徐享忠，熊 君，王嘉銘

(1.陸軍裝甲兵學(xué)院演訓(xùn)中心，北京100072；2.陸軍裝甲兵學(xué)院研究生大隊(duì)，北京100072)

1 引言

由于軍事問題的復(fù)雜性，往往都需要根據(jù)研究目的，由軍事人員擬制相應(yīng)的軍事想定來(lái)限定邊界條件，以聚焦研究范圍。軍事想定描述層級(jí)及粒度受限，并不能直接用以驅(qū)動(dòng)裝備體系對(duì)抗仿真進(jìn)行初始化。仿真技術(shù)人員對(duì)軍事想定進(jìn)行補(bǔ)充與細(xì)化，運(yùn)用仿真想定編輯工具，生成仿真初始數(shù)據(jù)集，提供給裝備體系對(duì)抗仿真系統(tǒng)進(jìn)行初始化。

軍事人員和仿真技術(shù)人員的知識(shí)背景各異，語(yǔ)言體系不同，在軍事問題的一致理解上往往存在障礙。仿真想定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備、校核、管理和維護(hù)不直觀，非常繁瑣；在實(shí)際工作當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏、重復(fù)或者不一致、錯(cuò)誤等問題，技術(shù)人員不得不經(jīng)過多輪次校正才能保證仿真想定數(shù)據(jù)的質(zhì)量滿足要求。實(shí)際上，仿真想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與校核是一項(xiàng)串行(難以同步)、復(fù)雜(數(shù)據(jù)一致性差、易于出錯(cuò))、時(shí)間密集(持續(xù)幾個(gè)人月)的工作，某種程度上已經(jīng)成為裝備體系對(duì)抗仿真的瓶頸之一。出現(xiàn)這種局面的很重要的一個(gè)原因，是裝備體系對(duì)抗仿真想定數(shù)據(jù)的描述方法及內(nèi)容缺乏科學(xué)合理的規(guī)范的指導(dǎo)。

陸軍領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)成立以來(lái)，“軍委管總，軍種主建，戰(zhàn)區(qū)主戰(zhàn)”新型體制優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，陸軍院校、試驗(yàn)訓(xùn)練基地大力發(fā)展模擬仿真條件體系，模擬訓(xùn)練條件、作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)條件頂層規(guī)劃與建設(shè)力度不斷加大，裝備體系對(duì)抗仿真系統(tǒng)異地互聯(lián)成為常態(tài)。其中，LVC仿真[1](Live，Virtual，and Constructive Simulation)技術(shù)可以對(duì)類型不同、地理分布的試驗(yàn)場(chǎng)、演習(xí)場(chǎng)進(jìn)行綜合集成，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)資源的互聯(lián)互通互操作，成為裝備體系對(duì)抗的重要手段。這就對(duì)裝備體系對(duì)抗仿真想定數(shù)據(jù)管理提出了新的要求。

為加快仿真想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備速度，提高仿真想定數(shù)據(jù)質(zhì)量，并促進(jìn)仿真想定數(shù)據(jù)重用，學(xué)術(shù)界已在仿真想定概念、基于定制數(shù)據(jù)格式的仿真初始化、仿真想定描述語(yǔ)言及應(yīng)用、仿真想定描述規(guī)范等方面，開展了諸多相關(guān)研究。

2 仿真想定相關(guān)概念剖析

2.1 軍事想定

通常所說的“想定”是“軍事想定”。北約(NATO)研究報(bào)告、我軍軍語(yǔ)均給出了定義。

定義1(想定)[2]：是在與所關(guān)注事件相關(guān)的規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)設(shè)想(或?qū)嶋H)的地域、環(huán)境、手段、目標(biāo)與事件的描述。(北約研究報(bào)告，2010年)

此外，北約《指揮控制評(píng)估最佳實(shí)踐規(guī)范》[3]研究報(bào)告給出了類似定義。

定義2(想定)[4]：是按照訓(xùn)練課題對(duì)作戰(zhàn)雙方的企圖、態(tài)勢(shì)及作戰(zhàn)發(fā)展情況進(jìn)行設(shè)想和假定的演習(xí)文書，分為基本想定和補(bǔ)充想定，是組織、誘導(dǎo)軍事演習(xí)和作業(yè)的基本文書。(我軍軍語(yǔ)，2011年)

