聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃流程

梁榮曉 王春光 紀(jì)秀美 龔 琪

聯(lián)合火力打擊,是綜合運用各種中遠(yuǎn)程火力打擊力量,在信息作戰(zhàn)力量支援下,對敵實施火力毀癱的行動.作為聯(lián)合作戰(zhàn)的重要組成部分,是實現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)開局破局的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,其任務(wù)規(guī)劃優(yōu)劣水平直接影響整體作戰(zhàn)效能發(fā)揮,也是聯(lián)合作戰(zhàn)籌劃的重點和難點[1].在當(dāng)今中高強(qiáng)度局部戰(zhàn)爭背景下,打擊行動的跨域性、時效性要求更高,原有以人工作業(yè)為主的規(guī)劃模式顯然已經(jīng)無法滿足要求,亟需吸收借鑒大數(shù)據(jù)和人工智能的最新發(fā)展成果,創(chuàng)新研究智能化的規(guī)劃手段和流程,為實現(xiàn)精準(zhǔn)高效輔助決策提供有效支撐.

1 相關(guān)研究現(xiàn)狀與存在問題

1.1 聯(lián)合火力打擊規(guī)劃的難點

從現(xiàn)代戰(zhàn)爭體系實際要求來看,聯(lián)合火力打擊規(guī)劃存在3 個難點：1）目標(biāo)選擇難,現(xiàn)代作戰(zhàn)體系目標(biāo)種類多,目標(biāo)的選擇、打擊順序和毀傷標(biāo)準(zhǔn)難以確定.2）兵力匹配難,可用兵力武器繁雜,目標(biāo)和兵力的匹配規(guī)則復(fù)雜,可行方案空間很大.3）方案評估難,作戰(zhàn)方案評估角度多樣,方案評估的準(zhǔn)確性和效率難以保證.以上難點,對聯(lián)合火力打擊規(guī)劃的流程合理性、方案完備性、評估時效性等都提出了較高要求.然而,當(dāng)前聯(lián)合火力打擊規(guī)劃的模式仍以人工作業(yè)為主,在當(dāng)今中高強(qiáng)度局部戰(zhàn)爭背景下,軍種、彈型、兵力異常復(fù)雜,戰(zhàn)爭節(jié)奏大大加快,原有的人工作業(yè)方式已難以適應(yīng)戰(zhàn)爭節(jié)奏.

1.2 聯(lián)合火力打擊方案規(guī)劃研究現(xiàn)狀

聯(lián)合火力打擊方案規(guī)劃的學(xué)術(shù)研究有以下兩個方面成果.

1）在目標(biāo)火力分配方法方面,研究m 個武器射擊n 個目標(biāo)的分配與配對方案.目標(biāo)火力分配在各軍兵種的火力優(yōu)化分配中均有廣泛應(yīng)用,例如多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)目標(biāo)分配[2],航空編隊對地攻擊目標(biāo)分配[3],防空作戰(zhàn)目標(biāo)分配[4],常規(guī)導(dǎo)彈目標(biāo)分配[5],以及針對聯(lián)合火力打擊的目標(biāo)分配[6]等.這些方法針對單一軍兵種的武器平臺運用,僅適用于較小規(guī)模的戰(zhàn)術(shù)層級行動方案規(guī)劃.

2）在火力分配規(guī)劃算法方面,國內(nèi)外學(xué)者探索了多種解決方法.特征評估法[7-9]通過算法公式計算影響戰(zhàn)果的評估指標(biāo),效率高但推廣性差；改進(jìn)遺傳算法[10-11]利用生物進(jìn)化思想尋找當(dāng)前狀態(tài)下的全局最優(yōu)解,構(gòu)造簡單但環(huán)境依賴性大；動態(tài)博弈法[12]通過博弈論形成敵我雙方之間的納什均衡,動態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)但計算復(fù)雜性劇增；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[13]模擬智能體的自學(xué)習(xí)能力,依靠經(jīng)驗解決問題,理論完美但訓(xùn)練數(shù)據(jù)來源受限.近年來又陸續(xù)有學(xué)者借鑒智能優(yōu)化算法的思路,分別提出信息素遺傳算法[14]、智能對抗進(jìn)化算法[15]、協(xié)同進(jìn)化算法[16]等.這些算法一定程度上提升了算法全局尋優(yōu)能力和可用性,但是多止步于學(xué)術(shù)研究,與實際運用仍有一定距離.

