空間兵棋推演初探

張占月， 孫 琰

（裝備學(xué)院 航天指揮系，北京101416）

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，以各類衛(wèi)星為主的航天力量為地面作戰(zhàn)提供了全面的信息支援，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程和結(jié)局產(chǎn)生了巨大影響。由于航天力量支援下的信息化作戰(zhàn)樣式豐富、規(guī)模巨大、協(xié)調(diào)控制復(fù)雜、影響因素眾多，要運(yùn)用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)建模、精確的邏輯推算、嚴(yán)密的程序設(shè)計(jì)對(duì)作戰(zhàn)進(jìn)行仿真模擬是極其困難的。兵棋推演綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、概率論、博弈論等方法，通過(guò)預(yù)測(cè)對(duì)手作戰(zhàn)行動(dòng)、制定應(yīng)對(duì)策略實(shí)現(xiàn)決策與指揮演練［1］，具有簡(jiǎn)明、直觀、形象、易于理解等特點(diǎn)，被譽(yù)為導(dǎo)演戰(zhàn)爭(zhēng)的“魔術(shù)師”［2］，其創(chuàng)新與發(fā)展歷來(lái)為古今兵家所重視。采用兵棋推演的方式研究航天力量作戰(zhàn)問(wèn)題，使作戰(zhàn)人員在近于真實(shí)的環(huán)境中實(shí)施演習(xí)訓(xùn)練，不但能鍛煉作戰(zhàn)人員駕馭航天力量實(shí)施作戰(zhàn)的能力，還能探索發(fā)現(xiàn)航天力量運(yùn)用的特點(diǎn)規(guī)律，推動(dòng)航天力量作戰(zhàn)理論創(chuàng)新，是信息化戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策、精確指揮的必然要求，具有十分重要的軍事意義。

1 空間兵棋推演的概念與特點(diǎn)

兵棋通常由地圖（棋盤(pán)）、推演棋子和行動(dòng)規(guī)則構(gòu)成，通過(guò)回合制對(duì)真實(shí)或虛擬的戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)行模擬。兵棋推演的重點(diǎn)是人員決策和兵棋事件之間的因果關(guān)系［3］。兵棋的種類劃分方式有很多種。根據(jù)裁決方式不同，可以把兵棋劃分為嚴(yán)格式兵棋與自由式兵棋2類；按照兵棋推演方式的不同，還可將兵棋分為手工兵棋和計(jì)算機(jī)兵棋。嚴(yán)格式兵棋能夠形成大量符合實(shí)戰(zhàn)的裁決規(guī)則和戰(zhàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此能夠很自然地演化成計(jì)算機(jī)兵棋［4］1－5。

本文所討論的空間兵棋，是指在遵循兵棋一般特征的前提下，針對(duì)航天力量作戰(zhàn)實(shí)際情況，規(guī)劃棋盤(pán)、棋子、規(guī)則等要素，并以計(jì)算機(jī)推演為主要方式的嚴(yán)格式兵棋?？臻g兵棋既有兵棋的共同特點(diǎn)，又與傳統(tǒng)的兵棋有很大不同。

首先，空間兵棋具有兵棋共有的特點(diǎn)，它是在不設(shè)預(yù)案的基礎(chǔ)上引入隨機(jī)事件，推演開(kāi)始時(shí)僅提供作戰(zhàn)背景、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與雙方編制和裝備，其他行動(dòng)和事件完全由雙方依靠嚴(yán)格的兵棋交戰(zhàn)規(guī)則對(duì)抗推演產(chǎn)生，其目的是通過(guò)不斷推演，形成更為合理的決策［5］。

其次，空間兵棋不同于傳統(tǒng)的手工兵棋，其主體是各種類型衛(wèi)星，除地球靜止軌道衛(wèi)星外，所有衛(wèi)星均無(wú)法停留在某地上空，而是會(huì)高速飛越全球，時(shí)空覆蓋規(guī)律復(fù)雜，傳統(tǒng)手工兵棋的局部地圖模式以及較為簡(jiǎn)單的機(jī)動(dòng)規(guī)則、裁決規(guī)則等均無(wú)法適用于空間兵棋。

