基于大數(shù)據(jù)的裝備體系認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)分析

王壽彪 李新明 裴忠民 劉東

隨著軍事領(lǐng)域大數(shù)據(jù)概念的深入認(rèn)識與理解,在大數(shù)據(jù)環(huán)境下開展裝備體系的體系結(jié)構(gòu)描述、表示與建模,體系性能定性定量綜合評估,體系動態(tài)演化現(xiàn)象描述與問題建模求解具有可行性和應(yīng)用前景,成為復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域重要研究方向和熱難點(diǎn).目前,網(wǎng)絡(luò)信息體系被認(rèn)為是現(xiàn)有各種裝備體系概念的更高層次理解,牽引作戰(zhàn)體系和裝備體系機(jī)制機(jī)理發(fā)生變化,更加重視網(wǎng)絡(luò)中心、信息主導(dǎo)、體系支撐的辯證統(tǒng)一,因而,裝備體系模型更應(yīng)該體現(xiàn)信息在建模過程中的牽引作用,適應(yīng)這種理論需求,有必要探索面向體系復(fù)雜性和復(fù)雜體系問題建模的大數(shù)據(jù)建模、大數(shù)據(jù)分析決策方法和技術(shù).

網(wǎng)絡(luò)信息體系在武器裝備層次上的映像,并非綜合電子信息系統(tǒng),C4ISR系統(tǒng),防空反導(dǎo)作戰(zhàn)體系等既有裝備體系概念定義模式基礎(chǔ)上簡單提升作為研究前提,更應(yīng)該是以網(wǎng)絡(luò)為信息作用的環(huán)境載體,信息為基本認(rèn)知主線和主體,體系為根本技術(shù)特征的辯證統(tǒng)一的思考過程.網(wǎng)絡(luò)信息體系觀點(diǎn)下建模裝備體系,更應(yīng)該注重將武器裝備客觀物理世界與人類智能智慧、哲學(xué)思想、情感意志等主觀意識世界的因素緊密結(jié)合起來.本文認(rèn)為,深刻理解大數(shù)據(jù)的概念內(nèi)涵,以認(rèn)知為基本線索,建立數(shù)據(jù)、信息、情報、知識和智慧之間形成的內(nèi)在聯(lián)系主線和相互物化表達(dá)認(rèn)識,對于探索大數(shù)據(jù)環(huán)境下的裝備體系模型理論具有重要意義.

立足于網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展理念下探討大數(shù)據(jù)環(huán)境下可能的裝備體系概念融合理論與體系認(rèn)知計(jì)算為理論背景,討論關(guān)于裝備體系的大數(shù)據(jù)概念原理及其與裝備體系建模仿真計(jì)算之間的聯(lián)系,基于形式概念分析理論從數(shù)據(jù)背景中萃取不同層次的概念表示,采取形式概念粒計(jì)算系統(tǒng)思想構(gòu)造裝備體系認(rèn)知計(jì)算的可能理論框架結(jié)構(gòu).

1 大數(shù)據(jù)概念應(yīng)用與裝備體系認(rèn)知可計(jì)算的聯(lián)系

1.1 大數(shù)據(jù)概念要義

數(shù)據(jù)與信息存在密切聯(lián)系,知識是數(shù)據(jù)融合人類認(rèn)知后產(chǎn)生的更高層次信息,貫穿這種轉(zhuǎn)化過程的則是人類智能智慧思維方法,以人工智能框架為基礎(chǔ)理論討論大數(shù)據(jù)與體系問題研究的銜接,基于粒計(jì)算的大數(shù)據(jù)分析方法(Big Data Analytics Methodology,BDAM)有可能形成一種理論和技術(shù)橋梁.BDAM 主要包括統(tǒng)計(jì)學(xué)和計(jì)算智能(Computational Intelligence,CI)兩大范疇,重點(diǎn)約簡“大數(shù)據(jù)”規(guī)模到可管理數(shù)據(jù)規(guī)模,同時利用技術(shù)工具從雜亂原始數(shù)據(jù)材料中提取信息,從派生信息數(shù)據(jù)中建立知識基,最終建立面向大數(shù)據(jù)的非參數(shù)模型[1].這是區(qū)別于建模仿真第三研究范式的重要技術(shù)特征,而形成科學(xué)的BDAM,應(yīng)該根據(jù)具體問題特性和研究目標(biāo)選取合適的基于數(shù)據(jù)的建模與分析技術(shù),甚至可能是多技術(shù)途徑融合集成.

