（中國(guó)人民解放軍91404部隊(duì) 秦皇島 066001）

1 引言

海軍訓(xùn)練方案是海軍組織演習(xí)/訓(xùn)練時(shí)，依據(jù)首長(zhǎng)意圖、訓(xùn)練計(jì)劃和訓(xùn)練任務(wù)，計(jì)劃參訓(xùn)兵力訓(xùn)練內(nèi)容，包括訓(xùn)練兵力的部署、兵力使用、武器選擇、戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用、行動(dòng)方法和協(xié)同事項(xiàng)、組織指揮等。通常以文字描述為主，并輔以表格、要圖；或以海圖注記為主，輔以表格形式表達(dá)。

訓(xùn)練方案預(yù)先檢驗(yàn)是指在訓(xùn)練實(shí)施前，按訓(xùn)練計(jì)劃意圖、訓(xùn)練方案、訓(xùn)練進(jìn)程，對(duì)后續(xù)各個(gè)訓(xùn)練階段中部署和行動(dòng)所造成的狀態(tài)進(jìn)行演練分析的過程。為保證參訓(xùn)人員和保障部門能夠按照訓(xùn)練方案進(jìn)行操練和協(xié)同執(zhí)行，確保訓(xùn)練方案中兵力的部署、行動(dòng)、武器選擇、戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用科學(xué)、合理，在訓(xùn)練實(shí)施之前，有必要進(jìn)行訓(xùn)練方案預(yù)先檢驗(yàn)，以提供科學(xué)可靠的輔助決策建議。

2 訓(xùn)練方案預(yù)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練方案“對(duì)比評(píng)估、迭代優(yōu)化”。對(duì)仿真計(jì)算提出了更高分辨率的模型，采用以信息系統(tǒng)為核心的推演框架，能夠更加全面、細(xì)化地考慮作戰(zhàn)過程的各種要素，特別是信息系統(tǒng)對(duì)作戰(zhàn)過程的影響，在前期明確了作戰(zhàn)方案和影響要素的基礎(chǔ)上，對(duì)預(yù)驗(yàn)過程中需要量化分析的具體問題和具體戰(zhàn)術(shù)環(huán)節(jié)，運(yùn)用仿真計(jì)算開展檢驗(yàn)，并通過評(píng)估訓(xùn)練方案對(duì)作戰(zhàn)過程和結(jié)果的影響來實(shí)現(xiàn)對(duì)方案的迭代選優(yōu)。系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)如下。

訓(xùn)練方案預(yù)驗(yàn)執(zhí)行流程如圖2所示，首先，通過解析訓(xùn)練方案并校驗(yàn)其格式正確性，其次根據(jù)訓(xùn)練方案內(nèi)容準(zhǔn)備模型、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等；再次將戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，通過仿真計(jì)算，檢驗(yàn)方案的航路合理性、時(shí)間合理性、組織合理性及方案執(zhí)行效果等。

本文重點(diǎn)研究訓(xùn)練區(qū)域網(wǎng)格劃分和航路合理性、時(shí)間合理性、組織合理性及方案執(zhí)行效果檢驗(yàn)等技術(shù)。

圖1 訓(xùn)練方案預(yù)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3 訓(xùn)練區(qū)域網(wǎng)格化技術(shù)

訓(xùn)練方案中區(qū)域的描述是通過區(qū)域的頂點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行描述的，所以對(duì)訓(xùn)練區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，首選需要將訓(xùn)練區(qū)域進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。將訓(xùn)練區(qū)域的地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化到直角坐標(biāo)系。

用r表示正六邊形中心到任意一條邊的距離，在本發(fā)明中稱為正六變形的半徑。用v表示參訓(xùn)兵力的速度V={v1，v2，...vi...vm}，下標(biāo)字母i表示第i個(gè)兵力，vi表示第i個(gè)兵力的速度，m表示參訓(xùn)兵力的數(shù)量。

為了降低訓(xùn)練方案預(yù)驗(yàn)過程中由于兵力行動(dòng)產(chǎn)生誤差，保證兵力每周期可以運(yùn)動(dòng)整數(shù)個(gè)網(wǎng)格，采用如下的步驟處理速度并確定網(wǎng)格大小：

l表示消除小數(shù)時(shí)的因子，l一般取10的冪。如速度為12.5m/s、1.24m/s，則l取102=100 。

2）計(jì)算填充正六變形的半徑r，用下式計(jì)算：

對(duì)于N個(gè)兵力參與訓(xùn)練的應(yīng)用情況，其方案合理性的驗(yàn)證，可以通過多次檢驗(yàn)每一條航路來完成全部航路合理性的檢驗(yàn)；通過多次檢驗(yàn)單個(gè)兵力的每一條航路來完成全部時(shí)間合理性的檢驗(yàn)；通過對(duì)多次檢驗(yàn)單個(gè)兵力的組織合理性完成組織合理性的檢驗(yàn)。從而滿足對(duì)方案預(yù)驗(yàn)的檢驗(yàn)要求。

圖2 訓(xùn)練方案預(yù)驗(yàn)執(zhí)行流程示意圖

以便于后續(xù)步驟的理解，在以下步驟除打擊效果預(yù)驗(yàn)中，僅對(duì)一條航路、單個(gè)兵力的預(yù)驗(yàn)進(jìn)行說明。

4 訓(xùn)練方案預(yù)驗(yàn)技術(shù)