1.3 主要存在問題

隨著軍事運籌理論與人工智能技術(shù)的迭代創(chuàng)新,聯(lián)合火力打擊規(guī)劃技術(shù)發(fā)展迅速,已經(jīng)脫離了原來只能靠人工手段的初級水平,逐步進(jìn)入到具有一定上下聯(lián)動能力、部分業(yè)務(wù)實現(xiàn)自動化的新階段.但由于基礎(chǔ)理論研究、業(yè)務(wù)流程設(shè)計以及工具手段研制方面的滯后,距離快速規(guī)劃甚至智能規(guī)劃仍然存在較大差距,體現(xiàn)在以下3 個方面.

1.3.1 規(guī)劃手段的自動化程度不高

聯(lián)合作戰(zhàn)層面的行動方案規(guī)劃,因打擊任務(wù)重、打擊目標(biāo)數(shù)量多、打擊平臺和武器彈藥類型多樣,且受到作戰(zhàn)目的等主觀因素、支援保障兵力等客觀因素的制約,整體業(yè)務(wù)比較復(fù)雜,自動化實現(xiàn)難度較大.當(dāng)前聯(lián)合作戰(zhàn)規(guī)劃模式以人工作業(yè)為主,已有的輔助規(guī)劃工具僅能實現(xiàn)有限的自動化,真正關(guān)鍵的環(huán)節(jié)仍然依賴于人,同時在效率和質(zhì)量上也受限于人.例如,對打擊目標(biāo)的彈藥推薦僅僅是針對單個目標(biāo)給出可用打擊平臺和彈藥,還不能做到從整體上提供完整的彈目匹配方案,后者還需要依賴于軍事人員的經(jīng)驗來手工制定.

1.3.2 規(guī)劃成果的驗證評估不夠

打擊方案在制定完成后必須經(jīng)過有效檢驗評估,才是可信和可靠的.當(dāng)前主流規(guī)劃工具所提供的規(guī)劃功能,本質(zhì)上是基于運籌分析相關(guān)模型所進(jìn)行的作戰(zhàn)計算,模型本身的天然缺陷難以規(guī)避.但由于缺乏統(tǒng)一的評估標(biāo)準(zhǔn),模擬仿真驗證環(huán)境的逼真度和可信性不足等原因,評估驗證環(huán)節(jié)還不能很好地跟規(guī)劃成果聯(lián)動起來.在這種情況下,各武器平臺間的協(xié)同、空戰(zhàn)場管控、時空矛盾、用頻矛盾等難以快速發(fā)現(xiàn),打擊方案的可信性就比較低.需要使用完備的方案評估模型以及推演驗證手段,對打擊方案進(jìn)行充分評估驗證,才能較好地彌補打擊規(guī)劃成果可信度不高的問題.

1.3.3 規(guī)劃流程的規(guī)范化程度較低

一方面,一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)還沒有形成穩(wěn)定可行的流程,例如聯(lián)合火力打擊進(jìn)程設(shè)計與目標(biāo)清單生成的定量指導(dǎo)關(guān)系如何建立,目標(biāo)清單生成、彈目匹配計算、方案評估驗證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)之間應(yīng)該如何建立聯(lián)系等.另一方面,一些關(guān)鍵流程仍然依賴于人的主觀判斷,如對戰(zhàn)場態(tài)勢的理解、打擊目標(biāo)的選擇、兵力火力的運用等,缺乏可用管用的輔助規(guī)劃手段工具.由于人與人之間存在比較大的差異,如軍事人員在進(jìn)行戰(zhàn)場態(tài)勢理解判斷時,可能會大相徑庭,進(jìn)而在進(jìn)行打擊目標(biāo)選擇等流程時具有較大的差異性和不確定性.

