韓志軍
(裝甲兵學院,安徽 蚌埠 233050)
目前,裝甲兵作為陸軍的主戰(zhàn)兵種和地面作戰(zhàn)的主要突擊力量的重要組成部分,要適應由機械化向信息化的轉(zhuǎn)變,應對多種安全威脅和完成多樣化軍事任務,必須以作戰(zhàn)實驗為基本手段,構建實戰(zhàn)化作戰(zhàn)環(huán)境,研究作戰(zhàn)規(guī)律,演示作戰(zhàn)概念,進而提升未來作戰(zhàn)適應能力。裝甲兵作戰(zhàn)實驗體系構建,就是要確定裝甲兵作戰(zhàn)實驗相關要素,以及理清各單元要素之間的相關關系。裝甲兵作戰(zhàn)實驗體系設計與構建是一項相對復雜的系統(tǒng)工程,對我軍裝甲兵作戰(zhàn)實驗理論與實踐都具有重大的指導意義和推動作用。
所謂的實驗,即根據(jù)某種實驗的目的,運用相應的技術手段,在可控、可測的條件下,觀察研究事物的實踐形式,是獲取經(jīng)驗事實和科學假說、理論真理性的重要途徑。裝甲兵作戰(zhàn)實驗,既要體現(xiàn)裝甲兵作戰(zhàn),也要體現(xiàn)“科學實驗”,裝甲兵作戰(zhàn)即裝甲兵作戰(zhàn)力量打擊或抗擊對方的作戰(zhàn)行動,包括各種類型、形式、樣式的作戰(zhàn)行動。由此分析,裝甲兵作戰(zhàn)實驗是在特定的條件下,借助作戰(zhàn)模擬等仿真技術手段,探索裝甲兵未來作戰(zhàn)特點與規(guī)律的一種高級實驗形態(tài)。
作戰(zhàn)實驗體系是把體系內(nèi)涵拓展到了作戰(zhàn)實驗研究方向的一種新生事物。認識和理解裝甲兵作戰(zhàn)實驗體系,既要從體系的一般性來分析,也要從裝甲兵作戰(zhàn)實驗的特殊性加以把握。裝甲兵作戰(zhàn)實驗體系是指按特定的實驗目的將實驗人員、實驗對象、實驗工具和手段等有機聯(lián)接起來,并按照相應機理實施運作的一個整體系統(tǒng)。
裝甲兵作戰(zhàn)實驗要素,是裝甲兵作戰(zhàn)實驗得以進行的必要因素。主要包括實驗對象、實驗人員、實驗內(nèi)容、實驗工具手段、實驗環(huán)境和實驗方法6大要素。這6大要素形成一個相互聯(lián)系、彼此依附、彼此控制和影響的整體,如果缺失了任何一種要素,裝甲兵作戰(zhàn)實驗都沒法順利開展和實施。無論哪一種類的裝甲兵作戰(zhàn)實驗都是如此,只不過在不同類型的作戰(zhàn)實驗中各要素所表現(xiàn)的特征及其在裝甲兵作戰(zhàn)實驗中的地位作用有所變化而已。
裝甲兵作戰(zhàn)實驗內(nèi)容、實驗方法及實驗模式體系如圖1所示。
裝甲兵武器裝備作戰(zhàn)運用實驗的目的,是利用作戰(zhàn)實驗定量分析評估裝甲兵武器裝備平臺、裝甲兵部(分)隊武器裝備系統(tǒng)、裝甲兵武器裝備體系等,在基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)中所能達到預期目標的程度及其在基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)中的作戰(zhàn)效能評估,優(yōu)化裝甲兵武器裝備作戰(zhàn)運用。主要的實驗課題包括:裝甲兵武器裝備環(huán)境適應性實驗;裝甲兵武器裝備作戰(zhàn)運用方法實驗;裝甲兵武器裝備單平臺作戰(zhàn)效能實驗;裝甲兵部(分)隊武器裝備系統(tǒng)作戰(zhàn)效能實驗;裝甲兵武器裝備體系作戰(zhàn)效能實驗;數(shù)字化裝甲兵部(分)隊武器裝備系統(tǒng)作戰(zhàn)效能實驗。
裝甲兵戰(zhàn)術運用和戰(zhàn)斗行動實驗是以裝甲兵戰(zhàn)斗活動為基本研究對象,檢驗各種條件下裝甲兵戰(zhàn)術運用的科學性和合理性,預測各類裝甲兵戰(zhàn)斗行動實施的結果。裝甲兵戰(zhàn)術運用和戰(zhàn)斗行動的實驗課主題包括:戰(zhàn)斗部署(戰(zhàn)斗編組)方案論證和改進實驗;情報偵察方案論證和改進實驗;戰(zhàn)術手段方案論證和改進實驗;火力運用方案論證和改進實驗;陣地編成方案論證和改進實驗;戰(zhàn)斗部署方案論證和優(yōu)化實驗;戰(zhàn)場機動實驗;機動突擊行動實驗;火力突擊行動實驗等。
