作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估研究

蔡維黎，高翔，陳揚

（1.后勤指揮學院，北京100858；2.軍事科學院 軍事運籌分析研究所，北京100091；3.北京軍區(qū) 空軍后勤部，北京100005）

1 引 言

隨著我軍信息化程度的提高，各種用于作戰(zhàn)和訓練的指揮模擬系統(tǒng)大量涌現(xiàn)，由此帶來了作戰(zhàn)效能和保障能力評估問題；對于執(zhí)行作戰(zhàn)任務的各軍兵種和執(zhí)行保障任務的后勤、裝備部隊，都需事前預先生成大量的方案、計劃以備應急，對這些方案、計劃的優(yōu)劣性和適應性如何進行評估，成為目前重點研究的課題。經(jīng)驗公式、專家打分等傳統(tǒng)方法已不能滿足信息化條件下戰(zhàn)爭的定量、精確分析的需要，因此，建立在運籌學、系統(tǒng)仿真學基礎上的模擬評估法成為了當前研究的前沿學科。

作戰(zhàn)后勤模擬評估以作戰(zhàn)行動和非戰(zhàn)爭軍事行動為背景，通過對建立在仿真技術平臺上的各軍兵種交互式模擬系統(tǒng)的軍事行動模擬和后方保障過程模擬，對基于指揮平臺所擬制的后勤保障方案、計劃、命令，在虛擬的戰(zhàn)爭和非戰(zhàn)爭環(huán)境下，以計算機模擬部隊行動過程的方式進行評估決策，達到及時發(fā)現(xiàn)問題、提前予以修正，使之更符合作戰(zhàn)和非戰(zhàn)爭軍事行動的真實情況和環(huán)境，從而保證后勤保障方案、計劃、命令的可行性、可信性和適應性。

2 后勤指揮模擬評估研究的基礎

2.1 研究背景

指揮作業(yè)平臺的使用，為擬制后勤方案、計劃、命令等后勤指揮作業(yè)提供了有效的輔助決策手段；如何評價保障方案、計劃、命令的可實施性，就是模擬評估所要完成的任務，這也是除了戰(zhàn)爭以外的最佳檢驗手段。

2.2 指揮模擬系統(tǒng)定義

在軍事指揮領域的模擬系統(tǒng)定義上有廣義、狹義之分。廣義上來講，指揮作業(yè)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、戰(zhàn)場仿真系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，甚至實兵實裝演習都可看作是模擬系統(tǒng)；狹義上來講，僅限于對作戰(zhàn)行動、保障任務的執(zhí)行過程、武器裝備的使用過程等隨時間變化而發(fā)生的空間位置變化，以及隨之帶來的數(shù)量、屬性改變進行仿真，從而代替實兵實裝行動的模擬系統(tǒng)，才是指揮模擬系統(tǒng)。

2.3 模擬評估適用對象及特點

本文僅研究指揮模擬系統(tǒng)中應用較廣的訓練模擬系統(tǒng)和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)。訓練模擬系統(tǒng)對模型的準確度和數(shù)據(jù)的真實性要求不高，對訓練效率要求較高。系統(tǒng)在有限時間內(nèi)，將設置盡可能多的情況，以使受訓者達到滿負荷訓練；作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)對模型的準確度要求較高并要求真實數(shù)據(jù)，盡可能地仿真實際戰(zhàn)爭。訓練模擬系統(tǒng)為達到鍛煉參訓者能力的目的，一般不采用人工智能技術；作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)由于往往運用“人不在回路”的方式，大多采用人工智能技術。

3 后勤指揮模擬及深入研究的關注因素

3.1 作戰(zhàn)模擬和保障模擬的主要區(qū)別

軍事模擬按參戰(zhàn)部隊執(zhí)行任務劃分，可分為作戰(zhàn)模擬和保障模擬。二者在完成任務的空間、時間、部署、執(zhí)行任務方式和指揮謀略方面有著很大差異。

