作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的映射機理*

劉己斌，連志平，苗永新

（解放軍63961 部隊，北京 100012）

0 引言

作戰(zhàn)任務(wù)清單和作戰(zhàn)能力需求清單在制定和評估作戰(zhàn)方案、作戰(zhàn)實驗與評估、裝備需求論證等方面具有較大的應(yīng)用價值。二者均采用系統(tǒng)化、標準化的通用語言描述，便于計算機自動生成，且可直接應(yīng)用于后續(xù)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。作戰(zhàn)能力需求清單由作戰(zhàn)任務(wù)清單映射產(chǎn)生，即作戰(zhàn)任務(wù)清單是作戰(zhàn)能力需求清單的輸入條件，因此，研究作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的映射機理必不可少。

作戰(zhàn)任務(wù)［1］清單最早由美軍提出，并定期更新。我軍目前已有一些作戰(zhàn)任務(wù)清單［2-7］和作戰(zhàn)能力［8］清單的研究成果，在各種研究中均強調(diào)作戰(zhàn)任務(wù)清單和作戰(zhàn)能力清單的重要性，強調(diào)作戰(zhàn)能力清單應(yīng)由作戰(zhàn)任務(wù)清單映射產(chǎn)生，但關(guān)于映射方法和模型等，搜索現(xiàn)有公開發(fā)表的文獻，有一些其他領(lǐng)域的研究［9-10］，作戰(zhàn)任務(wù)清單向作戰(zhàn)能力需求清單映射的相關(guān)文獻相對較少［2］，沒有專門的研究。在一定程度上導(dǎo)致作戰(zhàn)能力需求清單無法與作戰(zhàn)任務(wù)清單對應(yīng)，也影響了清單的標準化描述和自動生成，從而也影響清單的實用化。本文著眼實現(xiàn)作戰(zhàn)能力需求清單與作戰(zhàn)任務(wù)清單的科學(xué)匹配，并定量求解作戰(zhàn)能力需求指標值，從映射原則、方法和模型等方面，系統(tǒng)研究作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的映射機理。一是提出作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的4 條映射原則；二是研究區(qū)分6 種映射關(guān)系，提出預(yù)置屬性排列映射法；三是分析作戰(zhàn)能力需求指標的4 種量化類型，構(gòu)建從作戰(zhàn)任務(wù)向作戰(zhàn)能力需求指標量化的4 種模型。

1 作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力清單的概念內(nèi)涵及相互關(guān)系

1.1 概念內(nèi)涵

作戰(zhàn)任務(wù)，指作戰(zhàn)力量為達成預(yù)定作戰(zhàn)目的而擔(dān)負的任務(wù)。作戰(zhàn)任務(wù)清單，是對部隊作戰(zhàn)任務(wù)所涉行動和動作的系統(tǒng)化、標準化描述，是為作戰(zhàn)訓(xùn)練和裝備研制提供的一種通用語言和應(yīng)用規(guī)范。按用途可分為通用任務(wù)清單和專用任務(wù)清單。作戰(zhàn)能力，是指武裝力量遂行作戰(zhàn)任務(wù)的能力，由人、武器裝備和人與武器裝備的結(jié)合等基本要素構(gòu)成。作戰(zhàn)能力清單，是對作戰(zhàn)能力的系統(tǒng)化、標準化描述，包括作戰(zhàn)能力需求清單、現(xiàn)有作戰(zhàn)能力清單、作戰(zhàn)能力差距清單、作戰(zhàn)能力差距優(yōu)先順序清單等。

1.2 相互關(guān)系

通用作戰(zhàn)任務(wù)清單，基于一定的想定背景和作戰(zhàn)樣式，即成為專用作戰(zhàn)任務(wù)清單，由專用作戰(zhàn)任務(wù)清單映射生成作戰(zhàn)能力需求清單。對應(yīng)作戰(zhàn)能力需求清單，結(jié)合遂行任務(wù)部隊實際，可列舉出現(xiàn)有作戰(zhàn)能力清單。將作戰(zhàn)能力需求清單與現(xiàn)有作戰(zhàn)能力清單“相減”，得到作戰(zhàn)能力差距清單，爾后根據(jù)優(yōu)先規(guī)則進行排序，即產(chǎn)生作戰(zhàn)能力差距優(yōu)先順序清單。

