基于仿真的艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)研究

王　偉,趙曉哲,康曉予

(海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連　116018)

基于仿真的艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)研究

王偉,趙曉哲,康曉予

(海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連116018)

摘要：針對(duì)艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估問題，分析了艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估的特點(diǎn)，研究了艦艇對(duì)海突擊的基本作戰(zhàn)流程，在此基礎(chǔ)上提出了評(píng)估指標(biāo)的選取方法，設(shè)計(jì)了評(píng)估指標(biāo)的仿真數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：作戰(zhàn)計(jì)劃；仿真；評(píng)估指標(biāo)

本文引用格式：王偉,趙曉哲,康曉予.基于仿真的艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)研究[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2015(12):23-25.

Citation format:WANG Wei, ZHAO Xiao-zhe, KANG Xiao-yu.Research on Evaluation Index for Warship Operational Plans Based on Simulation[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(12):23-25.

Research on Evaluation Index for Warship Operational Plans

Based on Simulation

WANG Wei, ZHAO Xiao-zhe, KANG Xiao-yu

(Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

Abstract:Aims to solve the evaluation problem of warship operational plans, this paper analyzed the cha-racteristics of warship operational plan evaluation, and introduced the operational process of anti-ship engagement. On this basis, this paper expounded the method of choosing evaluation index and designed evaluation index simulation data structure.

Key words:operational plan; simulation; evaluation index

作戰(zhàn)計(jì)劃是為完成作戰(zhàn)任務(wù)而制定的指導(dǎo)作戰(zhàn)準(zhǔn)備和作戰(zhàn)行動(dòng)的指揮文書[1]?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，對(duì)抗雙方一般都會(huì)在戰(zhàn)前對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估，以便分析計(jì)劃的不足之處進(jìn)行修改和優(yōu)化。目前對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估以仿真分析法為主。該方法以作戰(zhàn)計(jì)劃為分析對(duì)象，通過建立系統(tǒng)模型和使用現(xiàn)代仿真技術(shù)，對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估。指揮員通過仿真過程中的數(shù)據(jù)反饋，判斷計(jì)劃是否滿足預(yù)期設(shè)想，進(jìn)而為改進(jìn)計(jì)劃提供條件。

通過仿真對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃進(jìn)行分析，以仿真得出的數(shù)據(jù)結(jié)果為基礎(chǔ)，建立艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估指標(biāo)體系?？梢杂行岣邔?duì)作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估的科學(xué)性和合理性。許多文獻(xiàn)對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估進(jìn)行了研究[2-5]，大多從綜合評(píng)估的角度進(jìn)行了論述。本研究在分析艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合仿真過程，探討了作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)的建立。

1評(píng)估指標(biāo)分析

所謂評(píng)估是評(píng)估主體對(duì)評(píng)估客體價(jià)值大小進(jìn)行評(píng)價(jià)、判斷、預(yù)測(cè)的活動(dòng)，也是人們認(rèn)識(shí)把握事物規(guī)律或活動(dòng)價(jià)值的主觀行為[6]；是指依據(jù)某種目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)或手段，對(duì)得到的信息按照一定的程序步驟進(jìn)行分析、研究、判斷其效果和價(jià)值的一種活動(dòng)。評(píng)估作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)，既要考慮到作戰(zhàn)的結(jié)果，又要注意過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)合作戰(zhàn)結(jié)果對(duì)過程加以改進(jìn)。所以作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估是結(jié)果論與過程論的有機(jī)結(jié)合。相同的作戰(zhàn)過程受不同環(huán)境和條件的影響會(huì)導(dǎo)致不同的作戰(zhàn)結(jié)果；而相同的作戰(zhàn)結(jié)果可以通過不同的作戰(zhàn)過程來達(dá)到。作戰(zhàn)過程的積累導(dǎo)致作戰(zhàn)結(jié)果的發(fā)生，但又并非線性疊加的結(jié)果，所以需要綜合考慮作戰(zhàn)過程和作戰(zhàn)結(jié)果，共同評(píng)估作戰(zhàn)計(jì)劃。

1.1　艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估的特點(diǎn)

1) 過程性?，F(xiàn)代海戰(zhàn)是信息化條件下的戰(zhàn)爭(zhēng)。在火力打擊行動(dòng)前伴隨著大量的預(yù)警探測(cè)、態(tài)勢(shì)共享和指揮控制等信息產(chǎn)生、傳輸行為。對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估不再是單一的對(duì)最終作戰(zhàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)，而是對(duì)作戰(zhàn)過程中各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行有效地評(píng)估。以便更透徹地理解作戰(zhàn)計(jì)劃，使得評(píng)估更加全面、綜合。

2) 客觀性。艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃一般是針對(duì)戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役層面的水面艦艇戰(zhàn)斗進(jìn)行指導(dǎo)，即使用性作戰(zhàn)計(jì)劃[7]。綜合性評(píng)估的對(duì)象一般是方針性作戰(zhàn)計(jì)劃，不同程度的帶有評(píng)判專家的主觀意見。綜合性評(píng)估對(duì)具有很強(qiáng)對(duì)抗性的艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃顯得較為籠統(tǒng)、模糊。而以直觀的數(shù)據(jù)結(jié)果作為評(píng)判艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃的指標(biāo)，能夠提供更加客觀地評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