（1）空間不同。作戰(zhàn)集團由陸、海、空、二炮和炮、裝、工、通、化組成前方指揮部，部署在相對較小的前方作戰(zhàn)地域；保障集團由后勤與裝備部門組成后方指揮部部署在后方縱深，完成任務涉及地域大于前方作戰(zhàn)地域。

（2）時間不同。后方保障早于前方作戰(zhàn)，正所謂“兵馬未動，糧草先行”。

（3）部署不同。戰(zhàn)略、戰(zhàn)役后勤部署屬于大縱深、長距離，需動員后勤部隊、部隊后勤和地方資源，其部署需考慮平戰(zhàn)結合、軍地共用。作戰(zhàn)部署相對靠前、較為集中。

（4）執(zhí)行任務方式不同。作戰(zhàn)模擬是對抗性模擬，是由交戰(zhàn)雙方交替進行對抗博弈，即“兵來將擋，水來土掩”；后勤模擬是保障性模擬，是在對抗性環(huán)境下的非對抗性模擬，是在己方控制區(qū)域內(nèi)，用己方的運輸工具將己方的作戰(zhàn)資源保障到己方的部隊，這是一個在外來襲擾狀態(tài)下的計劃實施過程，檢驗的是方案、計劃擬制時的運籌帷幄能力。

（5）指揮和謀略方式不同。作戰(zhàn)集團擁有的具備對部隊指揮調動權限的席位較多，評估時側重于其戰(zhàn)時隨機處置能力和博弈類謀略；后方保障集團專業(yè)勤務席位較多，指揮權限相對集中于戰(zhàn)勤席位，評估時側重于戰(zhàn)前保障方案擬制時的運籌類謀略和戰(zhàn)時的應變調整能力。

3.2 指揮作業(yè)訓練系統(tǒng)和模擬仿真訓練系統(tǒng)的主要特點

目前研制、使用的指揮訓練模擬系統(tǒng)實際上可分為指揮作業(yè)訓練系統(tǒng)和模擬仿真訓練系統(tǒng)。指揮作業(yè)訓練系統(tǒng)，是在“參謀六會”基礎上，建立在由計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、標圖工具和地理信息系統(tǒng)組成的指揮作業(yè)技術平臺上，使用輔助計算手段，通過訓練后使受訓人員掌握后勤指揮、業(yè)務處理的程序，鍛煉作業(yè)熟練程度、達到提高指揮效率的目的。這類系統(tǒng)的特點是：針對每一訓練問題，需事先編寫詳細的訓練想定，所涉及的突發(fā)情況處置都必須有預先想定支持，系統(tǒng)按預先設定的作戰(zhàn)方式進行計劃導調，受訓者產(chǎn)生的方案、計劃和命令，系統(tǒng)無法檢驗，不會形成反饋。由于它模擬指揮流程、文書和指揮機關工作環(huán)境，因此從廣義上講，可屬于模擬系統(tǒng)。這類系統(tǒng)所依托的作業(yè)技術平臺不支持作戰(zhàn)行動模擬和保障過程模擬。模擬仿真訓練系統(tǒng)與指揮作業(yè)系統(tǒng)完全不同：它是將所有的作戰(zhàn)單元、武器裝備、作戰(zhàn)行動、保障方式、作戰(zhàn)環(huán)境、電子地圖和作戰(zhàn)文書全部模型化、數(shù)字化，變成計算機能夠自動識別的信息，在作戰(zhàn)命令的推動下進行自由對抗的隨機導調系統(tǒng)，它的訓練模式更接近實戰(zhàn)。它所涉及的模型，不是作業(yè)系統(tǒng)的簡單計算公式，而是大量的解析模型和概率與數(shù)理統(tǒng)計模型，它的運算結果也不僅是一次運算后得到的數(shù)學確切解，而是在隨機打擊和干擾情況下，經(jīng)數(shù)十次到數(shù)千次模擬計算后、更接近戰(zhàn)場實際情況的概率收斂解。模擬仿真訓練系統(tǒng)將戰(zhàn)爭行動按時間順序劃分為成千上萬個片段，依次在每個時刻，對戰(zhàn)場中所包含的所有對象和作戰(zhàn)行動進行仿真，得到此時刻每一對象的位置、數(shù)量、指揮隸屬關系、毀傷、戰(zhàn)損等屬性的模擬結果，并把它和我方干預命令及敵方打擊行動等外界干擾變化情況，作為下一時刻該模擬對象的輸入值去計算該時刻的變化值。正是通過這一系列時序的重復計算，我們就可以模擬戰(zhàn)爭每一時刻的態(tài)勢和數(shù)據(jù)變化。由于模擬模型的計算量和復雜性要遠遠超過作業(yè)計算，并且所有仿真對象的模擬計算都必須在一個時間周期內(nèi)完成，它所依托的仿真技術平臺除具有作業(yè)技術平臺的全部功能外，更重要的是還必須支持大量的復雜仿真模型的運行和數(shù)據(jù)實時傳輸，因此對于模擬控制系統(tǒng)提出極高的要求；由于各軍兵種模擬系統(tǒng)是分布運行的，所以對網(wǎng)絡協(xié)議的可靠性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G包率提出了較高的要求；由于后方保障的特殊性，全部行動數(shù)據(jù)和作業(yè)數(shù)據(jù)需要落地保存處理，因此需采用數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術。模擬訓練系統(tǒng)支持指揮作業(yè)訓練，反之，指揮作業(yè)訓練系統(tǒng)不支持模擬訓練。