最后，傳統(tǒng)手工兵棋主要由人的自主決策行為驅(qū)動(dòng)，而空間兵棋對(duì)復(fù)雜時(shí)空特性的分析必然要求借助專業(yè)的衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃工具，因此空間兵棋是以人的自主決策為主，同時(shí)又融合運(yùn)籌分析、作戰(zhàn)模擬等手段的綜合性作戰(zhàn)推演方式。

綜上所述，由于航天力量的獨(dú)有特性，空間兵棋推演必然要求對(duì)現(xiàn)有兵棋推演模式進(jìn)行改造和完善，以達(dá)到有效突出航天力量作戰(zhàn)決策訓(xùn)練的目的。

2 空間兵棋推演總體構(gòu)想

2.1 空間兵棋推演主要功能

總的來(lái)看，空間兵棋推演至少應(yīng)具備航天力量作戰(zhàn)行動(dòng)推演、量化裁決2類功能。

首先，空間兵棋推演要能夠模擬空間戰(zhàn)場(chǎng)和作戰(zhàn)實(shí)體，并根據(jù)交戰(zhàn)規(guī)則與數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)兵棋對(duì)抗模型，對(duì)各種航天力量作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程與效果進(jìn)行推演評(píng)估。兵棋推演特別強(qiáng)調(diào)作戰(zhàn)行動(dòng)的推演過(guò)程，推演的每一步?jīng)Q策，都應(yīng)該是推演者根據(jù)態(tài)勢(shì)得出的深思熟慮后的結(jié)果，每一步推演的結(jié)果都將成為下一步推演的條件。

其次，為了描述對(duì)抗雙方?jīng)Q策的得失優(yōu)劣，空間兵棋推演需提供對(duì)抗結(jié)果的量化裁決?？臻g兵棋推演中對(duì)任何作戰(zhàn)行動(dòng)的裁決都是建立在量化計(jì)算基礎(chǔ)上的。傳統(tǒng)兵棋特別強(qiáng)調(diào)對(duì)歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)，作為定量計(jì)算的基礎(chǔ)，但航天力量運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，這就需要通過(guò)武器系統(tǒng)模擬仿真等方式，事先獲取相對(duì)可信的量化計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 空間兵棋推演的要素

一般來(lái)說(shuō)，一套完整的兵棋通常由棋盤(pán)（地圖）、棋子、規(guī)則等組成，這三者也稱為兵棋的三要素?？臻g兵棋同樣具有這3個(gè)要素，但其具體形式則與傳統(tǒng)兵棋有明顯區(qū)別。

1）棋盤(pán)（地圖）。當(dāng)空間兵棋推演航天力量支援地面作戰(zhàn)行動(dòng)時(shí)，各種衛(wèi)星是支援裝備而非主戰(zhàn)裝備，此時(shí)棋盤(pán)應(yīng)當(dāng)以表現(xiàn)地面作戰(zhàn)力量為主，因此仍可沿襲傳統(tǒng)兵棋的正六邊形網(wǎng)格地圖，但由于衛(wèi)星具有覆蓋面積大、運(yùn)動(dòng)速度快的特點(diǎn)，空間兵棋的地圖范圍不應(yīng)過(guò)于狹窄，至少應(yīng)覆蓋一個(gè)戰(zhàn)區(qū)的作戰(zhàn)范圍。當(dāng)空間兵棋推演類似美軍施里弗演習(xí)的航天力量對(duì)抗作戰(zhàn)行動(dòng)時(shí)，作戰(zhàn)行動(dòng)主要在空間而非地面進(jìn)行，傳統(tǒng)兵棋的六邊形網(wǎng)格地圖無(wú)法描述廣袤的空間戰(zhàn)場(chǎng)，此時(shí)就必須引入慣性空間的三維棋盤(pán)，以便有效展現(xiàn)各種衛(wèi)星在三維空間的相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