可見，與我軍軍語(yǔ)給出的定義相比，北約的定義更加注重要素描述；共同點(diǎn)則是，軍事想定一般只向下描述一到二級(jí)。例如，戰(zhàn)略級(jí)想定的分辨率到集團(tuán)軍、戰(zhàn)役級(jí)想定的分辨率到師(旅)、團(tuán)，戰(zhàn)術(shù)級(jí)想定的分辨率到連、排。

2.2 仿真想定

顯然，軍事想定不能直接滿足仿真程序初始化的需求。仿真想定源于軍事想定，又是對(duì)軍事想定的補(bǔ)充與細(xì)化。在仿真想定的基礎(chǔ)上，著眼重用性，又派生出“仿真想定片段”“仿真想定變體”等概念。

定義3(仿真想定)[5]：是對(duì)軍事想定中某時(shí)刻各元素的態(tài)勢(shì)及行動(dòng)方案的具體描述。這種描述傳遞的是“現(xiàn)實(shí)”(即真實(shí)的態(tài)勢(shì)信息，例如參與行動(dòng)的那些兵力)和“感知現(xiàn)實(shí)”(即基于情報(bào)而被認(rèn)為是真實(shí)的態(tài)勢(shì)信息)。

定義4(仿真想定)[6]：1.對(duì)(包含初始條件在內(nèi)的)訓(xùn)練的描述。它是會(huì)話數(shù)據(jù)庫(kù)中與單位和平臺(tái)編配、配置及任務(wù)區(qū)分相關(guān)的那些數(shù)據(jù)。2.為達(dá)成訓(xùn)練目標(biāo)，而施加給受訓(xùn)對(duì)象或系統(tǒng)的重要事件的條件與時(shí)間線的初始集合。

定義5(仿真想定)[7]：是根據(jù)仿真目的、基于相應(yīng)領(lǐng)域知識(shí)如軍事概念模型對(duì)擬仿真系統(tǒng)運(yùn)行過程的具體設(shè)定。

定義6(仿真想定)[8]：是在軍事想定的基礎(chǔ)上，經(jīng)過二次開發(fā)，提供仿真執(zhí)行所需要的軍事想定相關(guān)初始數(shù)據(jù)和作戰(zhàn)行動(dòng)過程腳本。

2.3 仿真想定片段

定義7(仿真想定片段)[5]：是仿真想定當(dāng)中那些自包含的部分。

“仿真想定片段”概念，有助于促進(jìn)仿真想定的結(jié)構(gòu)化描述，以及對(duì)仿真想定的特定部分進(jìn)行更加靈活的使用。但該定義以及其它定義[9-10]存在循環(huán)定義的情況，“仿真想定”與“仿真想定片段”之間的界限不夠清晰。仿真想定片段可被看作是仿真想定的小型、理想上是自包含的部分，思想是將仿真想定區(qū)分為可重用的部件，并按需進(jìn)行靈活組合。因此，仿真想定片段不應(yīng)包含特定地理位置或類似信息。

定義8(仿真想定片段)[11]：是特定集合實(shí)體的事件與行為的可重用、臨時(shí)有序集合。

2.4 仿真想定變體

出于仿真設(shè)計(jì)的需要，經(jīng)常要基于仿真想定的不同變體進(jìn)行執(zhí)行與分析。這些變體由通過參數(shù)(如，裝備數(shù)量，飛行高度)調(diào)整而得到。

定義9(仿真想定變體)[11]：是指出于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的需要，對(duì)孤立的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整而得到的想定。

