裝備需求論證資源化相關問題研究

郭齊勝，李 果，穆 歌，李 亮，樊延平

(裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系，北京100072)

資源是指被人們開發利用并能提高社會活動效率和效果的一切有形和無形的存在，包括自然資源和社會資源。裝備需求論證資源是指在進行裝備需求論證工作過程中，所有被利用的知識、資料、模型、數據等一切存在的集合。

裝備需求論證資源化就是通過整理和規范，對所有裝備需求論證資源進行歸類，并且對每類資源采用統一的框架進行描述，利用相應的信息技術構建裝備需求論證資源庫，將裝備需求論證資源統一進行管理，以提高論證的準確性和工作效率的一種措施，是裝備需求論證工程化的重要組成部分［1］。開展裝備需求論證資源化研究，探討裝備需求論證資源化的實現途徑，構建科學的裝備需求論證資源庫，科學管理裝備需求論證資源，對提高裝備需求論證質量，縮短論證周期，具有重要意義。

1 裝備需求論證資源需求及特征

1.1 裝備需求論證資源需求

裝備需求論證作為裝備發展的源頭［2］，是一項以資源為基礎的復雜性工作，離開了資源，裝備需求論證的各項工作將無法開展。裝備需求論證每個環節都是在大量的數據、知識、模型等資源的支撐下完成的。針對每個環節，本文分別列出了它們對資源的需求，如表1所示。其中，部分資源為某一環節專有，而有的資源貫穿于整個論證過程，如法規、教材、技術標準及經驗性知識資源等。

表1 裝備需求論證過程資源需求

1.2 裝備需求論證資源特征

1)基礎性。裝備需求論證資源是進行裝備需求論證工作的基礎，同時，裝備需求論證又是裝備發展的基礎，離開了裝備需求論證資源，所有工作將受到影響，甚至無法開展。

2)多樣性。由于裝備需求論證工作中涉及的程序、方法、理論、模型、數據較多，方式多樣，分布也比較廣泛，因此，裝備需求論證資源具有多樣性的特點。

3)復雜性。裝備需求論證本身就是一項復雜的系統工程，部分論證程序、方法、模型具有一定的復雜性。

4)超前性。裝備需求論證是裝備發展的起點，論證的是未來幾年乃至10年裝備需求，使用的部分資源在時間上有一定超前性。

5)秘密性。在一定程度上，裝備需求論證反映了我軍裝備發展的指導方針，且論證中使用的一些戰略思想、法規綱要和基礎數據屬于軍事秘密范疇。

2 裝備需求論證資源的分類

對裝備需求論證資源分類的目的是使用戶在面對海量的論證資源時，能夠快速、方便、準確地查找出所需資源，以達到節約時間、提高質量的目的。目前資源分類的主要方式有等級列舉法、分面組配法及列舉組配法［3］。其中，列舉組配法是以簡單概念組合類目，同時詳盡列舉子目，并按等級進行劃分，它集中了前2種分類方法的優點，同時又克服了它們的缺點，是相對比較科學的分類方法。

詹武等［4］將軍事電子信息文檔分為法規文件、技術標準、專業教材、詞典字典、規劃計劃、作戰想定、建設方案和研究成果等8類。本文按照列舉組配法的分類方式，根據裝備需求論證工作實際，將裝備需求論證資源分成知識資源、數據資源、模型資源、方法資源、任務資源、能力資源及其他相關資源，每類資源又由相應子目構成，進行層次劃分，最后構成裝備需求論證資源的整體分類。裝備需求論證資源的分類如圖1所示。此外，根據資源性質，還可以把裝備需求論證資源分為顯性資源和隱性資源，其中顯性資源通常能夠實實在在看得到，而隱性知識主要存儲在人的大腦中，難以提取，可通過非正式交流、學術會議、個人交流、調研、總結等形式顯性化。

圖1 裝備需求論證資源分類

2.1 知識資源

知識資源包括基礎知識、專業知識和應用知識。基礎知識指的是對本學科發展起到支撐和輔助作用的其他相關學科的知識，它不屬于本學科領域研究的范疇，卻是本學科領域研究的基礎和源泉，如軍事裝備學知識、軍兵種知識及作戰知識等;專業知識，亦稱基本知識，是本學科領域知識的主體和基礎，如論證概念、模式、原則等;應用知識是對領域活動個別規律和具體規律的總結，是對學科領域內部具體活動以及學科與其他學科交叉滲透活動的專門指導，如裝備體系需求理論、裝備作戰需求理論等。

2.2 數據資源

數據資源是指在裝備需求論證整個過程中使用的所有數據，主要包括武器裝備性能數據、軍隊作戰數據、戰場環境數據、想定數據、裝備關鍵技術數據、論證結果數據、外軍數據等，本文以武器裝備性能數據為例進行論述。武器裝備性能數據是用來描述在裝備需求論證過程中使用的武器裝備的性能和特征的數據，主要表現為機動性能、偵查性能、火力性能和防護性能。機動性能數據包括單位功率、發動機類型、最大速度、公路平均速度、加速時間、最小轉向半徑、制動距離、單位壓力、平均最大單位壓力、最大側傾行駛速度、過垂直墻高度、越壕寬、履帶形式、車底距地高、最大行程和涉水深等;偵查數據包括觀察距離、可視面積、搜索時間等;火力性能數據包括射擊反應時間、射擊速度、最大射程、高低射界、有效射程、彈種、直射距離和最小射擊距離等;防護性能數據包括裝甲厚度、防電磁脈沖強度等。