2 聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃的軍事需求

現(xiàn)代戰(zhàn)爭作戰(zhàn)指揮日趨扁平化,作戰(zhàn)組織和管理日趨標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、精細(xì)化,必須著力創(chuàng)新戰(zhàn)爭和作戰(zhàn)籌劃.要解決當(dāng)前規(guī)劃手段自動化水平不高、成果驗證評估不夠、流程規(guī)范化較低等問題,應(yīng)當(dāng)廣泛借助軍事大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)發(fā)展成果,突破智能化規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù),創(chuàng)新設(shè)計智能化規(guī)劃流程,實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢智能感知、打擊規(guī)劃快速調(diào)整以及方案智能推演評估等功能.

2.1 實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢的實時感知及精確判斷

無論是戰(zhàn)前預(yù)先規(guī)劃還是戰(zhàn)中臨機(jī)規(guī)劃,都建立在對戰(zhàn)場態(tài)勢快速和準(zhǔn)確理解的基礎(chǔ)上.現(xiàn)代戰(zhàn)爭“陸、海、空、天、火、電、網(wǎng)”多維態(tài)勢異常復(fù)雜,戰(zhàn)場空間大大擴(kuò)展且彼此鉸鏈,給戰(zhàn)場態(tài)勢實時融合與快速判讀都帶來了很大挑戰(zhàn).戰(zhàn)場態(tài)勢融合判讀工作主要依賴于人,不同軍事人員的判讀結(jié)論差異較大,速度也參差不齊,無法適應(yīng)聯(lián)合火力打擊快節(jié)奏規(guī)劃.因此,需要有智能化的戰(zhàn)場態(tài)勢實時感知能力,能夠快速融合敵我兵力對比、戰(zhàn)場環(huán)境特征、目標(biāo)變動更新等情況,智能判斷當(dāng)前戰(zhàn)場綜合態(tài)勢,依據(jù)態(tài)勢判讀給出聯(lián)合火力打擊指揮決策建議.

2.2 實現(xiàn)高效快速的打擊規(guī)劃及應(yīng)變調(diào)整

在戰(zhàn)場態(tài)勢快速更新實時變化的情況下,戰(zhàn)前制定的打擊計劃往往趕不上變化.當(dāng)打擊輪次完成效果達(dá)不到預(yù)期,或發(fā)現(xiàn)時敏目標(biāo)和臨機(jī)目標(biāo)需要進(jìn)行快速應(yīng)急處置時,需要根據(jù)實際戰(zhàn)場態(tài)勢和指揮員最新的作戰(zhàn)決心,快速迭代更新火力打擊計劃,這對指揮機(jī)構(gòu)應(yīng)變效率提出了很高的要求.要實現(xiàn)根據(jù)態(tài)勢及決心變化快速形成或調(diào)整火力打擊計劃,就迫切需要創(chuàng)新發(fā)展打擊計劃智能生成技術(shù),加快指揮決策速度,在瞬息萬變的戰(zhàn)爭形勢中贏得主動權(quán).

2.3 實現(xiàn)打擊方案的自主推演和智能評估

現(xiàn)代戰(zhàn)爭的涉及多種作戰(zhàn)力量、多維作戰(zhàn)空間,聯(lián)合火力打擊方案計劃的復(fù)雜度呈指數(shù)級攀升,人工驗證方案的效率和人腦有限的決策能力越來越難以適應(yīng)劇烈變化的戰(zhàn)場節(jié)奏.這就需要計算機(jī)系統(tǒng)提供自主推演海量樣本數(shù)據(jù)、智能評估多套作戰(zhàn)方案的能力支撐,以輔助指揮員和參謀人員在環(huán)境、武器、彈藥、目標(biāo)等多維視角綜合分析戰(zhàn)場態(tài)勢,對戰(zhàn)爭的趨勢和走向作出預(yù)判.

3 聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃流程的設(shè)計與分析

作戰(zhàn)規(guī)劃支撐作戰(zhàn)籌劃和作戰(zhàn)指揮.區(qū)分平時和戰(zhàn)時兩種情況,設(shè)計提出聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃支撐作戰(zhàn)籌劃和作戰(zhàn)指揮的工作流程：作戰(zhàn)籌劃中的預(yù)先火力打擊規(guī)劃流程,作戰(zhàn)指揮中的臨機(jī)火力打擊規(guī)劃流程,分別如圖1 和圖2 所示.