2）棋子。在兵棋推演中，棋子一般包括單位棋子和注記棋子2類。其中，單位棋子代表作戰(zhàn)單元的兵種、部別、規(guī)模、位置和各種能力；注記棋子主要記錄傷亡、破壞、突發(fā)事件等動(dòng)態(tài)戰(zhàn)場(chǎng)情況?？臻g兵棋相比常規(guī)兵棋主要增加了衛(wèi)星有關(guān)的棋子，同時(shí)常規(guī)作戰(zhàn)單元也會(huì)因衛(wèi)星應(yīng)用而增加新的標(biāo)記棋子。以進(jìn)行航天力量支援地面作戰(zhàn)推演為例，新增的衛(wèi)星單位棋子主要應(yīng)包括作戰(zhàn)行動(dòng)涉及的偵察衛(wèi)星棋子、預(yù)警衛(wèi)星棋子、通信衛(wèi)星棋子、導(dǎo)航衛(wèi)星棋子、氣象衛(wèi)星棋子等，每個(gè)棋子可與一顆衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)，且均應(yīng)標(biāo)注該衛(wèi)星的主要物理參數(shù)和性能指標(biāo)；新增的衛(wèi)星注記棋子則主要包括衛(wèi)星載荷工作／空閑／故障狀態(tài)、衛(wèi)星本體／載荷姿態(tài)指向等狀態(tài)注記棋子，衛(wèi)星變軌、調(diào)姿等命令注記棋子，以及空間碎片、異常電磁事件等環(huán)境注記棋子；常規(guī)作戰(zhàn)單元棋子因衛(wèi)星應(yīng)用新增的注記棋子主要是狀態(tài)注記棋子，包括被敵方衛(wèi)星偵察發(fā)現(xiàn)、通信能力變化、偵察能力變化、導(dǎo)航能力變化等。

3）規(guī)則。規(guī)則是在兵棋推演中為規(guī)范兵棋推演和裁決交戰(zhàn)結(jié)果而做出的具體規(guī)定，也是兵棋的核心和難點(diǎn)所在，兵棋規(guī)則按適用范圍可分為推演規(guī)則和裁決規(guī)則2類［6］。推演規(guī)則是對(duì)推演者如何使兵棋進(jìn)行推演的說(shuō)明，如兵棋推演方組成、推演次序、地圖大小等；裁決規(guī)則用于說(shuō)明棋子在不同環(huán)境下可移動(dòng)最大棋格數(shù)，以及判斷對(duì)陣雙方交戰(zhàn)的勝負(fù)或損失。

空間兵棋的推演規(guī)則反映了各種類型衛(wèi)星的作戰(zhàn)形態(tài)、作戰(zhàn)規(guī)律和作戰(zhàn)約束條件。不同類型衛(wèi)星的推演規(guī)則既有共有規(guī)則也有特殊規(guī)則。例如，所有類型衛(wèi)星都可具有軌道機(jī)動(dòng)和調(diào)姿規(guī)則，但雷達(dá)偵察衛(wèi)星具有雷達(dá)開(kāi)機(jī)、工作模式選擇等特殊規(guī)則，通信衛(wèi)星則具有信道分配、抗電子干擾等特殊規(guī)則。推演規(guī)則的形式為計(jì)算機(jī)兵棋能夠接受的各種決策指令。

裁決規(guī)則也稱模型規(guī)則，包括機(jī)動(dòng)規(guī)則、戰(zhàn)斗結(jié)果裁決規(guī)則等。衛(wèi)星在空間的軌道運(yùn)動(dòng)不需要消耗能量，因此除變軌外不會(huì)消耗機(jī)動(dòng)點(diǎn)值。與此對(duì)應(yīng)，地面作戰(zhàn)單元單位棋子運(yùn)動(dòng)都需要消耗機(jī)動(dòng)點(diǎn)值。由于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度極快，對(duì)空間兵棋推演時(shí)間分辨率要求較高，關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的每輪實(shí)戰(zhàn)時(shí)間往往需縮短到分鐘量級(jí)?？臻g兵棋推演的戰(zhàn)斗結(jié)果裁決規(guī)則根據(jù)作戰(zhàn)類型不同而有很大差別。對(duì)于航天力量支援地面作戰(zhàn)，與衛(wèi)星有關(guān)的戰(zhàn)斗結(jié)果裁決主要包括：偵察衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)的概率、通信衛(wèi)星完整正確傳輸數(shù)據(jù)的概率、導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星成功發(fā)現(xiàn)并預(yù)警彈道導(dǎo)彈發(fā)射的概率等；對(duì)于航天力量對(duì)抗作戰(zhàn)，與衛(wèi)星有關(guān)的戰(zhàn)斗結(jié)果裁決則還包括了干擾、阻斷、拒止乃至摧毀［7］目標(biāo)衛(wèi)星的概率等。

