論作戰實驗

蔣亞民

(軍事科學院 作戰理論和條令研究部，北京100091)

1 引言

縱觀歷史，作戰實驗從早期的撒豆研兵、廟算運籌開始，經歷了中國墨家的守城對弈，圍棋、象棋等抽象戰爭博弈，熱兵器時代兵棋實驗，機械化戰爭向量對抗實驗等形態，在21 世紀進入了一個新的發展時期。1811 年，普魯士人馮·萊斯維茨父子發明嚴格式兵棋，提供了一種較為穩定的作戰實驗模式;1901 年，以美國海軍艦炮實驗為代表，英國、德國和美國等西方國家開始進行規模化作戰實驗;1954 年，人們把蘭徹斯特方程第二線性定律(即蘭徹斯特面開火模型)［1］與平方律(集中率)結合起來，考察正規軍與游擊隊不同的戰法和力量需求，作戰實驗向精確向量分析的方向演進;1999 年，美軍成立聯合作戰實驗室，開始進行戰爭層面和聯合作戰的實驗;新世紀到來以后，聯合作戰實驗在各軍事強國普遍開展起來，我國也加入了這一進程。至此，作戰實驗已有200 年左右的發展歷程。

2 作戰實驗的本質和作用

作戰實驗，就是針對作戰的重點、難點和疑點問題，營造近似實戰的真實或虛擬環境，進行的作戰行動實驗或作戰對策量化分析。實驗的目的，無非是用實驗結果數據，論證作戰的勝敗、得失、效率和風險。2011 年12 月出版的《中國人民解放軍軍語》，在軍事技術部分將作戰實驗定義為:“在可控、可測、近似真實的模擬對抗環境中，運用作戰模擬手段研究作戰問題的實踐活動?！保?］這一定義，強調了作戰實驗的科學性，有利于作戰實驗的有序發展。實際上，在軍事技術范疇之外，廣義的作戰實驗，還包括軍隊以實兵實裝進行的行動實驗。

因此，作戰實驗的內核與實質，包括三層意義:一是在社會層面，是一種對未來對抗性戰爭行動的預先勾畫和評估，具有行為預實踐的屬性。二是在哲學層面，是一種在特定的環境中進行的要素間影響關系的動態測評，具有邏輯推理的屬性。三是在數理層面，是一種基于算法關系的建模與模型運算過程，具有基于精細計算進行量化分析的屬性。

行為預實踐屬性、邏輯推理屬性和量化分析屬性，決定了作戰實驗是一門科學。同時，還需要以盡可能的結構適應能力，努力涵蓋部分戰爭藝術的影響成份。

清醒的作戰實驗組織者和參與者，需要利用其行為預實踐屬性，盡量將未來作戰的可能情況構想出來，不斷向窮盡各種對抗形態和交戰過程的方向努力。利用其邏輯推理屬性，盡量將未來作戰要素的影響關系勾畫清楚，不斷向發現和聚焦關鍵影響因素的方向努力。利用其量化分析屬性，盡量將未來作戰的對抗事件和過程演示出來，不斷向精細計算作戰勝敗、得失、效率和風險的方向努力。

作戰實驗，是以戰術實驗為原型和基礎的。很長一段時間內，分隊戰術實驗，都是作戰實驗的主流和典型代表。21 世紀來臨以后，作戰形態向信息化體系對抗的方向演進，促使作戰實驗由戰術實驗為主，逐步演進到以規?；膽鹨蹖嶒灋橹?。集成戰術行動仿真結果，規則化推演戰役行動特別是聯合作戰行動，成為作戰實驗的時代主流。同時，針對某一作戰問題進行的聚焦式量化分析實驗，也在各軍事強國的作戰實驗中逐步占據了重要地位，形成了新的實驗增長點。

作戰實驗是一個不斷向真實戰爭情況接近的科學實踐過程，實驗過程永遠不可能與未來戰爭的情況一模一樣，但又不斷趨向于未來的作戰結果，進而對作戰研究起著越來越重要的作用。