現(xiàn)代條件下，裝備體系對(duì)抗仿真系統(tǒng)當(dāng)中往往同時(shí)存在構(gòu)造仿真、虛擬仿真和真實(shí)仿真等形態(tài)，而且，這些仿真在地理上可能是異地分布、遠(yuǎn)程交互的。需要方便地進(jìn)行相關(guān)想定模塊的分發(fā)，并保證不同仿真成員初始化條件的一致性。結(jié)合現(xiàn)代裝備體系對(duì)抗仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，并綜合上述有關(guān)仿真想定的定義，本文給出面向裝備體系對(duì)抗的仿真想定如下定義。

定義10(面向裝備體系對(duì)抗的仿真想定)：是在軍事想定補(bǔ)充與細(xì)化的基礎(chǔ)上，對(duì)各種形態(tài)仿真初始邊界條件所做的結(jié)構(gòu)化、形式化、參數(shù)化、模塊化描述，目的是增強(qiáng)仿真想定及其模塊的重用性，快速、高效、一致地滿足裝備體系對(duì)抗仿真系統(tǒng)初始化的需求。

3 基于定制數(shù)據(jù)格式的仿真初始化

作戰(zhàn)仿真都離不開仿真想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。加拿大eNGENUITY公司(原VPI公司)開發(fā)的軍事想定工具與生成環(huán)境(Scenario Toolkit and Generation Environment，STAGE)、美國(guó)MAK 公司開發(fā)的VR-Forces、美國(guó)Ternion公司開發(fā)的FLAMES、法國(guó)Virtual Sim公司開發(fā)的vsTASKER等貨架產(chǎn)品都提供了專用想定編輯工具。

傳統(tǒng)的仿真想定數(shù)據(jù)編輯不夠直觀，不便于在仿真初始化時(shí)就發(fā)現(xiàn)問題。作戰(zhàn)邊界條件的輸入及調(diào)整完善往往需經(jīng)過5-7個(gè)輪次才能趨于穩(wěn)定，這部分工作占用了仿真想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備80%以上的時(shí)間[12]。例如，對(duì)于實(shí)際持續(xù)1個(gè)月的戰(zhàn)役級(jí)想定，美國(guó)蘭德公司的聯(lián)合一體化應(yīng)急模型(Joint Integrated Contingency Model，JICM)僅需運(yùn)行2-3分鐘，適合于探索性分析(Exploratory Analysis，EA)，仿真想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間卻短則幾個(gè)月(在已有相近想定數(shù)據(jù)集基礎(chǔ)上修改)、長(zhǎng)則半年(從頭開始準(zhǔn)備)[13]。美軍聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)JWARS[14]的情形與此類似。

美陸軍啟動(dòng)了指揮控制與仿真初始化系統(tǒng)(Army C4I and Simulation Initialization System，ACSIS)項(xiàng)目，試圖大幅壓縮想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間。美陸軍近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練(Close Combat Tactical Training，CCTT)項(xiàng)目的指揮官演練初始化工具集(Commanders Exercise Initialization Toolkit，CEIT)，采用微軟PowerPoint建立想定，包含演練涉及的編制、實(shí)體和戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)圖。2004年，半自動(dòng)兵力(One Semi-Automated Forces，OneSAF)項(xiàng)目提出在仿真程序內(nèi)部和仿真程序之間重復(fù)使用想定的想法，導(dǎo)致了軍事想定定義語(yǔ)言(Military Scenario Definition Language，MSDL)的產(chǎn)生[15]。2005 年仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)化組織(Simulation Interoperability Standards Organization，SISO)成立MSDL研究小組，負(fù)責(zé)對(duì)想定格式和內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范[16]。

4 仿真想定描述語(yǔ)言及應(yīng)用

學(xué)術(shù)界普遍采用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(eXtensible Markup language，XML)作為仿真想定的載體，影響最大的當(dāng)屬仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)化組織(Simulation Interoperability Standards Organization，SISO)于2008年發(fā)布、于2015年再次確認(rèn)的MSDL 1.0[5]，CAE、IABG、SAAB和MITRE等大公司正推動(dòng)MSDL走向2.0。MSDL具有獨(dú)立于仿真系統(tǒng)的特性，實(shí)現(xiàn)了仿真想定與仿真系統(tǒng)間的松耦合，提高了仿真想定的可重用性。