英國學(xué)者Jonathan Stuart做過大數(shù)據(jù)定義調(diào)查,大數(shù)據(jù)概念至少包含數(shù)據(jù)體量,多樣性、動態(tài)性、數(shù)據(jù)價值密度低等表現(xiàn)出的數(shù)據(jù)本體復(fù)雜性,而信息與知識獲取技術(shù)是其中重要要素.大數(shù)據(jù)的復(fù)雜性與可管理、可靠性、可表示、可計(jì)算等共性問題成為典型大數(shù)據(jù)問題[2].存在兩類大數(shù)據(jù)觀念：一類認(rèn)為嚴(yán)格意義上第四科研范式只有數(shù)據(jù)量達(dá)到PB或EB之上才能成立,圍繞此,數(shù)據(jù)密集型高性能信息處理平臺技術(shù)取得重要突破進(jìn)展[3]；另一類觀點(diǎn)認(rèn)為,大數(shù)據(jù)并非必須強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)“大體量”才有意義,更應(yīng)該關(guān)注數(shù)據(jù)思維方法,突出對數(shù)據(jù)復(fù)雜性和多樣性的智能處理與應(yīng)用.大數(shù)據(jù)概念是開放性的,數(shù)據(jù)規(guī)模和范圍的可擴(kuò)展性,數(shù)據(jù)持續(xù)積累,進(jìn)而推動大數(shù)據(jù)分析理論和處理技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展.

1.2 軍事領(lǐng)域大數(shù)據(jù)應(yīng)用模式分析

大數(shù)據(jù)對于加快裝備智能化進(jìn)程、獲取戰(zhàn)場情報優(yōu)勢、變革作戰(zhàn)決策方式、推動指揮流程發(fā)展方面將發(fā)揮革命性作用[4].大數(shù)據(jù)為建模與仿真理論方法帶來巨大挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇[5].軍事大數(shù)據(jù)存在多層次多視角的認(rèn)識和應(yīng)用方式,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際背景和應(yīng)用目標(biāo)合理設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)解決方案.基于大數(shù)據(jù)的復(fù)雜系統(tǒng)研究方法是思考軍事大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要原則之一,應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注兩種大數(shù)據(jù)現(xiàn)象,一是諸如對地觀測系統(tǒng)或者地(海)面?zhèn)鞲衅鱾刹祛A(yù)警探測系統(tǒng)持續(xù)獲取的海量遙感遙測大數(shù)據(jù),綜合快速從大數(shù)據(jù)中獲取情報信息,該范疇針對大數(shù)據(jù)“4V”特性重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)密集型高性能信息處理；二是武器裝備規(guī)劃論證建設(shè)發(fā)展過程中積累的海量裝備數(shù)據(jù)支持裝備體系描述和分析方法的改進(jìn)和創(chuàng)新,需要針對數(shù)據(jù)復(fù)雜多樣性探索智能信息處理和復(fù)雜系統(tǒng)的人工智能理論方法,而并非單純應(yīng)付數(shù)據(jù)體量或模式挖掘等較低層次的困難挑戰(zhàn).第一類大數(shù)據(jù)現(xiàn)象屬于復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的實(shí)時性信息源,從中能夠抽取復(fù)雜系統(tǒng)狀態(tài)描述信息,有益于刻畫系統(tǒng)時空動態(tài)復(fù)雜性,第二類大數(shù)據(jù)現(xiàn)象屬于復(fù)雜系統(tǒng)靜態(tài)演化過程中產(chǎn)生的基礎(chǔ)性靜態(tài)數(shù)據(jù),支撐體系結(jié)構(gòu)描述信息需求,有益于刻畫系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)復(fù)雜性.整合兩類數(shù)據(jù),有益于描述體系整體的可擴(kuò)展性、適應(yīng)性、不確定性等開放的復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)律,而且有望形成較為統(tǒng)一的系統(tǒng)模型框架.