通過構建虛擬的戰(zhàn)場環(huán)境和建立仿真作戰(zhàn)模型,對戰(zhàn)斗指揮問題進行定量分析,預測策略的執(zhí)行結果,并依據(jù)一定的指標要求進行評估和優(yōu)化決策。裝甲兵指揮員可以利用作戰(zhàn)實驗提供的“虛擬對抗”方法,反復驗證作戰(zhàn)方案,并發(fā)現(xiàn)方案的缺陷和漏洞,改進完善方案。主要的實驗課題包括:戰(zhàn)斗指揮系統(tǒng)整體性能實驗;情報信息獲取、處理、上傳和信息融合實驗;作戰(zhàn)方案評估優(yōu)化實驗;戰(zhàn)斗行動控制實驗;戰(zhàn)斗指揮活動實驗;基于聯(lián)合作戰(zhàn)體系中裝甲兵作戰(zhàn)指揮效能實驗;數(shù)字化裝甲兵部(分)隊作戰(zhàn)指揮效能實驗等。
裝甲兵戰(zhàn)斗保障實驗是以裝甲兵戰(zhàn)斗中的戰(zhàn)斗保障活動為基本研究對象,以提升戰(zhàn)斗保障效能為目的,在可控、可測的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中,研究裝甲兵戰(zhàn)斗保障行動效能及其對裝甲兵部隊綜合戰(zhàn)斗力制約的實驗活動。主要的實驗課題包括:戰(zhàn)斗保障部署實驗;戰(zhàn)斗保障行動實驗;戰(zhàn)斗保障體制實驗;戰(zhàn)斗保障決策實驗;戰(zhàn)斗保障效能實驗等。
裝甲兵作戰(zhàn)實驗方法手段體系如圖1所示,主要有:實兵性驗證實驗方法、虛擬性仿真實驗方法、構造性仿真實驗方法以及分析性博弈方法。裝甲兵作戰(zhàn)實驗方法,綜合利用了軍事理論、系統(tǒng)科學與運籌學、計算機技術等,描述和模仿實際作戰(zhàn)環(huán)境、戰(zhàn)斗行動和作戰(zhàn)過程,重現(xiàn)作戰(zhàn)行動的歷程和結果。在裝甲兵作戰(zhàn)實驗的具體實踐過程中,由于實驗所研究的指揮領域問題的復雜性,想依靠一種實驗方法來解決所有的問題是根本不現(xiàn)實的事情,因此,必須將各種方法有針對性地選擇和綜合運用,使它們之間優(yōu)勢互補、各盡所長、確保對作戰(zhàn)問題進行更全面、更深入的連續(xù)實驗,進而得到綜合性的且更具可信度的實驗結果。
裝甲兵作戰(zhàn)實驗技術體系,是裝甲兵作戰(zhàn)實驗活動的基礎支撐,是構建裝甲兵作戰(zhàn)實驗平臺的核心,是開發(fā)科學實用的裝甲兵作戰(zhàn)實驗應用系統(tǒng)的關鍵。
裝甲兵作戰(zhàn)運用仿真實驗關鍵技術體系,是在軍事運籌學理論、系統(tǒng)工程科學與技術、系統(tǒng)仿真科學與技術等基礎理論的支撐下,圍繞裝甲兵作戰(zhàn)實驗軍事需求和應用實踐需要,以及作戰(zhàn)實驗的實施過程,按照最先進的平臺構建理念,跟蹤技術前沿,分類別、分層次構建裝甲兵作戰(zhàn)實驗技術體系。其技術體系框架如圖2所示。
實驗模型是形成作戰(zhàn)實驗能力的關鍵。著眼裝甲兵作戰(zhàn)實驗需求,設計模型體系,運用可組合建模仿真技術,構建裝甲兵武器裝備作戰(zhàn)實體模型、裝備平臺模型、作戰(zhàn)任務模型以及作戰(zhàn)行為模型,形成裝甲兵作戰(zhàn)研究的不同層次實驗需求的模型體系。
實驗規(guī)劃與想定方案編輯技術,為裝甲兵作戰(zhàn)實驗之前準備提供系統(tǒng)支撐,用于完成實驗內(nèi)容構建、實驗方案設計、實驗資源配置等實驗規(guī)劃與實驗方案籌劃;能夠按照實驗規(guī)劃進行具體規(guī)劃和實驗目的,進行實驗想定方案的編輯設計,主要用于實驗條件的設置、實驗想定的錄入與編輯、作戰(zhàn)方案的編輯與管理等,完成作戰(zhàn)兵力和武器裝備編成、作戰(zhàn)力量的部署、戰(zhàn)場環(huán)境設置、作戰(zhàn)力量的任務、作戰(zhàn)行動,以及作戰(zhàn)力量任務與行動的關系等編輯與管理。