1）各兵力航路設(shè)置合理性檢驗(yàn)

用yij表示航路，用t表示時(shí)間，下標(biāo)中的兩個(gè)字母ij分別表示兵力i和航線號(hào)j。

考慮兵力在訓(xùn)練中不會(huì)完全按照網(wǎng)格來行動(dòng)，當(dāng)兵力運(yùn)動(dòng)方向不是0°，60°，120°，180°，240°，300°時(shí)，尤其是當(dāng)兵力的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?30°，60°，90°，150°，210°，270°，330°時(shí)，由圖2計(jì)算得最大誤差會(huì)達(dá)到：。

圖3 訓(xùn)練網(wǎng)格誤差分析

因此需要對(duì)速度進(jìn)行一定的修正，需要引入在修正因子h，h由下式計(jì)算得到：

φ為兵力運(yùn)動(dòng)航向。

考慮不同海況對(duì)兵力機(jī)動(dòng)的影響，經(jīng)過修正后的速度用下式計(jì)算，用vimаx表示兵力i的最大運(yùn)行速度。可通過查詢海軍標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中獲得當(dāng)前訓(xùn)練海區(qū)的海況等級(jí)。

式中：S是參訓(xùn)兵力所在的訓(xùn)練區(qū)域的海況等級(jí)；Smk是參訓(xùn)兵力所能承受的最大海況等級(jí)；比較yij和，如果，則航路設(shè)置有誤。

采用上述方法計(jì)算每一條航線。

2）兵力行動(dòng)時(shí)間合理性檢驗(yàn)

根據(jù)步驟2）中速度修正方法對(duì)兵力的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行修正，用下式計(jì)算：

3）組織合理性檢驗(yàn)

用Ri表示兵力i裝載傳感器的探測(cè)區(qū)域半徑，Di表示兵力i裝載武器的打擊區(qū)域半徑，Ci表示兵力i裝載通信設(shè)備的通信半徑。

（1）對(duì)己兵力i為原點(diǎn)，根據(jù)傳感器的探測(cè)性能，對(duì)距離原點(diǎn)不足NRi個(gè)正六邊形的區(qū)域進(jìn)行著色，NRi個(gè)數(shù)由下式確定：

采用上述方法著色兵力的探測(cè)區(qū)域內(nèi)的正六邊形。進(jìn)入該著色區(qū)內(nèi)兵力目標(biāo)即可認(rèn)定是可探測(cè)到的目標(biāo)。檢查方案規(guī)定時(shí)刻兵力進(jìn)入著色區(qū)的情況，可完成兵力探測(cè)的合理性檢驗(yàn)。

（2）對(duì)己兵力i為原點(diǎn)，根據(jù)武器的打擊性能參數(shù)，對(duì)距離原點(diǎn)小于NDi的正六邊形進(jìn)行著色，NDi個(gè)數(shù)由下式確定：

采用上述方法著色兵力的武器打擊區(qū)域內(nèi)的正六邊形。進(jìn)入該著色區(qū)內(nèi)兵力目標(biāo)即可認(rèn)定是可打擊到的目標(biāo)。檢查方案規(guī)定時(shí)刻兵力進(jìn)入著色區(qū)的情況，可完成兵力打擊的合理性檢驗(yàn)。

（3）對(duì)己兵力i為原點(diǎn)，根據(jù)通信設(shè)備的性能參數(shù)，對(duì)距離原點(diǎn)小于NCi的正六邊形進(jìn)行著色，NCi個(gè)數(shù)由下式確定：

采用上述方法著色兵力的通信區(qū)域內(nèi)的正六邊形。進(jìn)入該著色區(qū)內(nèi)兵力目標(biāo)即可認(rèn)定是可進(jìn)行通信的目標(biāo)。檢查方案規(guī)定時(shí)刻兵力進(jìn)入著色區(qū)的情況，可完成兵力通信的合理性檢驗(yàn)。

圖4 檢驗(yàn)效果圖

4）對(duì)抗效果檢驗(yàn)

訓(xùn)練對(duì)抗的毀傷結(jié)果由蘭切斯特平方律計(jì)算得到。如下所示。

式中：t表示戰(zhàn)斗時(shí)刻；m(t)，n(t)表示打擊開始后t時(shí)刻，對(duì)抗兵力剩存的戰(zhàn)斗兵力數(shù)量；α，β分別表示打擊雙方的戰(zhàn)斗損耗系數(shù)。建議取α=β。

由式（9）中兩式相除并積分，可得：

5 結(jié)語

本文充分考慮了訓(xùn)練方案要素組成，基于戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)格劃分，詳細(xì)分析了訓(xùn)練方案預(yù)驗(yàn)流程，并在戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)格化基礎(chǔ)上，對(duì)訓(xùn)練方案航路合理性、時(shí)間合理性、組織合理性及方案執(zhí)行效果檢驗(yàn)的方法進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上通過“對(duì)比評(píng)估、迭代優(yōu)化”，提高訓(xùn)練方案的有效性，并為下一步大數(shù)據(jù)和人工智能支持下的智能化方案檢驗(yàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。