利用大數(shù)據(jù)概念研究裝備體系存在兩種可能模式[6]：1)以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)內(nèi)化的裝備體系現(xiàn)實(shí)原型系統(tǒng)為載體,討論現(xiàn)實(shí)世界中各種復(fù)雜裝備系統(tǒng)組成的超復(fù)雜系統(tǒng)中各系統(tǒng)結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的具有實(shí)時特性的戰(zhàn)場作戰(zhàn)大數(shù)據(jù),例如,基于大數(shù)據(jù)技術(shù)探索中繼衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)中繼任務(wù)執(zhí)行優(yōu)化,傳感器網(wǎng)偵察大數(shù)據(jù)的情報快速處理分析,基于大數(shù)據(jù)技術(shù)探索指控系統(tǒng)自動化水平提升等,該模式需要重點(diǎn)考慮大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密集型高性能信息處理及分析,以提高戰(zhàn)場情報獲取效率和質(zhì)量,增強(qiáng)指控效率,加速作戰(zhàn)流轉(zhuǎn)換,重點(diǎn)需要解決分布式數(shù)據(jù)中心建設(shè)；2)以裝備體系模型仿真應(yīng)用原型系統(tǒng)為基本載體,思考如何有效利用裝備論證、規(guī)劃計(jì)劃、研制部署過程中產(chǎn)生而被采集積累的裝備自然數(shù)據(jù),體系結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù),作戰(zhàn)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)知識經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等離線靜態(tài)數(shù)據(jù),有效利用產(chǎn)生于武器裝備作戰(zhàn)仿真、作戰(zhàn)試驗(yàn)、演習(xí)等模擬手段或真實(shí)戰(zhàn)場環(huán)境獲取的海量在線動態(tài)信息,該模式中數(shù)據(jù)中心是必要性信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施,重點(diǎn)考慮面向基于數(shù)據(jù)建模與分析的裝備體系描述、建模與推演、決策支持分析等網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的大數(shù)據(jù)模型及模型分析技術(shù).依靠演習(xí)、試驗(yàn)或仿真等途徑獲取數(shù)據(jù),很難保證從整體性上提供體系完備的狀態(tài)信息,很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完全優(yōu)先模式.大數(shù)據(jù)概念及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)將成為牽引裝備體系人工智能模型創(chuàng)新的重要理論源泉.裝備體系的兩種大數(shù)據(jù)概念模式結(jié)合,就是裝備體系建模仿真與大數(shù)據(jù)建模與分析方法融合,需要一種將在線數(shù)據(jù)與離線數(shù)據(jù)相結(jié)合,靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)思想運(yùn)用到體系研究中,可以作為一種由仿真范式到大數(shù)據(jù)范式過渡的體系研究方法探索框架.

基于大數(shù)據(jù)的體系工程,系統(tǒng)級微觀上采取大數(shù)據(jù)處理技術(shù)平臺,能夠有效從中捕獲大量語義信息描述和表示戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)事件,蘊(yùn)含著各個階段各個關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)作戰(zhàn)任務(wù)情境中網(wǎng)絡(luò)化的智能作戰(zhàn)主體產(chǎn)生的活動、行為、交互信息流等狀態(tài)或關(guān)系結(jié)構(gòu)要素,具有高維、多元、稀疏等特性；體系級宏觀上利用大數(shù)據(jù)理念,需要體系仿真思想和靜態(tài)與動態(tài)情境下分別形成的微觀態(tài)大數(shù)據(jù)相結(jié)合,使得仿真系統(tǒng)能夠利用大數(shù)據(jù)提供的大量知識更為精確地模擬戰(zhàn)場智能體行為,以進(jìn)行輔助判斷與決策,做出面向體系整體目標(biāo)的管理控制策略,進(jìn)一步提高體系效能.因此,如何描述和表示這種大數(shù)據(jù)是開展基于大數(shù)據(jù)研究體系的關(guān)鍵問題之一.本體論為基于語義視角定義和描述復(fù)雜異構(gòu)信息奠定了哲學(xué)基礎(chǔ),從不確定性視角設(shè)計(jì)體系問題模型是一種重要的思維途徑,而粒度與不確定信息描述和表示存在密切聯(lián)系,因此,采取粒度計(jì)算方法作為大數(shù)據(jù)分析的理論手段具有重要應(yīng)用潛力[7].綜合上述分析,大數(shù)據(jù)與裝備體系研究之間聯(lián)系與可能理論框架如圖1所示.