圖1 作戰(zhàn)籌劃中的預(yù)先火力打擊規(guī)劃工作流程Fig.1 Work flow of pre-fire strike planning in operational planning

圖2 作戰(zhàn)指揮中的臨機(jī)火力打擊規(guī)劃工作流程Fig.2 Work flow of temporary fire strike planning in combat command

聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃是戰(zhàn)前階段靜態(tài)規(guī)劃與戰(zhàn)中階段動態(tài)規(guī)劃相統(tǒng)一的整體,其整體任務(wù)結(jié)構(gòu)和流程關(guān)系如圖3 所示.

圖3 聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃的任務(wù)結(jié)構(gòu)與流程關(guān)系Fig.3 Relationship between task structure and process for intelligent planning of joint fire strike

4 聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)

要實現(xiàn)聯(lián)合火力打擊規(guī)劃智能化規(guī)劃,需要充分借鑒當(dāng)前以人工智能為核心的前沿科技成果,大膽進(jìn)行觀念革新、理論創(chuàng)新、手段更新,深入研究智能化規(guī)劃與人工規(guī)劃相結(jié)合的實現(xiàn)方法.本文根據(jù)聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃的軍事需求和典型流程,提出5 個支撐環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù),具體包括：戰(zhàn)場態(tài)勢智能認(rèn)知,任務(wù)指標(biāo)分解調(diào)控,目標(biāo)清單自動生成,打擊方案快速規(guī)劃,方案智能評估優(yōu)化.

4.1 戰(zhàn)場態(tài)勢智能認(rèn)知

戰(zhàn)場態(tài)勢智能認(rèn)知是基于智能算法,采用多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)等,對戰(zhàn)場態(tài)勢進(jìn)行智能化綜合判斷,為聯(lián)合火力打擊任務(wù)制定和分解提供依據(jù),智能化輔助軍事人員理解當(dāng)前態(tài)勢.通過戰(zhàn)場態(tài)勢智能認(rèn)知,能夠提供更加規(guī)范化以及更為綜合的態(tài)勢理解成果,有效解決不同人對態(tài)勢理解差異的問題,為指揮員制定作戰(zhàn)任務(wù)提供直接依據(jù).

戰(zhàn)場態(tài)勢智能認(rèn)知技術(shù)的具體實現(xiàn)方法是：采用表示學(xué)習(xí)和模糊認(rèn)知等技術(shù),結(jié)合知識圖譜等方法綜合解決戰(zhàn)場態(tài)勢表達(dá)的不確定性和模糊性問題,對多元化程度極高的聯(lián)合戰(zhàn)場態(tài)勢進(jìn)行降維處理,形成便于理解和處理的參數(shù)化和形式化表達(dá)能力,構(gòu)建人的指揮決策與計算機(jī)態(tài)勢表示之間的橋梁.采用多智能體大樣本博弈推演技術(shù),利用多種博弈策略針對聯(lián)合作戰(zhàn)多軍兵種實施探索性仿真推演,綜合考量形成整體化的群體態(tài)勢認(rèn)知結(jié)果.將深度學(xué)習(xí)技術(shù)與指揮員態(tài)勢判斷相結(jié)合,以指揮員對態(tài)勢的綜合研判為標(biāo)注樣本,通過改變深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層級結(jié)構(gòu)和參數(shù),訓(xùn)練機(jī)器判讀戰(zhàn)場態(tài)勢能力,實現(xiàn)在聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下對戰(zhàn)場態(tài)勢的精準(zhǔn)判讀和快速預(yù)測.如圖4 所示.