3.3 后勤指揮模擬系統(tǒng)深入研究應關注的問題

作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)是目前除了戰(zhàn)爭以外，對作戰(zhàn)方案進行評價、檢驗的最理想手段。從理論上講，所有的作戰(zhàn)方案都應在戰(zhàn)爭實施以前進行模擬評估。美軍在發(fā)動伊拉克戰(zhàn)爭前動用了各軍兵種的作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)進行戰(zhàn)前方案模擬推演，以達到發(fā)現(xiàn)問題、預測結果的目的，實戰(zhàn)效果也充分證明了模擬評估的必要性和重要性。當前后勤指揮模擬系統(tǒng)的研發(fā)中應重點關注以下問題。

3.3.1 仿真技術平臺的拓展

空軍、海軍、二炮、炮兵等高技術軍兵種的作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)由于技術特性所決定，可以采用國際流行的、基于HAL體系架構的RTI仿真技術平臺和其它通用仿真技術平臺。在此基礎上開發(fā)的戰(zhàn)略、戰(zhàn)役仿真技術平臺側重于滿足作戰(zhàn)集團模擬的需要，往往不兼顧后勤模擬的特殊需要，無法體現(xiàn)后勤力量對前方作戰(zhàn)的保障、制約作用，所以應對原有技術平臺進行拓展或進行更新。

3.3.2 明確仿真模型的概念

仿真模型與業(yè)務計算公式不同。許多軍事、技術人員將它們混為一談，認為仿真模型就是指揮作業(yè)、勤務計算中所涉及到的數(shù)學公式，其實二者區(qū)別很大：指揮作業(yè)、勤務計算中所涉及到的數(shù)學公式，雖然數(shù)量龐大，但計算結果都是算術值，求解難度較低；仿真模型是用數(shù)學方法描述現(xiàn)實世界的物體（人、部隊、武器等客觀實體）的發(fā)展、變化規(guī)律，主要由數(shù)理統(tǒng)計模型、運籌學模型和布爾代數(shù)及語言邏輯類模型組成，雖然數(shù)量較少，但模型的建立和求解過程復雜，得到的除確切解外更多的是概率收斂解，這需要較高的高等數(shù)學和工程數(shù)學基礎知識，從業(yè)人員往往需具有較高層次的工程技術學歷教育背景。

