軍事仿真技術(shù)在核安保對(duì)抗演練中的應(yīng)用

王志勇 張黨輝 李多宏 武朝輝 /文

軍事仿真技術(shù)是以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的軍事專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行軍事試驗(yàn)研究的一種綜合性技術(shù)[1]。美國(guó)國(guó)防部高度重視軍事仿真技術(shù)的發(fā)展，一直將建模與仿真列為重要的國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)。1992 年公布了“國(guó)防建模與仿真倡議”，并成立了國(guó)防建模與仿真辦公室，負(fù)責(zé)倡議的實(shí)施[2]。我國(guó)的軍事仿真技術(shù)與美國(guó)相比起步較晚，在仿真規(guī)模、體系結(jié)構(gòu)、對(duì)抗功能和組織管理等方面還有一定差距，但隨著我國(guó)科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，軍事仿真技術(shù)在不同領(lǐng)域得到了充分的重視和應(yīng)用。

軍事仿真技術(shù)在核安保領(lǐng)域的發(fā)展

核安保演練的類型

當(dāng)前核安保演練從形式上可分為桌面推演、實(shí)兵對(duì)抗演練和計(jì)算機(jī)模擬演練。

桌面推演指的是參演人員利用地圖、沙盤、流程圖、視頻會(huì)議等輔助手段，依據(jù)核設(shè)施的核安保應(yīng)急預(yù)案對(duì)事先假定的演練情景而進(jìn)行交互式討論和推演應(yīng)急決策的過(guò)程，從而促進(jìn)相關(guān)人員掌握應(yīng)急預(yù)案中所規(guī)定的職責(zé)和程序，提高指揮決策和協(xié)同配合的能力。桌面演練雖然操作簡(jiǎn)單，但由于采用口述、文檔方式進(jìn)行，缺乏真實(shí)感和臨境感，無(wú)法引起演練人員重視，與實(shí)際差距較大，難以取得較好演練效果。

核安保中的實(shí)兵對(duì)抗演練是對(duì)實(shí)物保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行的性能測(cè)試。在這種測(cè)試中，防御利用指定的經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員扮演敵對(duì)力量的角色，進(jìn)行與威脅或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)威脅相一致的模擬攻擊。實(shí)兵演練效果優(yōu)于桌面演練，但需要協(xié)調(diào)資源多，成本高，部分場(chǎng)景無(wú)法重現(xiàn)或模擬，特別是在核設(shè)施內(nèi)組織不適合長(zhǎng)期、重復(fù)進(jìn)行，還將對(duì)核設(shè)施的生產(chǎn)安全帶來(lái)隱患。

計(jì)算機(jī)模擬演練是在軍事仿真平臺(tái)基礎(chǔ)上，研究開發(fā)的核安保突發(fā)事件模擬仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有三維模擬仿真、跟實(shí)地相結(jié)合、能夠充分再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，最大限度的實(shí)現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)效果，能夠做到“演練結(jié)合，以練為主”，讓紅、藍(lán)雙方在模擬仿真的環(huán)境里實(shí)現(xiàn)自主對(duì)抗。本文重點(diǎn)研究計(jì)算機(jī)模擬演練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

核安保計(jì)算機(jī)模擬演練的現(xiàn)狀

從2016 年開始，國(guó)防科技工業(yè)局在不同的核設(shè)施連續(xù)多年組織“風(fēng)暴”系列核安保實(shí)兵對(duì)抗演練，2017 年首次采取計(jì)算機(jī)模擬演練的方式組織“風(fēng)暴”系列核安保演練。計(jì)算機(jī)模擬演練其演練內(nèi)容、演練進(jìn)程等與實(shí)兵演練基本一致，同樣是在設(shè)定的核安保突發(fā)事件環(huán)境中由事件響應(yīng)管理機(jī)構(gòu)、核安保響應(yīng)力量、響應(yīng)保障機(jī)構(gòu)等參演對(duì)象進(jìn)行各種響應(yīng)的處置行動(dòng)。所不同的是，在模擬演練中，突發(fā)事件的演練場(chǎng)景、事件過(guò)程的展現(xiàn)、各種響應(yīng)處置行動(dòng)及應(yīng)對(duì)策略等，都是通過(guò)計(jì)算機(jī)三維模擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。其特點(diǎn)是它屬于一種可控制的、無(wú)破壞性的、耗費(fèi)小的、并允許多次重復(fù)的試驗(yàn)手段。它綜合集成了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、多媒體、軟件工程、信息處理、自動(dòng)控制等多個(gè)高新技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)。因此，計(jì)算機(jī)模擬演練對(duì)比實(shí)兵演練的優(yōu)勢(shì)在于，不動(dòng)用人員、車輛、裝備，不占用現(xiàn)地核設(shè)施，不影響單位生產(chǎn)生活的情況下，即可達(dá)到練指揮、練戰(zhàn)法、練協(xié)同的目的。

