作戰(zhàn)模型校驗(yàn)需要重點(diǎn)把握的幾個(gè)問(wèn)題

胡斌

(軍事科學(xué)院 軍事運(yùn)籌分析研究所，北京100091)

1 引言

作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜大系統(tǒng)，涉及對(duì)象龐雜，而作戰(zhàn)模型是否可信、系統(tǒng)功能和性能能否滿(mǎn)足模擬論證的軍事應(yīng)用需求、由此系統(tǒng)得出的論證結(jié)論是否可以作為科學(xué)決策的依據(jù)，這是作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)建設(shè)的開(kāi)發(fā)者、應(yīng)用者和決策者最關(guān)心的重要問(wèn)題之一。眾多的作戰(zhàn)模型如果不經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的校核與驗(yàn)證就投入使用，勢(shì)必造成作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)基礎(chǔ)不扎實(shí)，導(dǎo)致定量計(jì)算結(jié)果失去其應(yīng)有的科學(xué)性，進(jìn)而無(wú)法保證作戰(zhàn)模型和論證分析結(jié)果的可信度，影響系統(tǒng)的可用性。

作戰(zhàn)模型的校核、驗(yàn)證與認(rèn)證(Verification，Validation and Accreditation，以下簡(jiǎn)稱(chēng)VV＆A或模型校驗(yàn))就是通過(guò)對(duì)建模與仿真生命周期中各階段的有關(guān)活動(dòng)及成果的合理性、正確性、有效性進(jìn)行全面的評(píng)估，來(lái)確定作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的可信性和可用性的過(guò)程。

作戰(zhàn)模型VV＆A旨在向開(kāi)發(fā)人員、分析人員、管理人員和系統(tǒng)使用人員提供一個(gè)簡(jiǎn)便而逼真的框架，其目的是對(duì)作戰(zhàn)模型建模全過(guò)程進(jìn)行規(guī)范化的質(zhì)量控制，形成建模過(guò)程各階段的完整過(guò)程記錄，保證作戰(zhàn)模型在一定不確定度(假設(shè))下的可信度和在特定應(yīng)用中的可用性。只有保證了作戰(zhàn)模型的正確性與可信度，其模擬結(jié)果才有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值和意義，作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)才具有可用性。

2 當(dāng)前作戰(zhàn)模型VV＆A存在的主要問(wèn)題

作戰(zhàn)模型VV＆A不僅僅是個(gè)技術(shù)問(wèn)題，更是一個(gè)管理問(wèn)題。由于作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的研制涉及多種作戰(zhàn)樣式、多層次、多軍兵種、多分辨率、多種不確定因素等諸多情況，當(dāng)前作戰(zhàn)模型VV＆A還存在著很多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在:一是從組織機(jī)制和管理方面來(lái)看，作戰(zhàn)模型VV＆A組織機(jī)制不健全，各類(lèi)機(jī)構(gòu)和人員的VV＆A責(zé)任不清晰，在作戰(zhàn)模型VV＆A的組織和實(shí)施方面存在不落實(shí)、不深入，甚至根本就沒(méi)有作戰(zhàn)模型VV＆A過(guò)程的現(xiàn)象;二是從技術(shù)上看，標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展滯后，要提出統(tǒng)一的作戰(zhàn)模型VV＆A方法和模型VV＆A評(píng)價(jià)指標(biāo)體系難度很大，作戰(zhàn)模型VV＆A規(guī)范化工作很薄弱，缺少統(tǒng)一規(guī)范的模型VV＆A流程和要求;三是從實(shí)施過(guò)程來(lái)看，缺少明確的軍事概念模型建模以及軍事概念模型VV＆A過(guò)程，作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)建成后缺乏足夠的實(shí)際軍事應(yīng)用驗(yàn)證等等。

由于作戰(zhàn)模型VV＆A工作的不足，導(dǎo)致作戰(zhàn)模型的低層次重復(fù)開(kāi)發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重，可維護(hù)性、可重用性和可信度差，應(yīng)用極其有限，從而使得作戰(zhàn)模型與作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的可信度和可用性受到用戶(hù)的質(zhì)疑，由此得出的作戰(zhàn)模擬論證結(jié)論不被用戶(hù)認(rèn)可，難以進(jìn)入決策層。