在基于仿真想定描述語(yǔ)言的仿真初始化方面：MATREX[17](Modeling Architecture for Technology，Research，and Experimentation，用于技術(shù)、研究與試驗(yàn)的建模架構(gòu))將MSDL用于確保聯(lián)邦成員初始化的一致性；將任務(wù)式指揮系統(tǒng)中的作戰(zhàn)序列，從全球力量管理數(shù)據(jù)倡議(Global Force Management Data initiative，GFMDI)[18]格式，以MSDL為數(shù)據(jù)交換格式，導(dǎo)入仿真系統(tǒng)進(jìn)行初始化，實(shí)現(xiàn)初始數(shù)據(jù)的有效分享；北約建模與仿真組織(NATO Modeling and Simulation Group，NMSG)啟動(dòng)了想定初始化與執(zhí)行(Scenario INitialization and EXecution，SINEX)項(xiàng)目，綜合運(yùn)用聯(lián)合作戰(zhàn)管理語(yǔ)言(Coalition-Battle Management Language，C-BML)和軍事想定定義語(yǔ)言(MSDL)來(lái)解決仿真想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的難題[19]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者則提出“仿真想定標(biāo)記語(yǔ)言(Simulation Scenario Markup Language，SSML)”[20]、“想定標(biāo)記描述語(yǔ)言(Scenario Description Markup Language，SDML)”[21]等基于XML的仿真想定標(biāo)記語(yǔ)言，以及基于XML的海軍作戰(zhàn)仿真想定設(shè)計(jì)[22-23]、基于SysML的作戰(zhàn)計(jì)劃可視化建模[24]、基于Petri網(wǎng)的全覆蓋想定生成[25]等方法，并研究了分布式作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)想定開發(fā)執(zhí)行的步驟[26]、基于XML的想定可重用[27]、基于MSDL和C-BML的想定形式化描述[28]、基于Web本體語(yǔ)言(Web Ontology Language，OWL)的仿真想定本體構(gòu)建[29]等技術(shù)。

5 仿真想定描述規(guī)范

北約與美軍開發(fā)了聯(lián)合協(xié)調(diào)、指揮與控制信息交換數(shù)據(jù)模型(Joint Consultation，Command and Control Information Exchange Data Model，JC3IEDM)、指揮與控制信息交換數(shù)據(jù)模型(Command and Control Information Exchange Data Model，C2IEDM)、全球力量管理數(shù)據(jù)信息交換模型(Global Force Management Data Information Exchange Model，GFMIEDM)，為仿真想定數(shù)據(jù)的規(guī)范化描述奠定了數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)。

仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)化組織(SISO)采用XML Schema技術(shù)，于2018年制訂了MSDL Schema[30]，包含參戰(zhàn)方、編制、作戰(zhàn)環(huán)境、軍事設(shè)施、透明圖、戰(zhàn)術(shù)圖層和非戰(zhàn)爭(zhēng)軍事行動(dòng)(Military Operations Other Than War，MOOTW)等9大要素，遵循美軍條令條例、美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)條令條例是：野戰(zhàn)手冊(cè)FM 3-0 《作戰(zhàn)》、FM 5-0 《陸軍計(jì)劃制訂與命令生成》、FM 100-7 《決定性力量——戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)中的陸軍》和聯(lián)合出版物JP 1-02《美國(guó)國(guó)防部軍事及相關(guān)術(shù)語(yǔ)詞典》，軍用標(biāo)準(zhǔn)是：《聯(lián)合協(xié)調(diào)、指揮與控制信息交換數(shù)據(jù)模型(JC3IEDM)》、MIL-STD 2525B《通用戰(zhàn)術(shù)符號(hào)接口標(biāo)準(zhǔn)》、北約《陸上系統(tǒng)軍隊(duì)標(biāo)號(hào)》，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是：國(guó)家圖像與測(cè)繪局《數(shù)據(jù)、地球橢球體、網(wǎng)格與網(wǎng)格坐標(biāo)系》，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是：XML、BOM(Base Object Model，基礎(chǔ)對(duì)象模型)、ISO 8601-1:2000(《信息交換中的日期與時(shí)間表示》，已被ISO 8601-1:2019取代)、ISO 3166:1993《國(guó)家及所轄地區(qū)代碼》。