核安保計(jì)算機(jī)模擬演練存在的不足

現(xiàn)有模擬演練系統(tǒng)中對(duì)于角色的功能適用面較窄。

筆者有興參與多次“風(fēng)暴”系列核安保計(jì)算機(jī)模擬演練的系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)與對(duì)抗演練，現(xiàn)有的模擬演練系統(tǒng)中對(duì)于紅方武警及藍(lán)方恐怖分子的功能設(shè)計(jì)較為齊全，無(wú)論是從單兵的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作還是班組的戰(zhàn)術(shù)配合及協(xié)同動(dòng)作，都能滿足仿真對(duì)抗的作戰(zhàn)要求。但是對(duì)于核設(shè)施保衛(wèi)部門及警衛(wèi)人員的角色設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，只突出了報(bào)警環(huán)節(jié)的功能設(shè)計(jì)，缺乏警戒、疏散、防護(hù)、引導(dǎo)、組織協(xié)調(diào)等功能拓展，系統(tǒng)角色的功能適用面較窄。

參演人員機(jī)械執(zhí)行既定流程主觀能動(dòng)性發(fā)揮不夠。

在組織核安保計(jì)算機(jī)模擬演練時(shí)，參演人員基本都是按照演練的腳本和處置的流程機(jī)械的執(zhí)行演練任務(wù)，可靈活發(fā)揮的空間有限，這種模式難以適應(yīng)模擬對(duì)抗領(lǐng)域下各方的實(shí)際情況，無(wú)法發(fā)揮雙方的主觀能動(dòng)性。只有給演練人員賦予較大自主權(quán)，特別是藍(lán)方模擬恐怖分子要模擬多種暴恐手段和方法，讓紅方難以捉摸對(duì)方的意圖，最大限度的鍛煉紅方的應(yīng)急應(yīng)變能力，爾后經(jīng)過(guò)反復(fù)的試錯(cuò)推演，才能制定出適于多場(chǎng)景的、多種且完善可行的處置預(yù)案。

演練架構(gòu)中的綜合評(píng)估環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單缺乏智能化。

當(dāng)前的模擬對(duì)抗演練系統(tǒng)在綜合評(píng)估環(huán)節(jié)，只提供了不同視角的錄像回放功能和對(duì)抗傷損結(jié)果數(shù)據(jù)表，功能設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，智能化程度較低。應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)和設(shè)計(jì)演練數(shù)據(jù)分析評(píng)估功能，根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬仿真演練的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及對(duì)抗處置效果，對(duì)演練的全過(guò)程進(jìn)行定量和定性分析，對(duì)預(yù)案的合理性和有效性作出客觀評(píng)價(jià)，智能化的形成各角色的最佳行動(dòng)路線和處置方法，為決策者優(yōu)化后續(xù)方案提供科學(xué)的依據(jù)和參考。

核安保計(jì)算機(jī)模擬仿真對(duì)抗演練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

核安保角色分析

組織核安保計(jì)算機(jī)模擬仿真對(duì)抗演練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須基于對(duì)各類角色的精準(zhǔn)分析上，可將核安保對(duì)抗演練系統(tǒng)的角色分為三個(gè)類別：紅方角色、藍(lán)方角色、導(dǎo)調(diào)控制角色。

紅方角色：站在紅方核安保響應(yīng)力量的視角上，利用演練系統(tǒng)分配的要素資源，可將紅方角色分為武警席位（包括3 人應(yīng)急小組、武警應(yīng)急班、武警后續(xù)增援力量等）；保衛(wèi)、警衛(wèi)席位；公安、消防席位；醫(yī)療救護(hù)席位；其它響應(yīng)力量席位等。

藍(lán)方角色：站在藍(lán)方模擬敵手的視角上，利用演練系統(tǒng)分配的要素資源，可將藍(lán)方角色分為恐怖分子；盜竊分子；鬧事人員；內(nèi)鬼等不同角色和席位。