3) 清晰性。清晰性包含可理解性和無二義性，是指評(píng)估指標(biāo)的可理解性和明確性程度?？衫斫庑允侵该恳豁?xiàng)指標(biāo)的含義都易于理解；無二義性是指每一項(xiàng)指標(biāo)只有一個(gè)明確統(tǒng)一的解釋。

1.2　評(píng)估指標(biāo)選取方法

為了體現(xiàn)評(píng)估中作戰(zhàn)過程和作戰(zhàn)結(jié)果的統(tǒng)一，分別設(shè)立作戰(zhàn)過程類評(píng)估指標(biāo)和作戰(zhàn)結(jié)果類評(píng)估指標(biāo)。進(jìn)一步可從時(shí)間、空間、戰(zhàn)斗力量(通常是指參加戰(zhàn)斗的人員、武器裝備和物資器材等因素的總和[8])等角度對(duì)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化。作戰(zhàn)計(jì)劃的關(guān)鍵內(nèi)容之一就是時(shí)間的籌劃，安排各戰(zhàn)斗行動(dòng)在時(shí)間序列上的順序。作戰(zhàn)過程中關(guān)鍵性時(shí)刻是關(guān)乎作戰(zhàn)成敗的時(shí)間點(diǎn)。因此從時(shí)間關(guān)系入手，以絕對(duì)(我方或敵方)、相對(duì)(敵我之比)時(shí)間來細(xì)化評(píng)估指標(biāo)?？臻g一般指戰(zhàn)斗力量作用的物理空間。如目標(biāo)是否在武器的有效打擊范圍內(nèi)，探測(cè)目標(biāo)時(shí)和目標(biāo)的相對(duì)距離等。戰(zhàn)斗力量主要從敵我雙方的對(duì)比關(guān)系入手，體現(xiàn)了代價(jià)(我方損失、消耗)和收益(敵方損失)的關(guān)系，是衡量作戰(zhàn)結(jié)果的重要因素。同時(shí)戰(zhàn)斗力量所具有的各種屬性也是評(píng)估指標(biāo)的重要來源。

以艦艇對(duì)海突擊作戰(zhàn)樣式為例，從信息化海戰(zhàn)的作戰(zhàn)流程出發(fā)，研究艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)。其基本作戰(zhàn)流程是[9]：由各平臺(tái)(預(yù)警機(jī)、偵察衛(wèi)星、艦船、地面雷達(dá)站)所裝備的電子偵察設(shè)備進(jìn)行預(yù)警探測(cè)；對(duì)探測(cè)到的目標(biāo)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，取得目標(biāo)的軌跡、識(shí)別目標(biāo)性質(zhì)，進(jìn)而形成統(tǒng)一態(tài)勢(shì)；決策者根據(jù)統(tǒng)一態(tài)勢(shì)進(jìn)行指揮；通過指揮控制系統(tǒng)為編隊(duì)中的打擊兵力進(jìn)行目標(biāo)指示，打擊兵力對(duì)目標(biāo)實(shí)施火力打擊；各偵察設(shè)備對(duì)目標(biāo)進(jìn)行毀傷評(píng)估，并將結(jié)果融入戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)中。對(duì)海突擊作戰(zhàn)過程如圖1所示。

圖1　評(píng)估指標(biāo)選取過程

對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)從時(shí)間、空間、戰(zhàn)斗力量3個(gè)不同角度建立評(píng)估指標(biāo)。評(píng)估指標(biāo)反映了關(guān)鍵環(huán)節(jié)中戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作完成情況的屬性。如對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)時(shí)，探測(cè)到目標(biāo)的時(shí)間，探測(cè)到目標(biāo)時(shí)與目標(biāo)的距離等。這些指標(biāo)屬于易量化、易提取的底層指標(biāo)。通過統(tǒng)計(jì)、組合可以產(chǎn)生出更多不同的評(píng)估指標(biāo)，例如“武器發(fā)射時(shí)間”與“探測(cè)到目標(biāo)的時(shí)間”之差，即反映了從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到打擊目標(biāo)這一過程的耗時(shí)。圖1中指標(biāo)欄所列舉的指標(biāo)是艦艇對(duì)海突擊作戰(zhàn)樣式下評(píng)估指標(biāo)選取方法的示例，具有一定的代表性。但不夠全面，其他指標(biāo)的選取可參照此方法進(jìn)行。

2基于仿真的評(píng)估指標(biāo)建立

艦艇對(duì)海突擊作戰(zhàn)樣式中，戰(zhàn)斗力量狀態(tài)的變化是由作戰(zhàn)行為的發(fā)生而導(dǎo)致的，而作戰(zhàn)行為一般在重要階段、關(guān)鍵環(huán)節(jié)上產(chǎn)生影響，在時(shí)間上是非連續(xù)的，具有離散特性。作戰(zhàn)行為的發(fā)生可以看作某一事件。因而整個(gè)作戰(zhàn)計(jì)劃所表示的作戰(zhàn)過程可以從事件的角度進(jìn)行描述，對(duì)促使作戰(zhàn)效果發(fā)生的關(guān)鍵事件和主要環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，從而解釋作戰(zhàn)行為過程、評(píng)價(jià)其合理性、分析其薄弱環(huán)節(jié)。