3 作戰(zhàn)模型VV＆A組織機(jī)制建設(shè)

3.1 作戰(zhàn)模型VV＆A組織機(jī)制

一個(gè)健全、合理、高效的組織機(jī)制是做好任何一項(xiàng)工程的基礎(chǔ)。要保證作戰(zhàn)模型VV＆A工作的順利和有效實(shí)施，首先要解決的問(wèn)題是要建立起一個(gè)合理、順暢、有效率的組織機(jī)制。作戰(zhàn)模型VV＆A工作實(shí)行行政線(xiàn)和技術(shù)線(xiàn)相結(jié)合的組織機(jī)制，它明確了VV＆A工作中各機(jī)構(gòu)功能角色及其組織領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系，如圖1所示。行政線(xiàn)由系統(tǒng)建設(shè)主管單位負(fù)責(zé)整個(gè)模擬系統(tǒng)建設(shè)中作戰(zhàn)模型VV＆A評(píng)審的組織和認(rèn)證工作，作戰(zhàn)模型業(yè)務(wù)主管部門(mén)負(fù)責(zé)相關(guān)模型的VV＆A評(píng)審的組織和認(rèn)證工作;技術(shù)線(xiàn)上的相關(guān)組織主要完成模型VV＆A相關(guān)的具體組織和技術(shù)工作。

VV＆A組織機(jī)制建設(shè)過(guò)程中要重點(diǎn)關(guān)注以下三點(diǎn):一是要在總體層面和模型承研單位分別組建VV＆A組和VV＆A小組，以承擔(dān)和完成相應(yīng)VV＆A任務(wù);二是系統(tǒng)建設(shè)主管單位、作戰(zhàn)模型業(yè)務(wù)主管單位和系統(tǒng)建設(shè)總師組要擔(dān)負(fù)起相應(yīng)的組織和監(jiān)管責(zé)任;三是要安排專(zhuān)門(mén)的VV＆A總體工作經(jīng)費(fèi)，以保證VV＆A工作的順利開(kāi)展。

3.2 作戰(zhàn)模型VV＆A相關(guān)機(jī)構(gòu)職責(zé)

3.2.1 系統(tǒng)建設(shè)主管單位

負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)研制中作戰(zhàn)模型VV＆A評(píng)審的組織，以及模型的認(rèn)證工作。其職責(zé)是通過(guò)行政手段，協(xié)調(diào)各模型承研單位，并依托系統(tǒng)建設(shè)總師組組織VV＆A技術(shù)評(píng)審與評(píng)估，從系統(tǒng)測(cè)試角度組織對(duì)平臺(tái)和集成系統(tǒng)的測(cè)試，從應(yīng)用角度組織對(duì)模型及系統(tǒng)的應(yīng)用驗(yàn)證，并組織對(duì)模型、系統(tǒng)的認(rèn)證。

3.2.2 模型承研單位

負(fù)責(zé)相關(guān)模型的VV＆A，以及評(píng)審的組織工作。負(fù)責(zé)組建模型VV＆A小組，督促VV＆A小組完成相關(guān)模型的V＆V工作，組織對(duì)相關(guān)模型的VV＆A評(píng)審，并在向系統(tǒng)建設(shè)總師組提交模型的同時(shí)提交模型VV＆A報(bào)告。

3.2.3 作戰(zhàn)模型業(yè)務(wù)主管部門(mén)

負(fù)責(zé)相關(guān)作戰(zhàn)模型VV＆A評(píng)審的組織，以及模型認(rèn)證工作。其主要職責(zé)是依托模型承研單位，并根據(jù)模型承研單位VV＆A小組的工作，組織對(duì)相關(guān)作戰(zhàn)模型的VV＆A評(píng)審，并向系統(tǒng)建設(shè)主管單位提交作戰(zhàn)模型認(rèn)證結(jié)論。