導(dǎo)調(diào)控制角色：演練開始前，策劃整體演練流程、設(shè)置演練系統(tǒng)中各要素的限制規(guī)制、兵力部署和裝備配置、初始化地形、天氣、氣象、晝夜等環(huán)境信息；演練過(guò)程中，可通盤監(jiān)測(cè)并掌握各角色控制目標(biāo)的態(tài)勢(shì)、行為等，但不得干涉各方行動(dòng)；演練結(jié)束后，可分析、評(píng)估、點(diǎn)評(píng)各角色表現(xiàn)，聽取各方建議，優(yōu)化后續(xù)演練流程。

演練流程設(shè)計(jì)

流程設(shè)計(jì)是演練系統(tǒng)能否支撐全過(guò)程的關(guān)鍵，既要與真實(shí)的處置流程保持一致，又要便于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)按照核安保事件響應(yīng)實(shí)際，基于核安保角色的分析，對(duì)演練前、演練中和演練后的主要流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。

演練前，演練組織方首先根據(jù)演練計(jì)劃、演練目標(biāo)、過(guò)往演練情況等進(jìn)行演練策劃，編制演練方案；然后初實(shí)化演練資源，確定地形地貌和可用的要素資源；設(shè)置演練系統(tǒng)中各要素的限制規(guī)制、兵力部署和裝備配置，初始化地形、天候、氣象、晝夜等環(huán)境信息；為確保演練的真實(shí)性和針對(duì)性，演練組織方要針對(duì)導(dǎo)調(diào)控制員、紅方響應(yīng)力量和藍(lán)方模擬參演人員進(jìn)行背對(duì)背的演練培訓(xùn)，說(shuō)明演練目標(biāo)和注意事項(xiàng)，確保參演人員熟悉計(jì)算機(jī)模擬對(duì)抗系統(tǒng)的操作和應(yīng)用，熟悉演練規(guī)則和要求，充分做好演練準(zhǔn)備。

演練中，當(dāng)演練組織者宣布演練開始后，藍(lán)方按照演練方案選擇作案地點(diǎn)，調(diào)度要素資源（車輛、武器裝備等）實(shí)施破壞行動(dòng)，導(dǎo)入核安保事件，與此同時(shí)紅方布控各類防控要素（人防、物防、技防等措施）進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)，一旦觸發(fā)報(bào)警保衛(wèi)部門與警衛(wèi)應(yīng)迅速?gòu)?fù)核確認(rèn)并研判事態(tài)情況，如已達(dá)到預(yù)案規(guī)定的響應(yīng)級(jí)別，應(yīng)迅速啟動(dòng)核安保事件響應(yīng)機(jī)制。紅方各響應(yīng)力量應(yīng)按照預(yù)案要求實(shí)施響應(yīng)行動(dòng):首先武警應(yīng)急小組應(yīng)第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施先期處置，遲滯敵手行動(dòng)，防止事態(tài)擴(kuò)大；其次武警應(yīng)急班應(yīng)迅速領(lǐng)取武器和相應(yīng)裝備根據(jù)事態(tài)發(fā)展組織事件處置行動(dòng) ；再次武警增援分隊(duì)?wèi)?yīng)在指揮員的組織指揮下重點(diǎn)封控和保護(hù)要害目標(biāo)，確保要害目標(biāo)絕對(duì)安全，同時(shí)派員增援一線處置任務(wù)，將入侵恐怖分子抓捕或擊斃，防止重要目標(biāo)遭遇破壞。最后，公安人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)取證和羈押敵手（恐怖分子）；消防人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)滅火和排查隱患；醫(yī)療人員負(fù)責(zé)救護(hù)傷員；其它響應(yīng)力量按照職責(zé)分工做好后續(xù)處置工作。演練全過(guò)程導(dǎo)調(diào)控制組要全程監(jiān)控演練態(tài)勢(shì)和發(fā)展，適時(shí)導(dǎo)調(diào)和控制演練節(jié)奏，確保演練貼近實(shí)戰(zhàn)。

