探求智能化搜救任務(wù)保障實(shí)現(xiàn)途徑
——聯(lián)合搜救體系建設(shè)

李煒芃 曹春年

要建設(shè)一支近程與遠(yuǎn)程搜救能力協(xié)調(diào)發(fā)展、高空和低空搜救領(lǐng)域覆蓋全面、輕型和中型搜救機(jī)型搭配合理、自衛(wèi)和防護(hù)搜救設(shè)施配備均衡的搜救力量，就需要采用定量和定性相結(jié)合的手段，對(duì)聯(lián)合搜救體系各環(huán)節(jié)進(jìn)行建模，分析聯(lián)合搜救體系的結(jié)構(gòu)合理性、要素完備性、功能覆蓋性、關(guān)系協(xié)調(diào)性、總體匹配性等問題。在信息化條件下，建立一個(gè)聯(lián)合搜救體系實(shí)驗(yàn)環(huán)境集成系統(tǒng)，填補(bǔ)我國(guó)在聯(lián)合搜救領(lǐng)域仿真手段缺失的空白，對(duì)于我國(guó)聯(lián)合搜救體系運(yùn)用和發(fā)展建設(shè)研究具有重要意義。

一、建設(shè)目標(biāo)

運(yùn)用體系工程技術(shù)和方法，按照體系設(shè)計(jì)、仿真推演、評(píng)估優(yōu)化的思路，重點(diǎn)發(fā)展聯(lián)合搜救體系頂層設(shè)計(jì)、聯(lián)合搜救體系運(yùn)用和方案推演、聯(lián)合搜救體系能力評(píng)估和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估工具，遵循聯(lián)合搜救裝備運(yùn)用、裝備發(fā)展的螺旋上升主線，開展裝備體系研究與定量的推演仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)裝備體系研究手段科學(xué)化，全面促進(jìn)搜救裝備體系頂層設(shè)計(jì)水平和能力的整體躍升。

二、建設(shè)內(nèi)容

緊密圍繞聯(lián)合搜救體系頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃，構(gòu)建聯(lián)合搜救體系模擬仿真環(huán)境，包括聯(lián)合搜救體系設(shè)計(jì)系統(tǒng)、聯(lián)合搜救體系運(yùn)用方案推演系統(tǒng)、聯(lián)合搜救行動(dòng)仿真系統(tǒng)、聯(lián)合搜救體系能力評(píng)估和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估系統(tǒng)、聯(lián)合搜救數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、綜合信息展現(xiàn)系統(tǒng)配套軟件、交互式電子沙盤系統(tǒng)配套軟件和搜救裝備仿真模型庫(kù)。具備全系統(tǒng)方案推演、力量運(yùn)用和裝備效能仿真評(píng)估演示驗(yàn)證能力，為裝備體系頂層設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工具，為裝備體系能力和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估與分析提供仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境和數(shù)據(jù)分析工具，為重大型號(hào)裝備的需求論證、戰(zhàn)技指標(biāo)論證、配套建設(shè)論證提供實(shí)驗(yàn)手段，為科學(xué)謀劃裝備體系的建設(shè)與發(fā)展提供決策支持，為開展裝備體系實(shí)驗(yàn)研究提供服務(wù)。

三、聯(lián)合搜救需求

（一）使命任務(wù)

根據(jù)戰(zhàn)時(shí)應(yīng)戰(zhàn)需要，最大程度拯救遇險(xiǎn)人員生命，支撐持續(xù)作戰(zhàn)行動(dòng)能力。

（二）搜救能力

著眼于提高搜救行動(dòng)效能，降低遇險(xiǎn)傷員的死亡率，將聯(lián)合搜救能力分解為搜索定位能力、指揮控制能力、抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)能力、醫(yī)療救治能力、后送轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及綜合保障能力。

（三）組織機(jī)構(gòu)

聯(lián)合搜救組織機(jī)構(gòu)包括指揮控制組、搜索組、醫(yī)療救援組和綜合保障組。

（四）搜救行動(dòng)

聯(lián)合搜救行動(dòng)符合OODА環(huán)路，包括態(tài)勢(shì)感知、指揮決策、行動(dòng)控制和綜合保障行動(dòng)。

（五）典型任務(wù)場(chǎng)景

1.陸上搜救。包括高原、山區(qū)、城市、荒漠、叢林等典型作戰(zhàn)場(chǎng)景。

2.海上搜救。包括近海、遠(yuǎn)海等典型作戰(zhàn)場(chǎng)景。

四、聯(lián)合搜救體系仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境

聯(lián)合搜救體系是一個(gè)從需求分析到體系設(shè)計(jì)、方案推演、行動(dòng)仿真、體系能力與體系貢獻(xiàn)率評(píng)估的完整閉環(huán)體系。依據(jù)聯(lián)合搜救任務(wù)要求，開展需求分析和體系設(shè)計(jì)；利用工業(yè)部門及論證單位提供的模型數(shù)據(jù)，對(duì)聯(lián)合搜救過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，運(yùn)用三維顯示技術(shù)展示模擬推演過(guò)程，預(yù)估作戰(zhàn)試驗(yàn)結(jié)果，支持搜救方案優(yōu)選；利用能力評(píng)估和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估結(jié)果支撐開展后續(xù)的裝備建設(shè)需求和能力改進(jìn)。