2 裝備體系概念語義粒度與認(rèn)知粒計(jì)算系統(tǒng)建模

大數(shù)據(jù)從客觀知識世界角度認(rèn)識復(fù)雜事物,而形式概念分析理論為構(gòu)造大數(shù)據(jù)與人主觀思維知識世界的聯(lián)結(jié)提供了一種橋梁.圍繞數(shù)據(jù),粒計(jì)算從粒結(jié)構(gòu)和信息粒角度表示數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的豐富信息和層次視角,將數(shù)據(jù)建模為多粒度層次?？臻g,是一種潛在的大數(shù)據(jù)分析處理手段,成為一種利用大數(shù)據(jù)描述和建模裝備體系的支撐方法論[8?9].以基于形式概念的粒計(jì)算系統(tǒng)模型為知識構(gòu)造框架,信息粒根據(jù)信息動態(tài)獲取情況轉(zhuǎn)化為不同層次的形式概念,能夠靈活挖掘和深度融合人類的認(rèn)知因素和認(rèn)知能力,促進(jìn)人類大腦中概念空間的知識演化,進(jìn)而指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)世界實(shí)踐演化[10?11].基于形式概念粒計(jì)算模型研究裝備體系的方式可稱為體系認(rèn)知計(jì)算.本章討論體系認(rèn)知計(jì)算一般性框架結(jié)構(gòu).

2.1 體系語義粒度分析與形式概念建模策略

圖1 大數(shù)據(jù)概念應(yīng)用于裝備體系建模的理論聯(lián)系結(jié)構(gòu)圖

體系是由系統(tǒng)組成的系統(tǒng),將系統(tǒng)視為基本構(gòu)成對象,則體系在系統(tǒng)構(gòu)成層次性上客觀上具備粒度性.裝備體系組成部分本身是集成的,獨(dú)立運(yùn)行和管理的,地理上分布存在的復(fù)雜裝備系統(tǒng)組成部分.裝備體系中存在的粒度語義可以從3個方面理解：1)任意一個具備獨(dú)立功能的型號武器裝備(包含型號信息系統(tǒng)設(shè)備)本身就是一種粒度的系統(tǒng),可以定義為裝備體系的原子粒度層次系統(tǒng)粒,不再繼續(xù)分解,該層次系統(tǒng)粒在功能特征上一般只表示其單元性功能,例如,某型衛(wèi)星的嵌入式操作系統(tǒng)；2)由原子性系統(tǒng)粒的單元性功能相互聯(lián)系而耦合集成的若干型號裝備單元組成的復(fù)雜裝備系統(tǒng)屬于一種粗粒度系統(tǒng)集成,定義為裝備體系的基本粒度層次系統(tǒng)粒,該層次系統(tǒng)在功能特征上存在多元功能集成與復(fù)合特性,例如,空警-200預(yù)警探測系統(tǒng)是由預(yù)警機(jī)飛行器載機(jī)平臺及配置于該平臺級裝備上各種型號預(yù)警雷達(dá)、數(shù)據(jù)鏈、通信設(shè)備等電子信息裝備和相關(guān)任務(wù)控制信息系統(tǒng)設(shè)備等原子粒度系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜裝備系統(tǒng),具有探測、通信、指控等功能集成特征,產(chǎn)生“網(wǎng)絡(luò)對抗”復(fù)合功能等功能模式特征；3)信息流語義也存在粒度特性,例如,“探測”功能可能存在電磁信號信息、偵察圖像信息、無人機(jī)測控信息等多維情報信息流和指控信息流的復(fù)合特征.

從體系概念形成的認(rèn)識論上,人類認(rèn)知過程固有的模糊性及其不斷清晰的進(jìn)化過程,導(dǎo)致體系概念描述具有粒度特性和演化性,因此,有必要引入?；季S方法論討論體系中概念層次性及概念形成機(jī)理.事實(shí)上,采取粒計(jì)算觀點(diǎn)研究體系的優(yōu)勢已初露端倪.概念是人類重要的基礎(chǔ)認(rèn)知手段,結(jié)合裝備體系的復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真理論發(fā)展歷程,本體論框架下基于本體的復(fù)雜系統(tǒng)概念化建模成為一種重要技術(shù)手段引起廣泛關(guān)注.然而,本體構(gòu)建方法多數(shù)停留在一般本體工程方法框架內(nèi),本體的模糊性、粒度性、完整性和一致性表示能力尚需很多工作開展.而且本體自身的演化性也使得基于本體的體系靜態(tài)模型產(chǎn)生明顯局限性,難以適應(yīng)體系的復(fù)雜性、動態(tài)性,對抗性和不確定性建模需求.已有研究工作主要體現(xiàn)在基于DoDAF的體系需求分析或體系結(jié)構(gòu)描述中概念一致性推理,能力本體描述、能力空間定義等,本體方法論下如何深入討論裝備體系的體系對抗過程、如何討論體系的任務(wù)推演等一系列應(yīng)用問題建模與求解有賴于融合人類的認(rèn)知因素和大數(shù)據(jù).

