基于因果分析的作戰(zhàn)計劃評估技術(shù)

胡習霜

（江蘇自動化研究所，江蘇連云港222061）

基于因果分析的作戰(zhàn)計劃評估技術(shù)

胡習霜

（江蘇自動化研究所，江蘇連云港222061）

以信息系統(tǒng)五層評估框架為基礎(chǔ)，提出了一種以作戰(zhàn)效能為“果”、以系統(tǒng)效能為“因”的作戰(zhàn)計劃評估思想，給出了一種主從分析鏈系統(tǒng)效能指標構(gòu)建方法，設(shè)計了一套多視圖的作戰(zhàn)計劃輔助分析工具。應用表明，該方法可以有效發(fā)現(xiàn)作戰(zhàn)計劃中存在的問題，提高作戰(zhàn)計劃的可行性。

作戰(zhàn)計劃，評估方法，評估指標，輔助分析

0 引言

作戰(zhàn)計劃評估的主要目的是對作戰(zhàn)計劃的可行性進行分析，找出作戰(zhàn)計劃中的問題，為作戰(zhàn)決策提供輔助支持。為此，對作戰(zhàn)計劃的評估需要回答3個層次的問題:①該作戰(zhàn)計劃是否能夠完成作戰(zhàn)任務(wù)？②為了完成該任務(wù)，敵我雙方的兵力交換比如何？我方的資源消耗如何？③為什么敵我兵力交換比這么高（或這么低）？為什么這么多的資源被消耗了？該計劃是否有改進的空間？

由于現(xiàn)代戰(zhàn)爭是交戰(zhàn)雙方作戰(zhàn)體系之間的對抗，作戰(zhàn)的方式常常是多軍種聯(lián)合、諸兵種協(xié)同行動［2，4］，這些使得現(xiàn)代化的戰(zhàn)場空前復雜。面對戰(zhàn)爭復雜系統(tǒng)，作戰(zhàn)計劃評估要回答以上3個層次中任何一個問題都具有很大的挑戰(zhàn)性，尤其是對于第3個層次的問題分析更具挑戰(zhàn)性，因為這試圖要說清楚兵力層次的作戰(zhàn)運用對作戰(zhàn)結(jié)果的作用關(guān)系。因此，作戰(zhàn)計劃的評估一直是軍事決策領(lǐng)域關(guān)注的熱點和難點問題。

對于體系對抗條件下的作戰(zhàn)計劃評估，由于作戰(zhàn)的復雜性，很難用一個定量值來判斷作戰(zhàn)計劃的好壞，目前常用的是通過仿真動態(tài)地推演作戰(zhàn)計劃，利用仿真過程數(shù)據(jù)對作戰(zhàn)計劃進行分析。

利用仿真過程數(shù)據(jù)進行作戰(zhàn)計劃的全自動評估是非常困難的，本文提出了一種基于作戰(zhàn)效能和系統(tǒng)效能的“因果分析”半自動評估方法。該方法通過系統(tǒng)效能指標自動計算，全過程的事件、狀態(tài)自動展示，以及它們在時間、空間上與作戰(zhàn)效能指標的自動關(guān)聯(lián)，為評估分析提供所需的量化數(shù)據(jù)，結(jié)合人工判斷，可以快速定位作戰(zhàn)計劃中存在的問題。該方法的核心是原因類指標構(gòu)建技術(shù)和輔助分析技術(shù)。

1 作戰(zhàn)計劃評估基本思想

作戰(zhàn)計劃是對作戰(zhàn)體系中的人力、物力、武器裝備在時間與空間上的管理和優(yōu)化控制，使其具有不同的作戰(zhàn)能力［3］，發(fā)揮最大的作戰(zhàn)效能，因此，對作戰(zhàn)計劃的評估可以轉(zhuǎn)化為對作戰(zhàn)體系的評估。作戰(zhàn)體系是一種特殊的信息系統(tǒng)，根據(jù)John M Greend等人的研究，信息系統(tǒng)的評估指標可以分為5類:系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)性能指標、系統(tǒng)效能指標、作戰(zhàn)效能指標、政策效能指標［6-7］。其中，系統(tǒng)效能指標是系統(tǒng)在作戰(zhàn)環(huán)境中完成其功能程度的定量化描述，作戰(zhàn)效能指標是系統(tǒng)在作戰(zhàn)環(huán)境中完成任務(wù)的程度，兩類指標從不同的層面體現(xiàn)了作戰(zhàn)計劃對作戰(zhàn)體系的作用效果，可以用于評估作戰(zhàn)計劃。

據(jù)此，提出了一種基于“因果分析”的作戰(zhàn)計劃評估方法。該方法將作戰(zhàn)計劃評估指標分為兩個層次:作戰(zhàn)效能層和系統(tǒng)效能層。作戰(zhàn)效能層指標，用交戰(zhàn)時間、目標毀傷數(shù)、己方傷亡數(shù)、資源消耗量等表示。系統(tǒng)效能層指標，用信息獲取與處理能力、機動能力、火力打擊能力、全維防護能力、電子對抗能力、綜合保障能力等表示。由于作戰(zhàn)效能依賴于系統(tǒng)效能層，因此，系統(tǒng)效能指標是屬于原因類指標，而作戰(zhàn)效能指標屬于結(jié)果類指標。