3.2.4 系統(tǒng)建設(shè)總師組

負(fù)責(zé)模型VV＆A工作的組織領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)和資源保障，指導(dǎo)VV＆A組開(kāi)展工作，其VV＆A工作職責(zé)包括:組織各種設(shè)計(jì)方案和模型VV＆A評(píng)審;組織系統(tǒng)集成聯(lián)調(diào)測(cè)試;組織系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證;組織作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)可信度評(píng)估。

3.2.5 VV＆A組

負(fù)責(zé)系統(tǒng)建設(shè)中模型VV＆A工作的組織實(shí)施、管理和監(jiān)察，為模型承研單位VV＆A小組的工作提供技術(shù)指導(dǎo)和檢查，驗(yàn)收模型承研單位VV＆A小組的工作成果，其具體工作職責(zé)包括:籌劃VV＆A工作，制定VV＆A工作計(jì)劃;提出并制定VV＆A規(guī)范和技術(shù)要求;組織模型VV＆A的具體實(shí)施;記錄并監(jiān)察模型和系統(tǒng)研制過(guò)程中的各類(lèi)評(píng)審活動(dòng)，以及對(duì)存在問(wèn)題的處理和歸零;組織集成系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證過(guò)程中的VV＆A工作;指導(dǎo)、督促、檢查模型承研單位VV＆A小組的工作。

3.2.6 承研單位VV＆A小組

負(fù)責(zé)相關(guān)VV＆A工作的具體實(shí)施，并向VV＆A組提交模型VV＆A報(bào)告，其具體工作職責(zé)包括:制定本單位VV＆A工作計(jì)劃;組織本單位VV＆A工作的具體落實(shí);記錄并監(jiān)察本單位相關(guān)模型研制過(guò)程中的各類(lèi)評(píng)審活動(dòng)，以及對(duì)存在問(wèn)題的處理和歸零;向VV＆A組提交相關(guān)模型VV＆A報(bào)告等工作文檔。

4 作戰(zhàn)模型VV＆A原則

4.1 模型VV＆A與系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證相結(jié)合的全生命周期原則

傳統(tǒng)的模型VV＆A程序是對(duì)模型產(chǎn)品和建模過(guò)程實(shí)施VV＆A，現(xiàn)代大型復(fù)雜模型系統(tǒng)建設(shè)的工程實(shí)踐要求將現(xiàn)代模型VV＆A過(guò)程，從過(guò)去單純的模型VV＆A擴(kuò)展到包含集成系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證的作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)研制及應(yīng)用的全生命周期，模型和系統(tǒng)的可信度和可用性將隨著系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入而呈螺旋狀逐步提高。因此，對(duì)作戰(zhàn)模型VV＆A必須深入到模型研制、系統(tǒng)研制和應(yīng)用驗(yàn)證的全生命周期中。

4.2 明確軍事概念模型建模過(guò)程原則

從“現(xiàn)實(shí)軍事世界”經(jīng)過(guò)軍事概念模型、數(shù)學(xué)/邏輯模型，程序?qū)崿F(xiàn)，直至最后形成作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)，每一步都是經(jīng)過(guò)抽象、假設(shè)的過(guò)程。軍事概念模型是從“現(xiàn)實(shí)軍事世界”向作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的必由之路，應(yīng)使軍事概念模型成為軍事人員描述軍事系統(tǒng)時(shí)必須使用的透明文檔，使軍事概念模型文檔成為用戶(hù)(軍事人員)、軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員描述和了解系統(tǒng)需求，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)共同遵循的規(guī)則。因此，一個(gè)明確的軍事概念模型建模過(guò)程，以及由此產(chǎn)生的軍事概念模型文檔，應(yīng)成為作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中一個(gè)明確而不可逾越的階段。

4.3 逐級(jí)實(shí)施與全員參與原則

VV＆A工作應(yīng)遵循由下而上、逐層逐級(jí)實(shí)施的原則。既要對(duì)各個(gè)模型及其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行VV＆A，也要對(duì)平臺(tái)和模擬系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，在它們被證明足夠可信后，最后根據(jù)特定作戰(zhàn)樣式下的作戰(zhàn)想定對(duì)模擬系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。同時(shí)，全體參與研制的單位和個(gè)人都具有開(kāi)展和配合VV＆A工作的義務(wù)，所有承研單位和個(gè)人都應(yīng)主動(dòng)證明自己的開(kāi)發(fā)全過(guò)程和研制成果是可信的。

