李明忠,張建康,車(chē)萬(wàn)方
(1.空軍裝備研究院,北京 100076;2.復(fù)雜系統(tǒng)第四實(shí)驗(yàn)室,北京 100076)
廣義地講,所謂數(shù)據(jù)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等所獲得的和用于科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)計(jì)、查證、決策等的數(shù)值。在信息系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域中,通常認(rèn)為數(shù)據(jù)是客觀(guān)事物的屬性、數(shù)量、位置及其相關(guān)等的抽象表示,其表現(xiàn)形式不僅指數(shù)字,還可以是文字、圖形及聲音[1],現(xiàn)代計(jì)算機(jī)可以接受所有類(lèi)型的數(shù)據(jù)。現(xiàn)代作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是一個(gè)以模型為核心、以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的信息處理系統(tǒng),其運(yùn)行的過(guò)程也就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷調(diào)用、處理、生成和傳送的過(guò)程,因此數(shù)據(jù)是作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的重要部分,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性直接關(guān)系到作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的實(shí)用性及仿真結(jié)果的真實(shí)性。
然而,在作戰(zhàn)仿真研究領(lǐng)域,人們往往將關(guān)注焦點(diǎn)聚焦于數(shù)學(xué)模型構(gòu)建及程序的開(kāi)發(fā)上,而對(duì)數(shù)據(jù)缺乏足夠的重視,更缺乏對(duì)數(shù)據(jù)特點(diǎn)、來(lái)源等基礎(chǔ)問(wèn)題相對(duì)系統(tǒng)的研究。實(shí)際上,作戰(zhàn)仿真研究中,數(shù)據(jù)問(wèn)題是一個(gè)相對(duì)基礎(chǔ)的研究課題,也是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及運(yùn)行中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一[1]。為此,本文針對(duì)作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)問(wèn)題,在對(duì)軍事數(shù)據(jù)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上,研究數(shù)據(jù)分類(lèi)、來(lái)源以及形成過(guò)程等,旨在深化對(duì)作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí),為作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)研發(fā)及其運(yùn)行中數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。
軍事數(shù)據(jù),就是對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境、武器裝備、作戰(zhàn)條件、作戰(zhàn)行動(dòng)及部隊(duì)的編制編成等軍事信息進(jìn)行量化處理后所形成的數(shù)據(jù)。作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)是作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及其運(yùn)行中運(yùn)用的軍事數(shù)據(jù),其本質(zhì)是作戰(zhàn)仿真中各種軍事信息的具體表現(xiàn)形式,通常是對(duì)構(gòu)成戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境的各要素信息量化處理后形成的,內(nèi)容涵蓋了武器裝備、力量構(gòu)成、作戰(zhàn)保障等各個(gè)方面。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析,可發(fā)現(xiàn)其具有層次關(guān)聯(lián)性、相對(duì)性、廣泛性、主次之分性、可變性、精確性或模糊性等主要特征[2-4]。
數(shù)據(jù)層次關(guān)聯(lián)性,是由影響軍事行動(dòng)及其結(jié)果因素的多樣性所決定的。在實(shí)際軍事問(wèn)題中,影響軍事行動(dòng)及其結(jié)果的因素較多,這些因素之間又都存在著內(nèi)在聯(lián)系。當(dāng)用數(shù)據(jù)的形式表示這些因素時(shí),它們之間不僅相互關(guān)聯(lián)且有層次之分,每一個(gè)(或一組)數(shù)據(jù)都必然地在軍事數(shù)據(jù)體系中處于一定的層次上,有時(shí)下層數(shù)據(jù)的變化還會(huì)給上一層次的數(shù)據(jù)帶來(lái)影響。所有數(shù)據(jù)相互結(jié)合在一起,就客觀(guān)地反映著一定的戰(zhàn)斗條件、情況和過(guò)程。