2.3 模型資源

模型資源包括通用模型和專有模型。通用模型包括使命任務分析模型、作戰活動分析模型、系統功能分析模型、作戰能力-系統實體關聯矩陣、體系結構評估模型、裝備體系需求滿足度評估模型等;專有模型包括任務模型、性能參數計算模型等。

2.4 方法資源

裝備需求論證過程中需要使用各類方法，每類方法會包含若干具體方法，由論證人員通過選擇、集成或創新方法來解決裝備需求論證過程中出現的具體問題。目前，裝備需求論證主要的方法體系有系統論證方法體系、軍事需求工程方法體系、基于性能-費用-時間三要素方法體系、基于灰關聯矩陣方法體系等。

2.5 任務資源

作戰任務是指裝備力量在作戰中所要達到的目標及承擔的責任，可按照武裝力量、作戰進程、作戰目標及作戰類型等進行分類。按照武裝力量可分為海軍作戰任務、空軍作戰任務、陸軍作戰任務、二炮作戰任務;按照作戰目標分類，可分為戰略任務、戰役任務和戰斗任務。按照特定的原則和規則分類，又可將作戰任務分解為火力任務、信息任務、機動任務、防護任務以及保障任務等。一項任務包括任務來源、任務承擔者、任務類型、任務環境及任務要求等要素［5］。

2.6 能力資源

能力資源包括作戰能力、裝備能力和非裝備能力。作戰能力是裝備能力的基礎，如某型裝備的火力運用能力。裝備能力是作戰能力的一種表現形式，如觀察瞄準、火力打擊及火力控制是裝備能力，同時也是作戰能力的表現形式。非裝備能力是從純粹的政策觀點面向部隊提出的，是部隊為達到預期的作戰效果，在假想的作戰條件和任務標準下，通過創新和完善作戰軍事理論、組織編制、訓練水平、指揮關系、教育質量、現有裝備數量、人員、設施和相關政策等各種政策資源，完成一系列預想作戰任務的本領。

2.7 其他資源

包括國內外論證專家基本信息、論證成果、論證動態和學術會議等。

3 裝備需求論證資源規范化描述

裝備需求論證資源規范化描述，就是在確定資源基本描述元素［6］的基礎上，對基本描述元素內容進行規范的工作。通過規范，將所有裝備需求論證資源采用統一的框架模式，使最初來源多樣、形式各異的論證資源統一到一個共同的框架模式下，便于裝備需求論證資源獲取、存儲、檢索、使用和修改。

對裝備需求論證資源內容進行規范化描述，首先要確定資源的基本描述元素，確定基本描述要素要遵循精確、簡潔、全面與重點相結合的原則，而后形成裝備需求論證資源描述模板。本文以作戰任務、作戰能力和武器裝備性能數據為例進行說明。

作戰任務一般包括任務編號、任務名稱、任務類型、任務模塊、任務環境和任務指標等6個要素，根據這6個要素即可確定作戰任務描述的基本要素，以某型輪式步兵戰車作戰任務描述為例，某作戰任務的規范化描述模板如表2所示。

作戰能力描述基本要素包括能力編號、能力名稱、能力-任務關聯關系、重要度和作戰能力指標(門限值、目標值)等，以沖擊突破中火力運用能力為例，其規范化描述模板如表3所示。

表2 作戰任務規范化描述模板

表3 作戰能力規范化描述模板

武器裝備性能數據的描述基本要素包括數據編號、數據名稱、裝備名稱、數值、單位、范圍，以某型坦克高射機槍發射速度數據(戰斗射速)為例，可得出武器裝備性能數據的規范化描述模板如表4所示。

表4 武器裝備性能數據規范化描述模板

4 裝備需求論證資源庫建設

構建裝備需求論證資源庫，統一管理裝備需求論證資源，是實現裝備需求論證資源化的必要途徑。

4.1 裝備需求論證資源獲取

資源獲取是一項復雜而長期的工作，裝備需求論證資源的來源非常廣泛，存在形式多樣，組成結構也比較復雜，其存在形式主要有文本、數據、數學模型、圖片、錄像、聲音等，其中獲取方式至少有6種。

1)從論證手冊等一些政策法規性文件中獲取。主要包括國家的使命任務和一些論證約束性信息等。

2)從裝備需求論證資料和相應的基礎理論書籍中搜集。如學術論文、學位論文、教材、著作、交流音頻、視頻等。

3)從論證工作人員、專家教授等處搜集。裝備需求論證專家往往掌握了裝備需求論證工作的最新方法和一些重要的經驗性知識，但沒有搭建一定的交流平臺，導致一些先進的論證理念和方法得不到有效推廣。

