作戰模型校驗需要重點把握的幾個問題

胡斌

(軍事科學院 軍事運籌分析研究所，北京100091)

1 引言

作戰模擬系統是一個復雜大系統，涉及對象龐雜，而作戰模型是否可信、系統功能和性能能否滿足模擬論證的軍事應用需求、由此系統得出的論證結論是否可以作為科學決策的依據，這是作戰模型和作戰模擬系統建設的開發者、應用者和決策者最關心的重要問題之一。眾多的作戰模型如果不經過嚴格的校核與驗證就投入使用，勢必造成作戰模擬系統基礎不扎實，導致定量計算結果失去其應有的科學性，進而無法保證作戰模型和論證分析結果的可信度，影響系統的可用性。

作戰模型的校核、驗證與認證(Verification，Validation and Accreditation，以下簡稱VV＆A或模型校驗)就是通過對建模與仿真生命周期中各階段的有關活動及成果的合理性、正確性、有效性進行全面的評估，來確定作戰模型和作戰模擬系統的可信性和可用性的過程。

作戰模型VV＆A旨在向開發人員、分析人員、管理人員和系統使用人員提供一個簡便而逼真的框架，其目的是對作戰模型建模全過程進行規范化的質量控制，形成建模過程各階段的完整過程記錄，保證作戰模型在一定不確定度(假設)下的可信度和在特定應用中的可用性。只有保證了作戰模型的正確性與可信度，其模擬結果才有實際的應用價值和意義，作戰模擬系統才具有可用性。

2 當前作戰模型VV＆A存在的主要問題

作戰模型VV＆A不僅僅是個技術問題，更是一個管理問題。由于作戰模型和作戰模擬系統的研制涉及多種作戰樣式、多層次、多軍兵種、多分辨率、多種不確定因素等諸多情況，當前作戰模型VV＆A還存在著很多問題，主要表現在:一是從組織機制和管理方面來看，作戰模型VV＆A組織機制不健全，各類機構和人員的VV＆A責任不清晰，在作戰模型VV＆A的組織和實施方面存在不落實、不深入，甚至根本就沒有作戰模型VV＆A過程的現象;二是從技術上看，標準和技術發展滯后，要提出統一的作戰模型VV＆A方法和模型VV＆A評價指標體系難度很大，作戰模型VV＆A規范化工作很薄弱，缺少統一規范的模型VV＆A流程和要求;三是從實施過程來看，缺少明確的軍事概念模型建模以及軍事概念模型VV＆A過程，作戰模型和作戰模擬系統建成后缺乏足夠的實際軍事應用驗證等等。

由于作戰模型VV＆A工作的不足，導致作戰模型的低層次重復開發現象嚴重，可維護性、可重用性和可信度差，應用極其有限，從而使得作戰模型與作戰模擬系統的可信度和可用性受到用戶的質疑，由此得出的作戰模擬論證結論不被用戶認可，難以進入決策層。

3 作戰模型VV＆A組織機制建設

3.1 作戰模型VV＆A組織機制

一個健全、合理、高效的組織機制是做好任何一項工程的基礎。要保證作戰模型VV＆A工作的順利和有效實施，首先要解決的問題是要建立起一個合理、順暢、有效率的組織機制。作戰模型VV＆A工作實行行政線和技術線相結合的組織機制，它明確了VV＆A工作中各機構功能角色及其組織領導關系，如圖1所示。行政線由系統建設主管單位負責整個模擬系統建設中作戰模型VV＆A評審的組織和認證工作，作戰模型業務主管部門負責相關模型的VV＆A評審的組織和認證工作;技術線上的相關組織主要完成模型VV＆A相關的具體組織和技術工作。

VV＆A組織機制建設過程中要重點關注以下三點:一是要在總體層面和模型承研單位分別組建VV＆A組和VV＆A小組，以承擔和完成相應VV＆A任務;二是系統建設主管單位、作戰模型業務主管單位和系統建設總師組要擔負起相應的組織和監管責任;三是要安排專門的VV＆A總體工作經費，以保證VV＆A工作的順利開展。

3.2 作戰模型VV＆A相關機構職責

3.2.1 系統建設主管單位

負責整個系統研制中作戰模型VV＆A評審的組織，以及模型的認證工作。其職責是通過行政手段，協調各模型承研單位，并依托系統建設總師組組織VV＆A技術評審與評估，從系統測試角度組織對平臺和集成系統的測試，從應用角度組織對模型及系統的應用驗證，并組織對模型、系統的認證。

3.2.2 模型承研單位

負責相關模型的VV＆A，以及評審的組織工作。負責組建模型VV＆A小組，督促VV＆A小組完成相關模型的V＆V工作，組織對相關模型的VV＆A評審，并在向系統建設總師組提交模型的同時提交模型VV＆A報告。