能夠根據(jù)實驗目的和實驗方案,恰當選擇仿真設備、配置仿真、重構知識資源,動態(tài)綜合集成相應的作戰(zhàn)實驗系統(tǒng);能夠控制實驗的開始、結束,能夠控制實驗的用戶管理、實驗項目管理、實驗資源管理、實驗數(shù)據(jù)管理等。
實驗數(shù)據(jù)采集的關鍵技術,主要用于采集實驗方案數(shù)據(jù)、實驗想定數(shù)據(jù)等實驗準備數(shù)據(jù);用于采集體現(xiàn)裝甲兵作戰(zhàn)方案數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、分隊行動數(shù)據(jù)、武器裝備實體的動作數(shù)據(jù);為綜合仿真實驗系統(tǒng)提供實驗準備數(shù)據(jù)支撐,并從綜合仿真實驗系統(tǒng)中采集作戰(zhàn)運用方法數(shù)據(jù),為實驗評估分析系統(tǒng)提供反映作戰(zhàn)過程和結果的仿真數(shù)據(jù),主要包括各類實體在不同時刻的狀態(tài)信息、戰(zhàn)場環(huán)境信息及其變化、任務狀態(tài)信息。為了減少記錄和存儲數(shù)據(jù)量,數(shù)據(jù)采集技術還應包括冗余數(shù)據(jù)識別與踢出技術,即變化不大的數(shù)據(jù)需要避免充分記錄存儲。
實驗數(shù)據(jù)處理技術對上述采集數(shù)據(jù)進行多維的展現(xiàn)和各種統(tǒng)計分析。多維展現(xiàn)采用圖標、圖形、圖像等手段,表現(xiàn)出敵對作戰(zhàn)力量部署態(tài)勢、作戰(zhàn)行動或作戰(zhàn)過程演示,單個或單類要素信息詳圖,如電磁態(tài)勢信息的可視化等;統(tǒng)計分析包括單次實驗結果統(tǒng)計、多次實驗結果統(tǒng)計分析,并能以餅圖、直方圖等多種可視化的方式展現(xiàn)。
通過對裝甲兵作戰(zhàn)實驗的主要任務分析,裝甲兵作戰(zhàn)實驗系統(tǒng)應具有以下主要功能:①能夠較逼真地虛擬作戰(zhàn)空間與戰(zhàn)場環(huán)境;②能夠推演戰(zhàn)斗行動,評價戰(zhàn)斗預案;③能夠采集相關數(shù)據(jù),評估分析作戰(zhàn)效能;④能夠控制實驗節(jié)奏,再現(xiàn)戰(zhàn)斗進程與結果;⑤能夠改變作戰(zhàn)條件與作戰(zhàn)方案相關因素,重復進行作戰(zhàn)實驗研究。
目前,裝甲兵仿真方法主要有3種類型,即真實仿真、虛擬仿真和構造仿真。系統(tǒng)在設計時,應通過采用先進的分布交互式仿真技術、高層體系結構框架,提高各類仿真的互補性、互融性,將真實仿真、構造仿真和虛擬仿真有機融合在一起,通過實際兵力與虛擬兵力在多維空間的運用,達到虛實結合、人機結合,以著重研究和解決關乎裝甲兵作戰(zhàn)問題為目的的、一系列相關的、多層次的實驗活動。從體系結構上保障三類仿真的互聯(lián)、互通與互操作,在具體建設中,可以根據(jù)實際情況和應用需要建設有關內(nèi)容,但要預留一定的空間以便將來進行拓展。
建模與仿真是作戰(zhàn)實驗與分析最常用的方法,也是比較科學有效的方法。但其并不能解決所有問題,一是建模與仿真能力有限,對于結構化程度不良的裝甲兵作戰(zhàn)問題,是不能或難于建立其模型進行仿真的;二是受其基礎數(shù)據(jù)、模型、知識、規(guī)則等方面的限制,很多作戰(zhàn)實驗問題尚無法用建模和仿真手段解決。因此,對于資源較多、標準、翔實的結構化程度較高的裝甲兵作戰(zhàn)問題,可以采用建模與仿真方法來加以解決,而對于那些結構化程度不良的問題,難以采用建模與仿真的方法加以解決,這就有必要采用人機結合、人機交互的設計來實現(xiàn)。
裝甲兵作戰(zhàn)實驗平臺系統(tǒng),無論從軍事上還是技術上都是一個相當復雜的長期的系統(tǒng)工程,要把什么準備工作都搞清楚了再做勢必貽誤有利時期。為此,該系統(tǒng)構建時在明確總體規(guī)劃前提下,進行分部件、集成化開發(fā),構建系統(tǒng)體系結構,設計模型庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、知識與規(guī)則庫等各個部件,先集成一個互聯(lián)、互通的能運行的原型系統(tǒng),而后逐步地以增量式、滾動式發(fā)展策略實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的研制和開發(fā)。