從對(duì)數(shù)據(jù)層次及其關(guān)聯(lián)性的分析可以看出,同一個(gè)數(shù)據(jù)相對(duì)其上一層次的數(shù)據(jù)是基礎(chǔ),而相對(duì)其下一層次的數(shù)據(jù)又是結(jié)果。從另一角度看,每個(gè)數(shù)據(jù)都有其形成條件、準(zhǔn)確程度及適用范圍。因此,數(shù)據(jù)之間就這種基礎(chǔ)、條件與結(jié)果的關(guān)系特性以及準(zhǔn)確程度來(lái)說(shuō),是具有相對(duì)性。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)的廣泛性。現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)涉及面廣、包涵的因素多,要對(duì)這一復(fù)雜系統(tǒng)的建模與仿真,所需要的數(shù)據(jù)上至天文氣象、電磁空間,下至地理環(huán)境,涉及到人員、武器、裝備、戰(zhàn)斗行動(dòng)及其指揮等各個(gè)方面,范圍極廣、數(shù)量巨大。
數(shù)據(jù)的主次之分性,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是在同一個(gè)層次的數(shù)據(jù)中,數(shù)據(jù)所代表的因素對(duì)戰(zhàn)斗行動(dòng)及其結(jié)果影響的重要性并不是處于同等位置,重要性程度高的數(shù)據(jù)對(duì)戰(zhàn)斗行動(dòng)及其結(jié)果的影響大,反之,影響較小;二是同一數(shù)據(jù)在不同的軍事問(wèn)題、不同的模型中,其重要性程度也不一樣。例如,描述飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的加速度數(shù)據(jù),在以空戰(zhàn)仿真為主的武器平臺(tái)級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)仿真系統(tǒng)中,就是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),而在戰(zhàn)役級(jí)、戰(zhàn)略級(jí)仿真中,有時(shí)甚至可以忽略。
作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),有些是固定不變的,如武器裝備的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)參數(shù)、固定機(jī)場(chǎng)參數(shù)等,而有些數(shù)據(jù)是隨著客觀(guān)條件、系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)以及其他數(shù)據(jù)的改變而改變,這種數(shù)據(jù)在作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)占有相當(dāng)?shù)谋戎亍@纾恍└鲬?zhàn)想定相關(guān)的數(shù)據(jù)(部隊(duì)編制、編成等),就會(huì)隨著作戰(zhàn)想定的改變而變化。還有一些與仿真進(jìn)程緊密相連的數(shù)據(jù),如參加戰(zhàn)斗的武器裝備、人員數(shù)量等,會(huì)隨著仿真進(jìn)程的前進(jìn)不斷發(fā)生變化。對(duì)于固定不變的數(shù)據(jù),其不變性也是相對(duì)的,有時(shí)也會(huì)隨著武器裝備的技術(shù)進(jìn)步而改變,這些都是數(shù)據(jù)可變性的體現(xiàn)。
精確性或模糊性,是指作戰(zhàn)仿真應(yīng)用中的數(shù)據(jù)有些是具有精確性的,有些是具有半定量性質(zhì)。例如,一些武器裝備的基本參數(shù)、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)數(shù)據(jù)等,一般都是經(jīng)過(guò)精確實(shí)驗(yàn)或測(cè)量得到的,一定意義上講諸如該類(lèi)數(shù)據(jù)是具有精確性的。而對(duì)于那些通過(guò)統(tǒng)計(jì)、估測(cè)或無(wú)法量化而借助數(shù)學(xué)手段量化得到的數(shù)據(jù),如各種類(lèi)型的作戰(zhàn)指數(shù)、具有概率特征的一些數(shù)據(jù)等,就是具有模糊性的。
目前對(duì)作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)的分類(lèi)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),從不同的角度劃分可以得到不同的分類(lèi)[12-13]。例如,按照作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)程的不同,可以把數(shù)據(jù)分為初始化數(shù)據(jù)、運(yùn)行過(guò)程數(shù)據(jù)、運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)等;按照數(shù)據(jù)所屬的軍事范疇不同,可以將其劃分為戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)、武器裝備數(shù)據(jù)、部隊(duì)編成數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)方案數(shù)據(jù)等。但實(shí)踐中,不存在哪一種分類(lèi)方法能夠適用于所有的應(yīng)用場(chǎng)合。這里本著能最大限度地反映不同類(lèi)型數(shù)據(jù)之間的本質(zhì)區(qū)別,并盡可能保持相互之間的獨(dú)立性,結(jié)合作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn),給出兩種最為有效的分類(lèi)(如圖1所示):一是基于數(shù)據(jù)性質(zhì)的分類(lèi),二是基于作戰(zhàn)仿真中數(shù)據(jù)作用的分類(lèi)。

