之前，任何方案都只是暫時性的，即使是選定的所謂最終方案也是如此，因為有可能出現(xiàn)某種科學(xué)技術(shù)的重大突破，使方案再次發(fā)生變化或修改。

3 作戰(zhàn)實驗綜合決策支持系統(tǒng)

作戰(zhàn)實驗中決策問題的有效解決還需要在作戰(zhàn)實驗中為輔助決策提供必要的環(huán)境。而建立作戰(zhàn)實驗決策支持系統(tǒng)，是輔助作戰(zhàn)實驗參與人員開展決策問題的研究，盡可能得到正確決策結(jié)果的有效途徑。決策支持系統(tǒng)是綜合利用大量數(shù)據(jù)，有機組合眾多模型，通過人機交互，輔助各級決策者實現(xiàn)科學(xué)決策的系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)是模型庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、知識推理系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)四者的有機結(jié)合體。

決策支持系統(tǒng)具有以下特性:①用定量方式輔助決策，而不是代替決策;②使用大量的數(shù)據(jù)和多個模型;③支持決策制定過程;④為多個管理層次上的用戶提供決策支持;⑤能支持相互獨立的決策和相互依賴的決策;⑥用于半結(jié)構(gòu)化決策領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)化決策指決策目標是確定的，可選的行動方案是明確的，或方案數(shù)量較少。非結(jié)構(gòu)化決策的目標之間往往是相互沖突，可供決策者選擇的行動方案很難加以區(qū)分，且某些行動方案可能帶來的影響有高度不確定性。決策支持系統(tǒng)適合于半結(jié)構(gòu)化決策領(lǐng)域，即在解決結(jié)構(gòu)化決策的基礎(chǔ)上擴大多種決策方案，通過人機交互由人來選擇和判斷，解決某些不確定因素，得到人未預(yù)想到的輔助決策信息。

決策支持系統(tǒng)是開展輔助決策的工具。目前常見決策支持系統(tǒng)有:分布式?jīng)Q策支持系統(tǒng)、群體決策支持系統(tǒng)、組織決策支持系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng)、高層決策支持系統(tǒng)、自適應(yīng)決策支持系統(tǒng)、戰(zhàn)略決策支持系統(tǒng)等。

在作戰(zhàn)實驗過程中，面對不同環(huán)境、不同階段、不同問題，以上各類不同的決策支持系統(tǒng)可以在不同方面對決策進行支持，而任何一個單獨的系統(tǒng)都不能完全有效地支持一個決策形成的所有階段，在對決策形成的過程中，它們各有優(yōu)缺點。因此，針對作戰(zhàn)實驗的決策支持系統(tǒng)應(yīng)當是充分融合解決作戰(zhàn)實驗主要決策問題各項有效技術(shù)，綜合集成這些系統(tǒng)，形成可以支持決策形成全過程的綜合決策支持系統(tǒng)(General Decision-making Support System，GDMSS)。綜合決策支持系統(tǒng)在整個作戰(zhàn)實驗過程不同階段的應(yīng)用如圖2所示。

圖2 綜合決策支持系統(tǒng)在作戰(zhàn)實驗中的應(yīng)用

綜合決策生成系統(tǒng)是用戶與計算機交互的支持用戶決策生成全過程的信息系統(tǒng)。其用戶可以是單人或群體，對用戶的支持是直接的也可以是間接的，決策生成過程可以用不同的方法展現(xiàn)，用戶與計算機的交互是多維的。該系統(tǒng)的重點在于在決策生成的全過程為用戶提供支持，其發(fā)展方向為智能化和分布式。

1 軍事科學(xué)院軍事運籌分析研究所.作戰(zhàn)實驗理論與實踐［M］.北京:軍事科學(xué)出版社，2008.

2 陳文偉.決策支持系統(tǒng)教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2004.

3 岳超源.決策理論與方法［M］.北京:科學(xué)出版社，2003.

4 MARAKASG M.21世紀的決策支持系統(tǒng)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2002.