概念不僅是人類認(rèn)識現(xiàn)實(shí)世界的核心思維單元,更是人類認(rèn)知復(fù)雜現(xiàn)象的根本手段,數(shù)據(jù)為背景基于形式概念的模型表達(dá)正在成為一種有效的開放性系統(tǒng)模型建模思想,基于形式概念分析理論的概念描述與表示成為一種有效的信息系統(tǒng)建模方法,具有扎實(shí)的哲學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ).因此,從大數(shù)據(jù)中獲取裝備體系形式概念系統(tǒng),能夠建立一種以概念為基本模型單元,概念格結(jié)構(gòu)為整體性框架核心結(jié)構(gòu)特征的系統(tǒng)模型抽象,有望形成一種人工智能模型和開放系統(tǒng)模型思想的復(fù)雜系統(tǒng)研究方法.而如何結(jié)合體系特性和具體建模目標(biāo),探索完善的概念系統(tǒng)模型理論結(jié)構(gòu)和詳細(xì)方法技術(shù)成為重點(diǎn),本文提出的體系的概念系統(tǒng)模型抽象原理如圖2所示[12].

2.2 基于信息流不確定性形成機(jī)理的裝備體系動態(tài)演化建模機(jī)制

面向體系對抗的裝備體系動態(tài)演化是深入論證裝備建設(shè)與發(fā)展水平能否有效應(yīng)對軍事威脅或突發(fā)事件的重要內(nèi)容,也是裝備體系綜合能力評估、優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)體系能力縫隙的關(guān)鍵.目前主要針對面向裝備體系發(fā)展的體系演化或者從作戰(zhàn)任務(wù)推演角度展開相關(guān)研究,從裝備體系主體內(nèi)部,通過體系基本原理和體系動態(tài)演化機(jī)理機(jī)制的視角正向直接討論裝備體系演化規(guī)律還十分薄弱.面向體系對抗的一個基本前提就是假設(shè)裝備體系已建設(shè)到具體的規(guī)模,結(jié)構(gòu),技術(shù)水平和體系潛在能力已經(jīng)處在特定階段,而關(guān)注的焦點(diǎn)則轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)場環(huán)境下,體系能力的整體發(fā)揮和效能提升.該情境下體系的描述和建模,應(yīng)該考慮以下3個方面原則：1)轉(zhuǎn)變狹隘的裝備系統(tǒng)對象主體視角,堅(jiān)持包括體系能力要素在內(nèi)的全面綜合的整體性建模.體系能力由裝備建設(shè)時期的目標(biāo)需求轉(zhuǎn)換為一種資源實(shí)體,同時對抗性的體系動態(tài)能力優(yōu)化和體系效能提升成為體系演化的內(nèi)在目標(biāo)牽引.2)秉持一種關(guān)聯(lián)性的連接視角和對象認(rèn)知轉(zhuǎn)化思維[13],應(yīng)堅(jiān)持包括效能等在內(nèi)的廣義組成對象之間的互相依賴互相依存作用的復(fù)雜性本質(zhì),全新審視由于連接而實(shí)現(xiàn)的信息基于網(wǎng)絡(luò)的共享,連接不僅包含對象之間的連接,還應(yīng)該考慮對象與人類智能體的連接.3)立足于戰(zhàn)場客觀存在的時空動態(tài)不確定性規(guī)律,堅(jiān)持連接思維為核心的網(wǎng)絡(luò)化思維,刻畫信息主導(dǎo)體系演化機(jī)理的基本特性,以此為基點(diǎn)思考裝備體系模型和模型分析方法.