4)從武器裝備體系結構的組成元素中提取。武器裝備體系結構的組成元素數量眾多，類型多樣，主要有描述武器裝備體系結構組成元素的名稱、數量、性能參數、戰技指標和行為屬性等。

5)從武器裝備的作戰環境中提取。作戰環境是指武器裝備參與作戰過程所處的自然環境和社會環境。社會環境主要包括政治、經濟、法律、民族、種族、宗教、文化等;自然環境主要包括天候、地形、水文、植被等［7］。

6)從作戰想定中挖掘。包括環境數據、戰場態勢信息、情報偵察信息、指揮控制信息等。

可引入本體論［8］方法，對資源進行標準化，建立語義鏈接，增強檢索功能，提高查找效率，消除資源冗余等現象。

4.2 裝備需求論證資源信息規范化描述

運用元數據［9］方法對裝備需求論證資源信息進行描述，方便用戶對元數據的查詢。在對資源信息描述前，首先要定義一個資源信息描述的元數據集，表5給出了一個通用的裝備需求論證信息描述的元數據集。

表5 裝備需求論證描述元數據集

4.3 資源庫功能需求

裝備需求論證資源庫應是一個具備科學性、實用性、方便性特征的大型知識庫，能夠服務領域內的各類工作。論證科研人員通過資源庫能夠準確、迅速地查詢到所需資源，實現資源的共享與重用。總體上資源庫應對各類資源進行良好的組織和規范，并提供完整的資源管理、查詢功能和合理的權限管理功能。

資源庫應具有如下功能。

1)資源管理功能。具備隨時對各類資源上傳、下載、查詢、刪除、修改和審核的功能。

2)應用支持功能。資源庫除了能夠供裝備需求論證人員資源查詢外，還應為裝備需求論證平臺提供資源支持，因此，資源庫應該提供應用程序接口(API)，以便裝備需求論證平臺調用。

3)系統管理功能。實現對資源庫的維護，保證資源庫的穩定性、擴展性及對并發訪問的支持，包括資源庫的初始化、清空、備份和恢復等功能。

4)功能權限管理和用戶管理功能。要求系統有較高的安全性，將資源庫的功能權限分為瀏覽、增加、修改、刪除、下載、系統管理和用戶管理等。設定用戶權限進行用戶管理，對不同的用戶賦予不同等級權限。其中，系統管理員擁有全部的操作權限，論證人員可以瀏覽、增加、修改、刪除和下載，一般人員只能瀏覽，不能進行其他有關操作。

4.4 裝備需求論證資源庫框架

資源庫的建立是一個資源獲取和利用維護的過程。本體的功能主要是實現資源共享和重用，使得計算機對信息和語言的理解上升到語義層次［10］。筆者在對裝備需求論證資源進行分析后，提出一個基于本體的裝備需求論證資源庫框架，如圖2所示。該框架橫向上可以分為資源的獲取過程和資源的檢索過程，縱向上可分為用戶層、資源處理層和底層3層資源庫結構。從過程來看，首先是對各種資源(如word文檔、數據庫、圖表等)進行處理，根據本體提供的術語和語義進行標準化與形式化設置，然后存入資源庫中;當對資源庫進行檢索時，通過本體進行語義擴展，對查詢語句進行重寫，利用搜索引擎檢索用戶需要的資源。從資源庫的體系結構上看，頂層的用戶層主要用來進行資源收集、瀏覽、檢索和資源庫的維護(新增、修改、刪除資源等)操作;中間的資源處理層針對不同的資源需求(資源獲取、檢索等)分別調用不同的資源處理模塊;底層的資源庫主要存放用于裝備需求論證工作的各類資源。

圖2 基于本體的裝備需求論證資源庫框架

4.5 資源庫的應用

對裝備需求論證資源庫進行有效的應用是提高裝備需求論證質量和效率的關鍵。裝備需求論證資源庫的應用主要包括2個方面:一是資源庫本身的運用，論證人員通過資源庫提高資源的重用率和查準率，提高論證效益;二是裝備需求論證資源庫是裝備需求論證平臺的一部分，開發設計應用接口程序，以備需要時調用，為論證平臺提供資源支持。

4.6 資源庫的維護

資源庫的建設不是一勞永逸的，而是需要一個不斷維護的過程，這樣才能充分地利用資源庫。資源庫的維護主要包括資源庫的更新和冗余數據的處理。資源庫的維護由系統管理員負責，管理員除了對新提交的資源審核入庫外，還要對原有的資源進行統計，對于冗余資源及時地刪除或更新。

5 結論

筆者圍繞裝備需求論證資源化中資源分類、規范化描述及資源庫建設等問題進行了系統研究，旨在解決裝備需求論證領域內資源描述不規范、共享性和重用度差等問題，提出了設計開發基于本體裝備需求論證資源庫的具體思路。下一步將選取恰當的計算機語言，圍繞裝備需求論證資源庫具體實現問題和應用推廣問題展開研究，從而為裝備需求論證工作提供資源支撐，促進裝備需求論證工作科學發展。

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