1.3 作戰(zhàn)任務(wù)清單構(gòu)建

作戰(zhàn)任務(wù)清單由任務(wù)、衡量尺度、條件三大部分構(gòu)成，其中任務(wù)包括行動及動作。作戰(zhàn)任務(wù)清單構(gòu)建時應(yīng)重點把握5 個方面：一是要以條令為依據(jù)；二是不僅包含作戰(zhàn)過程，還應(yīng)包含協(xié)同關(guān)系和交互關(guān)系；三是標準化描述應(yīng)以計算機能識別讀取為依據(jù)；四是級別越高，任務(wù)清單應(yīng)越簡單；五是專用任務(wù)清單應(yīng)基于在一定想定背景和作戰(zhàn)樣式構(gòu)建。

2 作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的映射原則

一是任務(wù)主導(dǎo)。堅持任務(wù)牽引，依據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)清單，由前至后，依次映射出作戰(zhàn)能力需求清單。映射出的作戰(zhàn)能力需求清單，可以是無序的。待生成專門的作戰(zhàn)能力需求清單時，再統(tǒng)一進行排序。

二是互不包含。作戰(zhàn)任務(wù)清單本身具有互不包含的關(guān)系，由作戰(zhàn)任務(wù)清單映射出的作戰(zhàn)能力清單，也應(yīng)互不包含，具有唯一性。因此，當(dāng)某條作戰(zhàn)能力需求清單被映射出后，不再重復(fù)映射相同的作戰(zhàn)能力需求清單。

三是精簡層級。依據(jù)邏輯和層次等區(qū)分，作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)能力均可能區(qū)分出二級、三級甚至更多級的子任務(wù)和子能力。但從軟件實現(xiàn)角度而言，為便于編碼實現(xiàn)，建立映射關(guān)系視圖時，二級及以下作戰(zhàn)任務(wù)清單只要可映射出作戰(zhàn)能力需求清單，就可把其歸為同一層級。由其映射出的作戰(zhàn)能力需求清單，通常均歸為二級作戰(zhàn)能力需求清單，二級作戰(zhàn)能力需求清單可以再細化出三級作戰(zhàn)能力需求清單，三級通常是作戰(zhàn)能力需求指標清單。

四是據(jù)實映射。通常情況下，功能性任務(wù)映射一級能力，如“指揮控制行動”映射“指揮控制能力”。功能性任務(wù)下屬各級子任務(wù)清單映射出的作戰(zhàn)能力需求清單，大部分也應(yīng)屬該功能任務(wù)映射的一級作戰(zhàn)能力需求清單下屬各級作戰(zhàn)能力需求清單。如由“指揮控制行動”任務(wù)中的子任務(wù)“評估戰(zhàn)斗方案”映射出的“具有戰(zhàn)斗方案評估優(yōu)化能力”，屬“指揮控制能力”的子能力。然而，這不是絕對的，需要根據(jù)實際情況進行映射，如根據(jù)“抗擊目標類型及數(shù)量”分解出的下一級具體抗擊任務(wù)，可能映射出偵察預(yù)警能力中的子能力清單，也可能映射出火力攔截、指揮控制和信息對抗能力中的子能力清單。

3 作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的映射方法

功能性任務(wù)條數(shù)較少，由一級任務(wù)清單向一級作戰(zhàn)能力需求清單映射相對簡單。映射方法主要指各級作戰(zhàn)任務(wù)清單向二級作戰(zhàn)能力需求清單映射。

3.1 精準區(qū)分6 種映射關(guān)系

作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單存在6 種映射關(guān)系。一是一對一映射關(guān)系，即一條作戰(zhàn)任務(wù)清單映射生成一條作戰(zhàn)能力需求清單。二是一對多關(guān)系，即一條作戰(zhàn)任務(wù)清單映射生成多條作戰(zhàn)能力需求清單。三是“多合”對一關(guān)系，即多條作戰(zhàn)任務(wù)清單共同映射生成一條作戰(zhàn)能力需求清單。四是“多各”對一關(guān)系，即多條作戰(zhàn)任務(wù)清單中各自均可映射生成同一條作戰(zhàn)能力需求清單。五是多對多關(guān)系，即多條作戰(zhàn)任務(wù)清單共同生成多條作戰(zhàn)能力需求清單。六是一對0 關(guān)系，即該條作戰(zhàn)任務(wù)清單不生成作戰(zhàn)能力需求清單。