演練后，導(dǎo)調(diào)評(píng)估組應(yīng)組織評(píng)估和講評(píng)，根據(jù)錄像復(fù)盤和回放，收集演練數(shù)據(jù)組織分析評(píng)估，通過(guò)參演角色匯報(bào)情況或講評(píng)的形式，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)查找問(wèn)題和不足，必要時(shí)可采取重啟演練流程進(jìn)行部分重構(gòu)（如更改作案地點(diǎn)或逃離方向等）再次組織演練和糾錯(cuò)，經(jīng)多方研討后進(jìn)一步優(yōu)化演練方案，完善處置預(yù)案。

演練架構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)梳理角色與核安保事件處置流程，提煉其中共性通用模塊，進(jìn)行基于角色的核安保模擬對(duì)抗演練系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資料層、仿真支撐層、應(yīng)用支撐層、用戶層。

基礎(chǔ)設(shè)施層在提供基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的情況下，建立紅方作業(yè)區(qū)，提供紅方指揮員席位1 臺(tái)、紅方作業(yè)席位8－12 臺(tái)（根據(jù)紅方響應(yīng)力量人員編制數(shù)量確定）；建立藍(lán)方作業(yè)區(qū)，提供藍(lán)方指揮員席位1 臺(tái)、藍(lán)方作業(yè)席位1－3 臺(tái)（根據(jù)作業(yè)想定及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)威脅要求確定）。同時(shí)建立大屏幕席位供演練觀摩使用；導(dǎo)調(diào)控制席位負(fù)責(zé)整個(gè)演練的資源分配和導(dǎo)調(diào)控制。整個(gè)模擬對(duì)抗演練系統(tǒng)由高性能服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用保障。

數(shù)據(jù)資料層分為基礎(chǔ)庫(kù)、和業(yè)務(wù)庫(kù)二部分?；A(chǔ)庫(kù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)存、交戰(zhàn)規(guī)則庫(kù)存、想定方案庫(kù)存、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、核安保模型庫(kù)、文件庫(kù)；業(yè)務(wù)庫(kù)包括演練方案、預(yù)案、演練記錄三類，演練方案以核安保事件類型區(qū)分為預(yù)警信息事件、一般性事件、武裝入侵事件，同時(shí)預(yù)案以三類事件為場(chǎng)景想定進(jìn)行預(yù)案的編制。演練記錄主要由態(tài)勢(shì)信息和流程信息等數(shù)據(jù)構(gòu)成。

仿真支撐層由虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、武器裝備仿真、作戰(zhàn)力量與戰(zhàn)斗行為仿真三部分構(gòu)成。虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境由二/三維地圖組件、天候環(huán)境仿真組件、地理環(huán)境仿真組件、探測(cè)設(shè)備仿真組件構(gòu)成；武器裝備仿真由模擬槍支組件、彈藥/爆炸物組件、核安保載具組件、防暴防護(hù)組件構(gòu)成；作戰(zhàn)力量與戰(zhàn)斗行為仿真主要由實(shí)時(shí)監(jiān)控組件、編輯編程組件、作戰(zhàn)/通訊單元組件、計(jì)算機(jī)生成兵力組件構(gòu)成。

應(yīng)用支撐層面向用戶，包括兩方面的功能，一是核心功能模塊，包括系統(tǒng)檢測(cè)、演練方案管理、演練角色控制、AI 操作控制。二是輔助功能模塊組，包括二/三維演練態(tài)勢(shì)、演練流程跟蹤、錄播與回放、演練分析評(píng)估。

用戶層基于核安保角色分析需求除設(shè)置了紅方響應(yīng)力量人員、藍(lán)方恐怖分子、保衛(wèi)/警衛(wèi)外，還包括導(dǎo)調(diào)控制員和系統(tǒng)管理員，為演練提供技術(shù)支撐與保障。

模擬仿真系統(tǒng)在核安保對(duì)抗演練中的應(yīng)用

演練準(zhǔn)備

演練準(zhǔn)備的內(nèi)容主要有：一是制定演練計(jì)劃。演練計(jì)劃內(nèi)容包括：演練目的、演練需求、演練范圍、時(shí)間安排、演練經(jīng)費(fèi)預(yù)算、演練經(jīng)費(fèi)籌措渠道等。二是設(shè)計(jì)演練方案。演練方案內(nèi)容應(yīng)包括：演練目標(biāo)、演練情景、實(shí)施步驟、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與方法、演練方案文件、組織方案評(píng)審等。三是組織動(dòng)員與培訓(xùn)。計(jì)算機(jī)模擬演練開始前應(yīng)進(jìn)行演練動(dòng)員和培訓(xùn)，演練參與人員應(yīng)掌握演練規(guī)則、演練情景和各自在演練中的任務(wù)。四是組織演練保障。演練保障應(yīng)包括：人員保障、經(jīng)費(fèi)保障、場(chǎng)地保障、物資和器材保障、通信保障、安全保障等工作。