作戰實驗在未來信息化戰爭的籌劃和實施階段，都將具有十分重要的輔助決策、輔助指揮作用。一是可以量化分析關鍵作戰行動的風險和代價，為計劃戰術行動提供參考數據和分析結論。二是可以量化推演合同戰術、合同戰役和聯合戰役過程，為計劃復雜的戰術和戰役行動提供支持。三是可以計算指揮效率和武器裝備控制效率，為指揮對抗活動提供支持。四是可以在網絡對抗環境中，進行信息化武器裝備的對抗聯試。這一條十分重要，因為網絡化信息系統支持下的武器裝備，很難進行實兵實裝的對抗實驗，只能進行聯通實驗和局部對抗實驗，依托作戰實驗室的虛擬作戰環境進行對抗聯試，是目前檢測信息化武器裝備體系實用潛力的可行方法。五是可以進行國家戰爭資源的動態分析，為戰略層次的籌劃計劃活動提供支持。六是可以進行新型作戰力量戰場應用的預先實驗。利用虛擬的信息化戰場環境，可以為特種作戰、電子對抗、網絡作戰、太空作戰、深海作戰、聚能武器作戰、生物武器防護等方面的新型作戰力量，提供一個實驗場，進行行動適應性實驗和與其他作戰力量協同的實驗。

3 信息化作戰實驗的特點

信息化條件下的作戰實驗，與機械化時代相比較，具有一些以往沒有或并不突出的特點。

一是集成性要求不斷提升。信息化戰爭的實質，是信息網絡支持下的作戰，也就是高級階段的體系整體作戰，作戰體系的各個組成部分可以精確高效地一體行動，因此，作戰實驗也要向這種趨勢靠攏，形成網絡化的體系對抗實驗形態。

二是精確度要求日益趨高。以往機械化時期的作戰，是力量規模型軍隊釋放戰斗力的作戰，通常以火力密度和強度衡量戰斗力的大小。信息化戰爭時代，這種情況有了很大的改變。戰斗力水平，主要體現在火力打擊和作戰行動的精度和效率上，尤以中遠程火力打擊和作戰行動的精確程度作為衡量戰斗力水平的重要指標。因此，作戰實驗也需要向精確打擊、精確行動的方向發展，由算火力密度和強度為主，轉變為算火力與行動的精確度和效率為主。

三是指揮控制成為重要實驗內容。信息網絡支持下的作戰，指揮效率和對武器裝備的控制效率，是重要的網絡作戰能力指標，需要在對抗環境下，認真進行指揮控制對抗實驗。同時，也需要將指揮控制效率的比拼，作為體系對抗的一個至關重要的領域。

四是戰場高精度動態演示成為增長點。隨著多媒體、大數據、云計算和3D 演示、全息攝影等技術的快速發展，一個與計算機游戲相類似的作戰推演技術領域正在悄然形成。生成的戰場景況越來越立體逼真，作戰對抗的微觀描述越來越精到，作戰態勢的宏觀展現越來越全面，逐步形成了一種以高精度、多層次電子沙盤為代表的新興作戰實驗平臺。全維描述全球空間環境和軍事相關情況的數字化地球技術，也是作戰實驗技術的一個重要發展方向。

五是形成了新的作戰實驗體系架構。由于作戰實驗的集成性提升、精確度趨高、指揮控制強勢入圍、動態立體顯示能力增強，信息化條件下新型作戰實驗體系的架構，逐漸浮出水面。信息化作戰實驗的根基，是以云計算、大數據技術為支撐的網絡數據庫系統。作戰實驗模型的基礎，仍然是作戰仿真模型，并以實兵實裝的作戰實驗為佐證對象。作戰實驗的前沿技術有兩個發展方向，一個是戰役層次特別是聯合層次的作戰推演模型，一個是針對重難點作戰問題的作戰分析模型。作戰實驗技術系統的校驗，已經向科學化、系統化的方向演進，模型校驗VV＆A 系統成為模型建設領域的質量監察要素，數據校驗VV＆C 系統成為數據建設領域的質量監察要素。作戰實驗的演示，已經向全維立體和全程可視化的方向發展，打破了以往多數實驗計算過程不可視的黑箱實驗狀況，追查作戰計劃和實驗技術缺陷的能力大大提升。

4 信息化作戰實驗室的功能要求

在信息化網絡的集成和增益作用下，作戰實驗室的功能，越來越趨向于體系集成和靈活組合式的系統應用。更直白一點說，就是作戰實驗室越來越像一家醫院，有內科、外科、五官科、放射科、病理科、急診室等，作戰實驗室則一般建有作戰仿真、作戰分析、作戰數據，戰場顯示、綜合評估等功能部位，作戰實驗需求用到哪幾個部分，哪幾個部分就組合起來發揮實驗作用。