圖1 作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)分類(lèi)
按數(shù)據(jù)性質(zhì)的不同,可將作戰(zhàn)仿真中應(yīng)用的數(shù)據(jù)分為4類(lèi):元數(shù)據(jù)、固化數(shù)據(jù)、實(shí)例數(shù)據(jù)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)。
1)元數(shù)據(jù)。又稱(chēng)作基本數(shù)據(jù)、說(shuō)明數(shù)據(jù),是指對(duì)作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)所應(yīng)用的數(shù)據(jù)作說(shuō)明、解釋的數(shù)據(jù),主要包括對(duì)數(shù)據(jù)的特征、來(lái)源、類(lèi)型、質(zhì)量、精度、標(biāo)準(zhǔn)等數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)情況進(jìn)行的說(shuō)明,還有不同分系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信的協(xié)議等等。這種類(lèi)型數(shù)據(jù)一般不直接參與模型的運(yùn)算和系統(tǒng)運(yùn)行,只作為建模的參考數(shù)據(jù),但對(duì)系統(tǒng)中所運(yùn)用數(shù)據(jù)的整理、加工和收集具有非常重要的作用,是進(jìn)行數(shù)據(jù)工程化的基礎(chǔ)。
2)固化數(shù)據(jù)。是指那些其數(shù)據(jù)值已經(jīng)以固化的方式嵌入作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)內(nèi)部代碼中的數(shù)據(jù)。通常情況下,這些數(shù)據(jù)(包括常量)已經(jīng)作為模型的基本條件直接編寫(xiě)進(jìn)程序代碼,其可信度、分辨率、精度等對(duì)仿真結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生很大影響。
3)實(shí)例數(shù)據(jù)。是指作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)初始化和運(yùn)行過(guò)程中用到的數(shù)據(jù),其實(shí)質(zhì)是系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)類(lèi)、對(duì)象實(shí)例化的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)是作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)的主體,其一般保存在數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫(kù)中,也可以由用戶(hù)通過(guò)交互接口輸入。
4)驗(yàn)證數(shù)據(jù)。是用于檢驗(yàn)仿真結(jié)果與真實(shí)世界的吻合度,以判斷仿真結(jié)果有用性的數(shù)據(jù)。驗(yàn)證數(shù)據(jù)往往來(lái)自于試驗(yàn)、實(shí)兵演習(xí)、戰(zhàn)爭(zhēng)的歷史數(shù)據(jù),或者來(lái)自于已被驗(yàn)證過(guò)的仿真系統(tǒng)的模擬結(jié)果,也可用來(lái)自于領(lǐng)域?qū)<业慕?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。驗(yàn)證數(shù)據(jù)最大特點(diǎn)[11],是其不直接用于仿真的運(yùn)行,只用于建模與仿真VV&A及其相關(guān)的活動(dòng)。
按作用不同對(duì)作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi),最符合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)研發(fā)中數(shù)據(jù)分類(lèi)的習(xí)慣,當(dāng)前在實(shí)踐中應(yīng)用最為普遍。按此標(biāo)準(zhǔn),可以將作戰(zhàn)仿真的數(shù)據(jù)分為五大類(lèi)[2-3]:基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、方案想定數(shù)據(jù)、系統(tǒng)執(zhí)行期數(shù)據(jù)、運(yùn)行管理與配置數(shù)據(jù)。