2.3 空間兵棋推演的模式

空間兵棋推演總體上可借鑒“綜合集成研討廳”的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)?！熬C合集成研討廳”是20世紀(jì)錢學(xué)森提出的處理復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法：將專家群體、數(shù)據(jù)和各種信息與計(jì)算機(jī)仿真有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，把有關(guān)學(xué)科的科學(xué)理論與人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮綜合系統(tǒng)的整體優(yōu)勢(shì)，建立應(yīng)用于科學(xué)決策的從定性到定量綜合集成系統(tǒng)，用于研究解決復(fù)雜巨系統(tǒng)的問(wèn)題［8］。這種以人的定性分析判斷決策為主、以計(jì)算機(jī)定量仿真計(jì)算為輔的研討廳形式與嚴(yán)格式兵棋有很大的相似度。事實(shí)證明這種方法在應(yīng)用中是有效的，本文推測(cè)美軍舉行的歷次施里弗演習(xí)均采用了類似“綜合集成研討廳”的模式［9］。國(guó)內(nèi)也有專家開(kāi)展過(guò)空間軍事系統(tǒng)綜合集成研討廳的研究［10］。采用這種模式，可以利用綜合研討廳體系框架完善兵棋推演各種因素、提高推演的科學(xué)性［11］，還可以把參演的高級(jí)官員或技術(shù)專家從繁雜的規(guī)則體系中解放出來(lái)，重點(diǎn)進(jìn)行情況判斷和作戰(zhàn)決策，具體規(guī)則操作交由技術(shù)人員通過(guò)計(jì)算機(jī)執(zhí)行，從而能最大限度地發(fā)揮高層次人員的能動(dòng)性、大大提高兵棋推演效率。具體而言，開(kāi)展空間兵棋推演可按如下步驟［12］進(jìn)行。

1）推演前準(zhǔn)備。兵棋設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)是“每戰(zhàn)一棋”從不重樣，每一款兵棋都是針對(duì)具體的一場(chǎng)交戰(zhàn)行動(dòng)（戰(zhàn)斗、戰(zhàn)役或戰(zhàn)爭(zhēng)）來(lái)設(shè)計(jì)的［4］45。為進(jìn)行一場(chǎng)空間兵棋推演，必須提前進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的細(xì)致準(zhǔn)備，其主要工作包括編寫(xiě)想定、收集數(shù)據(jù)、建立模型、細(xì)化規(guī)則、開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等。例如，美軍開(kāi)展的施里弗2012演習(xí)就進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)3個(gè)多月的準(zhǔn)備。

2）推演人員培訓(xùn)和分組。推演開(kāi)始前，需要對(duì)推演人員進(jìn)行相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)；推演開(kāi)始時(shí)，首先按照綜合集成研討廳的思想進(jìn)行人員分組［13］，主要是把參演人員分為對(duì)抗的2隊(duì)，每隊(duì)人員除總體指揮協(xié)調(diào)角色外，還需具體細(xì)分為各種小組，如指揮控制小組、技術(shù)專家小組等。此外，還需要設(shè)置中央控制部，扮演推演總監(jiān)、對(duì)陣控制員等角色［4］114。