中國古代思想家、哲學家老子有“道法自然”之說，揭示了人類活動需要遵循自然規律的樸素科學理念。作戰實驗室，是一個復雜的集成體，可以參照人體的功能和結構，描述為“十大系統”組成的功能結構。

人有大腦，負責思考和指控。信息時代的作戰實驗室以集成實驗為增長點，所以，也需要大腦，就是作戰實驗設計管理部門。這種部門，可專職，也可兼職。一切作戰實驗需求，都要通過這個設計部門轉化為可以進行實驗的樣本。

人有雙臂，完成主要的勞作。信息時代以體系對抗為主要實驗對象，需要采取兩種復雜計算手段。一種是面對作戰過程的推演式實驗手段，物化為作戰推演模型系統;另一種是面對作戰問題的分析式實驗手段，物化為作戰分析模型系統。不同的實驗目的，需要推演模型群組和分析模型群組不同的算法支持。這兩種手段，構成核心實驗方法，幾乎可以完成信息化作戰80%左右的實驗任務。其中，推演模型群組在教學領域可能發展為兵棋。不適應兵棋文化的軍人們，則寧愿選擇直接表述為軍隊標號向量對抗的作戰推演形態。人的雙臂長得基本一樣，是因為有同樣的肌肉組織。作戰實驗室的推演和分析兩大類模型，也有同樣的“肌肉組織”，就是仿真模型和傳統的戰役戰術計算模型。

人有雙腿，擔負行走功能。作戰實驗室也需要雙腿，就是擔負聯系實際功能的兩類科研協作機制。一類是模型建設軍內外協作機制，另一類是模型應用協作機制。除了單一的戰術實驗之外，從合同作戰實驗到聯合作戰實驗，都需要建立較大范圍的模型建設協作機制，形成全軍一盤棋的建設格局。另外，就是建立深入到作戰部隊的實驗應用機制，或者叫實驗科研服務機制。建模協作和應用協作兩條腿腳踏實地、交替向前，像人行走一樣，促進著實驗體系不斷滾動發展。

人有消化系統，還有胃，負責攝入營養。作戰實驗室的消化系統就是數據引進系統，胃就是數據庫。信息時代，簡單的積累數據遠不能滿足實驗室的數據需求。與人體的構成和分工一樣，吃進數據只是第一步，將數據“消化”好，也就是處理成好用的數據形式，才是這個系統最重要的任務。不斷的數據引入和消化整理，為作戰實驗室提供了源源不斷的活動能量。

人有神經系統，負責大腦、神經中樞和身體功能系統之間的指令和信息傳導。信息時代作戰實驗室的神經系統就是高效的實驗管理網絡，通常以沒有信號延時現象的光纖實驗網為代表，這是信息時代作戰實驗室區別于以往機械化時代作戰實驗室的客觀物質條件。光纖局域網、小巨型機、云計算、精確管理引擎和網絡防護等技術，將為作戰實驗室提供一個路由交織、資源整合、安全保密的實驗環境。

人有血液系統，實質是一個供氧和補給系統。作戰實驗室的供氧和補給系統就是實驗課題運作機制。有了這種機制，包括課題申請、開題、審查、結題和獎勵、懲處等，就有了維持實驗室正常活動的氧氣和營養。

人有骨骼，負責支撐和結構人體，支持自身運動。作戰實驗室的骨骼，就是不斷更新的計算機硬件系統。骨骼需要不斷加入鈣質等營養并悉心維護，硬件設備也需要維護和周期性更新。隨著計算機技術、通信技術、顯示技術的發展，硬件更新的需求也越來越迫切。

人有皮膚，展示人體的特征和容貌。信息時代作戰實驗室的皮膚，就是實驗平臺和操作界面，包括實驗程序、方法、席位布設和模型交互界面的特色等，并以集成性的實驗平臺為典型代表。實驗平臺展示一個作戰實驗室的共性和個性特征，操作席位和界面不但是人機互動的接口，往往也是決定著一個作戰實驗室與外界交流效益是高是低的重要窗口。