基于“因果分析”的作戰(zhàn)計劃評估思想如圖1所示。

圖1 基于“因果分析”的作戰(zhàn)計劃評估思想

2 作戰(zhàn)計劃評估原因類指標構(gòu)建方法

體系作戰(zhàn)是一個動態(tài)演化的過程［1］，一個環(huán)節(jié)中很小的作戰(zhàn)指揮錯誤會通過體系的演化放大了對作戰(zhàn)結(jié)果的影響，因此，當需要利用系統(tǒng)效能指標來分析作戰(zhàn)計劃影響效果時，不能直接用信息獲取與處理能力、機動能力等最終的統(tǒng)計指標來判斷，需要把這些效能指標進行分解，并增加相關(guān)的狀態(tài)量、事件量等信息才能反映出作戰(zhàn)指揮決策具體的影響效果。由于體系作戰(zhàn)涉及面非常多，如何分解效能指標是非常困難的［5］。

雖然體系作戰(zhàn)涉及面非常多，但作戰(zhàn)計劃分析評估的過程應該按作戰(zhàn)過程進行，分析的視角可以分威脅目標、己方兵力兩類。根據(jù)這些特點，提出了以作戰(zhàn)過程為主，以威脅目標和己方兵力為輔的主從分析鏈效能指標構(gòu)建和狀態(tài)量、事件分析方法。一種典型的對空防御計劃分析過程如圖2所示。針對不同的作戰(zhàn)任務(wù)，對應有不同的作戰(zhàn)過程鏈，例如島嶼封鎖作戰(zhàn)任務(wù)與對空防御任務(wù)的作戰(zhàn)過程是不一樣的。

圖2 一種典型的對空防御計劃分析過程示意圖

從圖2可以看出，對應于主分析鏈，對空防御作戰(zhàn)計劃評估的效能評估指標涉及探測、跟蹤、指揮控制、武器交戰(zhàn)、毀傷評估等作戰(zhàn)環(huán)節(jié)。對應于威脅目標子分析鏈，每一個作戰(zhàn)環(huán)節(jié)的評估指標主要包括時間類、精度類和數(shù)量類等。對應于己方兵力子分析鏈，每一個作戰(zhàn)環(huán)節(jié)的評估指標主要包括負載容量類、未分配的數(shù)量類等。

通過這3個分析鏈，既可以從每一個威脅目標的視角，也可以從每一己方兵力的視角了解它們在整個作戰(zhàn)過程中所發(fā)生的細節(jié)，保證獲取過程信息的全面性，也保證了因果追溯分析的可行性。

針對主要的海上作戰(zhàn)任務(wù)，設(shè)計了包括探測跟蹤、指揮控制、通信、武器交戰(zhàn)等9類，共計121項的通用系統(tǒng)效能分析統(tǒng)計指標，具體見下頁表1，能夠有效支持基于因果分析的作戰(zhàn)計劃評估。

3 作戰(zhàn)計劃輔助分析技術(shù)

對作戰(zhàn)計劃進行評估，基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，但僅有數(shù)據(jù)還不行，迫切需要提供一種在時間、空間上與作戰(zhàn)結(jié)果具有較強關(guān)聯(lián)的展示和交互手段。本文采用作戰(zhàn)效能指標統(tǒng)計圖表、基于“威脅目標/己方兵力”主從分析鏈的狀態(tài)量、事件分析視圖等多種方式，從多個角度進行評估分析展示，輔助評估人員進行原因分析。

表1 作戰(zhàn)計劃評估部分原因類指標

3.1 作戰(zhàn)效能指標統(tǒng)計圖表

作戰(zhàn)效能指標統(tǒng)計圖以柱狀圖、餅圖、折線圖、雷達圖等形式顯示，作戰(zhàn)效能指標統(tǒng)計表可以分類詳細顯示與作戰(zhàn)結(jié)果相關(guān)的信息，如圖3所示。可以讓指揮員從總體上了解作戰(zhàn)的結(jié)果，包括交戰(zhàn)時間、目標毀傷數(shù)、己方傷亡數(shù)、資源消耗量等。該圖可以以時間、敵我屬性、平臺類型等進行過濾。

圖3 作戰(zhàn)效能指標統(tǒng)計圖表

3.2 事件分析圖表

主要包括交互事件分析圖、交互事件統(tǒng)計表、二維態(tài)勢圖、三維態(tài)勢圖。

其中，交互事件分析圖如圖4所示，該圖以時間、威脅目標、己方兵力為3個坐標，用不同的顏色和圖形展示作戰(zhàn)過程中己方兵力內(nèi)部、威脅目標內(nèi)部、己方兵力與威脅目標之間的作戰(zhàn)交互事件，例如己方兵力之間的指揮命令、態(tài)勢傳遞，己方兵力對威脅目標的探測、打擊事件等。交互事件統(tǒng)計表如圖5所示，可以展現(xiàn)事件的詳細信息。通過這兩類圖表，評估人員可以以時間為主線，清晰地了解作戰(zhàn)過程中己方兵力和威脅目標發(fā)生的全部事件。