3.2.3 作戰模型業務主管部門

負責相關作戰模型VV＆A評審的組織，以及模型認證工作。其主要職責是依托模型承研單位，并根據模型承研單位VV＆A小組的工作，組織對相關作戰模型的VV＆A評審，并向系統建設主管單位提交作戰模型認證結論。

3.2.4 系統建設總師組

負責模型VV＆A工作的組織領導、協調和資源保障，指導VV＆A組開展工作，其VV＆A工作職責包括:組織各種設計方案和模型VV＆A評審;組織系統集成聯調測試;組織系統應用驗證;組織作戰模型和作戰模擬系統可信度評估。

3.2.5 VV＆A組

負責系統建設中模型VV＆A工作的組織實施、管理和監察，為模型承研單位VV＆A小組的工作提供技術指導和檢查，驗收模型承研單位VV＆A小組的工作成果，其具體工作職責包括:籌劃VV＆A工作，制定VV＆A工作計劃;提出并制定VV＆A規范和技術要求;組織模型VV＆A的具體實施;記錄并監察模型和系統研制過程中的各類評審活動，以及對存在問題的處理和歸零;組織集成系統測試和系統應用驗證過程中的VV＆A工作;指導、督促、檢查模型承研單位VV＆A小組的工作。

3.2.6 承研單位VV＆A小組

負責相關VV＆A工作的具體實施，并向VV＆A組提交模型VV＆A報告，其具體工作職責包括:制定本單位VV＆A工作計劃;組織本單位VV＆A工作的具體落實;記錄并監察本單位相關模型研制過程中的各類評審活動，以及對存在問題的處理和歸零;向VV＆A組提交相關模型VV＆A報告等工作文檔。

4 作戰模型VV＆A原則

4.1 模型VV＆A與系統應用驗證相結合的全生命周期原則

傳統的模型VV＆A程序是對模型產品和建模過程實施VV＆A，現代大型復雜模型系統建設的工程實踐要求將現代模型VV＆A過程，從過去單純的模型VV＆A擴展到包含集成系統測試和系統應用驗證的作戰模擬系統研制及應用的全生命周期，模型和系統的可信度和可用性將隨著系統應用的不斷深入而呈螺旋狀逐步提高。因此，對作戰模型VV＆A必須深入到模型研制、系統研制和應用驗證的全生命周期中。

4.2 明確軍事概念模型建模過程原則

從“現實軍事世界”經過軍事概念模型、數學/邏輯模型，程序實現，直至最后形成作戰仿真系統，每一步都是經過抽象、假設的過程。軍事概念模型是從“現實軍事世界”向作戰仿真系統轉化的必由之路，應使軍事概念模型成為軍事人員描述軍事系統時必須使用的透明文檔，使軍事概念模型文檔成為用戶(軍事人員)、軟件系統開發人員描述和了解系統需求，開發系統共同遵循的規則。因此，一個明確的軍事概念模型建模過程，以及由此產生的軍事概念模型文檔，應成為作戰模擬系統開發過程中一個明確而不可逾越的階段。

4.3 逐級實施與全員參與原則

VV＆A工作應遵循由下而上、逐層逐級實施的原則。既要對各個模型及其相關數據進行VV＆A，也要對平臺和模擬系統進行測試，在它們被證明足夠可信后，最后根據特定作戰樣式下的作戰想定對模擬系統進行應用驗證。同時，全體參與研制的單位和個人都具有開展和配合VV＆A工作的義務，所有承研單位和個人都應主動證明自己的開發全過程和研制成果是可信的。

4.4 周密計劃與完備記錄原則

考慮周密的計劃是做好VV＆A工作的前提。在實施VV＆A之前應首先制定VV＆A計劃，并以該計劃指導、約束整個VV＆A工作。同時，整個VV＆A過程都必須有完備的文檔記錄，各種設計評審、模型VV＆A過程、集成聯調測試過程都應記錄完整，VV＆A過程中發現的所有問題記錄都應進行回歸處理。

5 軍事概念模型VV＆A

軍事概念模型是用戶軍事需求的具體體現，也是作戰模型建模和作戰模擬系統開發的基礎，它是從現實軍事系統轉化為作戰模擬系統的關鍵過程。軍事概念模型建模過程包括軍事概念獲取、軍事概念描述、軍事概念建模、軍事概念表示四個階段。

軍事概念模型VV＆A是作戰模型VV＆A過程中最重要的環節，它主要是對軍事概念模型進行概念性驗證，其主要目的是評估模型和系統的開發目標、對象特征和規律描述的正確性，評估模型、數據和系統的軍事需求，以及軍事概念設計的正確性。它通過對軍事需求及概要設計進行審查，保證軍事需求明確、詳細、具有可追蹤性，概要設計全面準確體現任務目標和需求，確保軍事概念模型正確、規范。軍事概念模型VV＆A的內容包括:檢查從軍事概念模型到真實軍事系統的映射;檢查從用戶需求到軍事概念模型的映射;檢查從軍事概念模型到用戶需求的映射。