3.3.3 追蹤新的仿真技術

作戰(zhàn)后勤模擬系統(tǒng)模型結構復雜，實時交互數(shù)據(jù)繁雜，且計算方式不再是一次性的數(shù)學計算，而大量采用的是虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中、各種隨機情況下重復進行數(shù)十次乃至上千次的概率及數(shù)理統(tǒng)計計算，因此對計算的快速性、容錯性、穩(wěn)定性都提出了很高的要求，必須采用新的數(shù)學工具；由于需要對后勤模擬過程產(chǎn)生的大量中間數(shù)據(jù)進行分析、決策，需采用數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘技術；由于采用“人不在回路”的設計，需要大量采用自動決策、自動推理等人工智能技術。

3.3.4 提高研發(fā)人員本身技能

后勤部門在日常工作中使用的軟件基本上都是指揮作業(yè)類和業(yè)務處理類的系統(tǒng)，它們都是基于數(shù)據(jù)庫技術和網(wǎng)絡環(huán)境進行開發(fā)的，盡管實用性很強，但技術含量不是特別高。模擬系統(tǒng)在技術手段、數(shù)學工具、編程語言和技術平臺上都與現(xiàn)在軟件開發(fā)人員所熟悉的開發(fā)環(huán)境完全不同，因此需要一個學習過程，在這個適應過程中，甚至可能造成部分軟件和人員的淘汰。

3.3.5 重視仿真數(shù)據(jù)的收集積累

作戰(zhàn)模擬不同于訓練模擬，后者只要求數(shù)據(jù)的合理性，能達到訓練目的即可；而前者要求數(shù)據(jù)的真實性和時效性，不但要求初始數(shù)據(jù)，更需要大量的隨時間而變化的中間過程數(shù)據(jù)。美軍信息化程度較高，作戰(zhàn)、保障過程中可進行數(shù)據(jù)自動采集，且由于作戰(zhàn)頻繁，因此數(shù)據(jù)積累豐富，利于提高模擬系統(tǒng)精度。我軍當年由于實際情況所限，往往只有結果數(shù)據(jù)，沒有中間過程數(shù)據(jù)，這對建立仿真精確模型、提高模擬系統(tǒng)精度等方面會形成影響。

4 作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估

4.1 模擬評估的意義

作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)相當于一個戲院舞臺，作戰(zhàn)、保障方案相當于一個個不同的劇本，各軍兵種指揮員相當于演員，通過在作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)這個舞臺上一遍遍地上演作戰(zhàn)、保障過程劇目，使得文字的、抽象的東西變成可見，結果數(shù)據(jù)得以展示、推敲、研究，達到了等同于“千年磨一戲”的目的，這就是模擬評估的意義。

一個戲劇舞臺不可能是專為某一個劇本而建，它必須適用于同類劇目的所有劇本，作戰(zhàn)模擬評估系統(tǒng)的構建也必須符合這一原則。為使作戰(zhàn)模擬評估系統(tǒng)能對更多的方案進行評估，系統(tǒng)應盡量囊括各種不同作戰(zhàn)、保障方案可能用到的數(shù)據(jù)、模型，并在系統(tǒng)運行前事先與其它上、下級和同級作戰(zhàn)、保障模擬系統(tǒng)相關聯(lián)，以達到有備無患的目的。要實現(xiàn)這一目的，需要在建模、數(shù)據(jù)收集方面扎扎實實地進行長期、大量的艱苦工作。

4.2 作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估的研究內(nèi)容

作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估研究必須依托后勤指揮模擬系統(tǒng)，模擬評估研究和模擬系統(tǒng)的建設是相輔相成、互相依托的關系。

作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估的研究內(nèi)容，是按后勤機關、部隊的部署、配置和指揮、業(yè)務流程，模擬戰(zhàn)爭和非戰(zhàn)爭軍事行動背景下的部隊作戰(zhàn)、保障行動過程，對各級指揮層次后勤保障方案進行定性、定量評估；對兵力投送、軍需物資油料保障、彈藥運輸和傷病員救護等后方支援保障過程進行模擬；在模擬所有交戰(zhàn)形式、戰(zhàn)場環(huán)境和天候氣象等不確定因素，隨機產(chǎn)生打擊、干擾等各種突發(fā)因素后，通過和各軍兵種的作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)及部隊后勤、軍兵種后勤模擬系統(tǒng)的交互，用模擬仿真的手段對各級后勤保障方案、計劃、命令進行動態(tài)評估。