裝甲兵作戰(zhàn)實驗知識體系構建與知識資源建設,力圖通過“哲理”與“數(shù)理”相結合,用形式化語言來描述、傳播與運用裝甲兵作戰(zhàn)理論與實踐經(jīng)驗;知識資源分數(shù)據(jù)、模型、想定等不同類別的知識體系進行獨立建設、綜合集成,是先進平臺系統(tǒng)構建的基本步驟,是構建各類各型系統(tǒng)的有效方法;從“資源”的本質(zhì)、作用來看,裝甲兵作戰(zhàn)實驗知識資源能為全軍聯(lián)合作戰(zhàn)實驗提供數(shù)據(jù)、模型、想定等知識體系,是進行裝甲兵建模仿真與實驗分析的基礎條件,能為裝甲兵作戰(zhàn)訓練信息系統(tǒng)建設提供基本信息資源,能為其他軍兵種的知識資源建設提供參考,能為上級作戰(zhàn)實驗、作戰(zhàn)模擬訓練、作戰(zhàn)決策等提高輔助決策、信息咨詢和信息資源產(chǎn)品。
裝甲兵作戰(zhàn)實驗系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)、模型和想定,是工程建設人員和應用人員共同關注的焦點,三者既是系統(tǒng)組成和運行不可分割的組成部分,同時也具有相對的獨立性。數(shù)據(jù)資源建設的重點是針對裝甲兵作戰(zhàn)實驗的需求,考慮數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應用、數(shù)據(jù)服務等數(shù)據(jù)的全生命周期,重點分析裝甲兵作戰(zhàn)實驗數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分類體系和建設實驗所需要的數(shù)據(jù)資源,進行數(shù)據(jù)的采集與加工,設計數(shù)據(jù)庫進行實驗數(shù)據(jù)錄入與校核。
模型的建設包括軍事概念建模、數(shù)理邏輯建模和仿真建模3個階段,其中,軍事概念建模是建模的重點和難點,其難在軍事人員不習慣用數(shù)理的方法來抽象一般用哲理方法表達的軍事問題,而這個過程就是建立作戰(zhàn)規(guī)則的過程,也就是說,建好了作戰(zhàn)規(guī)則,也就建好了軍事模型的重中之重。在軍事概念模型建好以后,數(shù)據(jù)邏輯建模和仿真建??梢酝ㄟ^工程技術人員來完成,相對于軍事概念建模也相對簡單,技術也非常成熟,此處不做過多討論,重點闡述裝甲兵作戰(zhàn)規(guī)則資源建設。
在進行裝甲兵作戰(zhàn)實驗時,一般意義上的軍事想定又賦予了新的涵義,它是使用作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)研究軍事問題或調(diào)試、檢驗作戰(zhàn)模擬系統(tǒng),對作戰(zhàn)基
本情況和條件的設想和假定。其內(nèi)容主要包括作戰(zhàn)時間、作戰(zhàn)地點、兵力規(guī)模、作戰(zhàn)編組、作戰(zhàn)部署、作戰(zhàn)任務、戰(zhàn)場環(huán)境及對抗過程中重要事件的時間序列等。
從裝甲兵作戰(zhàn)實驗任務和對象的需求角度,探索裝甲兵作戰(zhàn)實驗內(nèi)容體系,設計實驗課題,構建裝甲兵作戰(zhàn)實驗手段體系,研究裝甲兵作戰(zhàn)實驗的基本方法,分析裝甲兵作戰(zhàn)(仿真)實驗技術體系和平臺系統(tǒng)建設方法,在此基礎上,從數(shù)據(jù)、模型(規(guī)則)和想定的角度研究了裝甲兵作戰(zhàn)實驗知識體系構建與知識資源建設,對作戰(zhàn)實驗系統(tǒng)研制和作戰(zhàn)實驗活動開展具有較高的指導價值。
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