圖4 戰(zhàn)場態(tài)勢智能認(rèn)知流程示意圖Fig.4 Schematic diagram of intelligent recognition process of battlefield situation

4.2 任務(wù)指標(biāo)分解調(diào)控

任務(wù)指標(biāo)分解是依托任務(wù)分解模型,將定性設(shè)計的聯(lián)打進(jìn)程具體落實到定量的任務(wù)和目標(biāo)上.建立合理的任務(wù)指標(biāo)分解模型是其中的關(guān)鍵內(nèi)容,可根據(jù)任務(wù)與打擊目標(biāo)的關(guān)聯(lián),建立“整體-任務(wù)-目標(biāo)類別-目標(biāo)”從上向下的4 級層次化任務(wù)分解模型,以敵目標(biāo)體系總體損失程度衡量作戰(zhàn)效果.分解模型的參數(shù)由領(lǐng)域?qū)＜揖C合打分或結(jié)合歷次演習(xí)的經(jīng)驗值擬合得到.在任務(wù)指標(biāo)分解模型建立后,軍事人員按照對任務(wù)的理解,量化設(shè)計各階段各輪次的任務(wù)指標(biāo)值,為后面環(huán)節(jié)目標(biāo)清單設(shè)計和行動方案規(guī)劃提供依據(jù).

任務(wù)指標(biāo)調(diào)控建立在任務(wù)指標(biāo)分解模型的基礎(chǔ)上,面向指揮員和參謀人員使用,其作用是將人的意圖通過任務(wù)指標(biāo)調(diào)控與機(jī)器智能結(jié)合起來,實現(xiàn)人通過調(diào)控任務(wù)指標(biāo)快速調(diào)整打擊目標(biāo)清單、生成相應(yīng)打擊方案的效果.任務(wù)指標(biāo)調(diào)控的關(guān)鍵設(shè)計需求在于易操作和可視化.易操作是指指揮員只需要通過調(diào)整幾個關(guān)鍵性和總體性任務(wù)指標(biāo),即可以達(dá)到全局打擊計劃智能更新調(diào)整的效果.可視化是指指揮員在調(diào)控過程中,能夠通過輔助可視化手段,達(dá)到對預(yù)期各打擊輪次打擊程度、實際打擊程度、調(diào)整后的打擊程度情況等一目了然的效果,并支持打擊計劃更新的可視化監(jiān)控等.聯(lián)合火力打擊任務(wù)可視化調(diào)控工具設(shè)計如圖5 所示,藍(lán)色線為計劃效果線,紅色線為實際效果線,在前兩個打擊輪次中,紅實線所代表的實際打擊效果略有落后,此后可通過可視化調(diào)整未來的紅虛線來達(dá)到原定藍(lán)色計劃效果線.

圖5 聯(lián)合火力打擊任務(wù)可視化調(diào)控工具示意圖Fig.5 Schematic diagram of visualization regulate and control tool for joint fire strike mission

4.3 目標(biāo)清單自動生成

目標(biāo)清單是聯(lián)合火力打擊方案制定的重要基礎(chǔ).制定目標(biāo)清單多依賴于指揮員和參謀人員的經(jīng)驗,存在設(shè)計效率低、動態(tài)調(diào)整慢、清單選擇依據(jù)不明確等問題.為結(jié)合人工決策的經(jīng)驗優(yōu)勢和智能算法的效率優(yōu)勢,設(shè)計定性和定量相結(jié)合的目標(biāo)價值篩選算法,在前一階段設(shè)計與建立的任務(wù)分解模型和指標(biāo)基礎(chǔ)上,按照“作戰(zhàn)效果設(shè)計-目標(biāo)清單計算-實際作戰(zhàn)效果”迭代循環(huán)動態(tài)實施,自動優(yōu)選最佳打擊目標(biāo)、確定目標(biāo)毀傷要求,統(tǒng)一制定打擊目標(biāo)清單.具體步驟如圖6 所示.

圖6 目標(biāo)清單自動生成方法流程圖Fig.6 Flow chart of target list automatic generation method

其中,目標(biāo)價值篩選方法區(qū)分定性篩選和定量計算兩個階段：定性篩選階段,依據(jù)指揮員關(guān)注的目標(biāo)類型以及劃定的作戰(zhàn)區(qū)域空間,過濾形成初選目標(biāo)集合；定量計算階段,根據(jù)指揮員確定的目標(biāo)能力（對應(yīng)于打擊目標(biāo)價值）下降比例閾值,從高到低依次從備選目標(biāo)集中選取打擊目標(biāo),直至備選目標(biāo)集中目標(biāo)的綜合價值與初始備選目標(biāo)集的目標(biāo)綜合價值比值大于下降比例閾值,篩選結(jié)束,自動輸出目標(biāo)打擊清單.