綜上所述，艦艇對(duì)海突擊作戰(zhàn)過程符合離散事件系統(tǒng)的特征。離散事件系統(tǒng)是指受事件驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)狀態(tài)跳躍式變化的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)的狀態(tài)遷移發(fā)生在一系列的離散事件點(diǎn)上[10]?？蛇\(yùn)用離散事件仿真對(duì)艦艇作戰(zhàn)計(jì)劃進(jìn)行分析，而評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)的收集可轉(zhuǎn)化為對(duì)事件屬性的記錄。

2.1　指標(biāo)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在離散事件仿真系統(tǒng)中，作戰(zhàn)計(jì)劃中的戰(zhàn)斗力量和作戰(zhàn)行為分別映射為實(shí)體和事件。實(shí)體記錄其自身的狀態(tài)信息；事件代表導(dǎo)致實(shí)體狀態(tài)發(fā)生改變的瞬間行為[11]。整個(gè)作戰(zhàn)計(jì)劃在仿真過程中，可以看作是一系列事件的關(guān)聯(lián)集合，從初始事件的發(fā)生，到觸發(fā)下一事件，形成一個(gè)事件鏈表。事件是其中的基本描述單元。所以在記錄各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)時(shí)，可以相應(yīng)的映射為對(duì)事件的記錄。這其中包括事件名稱EventName、事件描述EventDescribe、事件發(fā)生時(shí)間EventTime、事件發(fā)生次數(shù)EventCount、事件屬性集合EventProperty、事件條件EventCondition(事件發(fā)生方式EventWay、事件發(fā)生主體EventEntity、事件作用對(duì)象EventTarget)。

使用擴(kuò)展巴科斯范式(EBNF)形式化表示事件，符號(hào)說明如表1所示[12]。

Index::=〈EventName〉〈EventDescribe〉[EventTime][EventCount](〈EventProperty〉)*[EventCondition]

EventCondition::=[EventWay][EventEntity][EventTarget]

表1　EBNF符號(hào)說明

其中事件條件EventCondition為仿真前設(shè)置的參數(shù)，在仿真過程中對(duì)記錄的事件進(jìn)行篩選。輸出的指標(biāo)為事件時(shí)間EventTime、事件次數(shù)EventCount和事件屬性EventProperty。仿真系統(tǒng)以一定時(shí)間間隔對(duì)事件進(jìn)行采樣，完成相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的記錄，如圖2所示。

圖2　采樣數(shù)據(jù)

2.2　評(píng)估指標(biāo)的實(shí)例

根據(jù)指標(biāo)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以圖1中的“探測(cè)到目標(biāo)的時(shí)間”和“探測(cè)到目標(biāo)時(shí)的距離”兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行示例說明：以上兩個(gè)目標(biāo)都對(duì)應(yīng)“探測(cè)事件”。 “探測(cè)事件”的事件條件EventCondition中，發(fā)生主體EventEntity::=” 搭載偵察設(shè)備的某一平臺(tái)”|”搭載偵察設(shè)備的某類平臺(tái)”。事件發(fā)生方式EventWay::=”雷達(dá)”|”紅外”|”聲納”，表示探測(cè)方式。根據(jù)探測(cè)事件的性質(zhì)，無法提前獲知探測(cè)到的對(duì)象，所以事件作用對(duì)象不進(jìn)行設(shè)置。采集到的“探測(cè)事件”數(shù)據(jù)中，事件發(fā)生時(shí)間EventTime對(duì)應(yīng)“探測(cè)到目標(biāo)的時(shí)間”這一指標(biāo)，而“探測(cè)事件”的事件屬性EventProperty之一是“探測(cè)到目標(biāo)時(shí)的距離”指標(biāo)值。

3結(jié)束語

不同的指揮員因?yàn)閷?duì)上級(jí)意圖理解的不同和性格差異等因素，會(huì)對(duì)同一作戰(zhàn)計(jì)劃得出不同的結(jié)論，所以很難對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃下綜合性的結(jié)論。本研究通過分析作戰(zhàn)過程，從時(shí)間、空間、戰(zhàn)斗力量3個(gè)角度選取了與作戰(zhàn)計(jì)劃有關(guān)的評(píng)估指標(biāo)，最后將指標(biāo)轉(zhuǎn)化為與事件相關(guān)的數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)，指揮員可以對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃進(jìn)行個(gè)性化分析，根據(jù)自己的需要和理解做出判斷。

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【裝備理論與裝備技術(shù)】

中圖分類號(hào)：E273.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0707(2015)12-0023-03

doi:10.11809/scbgxb2015.12.006

作者簡(jiǎn)介：王偉(1982—)，男，博士研究生，主要從事水面艦艇作戰(zhàn)建模與仿真研究。

基金項(xiàng)目：中國(guó)博士后科學(xué)基金(2012M512137)

收稿日期：2015-07-22