MSDL Schema的優(yōu)點(diǎn)主要是：①提供了仿真想定的一種規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化、形式化的表達(dá)方法，可以為仿真想定描述提供指導(dǎo)；②架構(gòu)合理，具有良好的擴(kuò)展性。MSDL Schema中的數(shù)據(jù)分為數(shù)據(jù)字典、簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型、復(fù)雜數(shù)據(jù)類型、公共屬性等不同層次，并運(yùn)用“包含”機(jī)制，引入JC3IEDM的描述規(guī)范以及BOM的modelID元素，避免重復(fù)定義。MSDL Schema的不足主要是：①內(nèi)容非常龐雜，包含9個(gè)復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和102個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型，9大要素有待整合優(yōu)化，用戶不易理解與運(yùn)用；②對(duì)部隊(duì)序列、裝備裝載、平臺(tái)狀態(tài)、單兵任務(wù)分配等有關(guān)內(nèi)容的描述也不夠完善；③缺乏具體的操作順序和步驟，實(shí)際操作難度較高。

國(guó)內(nèi)研究方面：GJB 7854-2012[31]規(guī)定了作戰(zhàn)仿真想定的組成要素及其描述要求，但沒有給出形式化描述以及要素的約束關(guān)系；GJB 7878-2012[32]著眼陸軍合同戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練演習(xí)想定數(shù)據(jù)通用要求，提出了針對(duì)性、實(shí)用性、準(zhǔn)確性、前瞻性等4個(gè)描述原則，規(guī)定了演習(xí)想定數(shù)據(jù)的內(nèi)容與描述要求，但主體內(nèi)容仍是非結(jié)構(gòu)化描述；GJB 9364-2018[33]采用XML規(guī)定了電子對(duì)抗作戰(zhàn)仿真想定數(shù)據(jù)交換格式，但要素內(nèi)容仍是數(shù)據(jù)庫(kù)格式。文獻(xiàn)[34]梳理了仿真想定生成的內(nèi)容抽取和表達(dá)的現(xiàn)狀，而未能提出仿真想定描述規(guī)范；文獻(xiàn)[35]給出了MSDL與C-BML相結(jié)合的復(fù)雜電磁環(huán)境想定描述通用規(guī)范，但缺乏有效性檢驗(yàn)；文獻(xiàn)[36]對(duì)軍用仿真發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，指出了MSDL與C-BML在促進(jìn)仿真系統(tǒng)與指揮信息系統(tǒng)語(yǔ)義互操作方面的重要性。

6 結(jié)束語(yǔ)

已有研究主要存在如下局限性：①大多未提供仿真想定結(jié)構(gòu)化描述，或者提供的結(jié)構(gòu)化描述沒有突出作戰(zhàn)計(jì)劃等著點(diǎn)內(nèi)容。②大多未能提供仿真想定描述規(guī)范，或者提供的仿真想定描述規(guī)范過于復(fù)雜且不符合我國(guó)我軍實(shí)際。③對(duì)時(shí)間、坐標(biāo)、空間位置等基本元素的描述不一致，不便于仿真程序統(tǒng)一處理。④對(duì)仿真想定元數(shù)據(jù)的描述不夠，對(duì)使用時(shí)間間隔(相對(duì)時(shí)間)來(lái)描述軍事行動(dòng)重視不夠，不便于仿真想定重用。

針對(duì)面向裝備體系對(duì)抗的仿真中，仿真想定數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、質(zhì)量不容易保證、缺乏重用機(jī)制等問題，下一步，將在已有研究基礎(chǔ)上，著重圍繞仿真想定數(shù)據(jù)體系構(gòu)成、仿真想定數(shù)據(jù)描述規(guī)范以及仿真想定數(shù)據(jù)管理機(jī)制展開相關(guān)研究。