3）推演實(shí)施。分組結(jié)束以后，由導(dǎo)演方導(dǎo)入初始想定，對(duì)抗雙方通過(guò)OODA（observe，orient，decide，act）環(huán)［14］模式進(jìn)行信息收集、情況判斷、作戰(zhàn)決策，同時(shí)對(duì)秔雙方都會(huì)配屬足夠數(shù)量的對(duì)陣控制員，負(fù)責(zé)把決策方案按照兵棋推演規(guī)則輸入計(jì)算機(jī)操作執(zhí)行，并依據(jù)裁決規(guī)則給出執(zhí)行結(jié)果。整個(gè)推演過(guò)程由對(duì)抗雙方的OODA行動(dòng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行，過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)被采集到計(jì)算機(jī)中。

4）推演結(jié)束。推演結(jié)束后，需要對(duì)推演過(guò)程產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和分析，并對(duì)對(duì)陣雙方的表現(xiàn)進(jìn)行講評(píng)。

3 空間兵棋推演的實(shí)現(xiàn)要求

為達(dá)到有效訓(xùn)練部隊(duì)這一目的，空間兵棋推演在實(shí)現(xiàn)時(shí)須考慮如下要求。

首先，空間兵棋推演所有行動(dòng)應(yīng)圍繞衛(wèi)星作戰(zhàn)運(yùn)用展開(kāi)，由于衛(wèi)星運(yùn)行具有復(fù)雜的時(shí)空特，因此不能簡(jiǎn)單套用傳統(tǒng)以陸戰(zhàn)為主的手工兵棋模式，而是要?jiǎng)?chuàng)建符合衛(wèi)星全球快速運(yùn)行特性的棋盤(pán)形式和棋子運(yùn)行模式，并且需要充分利用衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃等運(yùn)籌學(xué)工具，為推演者提供輔助決策支持。

其次，空間兵棋推演應(yīng)突出作戰(zhàn)決策這一主題，通過(guò)建立主要行動(dòng)的邏輯關(guān)系、簡(jiǎn)潔物理運(yùn)行模型和作戰(zhàn)效果模型，來(lái)對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)進(jìn)行模擬，這就要求真實(shí)而全面、直觀地反映實(shí)際作戰(zhàn)中各種主客觀因素的相互作用和影響，反映戰(zhàn)爭(zhēng)固有的基本規(guī)律、原則和要求，形成計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)的推演和裁決規(guī)則。

最后，兵棋推演的一大優(yōu)點(diǎn)是具有簡(jiǎn)單性和趣味性，因此也要求空間兵棋推演時(shí)，把各類衛(wèi)星復(fù)雜運(yùn)用特點(diǎn)，用簡(jiǎn)單、生動(dòng)的方式地表現(xiàn)出來(lái)，使指揮員容易理解、樂(lè)于使用。實(shí)際上，民間兵棋游戲里早就開(kāi)發(fā)了衛(wèi)星這一角色，如在著名的兵棋游戲“紅色警戒”中，就設(shè)置了間諜衛(wèi)星、磁力衛(wèi)星等裝備，玩家能夠直觀簡(jiǎn)便地使用和體驗(yàn)衛(wèi)星帶來(lái)的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。考慮到現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中民間兵棋對(duì)美軍戰(zhàn)斗力曾起到重要的提升作用［4］38－42，空間 兵棋也應(yīng)該借鑒民間兵棋的某些成功做法，以利推廣和普及。

4 結(jié) 論

空間兵棋推演作為一種新型的研究航天力量作戰(zhàn)的手段，不但能夠提高參演者的作戰(zhàn)指揮能力，還可以用于作戰(zhàn)輔助決策、創(chuàng)新戰(zhàn)法、評(píng)估武器系統(tǒng)能力?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)空間兵棋推演的發(fā)展必將推動(dòng)航天力量運(yùn)用的快速發(fā)展。本文討論了空間兵棋的概念、特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)構(gòu)想和要求，但兵棋的具體開(kāi)發(fā)還需要開(kāi)展大量細(xì)致艱苦的工作，尤其是空間兵棋推演規(guī)則體系的建立和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)，是未來(lái)空間兵棋開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)，也是下一步應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)展的工作。

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