1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單地說(shuō),其主要是指不因想定、作戰(zhàn)方案等具體仿真內(nèi)容的改變而改變的數(shù)據(jù),它是所有數(shù)據(jù)中處于最基本層次的數(shù)據(jù)。其最大的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、涉及面廣,并具有相對(duì)的穩(wěn)定性。主要包括武器裝備的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能參數(shù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)指揮數(shù)據(jù)(如戰(zhàn)斗隊(duì)形、指揮反應(yīng)時(shí)間等)、部隊(duì)編制等。一般情況下,該類(lèi)型的數(shù)據(jù)經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員整理成結(jié)構(gòu)化的信息之后存放在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中,被基礎(chǔ)模型調(diào)用、運(yùn)算、變換,產(chǎn)生出上一層次、甚至上幾個(gè)層次的數(shù)據(jù)后,再作為高層次模型的輸入數(shù)據(jù),最終影響到仿真運(yùn)行的結(jié)果。除此之外,實(shí)踐中往往也將各類(lèi)作戰(zhàn)文書(shū)模板、軍隊(duì)標(biāo)號(hào)數(shù)據(jù)劃為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)一般也不會(huì)因具體仿真內(nèi)容的不同而改變,只不過(guò)它的存儲(chǔ)模式是一系列的數(shù)據(jù)文件。
2)方案想定數(shù)據(jù)。相對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而言的,此類(lèi)數(shù)據(jù)是指隨著作戰(zhàn)仿真想定和作戰(zhàn)方案的變化而變化的數(shù)據(jù)。其本質(zhì)是將想定和方案中以文字、圖表等文書(shū)形式對(duì)特定演習(xí)訓(xùn)練活動(dòng)進(jìn)行表述和規(guī)定的信息,轉(zhuǎn)換成能夠被作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)理解的形式化、結(jié)構(gòu)化信息所形成的數(shù)據(jù)集合。主要包括戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)編成和部署數(shù)據(jù)、作戰(zhàn)方案數(shù)據(jù)、戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)數(shù)據(jù)、后勤裝備保障數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)都是以不同的庫(kù)文件形式存在于系統(tǒng)之中,有的是通過(guò)關(guān)鍵字的關(guān)聯(lián)從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取生成得到,有的是直接根據(jù)想定和方案內(nèi)容量化得到。以往通常情況下,把想定數(shù)據(jù)和方案數(shù)據(jù)區(qū)分對(duì)待,但它們都隨著具體仿真內(nèi)容不同而改變,本文將其統(tǒng)一歸為一類(lèi),即方案想定數(shù)據(jù)。按這樣的方法來(lái)劃分,不僅能體現(xiàn)該類(lèi)數(shù)據(jù)的特征,也更符合實(shí)際情況。
3)系統(tǒng)執(zhí)行期數(shù)據(jù)。從系統(tǒng)底層的視角來(lái)看,系統(tǒng)執(zhí)行期數(shù)據(jù)就是系統(tǒng)運(yùn)行中系統(tǒng)內(nèi)部各種模型之間進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流經(jīng)有效處理后,以人可以理解的形式表現(xiàn)出來(lái),其高級(jí)表現(xiàn)形態(tài)就是系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的各種圖表、事件報(bào)告等,它是作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)態(tài)勢(shì)顯示的重要依據(jù)和來(lái)源。例如,在二維視窗下,系統(tǒng)執(zhí)行期數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電子地圖上的軍標(biāo)移動(dòng),可實(shí)時(shí)顯示戰(zhàn)爭(zhēng)態(tài)勢(shì),反映作戰(zhàn)進(jìn)程的發(fā)展。