作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估不能滿足于靜態(tài)評估，不能僅僅靠使用指數(shù)（系數(shù)）法、專家打分法、層次分析法這“老三樣”進行評估，須知這“老三樣”對于戰(zhàn)術、分隊級的指揮作業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生的方案、文書進行靜態(tài)評估尚可使用，但對于戰(zhàn)略戰(zhàn)役層次保障方案擬制評估、對保障實施過程中復雜環(huán)境下的非線性動態(tài)過程進行評估就難以適用，評估結果缺乏真實性和可信性。

4.3 作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估的步驟與要求

后勤模擬評估必須在大規(guī)模作戰(zhàn)和非戰(zhàn)爭軍事行動背景條件下，以后勤模擬系統(tǒng)與各軍兵種模擬系統(tǒng)的交互數(shù)據(jù)相互推動與制約來完成評估。在組織實施上，可分三個步驟完成后勤方案、計劃、命令和決策的模擬評估：

（1）要素或節(jié)點評估。即：點評估。對方案主要進行“拾遺補漏、查錯糾偏、要素驗證、動態(tài)修正”的工作，評估重點放在對前方作戰(zhàn)起制約作用的或非軍事行動中涉及救急的一些關鍵數(shù)據(jù)和流程片段上。主要對方案本身的嚴密性、完備性進行評估。

（2）單方案推演。即：線評估。在上述基礎上，重點放在方案執(zhí)行過程中所隨機出現(xiàn)的各種環(huán)境戰(zhàn)況、天候氣象的合理設置。觀察在出現(xiàn)這些意外時，原方案的適應情況和應對狀況。主要對方案本身的可實現(xiàn)性、魯棒性（應對突發(fā)事件的抗干擾能力）進行評估。

（3）多方案選優(yōu)。即：面評估。在單方案推演基礎上，確定綜合評估指標體系，重點放在指標體系矩陣中各元素、優(yōu)化函數(shù)中各參系數(shù)具體數(shù)值的推定。對多方案模擬驗證保障結果，從中選出最優(yōu)方案和次優(yōu)方案，供首長決策參考。

作戰(zhàn)后勤指揮模擬評估的最終目的是“點、線、面”的完美結合，為實現(xiàn)這一目的，必須在以下方面進行深入研究：

（1）模擬評估技術平臺關鍵技術研究。由于該平臺前接作戰(zhàn)指揮平臺以獲得保障方案、計劃和命令，后接各軍兵種作戰(zhàn)模擬技術平臺以提供動態(tài)交互數(shù)據(jù)，平臺自身支持后勤戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術各層次的模擬評估系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)開發(fā)的需要，因此，需對該平臺所涉及的先進技術不斷追蹤、及時研究。

（2）作戰(zhàn)后勤模擬評估系統(tǒng)在作戰(zhàn)、訓練領域的應用性研究。對指揮平臺生成的戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術后勤保障方案、計劃和命令進行評估；對同級模擬系統(tǒng)提供保障結果以達到制約、保障作用，并作為同級模擬系統(tǒng)評估的依據(jù)。

（3）后勤保障仿真模型庫的完善與升級。后勤模擬評估是以模擬保障方案實施過程的方式進行評估。因此，各作戰(zhàn)、保障單位和各種作戰(zhàn)、保障行動所建立模型的真實性和精確性就至關重要。此模型庫的建立是一個長期任務，是一個逐步完善、逐步精確的過程。

1 張最良，李長生，趙文志，等.軍事運籌學[M].北京：軍事科學出版社，1993.

2 張最良，等.軍事戰(zhàn)略運籌分析方法[M].北京：軍事科學出版社，2009.

3 徐小巖.軍隊信息化概論[M].北京：解放軍出版社，2005.