人有免疫系統，有白血球，負責與病菌等有害物質做斗爭。作戰實驗室的免疫系統和白血球，就是模型校驗和安全保密系統。模型校驗VV＆A 系統，負責篩查模型系統中的差錯、缺陷并督促糾正。對數據進行校驗的VV＆C 系統，可包含在VV＆A系統之中一體管理。安全保密機制也十分重要，包括防泄密、防損毀的技術和管理手段。

人有內分泌系統，負責促進生長和協調機體功能。作戰實驗室的內分泌系統，就是實驗工具、方法和實驗管理的創新機制。沒有這個不斷完善更新的機制，作戰實驗室建設就會停滯并出現激勵指數的負增長。必須單獨建立計算模型、數據庫、可視化系統、硬件系統、實驗網絡和實驗人才管理等方面的創新機制。

將上述功能綜合運用，可以營造一個信息化條件下的作戰實驗環境，狹義上可稱為“作戰模擬平臺”，是一種對蘭徹斯特多對多格斗模型的升級和發展，其框架如圖1 所示。

圖1 作戰模擬平臺框架示意圖

5 提高作戰實驗效益應把握的幾個問題

信息時代的作戰實驗室，多數已具有較豐富的數據積累和實驗樣本積累，處于實驗能力的提高階段，需要把握機會，在提升能力、方便應用、支持對抗、檢驗評估、求證原理等方面多做一些工作。

5.1 提升功能

有五個方面的功能，需要在信息時代作戰實驗室建設的過程中，不斷提升，創新發展。

一是提升建模計算功能。此功能的高低，是一個作戰實驗室整體水平的基本衡量尺度。在信息化條件下，多對多格斗仿真成為重要的發展領域，蘭徹斯特方程集中率、游擊戰或混合交戰率、可變交戰率和戰斗效率指標因素等［3］，起到了越來越重要的作用。

建模計算功能包括仿真功能、推演功能和分析功能三個基本領域。作戰仿真，深入到戰術和技術層面，盡量對作戰事件的物理現象進行數學再現，通常是實驗顆粒度最精細的實驗功能，也是最基礎、最傳統的功能。沒有仿真功能的作戰實驗室是不可想象的，就像建立在沙灘上樓閣，會失去科學實驗的依托。推演功能，更適用于合同戰術到聯合戰役層面，在高層次的作戰實驗中，通常使用中、粗顆粒度的推演模型。分析功能，適用于戰術到戰役各個層面，尤其是聯合戰役層面，是量化分析某一類作戰問題的針對性算法軟件。作戰分析是建模的活躍領域，將隨著作戰實驗的深入發展疊加增長。

二是提升數據支持功能。就是利用數據直接支持作戰研究?？梢苑譃樵紨祿С?、軌跡數據支持、比較數據支持、關聯數據支持、圖形支持、視(音)頻支持、標繪支持等方面。提高數據支持效益的方法，主要是加強數據加工的群體合作，使海量的原始數據不斷在實驗網絡上被加工成便捷直觀的數據形態。

三是提升可視化功能。可視化已向作戰實驗的全過程發展，“黑箱”實驗已過時。實驗前期，需要實現模型影響因素的可視化，提高參與度和信任度;中期，實現算法邏輯的可視化，提高人為干預改進算法的程度，使計算方法越來越貼近現實;后期，實現計算成果的可視化，加快理解速度，加深直觀印象?？梢暬夹g，包括數據多通道顯示、平面圖形顯示、3D 圖形顯示、沉浸式立體環境構建、裸眼3D、全息攝影等多個技術領域。

四是提升實驗管理功能。作戰實驗室，已經是一個由作戰模型系統、數據庫系統、可視化系統、會議系統、外接實驗系統、密碼系統等綜合集成的復雜作戰研究環境。沒有精確實時的管理能力，許多作戰實驗資源就可能長期閑置，難以有效發揮作用。作戰實驗，又是一個在不同時間，由不同參與者加入的工作環境，需要不斷改變實驗服務的方式方法，使實驗效益得到最大限度的發揮。管理和引導到位，作戰實驗就會效率倍增，反之，就會長期處于需求與技術不斷磨合的初級階段，導致實驗效益低下。