演練實(shí)施

演練實(shí)施是計(jì)算機(jī)模擬演練的重點(diǎn)部分，其主要形式是導(dǎo)調(diào)控制組基于核安保角色分析及模擬系統(tǒng)響應(yīng)流程設(shè)計(jì)，按照擬定的演練方案及處置預(yù)案，向藍(lán)方指揮席位下達(dá)演練開始指令，藍(lán)方指揮員按照演練方案和想定要求，命令藍(lán)方操作人員分別操作模擬演練系統(tǒng)完成侵入行動(dòng)，導(dǎo)入核安保事件。紅方指揮員根據(jù)報(bào)警信息獲取情況，分別指揮警衛(wèi)、保衛(wèi)席位完成復(fù)核、報(bào)警、研判和啟動(dòng)核安保響應(yīng)機(jī)制的各項(xiàng)任務(wù)。與此同時(shí)紅方指揮員要根據(jù)事態(tài)的發(fā)展情況協(xié)調(diào)和指揮武警應(yīng)急組、武警應(yīng)急班和后續(xù)增援力量完成先期處置、拒止侵入、對(duì)抗交戰(zhàn)、封控搜捕等作戰(zhàn)任務(wù)。公安、消防、救護(hù)等其他響應(yīng)力量席位要基于角色任務(wù)和紅方指揮員的指令及處置預(yù)案要求，操作模擬對(duì)抗系統(tǒng)完成各自作戰(zhàn)行動(dòng)。導(dǎo)調(diào)控制組要全程監(jiān)控演練態(tài)勢(shì)和發(fā)展，適時(shí)導(dǎo)調(diào)和控制演練節(jié)奏，演練中如果形成的對(duì)抗態(tài)勢(shì)與想定有差別或不相符合，只要不影響達(dá)成演練目標(biāo)，不要過(guò)多或強(qiáng)行干預(yù)，可采取隨機(jī)導(dǎo)調(diào)和情況誘導(dǎo)的方式進(jìn)行調(diào)理和控制，確保演練貼近實(shí)戰(zhàn)。

演練評(píng)估和總結(jié)

演練結(jié)束后可通過(guò)組織評(píng)估會(huì)議等形式進(jìn)行演練評(píng)估，演練評(píng)估報(bào)告的主要內(nèi)容一般包括：計(jì)算機(jī)模擬演練執(zhí)行情況、預(yù)案的合理性與可操作性、應(yīng)急響應(yīng)指揮人員的指揮協(xié)調(diào)能力、參演人員的應(yīng)急處置能力、響應(yīng)人員之間的戰(zhàn)術(shù)配合、系統(tǒng)演練時(shí)所用模擬設(shè)備裝備的適用性、演練目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況、演練的成本效益分析、對(duì)完善預(yù)案和演練的建議等。

演練總結(jié)應(yīng)分為現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)和事后總結(jié)。演練總結(jié)報(bào)告的內(nèi)容、主要包括：演練目的，時(shí)間和地點(diǎn)，參演單位和人員，演練方案概要，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與原因，經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以及改進(jìn)有關(guān)工作的建議等。

核安保計(jì)算機(jī)模擬對(duì)抗演練系統(tǒng)是在軍事仿真平臺(tái)基礎(chǔ)上，基于核安保事件角色分析和響應(yīng)力量處置流程，設(shè)計(jì)和開發(fā)的對(duì)抗演練系統(tǒng)。核設(shè)施通過(guò)組織計(jì)算機(jī)模擬對(duì)抗演練，不僅可提升響應(yīng)力量的應(yīng)急處置水平，同時(shí)也可提高各級(jí)指揮員的組織指揮能力和協(xié)調(diào)控制能力，通過(guò)不斷完善核設(shè)施處置預(yù)案和提升實(shí)物保系統(tǒng)有效性，為隨時(shí)應(yīng)對(duì)核安保各類突發(fā)事件打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使核安保計(jì)算機(jī)模擬對(duì)抗演練系統(tǒng)更具實(shí)戰(zhàn)價(jià)值，確保達(dá)到核材料“一克不丟、一克不少”的目標(biāo)要求。