“多合”對一和多對多的關(guān)系通常適用于最后一級的子任務(wù)進行映射，且子任務(wù)類型一致或類似，但子任務(wù)內(nèi)容不一致的情況?！岸喔鳌睂σ挥成潢P(guān)系中，通常僅考慮最前面一條作戰(zhàn)任務(wù)清單。但當(dāng)后面某條作戰(zhàn)任務(wù)清單直接影響到第3 層作戰(zhàn)能力需求指標清單的定量描述時，使用該條作戰(zhàn)任務(wù)清單，如“輸送”中“鐵路輸送”和“空中輸送”均可映射出“具有戰(zhàn)略機動能力”第2 層作戰(zhàn)能力需求清單，但第3 層作戰(zhàn)能力需求指標清單“直升機運輸時重量≤X 噸”僅可由“空中輸送”映射，此時使用“空中輸送”作戰(zhàn)任務(wù)清單進行映射。

3.2 靈活運用兩種映射方法

由作戰(zhàn)任務(wù)清單向作戰(zhàn)能力需求清單映射，可以使用兩種方法。

一是矩陣映射法。該方法主要通過建立映射矩陣實現(xiàn)［2］，如表1 所示。映射時，以任務(wù)清單為基準，依次對每一條確定的子任務(wù)在能力清單庫中尋找判斷，當(dāng)某一任務(wù)有助于某一條能力及能力效果的完成時，則在它們交叉處用“√”表示。此種方法簡單明了，但只適用于簡單的映射關(guān)系，即作戰(zhàn)任務(wù)清單不關(guān)聯(lián)、不耦合進行映射。當(dāng)出現(xiàn)較復(fù)雜的映射關(guān)系時，如多條作戰(zhàn)任務(wù)清單關(guān)聯(lián)、耦合后映射一條或多條作戰(zhàn)能力需求清單時，利用矩陣映射法較難表達。此外，某子任務(wù)沒有映射出子能力時，也仍需循環(huán)尋找判斷，增加了運算量。

表1 映射關(guān)聯(lián)矩陣Table 1 Mapping association matrix

二是預(yù)置屬性排列映射法。該方法預(yù)先注記任務(wù)清單的映射關(guān)系屬性，據(jù)此由各級子任務(wù)清單依次排列映射出子能力需求清單，如圖1 所示。最左邊為各級子任務(wù)清單，中間為由相應(yīng)子任務(wù)映射出的二級子能力需求清單，最右邊為二級子能力需求清單相應(yīng)的三級子能力需求指標清單。映射時，以任務(wù)清單為基準，根據(jù)任務(wù)清單的映射關(guān)系屬性，依次對具備映射可能的某一條或某幾條子任務(wù)在能力清單庫中尋找判斷，當(dāng)完成某一條或某幾條子任務(wù)需要某項或某幾項能力時，直接映射產(chǎn)生這些子能力需求，同時利用映射模型，量化求取子能力需求的三級子能力需求指標。該方法關(guān)鍵在于任務(wù)清單構(gòu)建時映射關(guān)系屬性的注記，屬性中應(yīng)標注清楚上述6 種映射關(guān)系，對3～5 種映射關(guān)系，還應(yīng)標明其組合及順序。采用此方法一是顯示形象直觀；二是可以有效解決多條任務(wù)合并映射的問題；三是對于第4 種關(guān)系，只需映射一次；對于第6 種關(guān)系，無需映射，減少運算量。

圖1 預(yù)置屬性排列映射法視圖Fig.1 View of preset attribute permutation mapping method

4 作戰(zhàn)任務(wù)與作戰(zhàn)能力需求指標量化映射模型

作戰(zhàn)能力需求指標主要是三級作戰(zhàn)能力需求指標。在裝備需求論證中，作戰(zhàn)能力需求指標的量化至關(guān)重要，直接影響到后續(xù)裝備指標的提出和論證。