（一）聯(lián)合搜救體系設(shè)計(jì)系統(tǒng)

聯(lián)合搜救體系設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一個(gè)基于體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、根據(jù)搜救裝備體系設(shè)計(jì)需求定制開發(fā)的體系設(shè)計(jì)軟件，為搜救裝備體系建設(shè)的需求分析、體系設(shè)計(jì)、檢查驗(yàn)證提供平臺(tái)支撐。是輔助論證決策人員采用基于體系架構(gòu)的搜救裝備體系設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析研究的支撐系統(tǒng)。

（二）聯(lián)合搜救裝備運(yùn)用方案推演系統(tǒng)

聯(lián)合裝備運(yùn)用方案推演系統(tǒng)，是輔助論證決策、指揮人員構(gòu)建行動(dòng)方案，并基于方案推演對(duì)裝備運(yùn)用模式、關(guān)鍵性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化驗(yàn)證的支撐系統(tǒng)。

（三）聯(lián)合搜救行動(dòng)仿真系統(tǒng)

聯(lián)合行動(dòng)仿真系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、建模仿真技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以?？?、陸空聯(lián)合為場(chǎng)景，提供各類想定的編輯功能，可對(duì)海、陸、空等各類裝備進(jìn)行建模，并可利用有限狀態(tài)機(jī)對(duì)這些裝備和指揮官的行為進(jìn)行建模，涵蓋了不同海域、不同對(duì)象條件下，聯(lián)合裝備體系的運(yùn)用方法、聯(lián)合行動(dòng)組織籌劃與輔助決策、聯(lián)合裝備體系論證等研究?jī)?nèi)容。

（四）搜救裝備體系能力評(píng)估和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估系統(tǒng)

裝備體系能力評(píng)估和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估系統(tǒng)立足于搜救裝備體系模擬仿真評(píng)估需求，構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系等重要評(píng)估要素，利用仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)，開展裝備體系能力和體系貢獻(xiàn)率的評(píng)估，為裝備體系能力和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估提供分析工具。

系統(tǒng)主要由評(píng)估工程管理、評(píng)估任務(wù)執(zhí)行、評(píng)估結(jié)果分析、算法庫(kù)管理、指標(biāo)體系管理、評(píng)估模型管理和評(píng)估輔助支撐等模塊組成。

（五）聯(lián)合搜救數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能夠利用裝備運(yùn)用方案推演數(shù)據(jù)、行動(dòng)仿真數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，為裝備體系能力評(píng)估和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估系統(tǒng)和綜合信息展現(xiàn)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)資產(chǎn)生成和管理、數(shù)據(jù)資產(chǎn)導(dǎo)出等服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)在裝備體系中數(shù)據(jù)高效利用、充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值的目標(biāo)。

（六）綜合信息展現(xiàn)系統(tǒng)

綜合信息展現(xiàn)系統(tǒng)是集增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、地理信息技術(shù)、智能交互技術(shù)和仿真技術(shù)于一體的輔助決策與態(tài)勢(shì)顯示系統(tǒng)，能夠?yàn)楦骷?jí)指揮所、訓(xùn)練中心、訓(xùn)練基地、科研院所等實(shí)施輔助指揮決策、開展搜救問題研究、組織指揮訓(xùn)練等任務(wù)需要提供智能化手段支撐。

（七）交互式電子沙盤系統(tǒng)

交互式電子沙盤系統(tǒng)是面向軍事指揮、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練、武器裝備研制等應(yīng)用的，基于地理信息系統(tǒng)、視景仿真、可視化等技術(shù)的數(shù)據(jù)可視化開發(fā)平臺(tái)。

（八）搜救裝備仿真模型庫(kù)

搜救裝備仿真模型庫(kù)管理分系統(tǒng)是在對(duì)描述的對(duì)象與過(guò)程進(jìn)行大量專業(yè)研究的基礎(chǔ)上總結(jié)的客觀規(guī)律的抽象和模擬。它是聯(lián)系應(yīng)用系統(tǒng)與專業(yè)領(lǐng)域的紐帶，是綜合分析處理和利用數(shù)據(jù)的工具。