如果在建模過程中缺乏明確的軍事概念建模階段，以及完整、合理的軍事概念模型文檔，那么軍事概念模型建模過程就流于形式，也不可能為后續的模擬系統設計和實現提供可靠依據，更不可能為作戰模型和作戰模擬系統最終的校核、驗證和認證奠定基礎。同時，由于對軍事需求和系統需求分析的不深入，就可能存在軍事概念建模要素缺失的現象，這些要素的忽略，將會在很大程度上影響模型的精度、準確性和可信度，限制模型的使用范圍，繼而影響模型的重用。

從軍事概念模型到數學/邏輯模型、程序模型的實現過程，是一個軍事概念逐步細化、完善的過程，前一階段的建模成果應成為后續階段開發的重要依據。良好的軍事概念模型能夠為準確描述作戰行動提供一個良好的基礎，如果后續的數學建模和程序模型實現能夠以軍事概念模型作為依據，就能保證從軍事概念模型向數學模型和程序模型轉化過程中具有應有的精確度，作戰模型的準確性和可信度將會得到很大的提高。然而，在實際建模過程中，由于對一些重要建模元素的不恰當簡化，可能使軍事概念模型的建模內容的權威性得不到保證，導致前后模型的不一致，使建模的基線產生了很大的漂移。因此，對軍事概念模型、數學/邏輯模型、程序模型的一致性校核是在作戰模型VV＆A中應該重點關注的問題。

6 作戰模型VV＆A程序擴展

傳統的作戰模型VV＆A程序包括軍事概念模型V＆V、數學/邏輯模型V＆V、程序模型V＆V和作戰模型認證四個階段，它是伴隨作戰模型建模全程的一個過程。

結合某重點工程實踐，我們對傳統的作戰模型VV＆A程序進行了擴展，將傳統作戰模型VV＆A過程擴展到集成系統測試和系統應用驗證，將作戰模型VV＆A概念擴展到整個作戰模擬系統VV＆A領域，從而更加全面、準確地評估作戰模型和作戰模擬系統的可信度及可用性，并首次組織進行系統全程的VV＆A。

6.1 作戰模型VV＆A程序擴展之一——集成系統軟件測試

作為對作戰模型VV＆A程序擴展之一，我們將集成系統軟件測試作為模型VV＆A程序的擴展，其主要做法是根據作戰模擬系統的軍事需求，及系統對功能性能的要求，在作戰模型VV＆A和平臺測試通過的基礎上，通過對作戰模擬系統的集成過程和集成系統進行的軟件測試，對集成系統軟件測試結果的軍事合理性與正確性做出評估，從而評估作戰模型和作戰模擬系統的可信度和可用性，其工作程序如圖2所示。

6.2 作戰模型VV＆A程序擴展之二——系統應用驗證

作為對模型VV＆A過程最重要的擴展，我們將系統應用驗證作為模型VV＆A工作的重要擴展環節。它主要是通過對作戰模型和作戰模擬系統在特定作戰樣式與典型作戰想定條件下的應用結果的軍事合理性和正確性進行評估，從而驗證作戰模型和作戰模擬系統的可信度和可用性，其工作流程如圖3所示。

7 結束語

本文所討論的作戰模型VV＆A組織機制和VV＆A程序擴展是在某重點工程建設實踐的基礎上提出的。通過創新性地將作戰模型VV＆A程序向外延伸，擴展到集成系統測試和系統應用驗證，把作戰模型VV＆A的概念擴展到了整個作戰模擬系統VV＆A的領域，特別是通過對系統應用結果的軍事合理性與正確性的驗證，從而更加全面、準確地評估了作戰模型和作戰模擬系統的可信度及可用性。通過在具體工程實踐中首次組織進行系統全程VV＆A，取得了較好的效果，具有很好的可復制性和推廣應用價值。

1 胡斌.作戰仿真VV＆A過程模型及應用研究［C］//湛永建.一體化作戰與軍事系統工程.北京:海潮出版社，2008:575-578.

2 胡斌.軍事概念模型建模實踐分析與研究［J］.系統仿真學報，2008，20(12):3085-3088.

3 廖瑛，鄧方林，梁加紅，等.系統建模與仿真的校核、驗證與確認(VV＆A)技術［M］.長沙:國防科技大學出版社，2006.

4 總裝備部電子信息基礎部.美國校核、驗證與確認實踐指南［R］.北京:海潮出版社，2001.