4.1 合理確定作戰(zhàn)能力需求指標量化類型

作戰(zhàn)能力需求指標的量化類型主要包括4 類。一是單位數(shù)值。指可使用時間、速度、距離、面積、溫度、角度等單位表示的需求指標數(shù)值，如行軍戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)換時間、最大行駛速度、射程、毀傷面積、工作環(huán)境溫度、高低方向射界等。二是非單位數(shù)值。指可用數(shù)值或字母表示，但無單位的數(shù)值，如重疊系數(shù)、類型數(shù)量、安全等級水平等。三是百分比數(shù)值。指能力應(yīng)達到的總體程度，如毀殲概率、發(fā)射概率、識別正確率、作戰(zhàn)方案有效性等。四是狀態(tài)值。指是/否具備某種能力，達到某種狀態(tài)，如是/否具備自動/手動/遙控發(fā)射能力。

4.2 對表構(gòu)建量化映射模型

由作戰(zhàn)任務(wù)指標映射作戰(zhàn)能力需求指標，可對表數(shù)據(jù)庫數(shù)值，采用某種映射函數(shù)求取。

設(shè)能力需求指標變量為E，共n 個能力需求指標，可將能力需求指標集合表示為

設(shè)任務(wù)指標變量為T，共m 個任務(wù)指標，可將任務(wù)指標集合表示為

由作戰(zhàn)任務(wù)指標映射作戰(zhàn)能力需求指標，可用下式綜合表示

式中，f 表示映射符號，不同的能力需求指標，可根據(jù)上述6 種映射關(guān)系，由某個或某幾個任務(wù)指標采用不同的映射模型量化獲取。主要量化映射模型包括以下4 種。

4.2.1 求和映射

主要用于求取容量、數(shù)量等作戰(zhàn)能力需求指標，適合多合對一和多對多的映射關(guān)系。方法是對需完成的多個子任務(wù)內(nèi)容中的量化值進行求和，映射求取相應(yīng)三級作戰(zhàn)能力需求指標的量化值。第i個作戰(zhàn)能力需求指標值由共l 個子任務(wù)指標求和的映射公式為

式中，i∈{1 2 …n}；a1∈{1 2 …m}；al∈{1 2 …m}，且1＜a1＜al＜m。

如由“確定抗擊目標類型和數(shù)量”子任務(wù)繼續(xù)分解下一級子任務(wù)后，根據(jù)下一級子任務(wù)中的目標數(shù)量量化值，通過對各目標數(shù)量值求和，可得出“搜索目標容量”和“處理目標容量”等作戰(zhàn)能力需求指標值。

4.2.2 極值映射

主要用于求最大值和最小值等作戰(zhàn)能力需求指標極值，如最快/最慢速度、最遠/最近距離、最大/最小高度等。方法是依據(jù)要完成的多個子任務(wù)內(nèi)容，查找與之對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中性能指標值或作戰(zhàn)運用數(shù)據(jù)值，以其中最大/ 最小值為依據(jù)，考慮武器性能和周轉(zhuǎn)時間等因素，映射求取相關(guān)三級作戰(zhàn)能力需求指標的量化值。第i 個作戰(zhàn)能力需求指標值由共l 個子任務(wù)指標求取最大值、最小值的映射公式為

仍以“確定抗擊目標類型和數(shù)量”下一級子任務(wù)為例，根據(jù)下一級子任務(wù)中的目標類型，從數(shù)據(jù)庫中可求取相應(yīng)目標的最快/最慢速度、最大/最小高度、最遠/最近攻擊距離等數(shù)值，也可根據(jù)該目標類型的載荷從數(shù)據(jù)庫中獲取相應(yīng)最快/ 最慢速度、最大/最小高度等數(shù)據(jù)，最后通過取最大/最小值，加減考慮武器性能和周轉(zhuǎn)時間等因素的轉(zhuǎn)換值，映射得出“探測目標最大/最小高度”“攔截目標最大/最小速度”“攔截目標遠界/近界”等作戰(zhàn)能力需求指標值。