4.4 周密計(jì)劃與完備記錄原則

考慮周密的計(jì)劃是做好VV＆A工作的前提。在實(shí)施VV＆A之前應(yīng)首先制定VV＆A計(jì)劃，并以該計(jì)劃指導(dǎo)、約束整個(gè)VV＆A工作。同時(shí)，整個(gè)VV＆A過(guò)程都必須有完備的文檔記錄，各種設(shè)計(jì)評(píng)審、模型VV＆A過(guò)程、集成聯(lián)調(diào)測(cè)試過(guò)程都應(yīng)記錄完整，VV＆A過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的所有問(wèn)題記錄都應(yīng)進(jìn)行回歸處理。

5 軍事概念模型VV＆A

軍事概念模型是用戶(hù)軍事需求的具體體現(xiàn)，也是作戰(zhàn)模型建模和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，它是從現(xiàn)實(shí)軍事系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的關(guān)鍵過(guò)程。軍事概念模型建模過(guò)程包括軍事概念獲取、軍事概念描述、軍事概念建模、軍事概念表示四個(gè)階段。

軍事概念模型VV＆A是作戰(zhàn)模型VV＆A過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)，它主要是對(duì)軍事概念模型進(jìn)行概念性驗(yàn)證，其主要目的是評(píng)估模型和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)、對(duì)象特征和規(guī)律描述的正確性，評(píng)估模型、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的軍事需求，以及軍事概念設(shè)計(jì)的正確性。它通過(guò)對(duì)軍事需求及概要設(shè)計(jì)進(jìn)行審查，保證軍事需求明確、詳細(xì)、具有可追蹤性，概要設(shè)計(jì)全面準(zhǔn)確體現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)和需求，確保軍事概念模型正確、規(guī)范。軍事概念模型VV＆A的內(nèi)容包括:檢查從軍事概念模型到真實(shí)軍事系統(tǒng)的映射;檢查從用戶(hù)需求到軍事概念模型的映射;檢查從軍事概念模型到用戶(hù)需求的映射。

如果在建模過(guò)程中缺乏明確的軍事概念建模階段，以及完整、合理的軍事概念模型文檔，那么軍事概念模型建模過(guò)程就流于形式，也不可能為后續(xù)的模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供可靠依據(jù)，更不可能為作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)最終的校核、驗(yàn)證和認(rèn)證奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，由于對(duì)軍事需求和系統(tǒng)需求分析的不深入，就可能存在軍事概念建模要素缺失的現(xiàn)象，這些要素的忽略，將會(huì)在很大程度上影響模型的精度、準(zhǔn)確性和可信度，限制模型的使用范圍，繼而影響模型的重用。

從軍事概念模型到數(shù)學(xué)/邏輯模型、程序模型的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，是一個(gè)軍事概念逐步細(xì)化、完善的過(guò)程，前一階段的建模成果應(yīng)成為后續(xù)階段開(kāi)發(fā)的重要依據(jù)。良好的軍事概念模型能夠?yàn)闇?zhǔn)確描述作戰(zhàn)行動(dòng)提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)，如果后續(xù)的數(shù)學(xué)建模和程序模型實(shí)現(xiàn)能夠以軍事概念模型作為依據(jù)，就能保證從軍事概念模型向數(shù)學(xué)模型和程序模型轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有應(yīng)有的精確度，作戰(zhàn)模型的準(zhǔn)確性和可信度將會(huì)得到很大的提高。然而，在實(shí)際建模過(guò)程中，由于對(duì)一些重要建模元素的不恰當(dāng)簡(jiǎn)化，可能使軍事概念模型的建模內(nèi)容的權(quán)威性得不到保證，導(dǎo)致前后模型的不一致，使建模的基線(xiàn)產(chǎn)生了很大的漂移。因此，對(duì)軍事概念模型、數(shù)學(xué)/邏輯模型、程序模型的一致性校核是在作戰(zhàn)模型VV＆A中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