4)運(yùn)行管理與配置數(shù)據(jù)。就是與作戰(zhàn)模擬活動(dòng)組織管理及系統(tǒng)運(yùn)行配置相關(guān)的數(shù)據(jù)。其主要包括:仿真實(shí)施計(jì)劃、保障計(jì)劃、演習(xí)導(dǎo)調(diào)計(jì)劃、演習(xí)備考文書(shū)等一系列文件,參訓(xùn)人員的分組情況、席位劃分、角色設(shè)置及其權(quán)限設(shè)定、席位上下級(jí)關(guān)系,還有仿真步長(zhǎng)、運(yùn)行的控制策略等等。這些數(shù)據(jù)雖然與戰(zhàn)爭(zhēng)本身量化無(wú)關(guān),而且大部分不直接參與模型的計(jì)算,但與系統(tǒng)運(yùn)行和仿真活動(dòng)緊密相關(guān)。一般情況下,作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的類(lèi)型、仿真目的不同,運(yùn)行管理與配置數(shù)據(jù)也就不相同。因此,該類(lèi)型的數(shù)據(jù)可重用性低,一般只為特定的仿真系統(tǒng)或仿真所使用。
作戰(zhàn)仿真中的數(shù)據(jù)類(lèi)型多、數(shù)據(jù)量大、涉及面廣,其最終還是源自于對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)及其相關(guān)因素方方面面的分析和認(rèn)識(shí)。具體來(lái)源主要有[2,6]:武器裝備試驗(yàn)、訓(xùn)練演習(xí)、仿真實(shí)驗(yàn)、戰(zhàn)史戰(zhàn)例、兵要地志、統(tǒng)計(jì)計(jì)算。
武器裝備試驗(yàn)是獲取數(shù)據(jù)的主要途徑。作戰(zhàn)仿真的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中,有相當(dāng)一部分是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的武器裝備試驗(yàn)得到的。如各種武器裝備的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)、彈藥的特征與殺傷效果等武器效能數(shù)據(jù),一般都是通過(guò)武器裝備試驗(yàn)得到的。
對(duì)于武器裝備試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù),需要注意兩點(diǎn):一是要弄清試驗(yàn)的條件和背景,主要包括試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境、武器裝備的狀況、參試人員水平與素質(zhì)、試驗(yàn)的次數(shù)等,因?yàn)闂l件不同,會(huì)引起結(jié)果的變化;二是要弄清試驗(yàn)結(jié)果的處理過(guò)程,這樣有利于把握數(shù)據(jù)的誤差、精度等。
部隊(duì)組織的訓(xùn)練演習(xí),尤其是一些檢驗(yàn)性和實(shí)兵實(shí)彈的訓(xùn)練演習(xí),情況近似于實(shí)戰(zhàn),從中可以獲得一些數(shù)據(jù)。諸如各種武器操作速度、操作與測(cè)量誤差、進(jìn)行各種作業(yè)所需的時(shí)間、戰(zhàn)斗反應(yīng)速度、行軍速度、彈藥補(bǔ)給速率等具有實(shí)踐特性的數(shù)據(jù),大部分都是從訓(xùn)練演習(xí)中獲得的。
需要說(shuō)明的是,訓(xùn)練演習(xí)中得到的數(shù)據(jù)與訓(xùn)練情況設(shè)置的難度、要求的嚴(yán)格程度有關(guān)[3]。平時(shí)訓(xùn)練演習(xí)時(shí),參訓(xùn)的指戰(zhàn)員心理壓力小,獲得的數(shù)據(jù)指標(biāo)很大程度上可能會(huì)比實(shí)戰(zhàn)時(shí)要高。為此,作戰(zhàn)仿真中使用訓(xùn)練中得到的數(shù)據(jù)時(shí),要充分考慮到這些因素,要對(duì)平時(shí)訓(xùn)練中得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理,力爭(zhēng)使所使用的數(shù)據(jù)盡可能代表實(shí)戰(zhàn)時(shí)的情況。
仿真實(shí)驗(yàn)是將建模仿真技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合形成的一種新型科學(xué)研究手段,也是獲取作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)途徑與來(lái)源之一。實(shí)踐中,作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中需要的有些數(shù)據(jù),如敵我武器戰(zhàn)損比、敵防空系統(tǒng)對(duì)我威脅系數(shù)等,無(wú)法通過(guò)實(shí)兵實(shí)裝演習(xí)、試驗(yàn)中來(lái)獲取,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)就能很好地得到解決。
在應(yīng)用從仿真實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)時(shí),需要注意數(shù)據(jù)的可信性,必要的情況下,必須對(duì)其進(jìn)行權(quán)威的VV&A,否則會(huì)影響仿真結(jié)果的可信性。
對(duì)比分析過(guò)去戰(zhàn)爭(zhēng)的文獻(xiàn)、戰(zhàn)史戰(zhàn)例等資料,從中可以得到作戰(zhàn)仿真研究所需要的一些數(shù)據(jù)。尤其是在戰(zhàn)略仿真中,一些需要反映戰(zhàn)爭(zhēng)與社會(huì)關(guān)系以及具有長(zhǎng)期效應(yīng)的數(shù)據(jù),一般都是從戰(zhàn)史戰(zhàn)例資料中獲得的。在引用戰(zhàn)史戰(zhàn)例資料中的數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)選用不同資料對(duì)同一問(wèn)題描述比較一致的數(shù)據(jù),力爭(zhēng)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