4.4 打擊方案快速規(guī)劃

作戰(zhàn)規(guī)劃的關(guān)鍵是形成可用高效的作戰(zhàn)行動方案計劃.聯(lián)合火力打擊規(guī)劃是一個典型的多目標(biāo)優(yōu)化問題,涉及到打擊目標(biāo)、兵力編成、打擊平臺、彈種彈量的多重匹配.可采用基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的打擊方案智能化規(guī)劃方法,結(jié)合參謀人員作業(yè)和指揮員決策,全面進(jìn)行聯(lián)合火力打擊兵力需求測算,規(guī)劃可行的“彈藥-武器-目標(biāo)-行動”匹配策略,精準(zhǔn)高效得到聯(lián)合火力打擊行動方案.

如圖7 所示,基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的打擊方案智能化規(guī)劃方法,區(qū)分平時預(yù)案訓(xùn)練和戰(zhàn)時方案匹配兩個階段：1）平時基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的打擊預(yù)案訓(xùn)練,是基于統(tǒng)一的模型和規(guī)則描述,在平時階段通過離線有監(jiān)督學(xué)習(xí)和仿真試驗自主學(xué)習(xí)等過程,得到訓(xùn)練好的智能打擊預(yù)案.2）戰(zhàn)時打擊方案智能匹配生成,是指戰(zhàn)時在對當(dāng)前戰(zhàn)場條件在預(yù)案庫中進(jìn)行檢索后,匹配得到相近預(yù)案,然后運用適配轉(zhuǎn)型機(jī)制和參數(shù)調(diào)整優(yōu)化技術(shù),將所匹配的預(yù)案與現(xiàn)實情況進(jìn)行差異化智能分析,支持將最終打擊方案向合適方向優(yōu)化調(diào)整,得到最終的打擊方案.

圖7 基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的打擊方案智能規(guī)劃流程圖Fig.7 Intelligent planning flow chart of strike plan based on deep reinforcement learning

4.5 方案智能評估優(yōu)化

制定的打擊方案必須經(jīng)過有效的檢驗評估,才是可信和可靠.可以通過深度融合打擊規(guī)劃和仿真推演兩種手段,充分發(fā)揮兩者正反運用的互補優(yōu)勢,建立起雙向互通的閉環(huán)規(guī)劃體系.借助仿真推演工具,在打擊計劃真正實施之前,充分模擬戰(zhàn)場對抗環(huán)境,檢驗評估打擊效果,發(fā)現(xiàn)打擊方案存在的問題.通過構(gòu)建聯(lián)合火力打擊量化評估模型,自動對仿真推演結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計性分析,得到能夠用于回放的全過程對抗態(tài)勢圖以及戰(zhàn)況統(tǒng)計內(nèi)容,從效費比、兵力使用、行動協(xié)同、預(yù)期效果等不同維度展開方案評價,智能分析打擊方案的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點,形成推演評估報告.基于自主仿真推演的單案評估驗證方法如圖8所示.

圖8 基于自主仿真推演的單案評估驗證方法Fig.8 Single case evaluation and verification method based on autonomous simulation and deduction

評估的進(jìn)一步目的是優(yōu)化,根據(jù)評估結(jié)果,研究目標(biāo)清單調(diào)整意見,智能調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)清單及打擊時序,最終確認(rèn)目標(biāo)清單及打擊方案.要得到滿足可行條件的綜合效能最優(yōu)方案,需要通過多次迭代重復(fù)優(yōu)化得到.打擊方案智能評估優(yōu)化的具體流程如圖9 所示,具體步驟為：

圖9 打擊方案智能優(yōu)化方法整體流程Fig.9 Overall process of intelligent optimization method for strike plan

Step 1：對所有打擊方案,分別基于改進(jìn)SVM 打擊方案優(yōu)選算法計算可行方案的方案效能值.