6 作戰(zhàn)模型VV＆A程序擴(kuò)展

傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模型VV＆A程序包括軍事概念模型V＆V、數(shù)學(xué)/邏輯模型V＆V、程序模型V＆V和作戰(zhàn)模型認(rèn)證四個(gè)階段，它是伴隨作戰(zhàn)模型建模全程的一個(gè)過(guò)程。

結(jié)合某重點(diǎn)工程實(shí)踐，我們對(duì)傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模型VV＆A程序進(jìn)行了擴(kuò)展，將傳統(tǒng)作戰(zhàn)模型VV＆A過(guò)程擴(kuò)展到集成系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證，將作戰(zhàn)模型VV＆A概念擴(kuò)展到整個(gè)作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)VV＆A領(lǐng)域，從而更加全面、準(zhǔn)確地評(píng)估作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的可信度及可用性，并首次組織進(jìn)行系統(tǒng)全程的VV＆A。

6.1 作戰(zhàn)模型VV＆A程序擴(kuò)展之一——集成系統(tǒng)軟件測(cè)試

作為對(duì)作戰(zhàn)模型VV＆A程序擴(kuò)展之一，我們將集成系統(tǒng)軟件測(cè)試作為模型VV＆A程序的擴(kuò)展，其主要做法是根據(jù)作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的軍事需求，及系統(tǒng)對(duì)功能性能的要求，在作戰(zhàn)模型VV＆A和平臺(tái)測(cè)試通過(guò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的集成過(guò)程和集成系統(tǒng)進(jìn)行的軟件測(cè)試，對(duì)集成系統(tǒng)軟件測(cè)試結(jié)果的軍事合理性與正確性做出評(píng)估，從而評(píng)估作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的可信度和可用性，其工作程序如圖2所示。

6.2 作戰(zhàn)模型VV＆A程序擴(kuò)展之二——系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證

作為對(duì)模型VV＆A過(guò)程最重要的擴(kuò)展，我們將系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證作為模型VV＆A工作的重要擴(kuò)展環(huán)節(jié)。它主要是通過(guò)對(duì)作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)在特定作戰(zhàn)樣式與典型作戰(zhàn)想定條件下的應(yīng)用結(jié)果的軍事合理性和正確性進(jìn)行評(píng)估，從而驗(yàn)證作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的可信度和可用性，其工作流程如圖3所示。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文所討論的作戰(zhàn)模型VV＆A組織機(jī)制和VV＆A程序擴(kuò)展是在某重點(diǎn)工程建設(shè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上提出的。通過(guò)創(chuàng)新性地將作戰(zhàn)模型VV＆A程序向外延伸，擴(kuò)展到集成系統(tǒng)測(cè)試和系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證，把作戰(zhàn)模型VV＆A的概念擴(kuò)展到了整個(gè)作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)VV＆A的領(lǐng)域，特別是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)果的軍事合理性與正確性的驗(yàn)證，從而更加全面、準(zhǔn)確地評(píng)估了作戰(zhàn)模型和作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的可信度及可用性。通過(guò)在具體工程實(shí)踐中首次組織進(jìn)行系統(tǒng)全程VV＆A，取得了較好的效果，具有很好的可復(fù)制性和推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 胡斌.作戰(zhàn)仿真VV＆A過(guò)程模型及應(yīng)用研究［C］//湛永建.一體化作戰(zhàn)與軍事系統(tǒng)工程.北京:海潮出版社，2008:575-578.

2 胡斌.軍事概念模型建模實(shí)踐分析與研究［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008，20(12):3085-3088.

3 廖瑛，鄧方林，梁加紅，等.系統(tǒng)建模與仿真的校核、驗(yàn)證與確認(rèn)(VV＆A)技術(shù)［M］.長(zhǎng)沙:國(guó)防科技大學(xué)出版社，2006.

4 總裝備部電子信息基礎(chǔ)部.美國(guó)校核、驗(yàn)證與確認(rèn)實(shí)踐指南［R］.北京:海潮出版社，2001.