在作戰(zhàn)仿真研究的發(fā)展史上,俄國(guó)運(yùn)籌學(xué)家澳西譜夫,通過(guò)系統(tǒng)地分析1805年到1905年100年間的38次戰(zhàn)爭(zhēng)的歷史數(shù)據(jù),提出了完整的作戰(zhàn)毀傷理論的數(shù)學(xué)表達(dá),開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代作戰(zhàn)仿真的經(jīng)驗(yàn)法[5]。英國(guó)運(yùn)籌學(xué)家蘭切斯特,也是在對(duì)過(guò)去戰(zhàn)爭(zhēng)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,提出了著名的蘭切斯特方程。從一定程度上說(shuō),以定量研究為標(biāo)志的現(xiàn)代軍事運(yùn)籌學(xué),就是起源于對(duì)過(guò)去戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)果數(shù)據(jù)的分析與對(duì)比。因此,過(guò)去戰(zhàn)爭(zhēng)的文獻(xiàn)、戰(zhàn)史戰(zhàn)例資料也是作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)來(lái)源之一。
兵要地志是平時(shí)由軍事機(jī)關(guān)從軍事行動(dòng)的需要出發(fā),對(duì)一些重要地區(qū)或戰(zhàn)略、戰(zhàn)役方向的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和自然條件進(jìn)行調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、評(píng)述的結(jié)論性資料。在兵要地志中,對(duì)社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)狀況、自然地理等均有大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[7],一些重要的地區(qū)(如橋梁、機(jī)場(chǎng)、城市、港口等)還有照片,對(duì)氣候、交通等也都有詳細(xì)的記載,從中可以獲得許多反映地理信息、重要目標(biāo)以及軍事行動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)使用兵要地志中的數(shù)據(jù)時(shí),要注意所參閱的兵要地志的形成時(shí)間,避免所引用的數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)不符的情況發(fā)生。
作戰(zhàn)仿真使用的數(shù)據(jù)中,有些數(shù)據(jù)無(wú)法獲取或一時(shí)難以獲取,就必須借助模型、通過(guò)數(shù)學(xué)的方法來(lái)獲取,也就是這里所說(shuō)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。其主要是對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源而講的,與對(duì)武器裝備試驗(yàn)、訓(xùn)練演習(xí)結(jié)果進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)計(jì)算不同。
目前,常采用的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法主要有德?tīng)柗品ā?nèi)插、外推與估測(cè)法。其中,德?tīng)柗品ǎ且环N匯集專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的有效方法,采用專(zhuān)家打分來(lái)獲得需要的數(shù)值,廣泛應(yīng)用于多層次指標(biāo)評(píng)估權(quán)重的確定;內(nèi)插,是指求取已知數(shù)據(jù)間的未知數(shù)據(jù),以算術(shù)平均值或繪曲線(xiàn)插值求得;外推,則是為求已知數(shù)據(jù)之外的數(shù)據(jù),一般由其變化趨勢(shì)和規(guī)律求取;估測(cè),是在確實(shí)得不到所需數(shù)據(jù)的情況下,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)某些量進(jìn)行估計(jì)。