圖2 體系的概念系統(tǒng)模型抽象原理

基于上述認(rèn)識,裝備體系的本體觀描述和表示模型應(yīng)該從信息系統(tǒng)概念內(nèi)涵來解釋體系的系統(tǒng)構(gòu)成外延,吸納信息系統(tǒng)描述與抽象建模的思維方法規(guī)律,建立裝備體系的廣義復(fù)雜信息系統(tǒng)描述和體系結(jié)構(gòu)表示模型.信息流是建模過程中的重要概念,已有研究側(cè)重于描述信息流定義,對于信息流產(chǎn)生、形成與傳播機(jī)制和機(jī)理沒有引起足夠重視,對于體系對抗下裝備體系動態(tài)演化模型構(gòu)造和基于演化的推理具有重要研究意義.現(xiàn)實(shí)裝備體系中信息流交互抽象到認(rèn)知高度的形式概念模型中,可以表達(dá)為概念之間的語義整合與傳播,這種模型相似原理對于從人類認(rèn)知視角分析和設(shè)計(jì)裝備體系動態(tài)演化機(jī)理策略具有重要啟發(fā)性.體系中概念之間的語義傳播有望能夠反映出體系的以下現(xiàn)象本質(zhì)：1)借鑒概念關(guān)聯(lián)邏輯和聯(lián)想性等智能特性有能力表征戰(zhàn)斗管理的自治性,協(xié)調(diào)分布式動態(tài)資源,分配殺傷鏈,以形成有利的能力-代價(損失)權(quán)衡；2)借鑒概念的信息過濾選擇性吸收特性,采取概念系統(tǒng)開放系統(tǒng)模型思想有能力表征將任務(wù)功能系統(tǒng)自適應(yīng)地集成到武器平臺網(wǎng)絡(luò)中.

2.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動的裝備體系演化建模架構(gòu)

大數(shù)據(jù)與建模仿真兩種研究范式之間的過渡性思想,則是大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐的仿真系統(tǒng)預(yù)測與決策支持應(yīng)用理論.動態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動應(yīng)用系統(tǒng)思想是比較成熟的理論方法[14].周云[14]立足于并行作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),討論了適應(yīng)實(shí)時作戰(zhàn)決策支持的動態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真應(yīng)用系統(tǒng)高層架構(gòu),其研究情景側(cè)重于作戰(zhàn)過程中基于態(tài)勢感知的輔助決策,初步探索了數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真應(yīng)用研究的科學(xué)性,但僅僅停留在一般的作戰(zhàn)過程仿真.體系原理框架下,充分認(rèn)識體系的支撐地位和價值,以裝備體系為認(rèn)知主體,深入挖掘動態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真應(yīng)用研究思想在裝備體系論證中的應(yīng)用模式,有必要考慮大數(shù)據(jù)在彌補(bǔ)仿真先天不足方面催生的新理論.大數(shù)據(jù)為決策支持帶來了新的發(fā)展機(jī)遇,大數(shù)據(jù)與建模仿真理論的結(jié)合為體系研究提供了有益的啟發(fā).例如,數(shù)據(jù)驅(qū)動的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)識別與控制理論應(yīng)用[15].苑盛成[16]等人將常態(tài)下大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到應(yīng)急態(tài)下大規(guī)模交通疏散模型.劉繼偉[17]以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中的大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),討論了面向具有復(fù)雜多尺度特性的大系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測問題,提出系統(tǒng)多尺度特性與大數(shù)據(jù)多尺度分析方法.郭旦懷[18]采取頻繁項(xiàng)模式挖掘及其關(guān)聯(lián)性分析,利用多領(lǐng)域大數(shù)據(jù)建立食源性疾病事件探測模型,將實(shí)時性數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)歷史數(shù)據(jù)結(jié)合起來.文獻(xiàn)[19]對比分析了大數(shù)據(jù)背景下跨多個領(lǐng)域數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)融合與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫框架下單一領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)融合之間的顯著不同在于知識萃取與知識融合,依賴跨域數(shù)據(jù)集形成潛在對象的描述與計(jì)算,然后將數(shù)據(jù)融合理論劃分為基于階段的數(shù)據(jù)融合,基于特征層次的數(shù)據(jù)融合和基于語義意義的數(shù)據(jù)融合,并詳細(xì)分析了各類型理論的典型數(shù)據(jù)融合技術(shù)原理.

