基于EATI的導(dǎo)彈作戰(zhàn)概念建模*

王 康 高桂清 張晶晶 吳鵬程 秦園麗

（1.火箭軍工程大學(xué) 西安 710025）（2.96761部隊 靈寶 742500）

1 引言

模型是對客觀事物在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、屬性、過程以及運行規(guī)律等一個或多個方面的簡化反映和抽象。模型一般不是系統(tǒng)對象本身，而是一個系統(tǒng)在某一方面本質(zhì)屬性的描述，它以某種確定的形式（如文字、符號、圖標(biāo)、實物或數(shù)學(xué)公式等）提供關(guān)于該系統(tǒng)的知識，是對現(xiàn)實系統(tǒng)某些被關(guān)注特征方面的模仿或抽象[1～3]。建立和研究模型的目的，是為了發(fā)現(xiàn)或了解客觀實體的本質(zhì)屬性和基本規(guī)律，是為了獲得有關(guān)客觀事物原型的更多信息。因此，模型即是研究對象又是研究手段，它提供了一種處理或簡化復(fù)雜問題的方法[4～5]。

在軍事領(lǐng)域，為對軍事系統(tǒng)進(jìn)行完整、準(zhǔn)確、一致和無二性的描述，常利用規(guī)范的語義和語法結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，即概念建模。它主要通過采集某項或多項類似的軍事任務(wù)中所涉及的主要作戰(zhàn)實體，以及作戰(zhàn)實體在遂行任務(wù)過程中所的關(guān)鍵動作和動作之間信息流、數(shù)據(jù)流的交互，建立以相互間關(guān)系客觀表達(dá)為特點的軍事概念模型，為軍事模擬系統(tǒng)的開發(fā)提供一個參照物體系[6～8]。在眾多概念建模方法中，EATI概念建模方法的運用較為廣泛。利用其對導(dǎo)彈作戰(zhàn)概念進(jìn)行建模，能夠準(zhǔn)確、全面、系統(tǒng)地對作戰(zhàn)行動進(jìn)行完整描述，為模擬訓(xùn)練系統(tǒng)搭建及導(dǎo)彈作戰(zhàn)相關(guān)問題研究提供支撐。

2 EATI概念建模方法介紹

EATI（Entity-Action-Task-Interaction）方法是一種面向?qū)嶓w的系統(tǒng)建模方法，是目前大型軍用仿真系統(tǒng)設(shè)計與建模比較有效的方法之一，以實體為基礎(chǔ)，通盤考慮實體所承擔(dān)的任務(wù)、完成的行動，以及在行動過程中的交互所構(gòu)建的軍事概念模型。

圖1 EATI概念建模方法框架

EATI方法是從實體、動作、任務(wù)、交互四個元素對系統(tǒng)分別建模[9]。其建模思想是：任一作戰(zhàn)實體（Entity）為完成某一特定任務(wù)（Task），必然會產(chǎn)生多項軍事動作（Action），同時與其他作戰(zhàn)實體產(chǎn)生一個或多個交互（Interaction）。也就是說，每一個實體執(zhí)行一項具體軍事任務(wù)時，均產(chǎn)生一個任務(wù)空間概念模型，而其中的作戰(zhàn)實體、作戰(zhàn)任務(wù)、軍事動作和交互均可提煉出來，形成一系列的基于實體的名詞詞典和基于動作的動詞詞典，這就是美軍在任務(wù)空間概念模型技術(shù)框架中提到的EATI模板[9]。其中，實體（Entity）是指作戰(zhàn)行動過程中的各參與者，具有執(zhí)行某項任務(wù)的能力、完成某種動作的能力，并與其他實體具有一定的關(guān)聯(lián)性，如指揮所、發(fā)射車、通信樞紐、防御單元、保障單元等。動作指作戰(zhàn)實體所具備的能力或概念屬性，具有一定的執(zhí)行規(guī)則，在執(zhí)行過程中受相關(guān)因素制約，如車輛機動能力受到道路等級、道路坡度、天候等因素制約，通信能力受到地形、干擾等因素制約。任務(wù)是由一個實體執(zhí)行的具有明確意義的一個或多個動作組成的有序序列，遵循一定的條件和準(zhǔn)則，可向下分解為若干個子任務(wù)，任務(wù)完成是若干實體執(zhí)行系列動作的過程，在該過程中需要對情況的變化做出決策，由此引起相關(guān)參數(shù)變化，如隱蔽偽裝、導(dǎo)彈發(fā)射任務(wù)等。交互是作戰(zhàn)實體在執(zhí)行任務(wù)的過程中相互傳遞信息的行為[10]。

采用基于EATI方法進(jìn)行的軍事概念建模，首先要以分析作戰(zhàn)過程入手，抽象提取雙方的作戰(zhàn)實體，歸納每一類實體可能擔(dān)負(fù)的作戰(zhàn)任務(wù)，總結(jié)完成這些任務(wù)時要做哪些動作，特別需要關(guān)注在動作過程中需要遵守的軍事規(guī)則，最后考察實體在完成任務(wù)和動作的過程中可能產(chǎn)生的交互?；贓ATI的軍事建模，最終所形成的是實體模型和動作模型，實體模型除了實體的屬性與狀態(tài)外，還規(guī)定了實體可能完成的動作，以及動作的交互處理、規(guī)則推理、交互發(fā)送和實體行為等方法。而動作模型，是仿真引擎在運行過程中執(zhí)行事件調(diào)用的響應(yīng)函數(shù)[10～12]。