按照軟件工程理論,一般情況下可將作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程分為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和維護(hù)三個(gè)階段。其中,系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括軍事需求分析、軍事總體設(shè)計(jì)、技術(shù)總體設(shè)計(jì);系統(tǒng)開(kāi)發(fā)又包括一般設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編程、軟件測(cè)試和調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)研發(fā)的過(guò)程,也可將系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的形成過(guò)程分為兩個(gè)階段:數(shù)據(jù)分析階段和數(shù)據(jù)組織階段。數(shù)據(jù)的形成過(guò)程包含在系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中,兩者的關(guān)系如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程與數(shù)據(jù)形成過(guò)程關(guān)系
數(shù)據(jù)分析[9]是軍事總體設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。該階段的主要任務(wù),就是將作戰(zhàn)過(guò)程(軍事問(wèn)題)的各種條件、情況及其結(jié)果和相關(guān)的因素進(jìn)行抽象、分解,進(jìn)而定量化描述并形成數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是初級(jí)的未經(jīng)過(guò)整理的,涉及到與作戰(zhàn)有關(guān)的方方面面,數(shù)量極其龐大,大部分并不直接為模型所用,是進(jìn)行數(shù)據(jù)組織工作的基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)組織是對(duì)數(shù)據(jù)分析階段得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、整理,形成計(jì)算機(jī)程序所使用的數(shù)據(jù)過(guò)程。該階段的工作主要是數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)定義。
1)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。它是作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)技術(shù)總體設(shè)計(jì)的任務(wù)之一,就是把數(shù)據(jù)分析階段得到的數(shù)據(jù)元素進(jìn)行加工、整理,按照其用途,以一定的格式歸并成若干數(shù)據(jù)實(shí)體,并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)體的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu),具體內(nèi)容主要有確定各數(shù)據(jù)實(shí)體的表示方法和組織形式、數(shù)據(jù)文件的類(lèi)型、數(shù)據(jù)管理方法、通信傳輸方式及格式、數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)形式等等[10]。這些工作是在系統(tǒng)層次上進(jìn)行的,是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的總體設(shè)計(jì)。
2)數(shù)據(jù)定義。位于軟件開(kāi)發(fā)階段,就是在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,根據(jù)組成系統(tǒng)的各軟件模塊的功能,確定各模塊所使用的數(shù)據(jù)(包括接口數(shù)據(jù)和中間數(shù)據(jù)),定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),形成計(jì)算機(jī)程序中所使用的變量、數(shù)組。這些都是在軟件層次上進(jìn)行的工作,是對(duì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。
數(shù)據(jù)是作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的重要組成部分,沒(méi)有數(shù)據(jù)就沒(méi)有現(xiàn)代作戰(zhàn)仿真,尤其是現(xiàn)代高技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)復(fù)雜性增加,戰(zhàn)場(chǎng)空前廣闊、涉及因素眾多,信息種類(lèi)繁雜、數(shù)量龐大。在作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)研發(fā)和仿真運(yùn)行中,從這些海量的信息中挖掘出有用的數(shù)據(jù)是一項(xiàng)十分艱巨的工作,也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,會(huì)涉及到方方面面的難點(diǎn)。本文僅從相對(duì)宏觀(guān)的層面上對(duì)作戰(zhàn)仿真的數(shù)據(jù)問(wèn)題進(jìn)行了論述,可深化人們對(duì)數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí),對(duì)于從現(xiàn)實(shí)世界中搜集、獲取數(shù)據(jù)具有一定的參考價(jià)值。
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