科學(xué)把握大數(shù)據(jù)與體系聯(lián)系,利用大數(shù)據(jù)思維方法探索裝備體系模型建模與仿真,傳統(tǒng)信息模式數(shù)據(jù)挖掘范型僅是體系中應(yīng)對大數(shù)據(jù)的初級階段,并不能有效滿足體系深層次理論性問題的數(shù)據(jù)建模需求,應(yīng)該將人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)緊密結(jié)合起來,著重探索數(shù)據(jù)科學(xué)在體系模型設(shè)計(jì)與模型分析方面的應(yīng)用前景.從大數(shù)據(jù)中獲取知識并基于知識提高認(rèn)識和改造世界的方法能力,被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)價值的高級目標(biāo).體系中大數(shù)據(jù)概念及其技術(shù)范疇存在不同應(yīng)用層次：1)以體系中元系統(tǒng)產(chǎn)生的機(jī)器大數(shù)據(jù)為研究對象,基于云計(jì)算核心技術(shù)的大數(shù)據(jù)處理與分析平臺相對體系而言,屬于系統(tǒng)級的微觀態(tài)大數(shù)據(jù)問題,有效提高了體系中數(shù)據(jù)信息處理效率與信息流轉(zhuǎn)分發(fā)水平,支撐獲取海量豐富戰(zhàn)場情報信息的能力,但是其認(rèn)知研究對象非體系而通常是微觀上的實(shí)體對象目標(biāo)；2)以體系為研究對象,應(yīng)該充分考慮到科學(xué)利用微觀態(tài)大數(shù)據(jù)概念產(chǎn)生的軍事信息價值,思考一種動態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動的裝備體系認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)建模與智能仿真決策支持應(yīng)用理論框架,其核心是知識層面上的體系描述、表示和知識結(jié)構(gòu)模型構(gòu)造與認(rèn)知計(jì)算智能.認(rèn)知計(jì)算是近年來的熱點(diǎn),目前主要應(yīng)用在信息檢索、智能體機(jī)器等領(lǐng)域,涉及到知識表示與推理、語義搜索,機(jī)器學(xué)習(xí)等方面的信息處理方法技術(shù)[20?21].概念是重要的認(rèn)知手段和智能形式,數(shù)據(jù)化描述的形式概念是當(dāng)前有效發(fā)現(xiàn)知識的重要技術(shù)途徑.本文給出一種作戰(zhàn)視角下支持裝備體系動態(tài)演化問題研究的數(shù)據(jù)驅(qū)動體系認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)模型理論架構(gòu),包括數(shù)據(jù)驅(qū)動結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)信息到知識概念的萃取過程和基于概念系統(tǒng)模型語義融合與傳播等知識處理過程的體系動態(tài)演化建模等階段,從而形成完整的認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)用思想.該思想的基本原理如圖3所示.

3 結(jié)論

大數(shù)據(jù)及其技術(shù)平臺已經(jīng)取得階段性進(jìn)展,在軍事領(lǐng)域應(yīng)用價值的認(rèn)識正在深入,然而已有大數(shù)據(jù)研究主要圍繞應(yīng)對數(shù)據(jù)災(zāi)難問題而不斷深化數(shù)據(jù)處理技術(shù),大數(shù)據(jù)與復(fù)雜巨系統(tǒng)聯(lián)結(jié)方面,概念邏輯和應(yīng)用模式混亂模糊,面臨全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn).網(wǎng)絡(luò)信息體系裝備建設(shè)理念下認(rèn)識裝備體系和建模計(jì)算體系對引入大數(shù)據(jù)存在迫切需求.大數(shù)據(jù)與體系建模仿真范式存在過渡性理論間隙,初步構(gòu)思了一種動態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動的認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)模型和基于概念粒計(jì)算框架進(jìn)一步建模裝備體系演化問題的研究方法思想.討論了關(guān)于體系微觀態(tài)、中觀態(tài)和宏觀態(tài)分別存在的3種大數(shù)據(jù)概念應(yīng)用范型,闡述了體系認(rèn)知計(jì)算基本思想.對于進(jìn)一步認(rèn)識大數(shù)據(jù)概念,建立裝備體系大數(shù)據(jù)的人工智能系統(tǒng)模型理論與工程實(shí)踐具有啟發(fā)作用.

圖3 數(shù)據(jù)驅(qū)動的體系認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)模型與體系演化建?；驹?/p>