3 基于EATI的常規(guī)導(dǎo)彈作戰(zhàn)單元任務(wù)模型建立

利用EATI方法對常規(guī)導(dǎo)彈作戰(zhàn)單元進(jìn)行建模的思路為：以常規(guī)導(dǎo)彈部隊遂行火力打擊任務(wù)作戰(zhàn)行動流程為主線，以指揮所、導(dǎo)彈發(fā)射車、指揮樞紐、保障單元為主要作戰(zhàn)力量，突出對抗的真實性、隨機性和靈活性。

3.1 實體元模型

實體元模型可通過四元組進(jìn)行表示：EN::＜N，TE，AT，AC＞。式中，N為實體標(biāo)識；TE為實體執(zhí)行任務(wù)；AT為實體屬性集合，用向量標(biāo)示為AT={AT1，AT2，……ATn}，n代表屬性向量維數(shù)；AC為實體動作集合，可表示為AC={AC1，AC2，……ACn}，n代表該實體動作維數(shù)。常規(guī)導(dǎo)彈實體元模型見表1。

表1 實體元模型列表

3.2 動作元模型

動作元模型用四元組表示：AC::=＜N，EN，SC，IC，EC＞。式中，N為動作標(biāo)識；EN為執(zhí)行實體；SC為開始條件，動作開始執(zhí)行時必須滿足的條件邏輯表達(dá)式；IC為中斷條件，中斷當(dāng)前動作執(zhí)行的條件及邏輯表達(dá)式；EC為結(jié)束條件，動作結(jié)束的條件邏輯表達(dá)式。

指揮所動作元主要包括下達(dá)機動命令、下發(fā)發(fā)射命令、下達(dá)偽裝命令、下達(dá)后勤或裝備保障命令等，如表2所示。

表2 指揮所動作元模型表

指揮樞紐動作元模型主要包括通信組網(wǎng)、信道切換、設(shè)備搶修、隱蔽偽裝、頻譜監(jiān)測等，見表3。

表3 指揮樞紐動作元模型表

表4 導(dǎo)彈發(fā)射車動作元模型表

導(dǎo)彈發(fā)射車動作元模型主要包括公路機動、隱蔽偽裝、導(dǎo)彈發(fā)射、補充發(fā)射等，見表4。

防御單元動作元模型主要包括GPS干擾、雷達(dá)干擾、火力防御等，見表5。

表5 防御單元動作元模型表

保障單元動作元模型主要包括油料補給、應(yīng)急機制、道路清障、裝備搶修等，見表6。

表6 保障單元動作元模型表

3.3 任務(wù)元模型

任務(wù)元用六元組表示：TS::=＜TN，EN，XN，AX，AR，EC＞。式中，TN為任務(wù)標(biāo)識；EN為執(zhí)行任務(wù)實體；XN為相關(guān)實體；AX為任務(wù)所包含的動作集；AR為動作執(zhí)行順序和調(diào)度順序；EC為任務(wù)結(jié)束條件集的邏輯表達(dá)式。導(dǎo)彈作戰(zhàn)任務(wù)元模型見表7。

3.4 交互元模型

交互元模型用四元組表示：IA::=＜IN，F(xiàn)N，JN，JR＞。式中：IN為交互名稱；FN為發(fā)送實體；JN為接收實體集；JR為交互內(nèi)容。導(dǎo)彈作戰(zhàn)任務(wù)交互元模型見表8。

4 邏輯結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)以流程圖的形式，對動作執(zhí)行條件和動作的先后關(guān)系進(jìn)行描述。各類動作的執(zhí)行順序包括先后順序、并行順序、選擇順序等。

指揮所以下達(dá)機動命令為起始狀態(tài)，結(jié)束條件為任務(wù)完成。動作邏輯如圖2所示。

表7 導(dǎo)彈作戰(zhàn)任務(wù)元模型表

圖2 指揮所動作邏輯圖

表8 導(dǎo)彈作戰(zhàn)任務(wù)交互元模型表

指揮樞紐以接收作戰(zhàn)命令為起始狀態(tài)，結(jié)束條件為任務(wù)完成。動作邏輯如圖3所示。

圖3 指揮樞紐動作邏輯圖

導(dǎo)彈發(fā)射車以接收作戰(zhàn)命令為起始狀態(tài)，結(jié)束條件為任務(wù)完成。動作邏輯如圖4所示。

圖4 導(dǎo)彈發(fā)射車動作邏輯圖

防御單元以接收作戰(zhàn)命令為起始狀態(tài)，結(jié)束條件為任務(wù)完成。動作邏輯如圖5所示。

圖5 防御單元動作邏輯圖

保障單元以接收作戰(zhàn)命令為起始狀態(tài)，結(jié)束條件為任務(wù)完成。動作邏輯如圖6所示。

5 結(jié)語

通過本文可以看出，利用基于EATI的概念建模方法能夠?qū)?dǎo)彈作戰(zhàn)過程進(jìn)行準(zhǔn)確描述，對于作戰(zhàn)行動的具體任務(wù)、作戰(zhàn)實體，以及在行動過程中產(chǎn)生的各類動作和交互性都能夠進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)，體現(xiàn)出了其在概念建模諸多方法中的獨特優(yōu)勢。通過概念模型的建立，能夠為相關(guān)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)搭建、作戰(zhàn)計劃制定以及部隊建設(shè)提供支持。

圖6 保障單元動作邏輯圖