五是提升安全屏蔽功能。主要是保密功能，包括密碼屏蔽、信號屏蔽和涉密人員管理三個基本方面。此類功能為作戰實驗創造安全的運行環境，在信息網絡和網絡偵察技術高度發達的當今社會，這一功能保證著作戰實驗的整體安全。如果一支軍隊的作戰實驗不斷被對手偵知，這種實驗就等于向敵方批發作戰情報。

5.2 方便應用

作戰實驗，是以復雜計算為核心的作戰研究分析過程，需要對實驗參與者進行多方面的幫助。主要包括:提供作戰實驗指南，修正聚焦軍事需求，設計友好的實驗界面，設置拼接式實驗席位、伴隨式說明引導，協助實驗設計，輔導模型使用等。

實驗機器人，可能成為信息時代作戰實驗的重要幫手。不同的作戰實驗，可為實驗機器人加裝不同的數據庫，使其能為實驗人員伴隨提供流動數據支持。實驗機器人還可擔負講解實驗指南、介紹實驗場地、推介專家和錄音、錄像、攝影等任務，并可以作為機動通信平臺和室內演習助理使用。

5.3 支持對抗

作戰實驗支持三種對抗形態:一是人機對抗，就是營造一個游戲關卡式的實驗環境，讓實驗者擬制作戰計劃，輸入作戰對抗模型，與計算機中的“敵人”打一仗，看一看勝敗得失，并在不斷修正作戰實驗方案的過程中，完善和提高方案。二是人人對抗，就是兵棋形態，紅藍雙方或多方輸入作戰方案，在計算機中形成對陣形態，利用計算機的對抗規則判定勝敗得失。三是半實體人裝對抗，就是在計算機中營造一個相對完整的作戰環境，在現實中營造一個局部(有限)作戰環境，虛擬環境和現實環境聯動，對武器裝備特別是網絡化武器裝備的實戰應用效果進行一定程度的檢驗。

5.4 檢驗評估

作戰實驗是一種特殊的戰爭預實踐活動，可以對作戰理論和作戰方案進行一定程度的檢驗。從多年的實踐情況看，作戰實驗的結論有些參考作用很強，有些可能存疑，但有一點是肯定的，就是可以促使作戰研究人員將理論和方案向精細化的方向努力。一個粗放的理論和方案，作戰實驗室沒有辦法作為檢驗樣本。作戰實驗的檢驗作用，主要以量化分析方法生成，包括作戰指標體系的建立和應用。檢驗的對象，主要包括對抗條件下，作戰力量分配是否合理，作戰部署是否利于釋放能量和便于協同，作戰行動效果是否達到預期指標，作戰代價是否可以承受，新型作戰力量是否高效融入作戰體系，作戰指揮程序是否適應戰爭情況，作戰資源是否能夠保證作戰的連續實施，以及作戰風險的綜合評估等。

5.5 求證原理

集成作戰實驗室的所有功能，就有可能形成一種集成性的核心實驗能力——作戰原理求證能力。這一能力，是作戰實驗室發展的頂級追求。有了經過量化論證的作戰原理，才有可能更加科學地優化作戰方案、行動和構想，也才有可能更好地支持前瞻性的作戰理論研究和作戰條令編修。

擁有智能化的作戰實驗能力，以實驗數據、實驗樣本、實驗規則和作戰原理打天下，是信息時代各國軍隊都在爭取擁有的高層次作戰實驗能力。中國的作戰實驗人，經歷了艱難曲折的起步階段，有得有失的模仿階段，在擁有一定建模經驗和人才積累的今天，需要合力攀登，走向自主創新的提速發展階段，努力摘取廟算之巔那一朵最圣潔的雪蓮。

［1］ 周赤非.新編軍事運籌學［M］.北京:軍事科學出版社，2011.

［2］ 全軍軍事術語管理委員會，軍事科學院. 中國人民解放軍軍語［M］.北京:軍事科學出版社，2011.

［3］ 張最良，李長生，趙文志，等. 軍事運籌學［M］. 北京:軍事科學出版社，1993.

［4］ 朱松春，張樹義，韓春立，等. 軍事運籌學［M］. 北京:解放軍出版社，1988.

［5］ 軍事科學院軍事運籌分析研究所. 作戰實驗理論與實踐［M］.北京:軍事科學出版社，2008.

［6］ 李輝.美軍作戰實驗研究教程［M］. 北京:軍事科學出版社，2013.