4.2.3 均值映射

主要用于求毀殲概率、正確率、平均故障修復(fù)時間、平均無故障工作時間等作戰(zhàn)能力需求指標。方法是依據(jù)想定背景下子任務(wù)相應(yīng)武器裝備等，查找數(shù)據(jù)庫中與需映射作戰(zhàn)能力需求指標的數(shù)值，求取平均值；也可求取該作戰(zhàn)能力需求指標在不同裝備中存在的差距值，同時考慮未來技術(shù)發(fā)展，累進求取平均值，映射求取相關(guān)三級作戰(zhàn)能力需求指標的量化值。第i 個作戰(zhàn)能力需求指標值由共l 個子任務(wù)指標求取均值的映射公式為

以“平均故障修復(fù)時間”為例，首先從數(shù)據(jù)庫中獲取想定條件下完成作戰(zhàn)任務(wù)所涉及各種裝備的平均故障修復(fù)時間，然后一方面求均值，另一方面求差值。對于差值，依據(jù)未來技術(shù)的發(fā)展求取累進差值，根據(jù)均值和累進差值，即可得均值累進映射出的“平均無故障修復(fù)時間”。

4.2.4 模糊匹配映射

主要用于求無單位數(shù)值、狀態(tài)值等作戰(zhàn)能力需求指標。采用類似搜索引擎的方法，對由作戰(zhàn)任務(wù)清單映射出的作戰(zhàn)能力需求清單中的關(guān)鍵詞進行模糊搜索，通過模糊匹配映射得出相應(yīng)三級作戰(zhàn)能力需求指標的數(shù)值或狀態(tài)值。具體映射公式和算法可以借鑒搜索引擎的相關(guān)模糊匹配算法，在此不再贅述。如通過“具有發(fā)射控制能力”中的發(fā)射、控制兩個關(guān)鍵詞，可能模糊匹配出“可自動控制發(fā)射”“可手動控制發(fā)射”和“可遙控控制發(fā)射”等作戰(zhàn)能力需求狀態(tài)指標。

4.3 算例分析

映射機理可為作戰(zhàn)任務(wù)清單科學(xué)定量映射、甚至自動生成作戰(zhàn)能力需求清單提供理論支撐和數(shù)學(xué)模型支持。依據(jù)映射機理，既可由作戰(zhàn)任務(wù)清單匹配出作戰(zhàn)能力需求清單，還可量化計算相應(yīng)的作戰(zhàn)能力需求指標值。以“確定抗擊目標類型和數(shù)量”為例，假定作戰(zhàn)任務(wù)指標中，抗擊武裝直升機6 架，抗擊無人機10 架，抗擊固定翼飛機4 架，抗擊巡航導(dǎo)彈6 枚，采用求和映射模型，可得出Ei=26。由此指標值可確定裝備的“搜索目標容量”和“處理目標容量”指標值。

5 結(jié)論

由作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的映射機理分析可知，作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單的映射原則、方法和模型，具備工程化實現(xiàn)的基礎(chǔ)，如可利用軟件程序開發(fā)相應(yīng)功能模塊，包括基于映射原則、方法的映射知識庫模塊，基于映射數(shù)學(xué)模型的映射模型庫模塊等。軟件映射實現(xiàn)主要可區(qū)分為兩步，一是映射作戰(zhàn)能力需求清單。通過搜索映射知識庫，實現(xiàn)作戰(zhàn)任務(wù)清單向作戰(zhàn)能力需求清單的映射。二是計算作戰(zhàn)能力需求指標值。可從映射模型庫調(diào)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法，由作戰(zhàn)任務(wù)指標計算作戰(zhàn)能力需求指標。

由前述分析還可知，作戰(zhàn)任務(wù)清單與作戰(zhàn)能力需求清單是前后銜接、緊密關(guān)聯(lián)、相互映射的，清單的標準化描述對清單間的相互映射和清單的自動生成等至關(guān)重要，也是清單成熟的重要標志。由作戰(zhàn)任務(wù)清單向作戰(zhàn)能力清單映射，涉及的關(guān)系復(fù)雜、需用的數(shù)學(xué)模型較多，必須針對性地采取相應(yīng)的模型。此外，建立系統(tǒng)科學(xué)的任務(wù)清單庫、能力清單庫、映射知識庫、映射模型庫有助于實現(xiàn)清單間的相互映射。