搜救裝備仿真模型庫(kù)系統(tǒng)包括模型屬性庫(kù)管理、模型生成、模型運(yùn)行三個(gè)功能模塊。

五、聯(lián)合搜救系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證

以海上戰(zhàn)場(chǎng)為例，當(dāng)大型海上事故突發(fā)時(shí)需要聯(lián)合多方力量展開搜救。基于裝備方案設(shè)計(jì)的定量化思路，即研究在全面掌握所有可用的聯(lián)合搜救力量信息的情況下，對(duì)各方搜救力量進(jìn)行科學(xué)的調(diào)度和指揮，考慮盡可能全的約束信息，設(shè)計(jì)海上聯(lián)合搜救裝備方案設(shè)計(jì)方法模型，并對(duì)模型進(jìn)行求解和分析，得出參與搜救行動(dòng)裝備力量的最佳方案（包括裝備的類型及數(shù)量），考慮用盡可能少的裝備使得海上聯(lián)合搜救行動(dòng)效率全局最優(yōu)。

下面結(jié)合海上聯(lián)合搜救的實(shí)際情況以及搜救任務(wù)的特點(diǎn)，對(duì)兩個(gè)目標(biāo)的生成過(guò)程進(jìn)行介紹。

（一）最大化搜救成功率

對(duì)于應(yīng)急救援行動(dòng)而言，衡量搜救任務(wù)完成高效與否的最直接的指標(biāo)就是搜救成功率。因此在考慮目標(biāo)之一搜救成功率時(shí)需要從兩個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行考慮。

一是裝備的搜尋定位成功與否。搜尋裝備在海面上進(jìn)行搜尋過(guò)程中，是否能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)均存在著一定的可能性。除了與裝備性能有關(guān)之外，也與參與搜尋的搜救人員經(jīng)驗(yàn)、海況情況有關(guān)。二是搜救對(duì)象的生存狀態(tài)是否存活。對(duì)于海上救生來(lái)說(shuō)，保障搜救對(duì)象的存活是最重要的。因此衡量搜救活動(dòng)的成功率不能只考慮搜尋成功率，還需考慮到搜救對(duì)象的生命存活狀態(tài)。

根據(jù)上述分析，可以得出最大化搜救成功率可以作為衡量海上聯(lián)合搜救裝備方案的優(yōu)劣的目標(biāo)之一，通過(guò)預(yù)先對(duì)裝備方案完成搜救任務(wù)的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，判定預(yù)設(shè)方案最終搜救成功的可能性，從而選擇出搜救成功率最高的裝備方案。對(duì)于整個(gè)搜救活動(dòng)的搜救成功率而言是指成功搜尋到所有搜救對(duì)象的同時(shí)，這些搜尋對(duì)象還存活的可能性。由此可見搜救成功率主要由兩部分組成，分別是搜尋成功率以及生存水平。

（二）最大化裝備平均效用

在進(jìn)行海上聯(lián)合搜救裝備方案設(shè)計(jì)時(shí)，若只是用最大化搜救成功率的目標(biāo)來(lái)篩選裝備方案，最終會(huì)出現(xiàn)一種情況，即滿足約束條件的所有裝備都出動(dòng)參加搜救活動(dòng)，但現(xiàn)實(shí)情況中不用全體出動(dòng)也能達(dá)到同樣的搜救效果，因此僅以搜救成功率的目標(biāo)進(jìn)行裝備方案設(shè)計(jì)，最終生成的方案會(huì)造成搜救資源的浪費(fèi)。為了更科學(xué)進(jìn)行裝備方案的設(shè)計(jì)，在保證最大化搜救成功率的前提下，應(yīng)該考慮用盡可能少的裝備去完成搜救任務(wù)。

根據(jù)研究以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可得知，隨著裝備數(shù)量的逐漸增多，完成搜救任務(wù)的成功率會(huì)逐漸增加。而到達(dá)一定數(shù)量之后，搜救成功率的增加趨于平緩，這就說(shuō)明裝備數(shù)量的過(guò)多增加并不會(huì)對(duì)搜救成功率有多大貢獻(xiàn)，反而會(huì)造成資源浪費(fèi)。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因在于隨著搜救行動(dòng)的進(jìn)行，平均搜救工作量會(huì)逐漸變少，致使新加入搜救行動(dòng)的裝備對(duì)整個(gè)任務(wù)的貢獻(xiàn)量越來(lái)越小，邊際效用越來(lái)越低。雖然搜救裝備數(shù)量越多搜救成功率也會(huì)越高，但是肯定會(huì)存在裝備效能冗余的情況，致使后面加入裝備的邊際效用逐漸趨于0，從而導(dǎo)致裝備平均效用會(huì)很低。

綜上所述，通過(guò)研究分析，利用聯(lián)合搜救系統(tǒng)從現(xiàn)有搜救力量中科學(xué)量化遴選出合適的裝備種類與數(shù)量形成最優(yōu)的搜救方案，滿足以盡可能少的裝備完成對(duì)目標(biāo)的高效搜救，充分利用附近資源使得裝備方案的搜救成功率最高具備可行性與實(shí)效性。