圖4 交互事件分析圖

圖5 交互事件統(tǒng)計表

二維態(tài)勢圖和三維態(tài)勢圖用以展示所關(guān)心時刻的兵力部署、運動狀態(tài)和軌跡，以及傳感器探測范圍、武器威力范圍、武器導引扇面、雷達通信干擾效果、通信組網(wǎng)效果等信息。二維態(tài)勢圖和三維態(tài)勢圖可以與交互事件分析圖聯(lián)動顯示。

以上圖表可以以事件、威脅目標、己方兵力、作戰(zhàn)時間等為過濾條件，有重點地展現(xiàn)所關(guān)心的內(nèi)容，例如一個威脅目標被探測、跟蹤、打擊的全過程，己方兵力在作戰(zhàn)過程中發(fā)生的全部事件、負載情況等。

3.3 狀態(tài)量分析表

狀態(tài)量分析表如圖6所示，主要是顯示不同時刻所關(guān)心兵力的狀態(tài)信息，例如其搭載的設(shè)備（傳感器、武器、電子戰(zhàn)裝備）及其工作參數(shù)、工作狀態(tài)等。

圖6 兵力狀態(tài)信息分析表

3.4 系統(tǒng)效能指標評估結(jié)果顯示圖表

系統(tǒng)效能指標評估結(jié)果顯示圖如圖7所示。當評估人員發(fā)現(xiàn)作戰(zhàn)效能指標、統(tǒng)計指標，或者相關(guān)的事件、狀態(tài)量有異常，可以調(diào)用關(guān)聯(lián)時刻或時間段內(nèi)的系統(tǒng)效能評估指標，包括探測跟蹤、指揮控制、通信、武器交戰(zhàn)等各環(huán)節(jié)的指標。

圖7 系統(tǒng)效能指標評估結(jié)果顯示圖

4 結(jié)論

本文提出了一種基于“因果分析”的作戰(zhàn)計劃評估思想，并提出了一種以作戰(zhàn)過程為主、以威脅目標和己方兵力為輔的主從分析鏈系統(tǒng)效能指標構(gòu)建方法，設(shè)計了一套多視圖的作戰(zhàn)計劃輔助分析工具，研究成果已應用于某作戰(zhàn)計劃推演評估系統(tǒng)中，可以通過作戰(zhàn)結(jié)果指標判斷作戰(zhàn)計劃是否能夠完成作戰(zhàn)任務(wù)，以及敵我雙方的兵力交換比、我方的資源消耗等信息，也可以有效地分析出作戰(zhàn)計劃中存在的問題，為作戰(zhàn)計劃的評估提出了一種定性與定量相結(jié)合的分析方法。

［1］張斌.新型體系的能力分析基礎(chǔ)方法研究［M］.北京:國防大學出版社，2015.

［2］蔡承學，魏佳寧.蘭德戰(zhàn)略評估系統(tǒng)方法與推演設(shè)計建模［M］.北京:航空工業(yè)出版社，2015.

［3］劉忠，張維明.作戰(zhàn)計劃系統(tǒng)技術(shù)［M］.北京.國防工業(yè)出版社，2007.

［4］胡曉峰，楊鏡宇.戰(zhàn)爭復雜系統(tǒng)仿真分析與實驗［M］.北京:國防大學出版社，2008.

［5］王精業(yè).系統(tǒng)論與作戰(zhàn)復雜性［M］.濟南:黃河出版社，2008.

［6］童志鵬.綜合電子信息系統(tǒng)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2008.

［7］JOHN M G，BONNIE W J.Towards a theory of measures-of-effectivesness［EB/OL］.http://www.dodccrp.org/ Activities/Symposial/2002CCRTS/.

Operational Plan Evaluation Technology Based on Cause-and-effect Analysis

HU Xi-shuang
（Jiangsu Automation Research Institute，Lianyungang 222061，China）

Based on the five layers assessment framework of information system，an evaluating idea for operational plan is proposed，which puts Metric of Force Effect（MOFE）as effect while metric of effect（MOE）as cause.A master-slave analysis chain method for the building of metric of effect（MOE）is given.A set of multi-views tool for operational plan assistant analysis is designed.Application shows that this method can effectively find the problems existing in the operational plan and improve the feasibility of the operational plan.

operational plan，evaluation methods，metric，assistant analysis

TP391

A

1002-0640（2017）04-0118-04

2016-03-05

2016-04-28

胡習霜（1965-），男，安徽無為人，高級工程師。研究方向：指揮自動化與系統(tǒng)仿真。