Step 2：將可行方案的效能值與閾值相比較,如果效能值大于閾值,則滿足要求,轉(zhuǎn)到Step 5；否則轉(zhuǎn)到Step 3.

Step 3：依次比較該方案中所有指標(biāo)與理想指標(biāo)的差異,針對較差的指標(biāo),返回方案設(shè)計環(huán)節(jié),對未滿足要求的方案進(jìn)行改進(jìn).

Step 4：方案改進(jìn)完畢后,轉(zhuǎn)到Step 1,重新計算方案效能值,循環(huán)執(zhí)行方案優(yōu)化流程,直到效能評價結(jié)果滿足要求.

Step 5：在所有經(jīng)過改進(jìn)的方案中,選擇方案效能值最高的方案,作為最優(yōu)方案.

5 應(yīng)用支撐原型系統(tǒng)初步設(shè)計

在流程和關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,初步設(shè)計了聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃應(yīng)用支撐系統(tǒng).系統(tǒng)面向戰(zhàn)略戰(zhàn)役級聯(lián)合火力打擊輔助決策應(yīng)用,為高層指揮人員/參謀人員提供與軍事業(yè)務(wù)相適應(yīng)的智能輔助決策相關(guān)技術(shù).為提高聯(lián)合火力打擊作戰(zhàn)規(guī)劃的快速性、自動化、智能性,系統(tǒng)采用“人機(jī)結(jié)合”的設(shè)計思路,充分采用當(dāng)前先進(jìn)的人工智能相關(guān)技術(shù),實現(xiàn)關(guān)鍵規(guī)劃流程的智能輔助.

原型系統(tǒng)的設(shè)計框架如圖10 所示,自底向上包括通用任務(wù)規(guī)劃環(huán)境、模型與數(shù)據(jù)、軟件工具三大部分.

圖10 聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃應(yīng)用支撐原型系統(tǒng)組成Fig.10 Composition of application support prototype system for intelligent planning of joint fire strike

1）通用任務(wù)規(guī)劃環(huán)境為系統(tǒng)提供基本的運行環(huán)境.基于分布式軟件架構(gòu),運用模塊化設(shè)計理念,構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、接口一致、互聯(lián)互通的軟件服務(wù),實現(xiàn)系統(tǒng)按需定制、靈活部署.提供戰(zhàn)場態(tài)勢標(biāo)繪、偏好設(shè)置、協(xié)同引擎、配置管理等基礎(chǔ)規(guī)劃功能,為高層工具實現(xiàn)提供支撐.

2）模型與數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)提供資源支撐.其中,模型庫集成運用軍內(nèi)外優(yōu)秀的模型研發(fā)成果,支持模型部署、配置和調(diào)用等管理功能.數(shù)據(jù)庫包含毀傷、目標(biāo)、裝備等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源,并提供對數(shù)據(jù)的采集、錄入、引接、抽取、轉(zhuǎn)換、分類及備份等管理功能.

3）打擊智能化規(guī)劃軟件工具是整個系統(tǒng)的核心功能部分,實現(xiàn)任務(wù)指標(biāo)設(shè)計調(diào)控、目標(biāo)清單自動生成、打擊方案快速規(guī)劃、方案智能評估優(yōu)化等功能,具體由任務(wù)設(shè)計調(diào)控工具、目標(biāo)清單生成工具、打擊方案生成工具、方案智能評估工具4 部分組成.

6 結(jié)論

著眼聯(lián)合火力打擊規(guī)劃的智能化發(fā)展趨勢,在分析聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃的軍事需求基礎(chǔ)上,采用人工與智能、定性與定量、專家經(jīng)驗與模型測算相結(jié)合的思維模式,設(shè)計提出了聯(lián)合火力打擊智能化規(guī)劃支撐作戰(zhàn)籌劃和作戰(zhàn)指揮的工作流程,針對流程關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出了目標(biāo)清單自動生成、行動方案快速規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù),并設(shè)計了相應(yīng)的應(yīng)用支撐原型系統(tǒng),能夠為作戰(zhàn)部門展開作戰(zhàn)籌劃、設(shè)計與優(yōu)化方案提供高效輔助決策支撐.