裝備保障力量復雜適應配置策略

劉俊杰，劉艷軍，張春潤，劉亞東，錢鐵山

(1.軍事交通學院 研究生管理大隊，天津300161;2.軍事交通學院裝備保障系，天津300161;3.69213 部隊，新疆 喀什844900 )

信息化戰爭背景下，以計劃方案為中心的保障方式難以適應多變的戰場環境，特別在原有協同關系被打亂、保障需求出現重大變化等特殊情況下更是如此。這就需要在強調保障時效性的今天，裝備保障力量能夠根據戰場態勢主動協同保障，此時裝備保障力量的自適應行為主要體現為自適應協同保障行動。因此，對具備良好“感知—響應”能力的自適應行為進行重點研究則顯得尤為重要。

1 基本內涵

1.1 復雜適應系統(CAS)理論

1994 年，遺傳算法的創始人J. Holland［1］正式提出了復雜適應系統(complex adaptive system，CAS)理論，該理論的提出構筑了一個新的系統思想。其基本內容和觀點:具有適應能力的主體，由于學習與進化的存在，隨著演化，主體間存在著差異;主體和環境的交互作用是主體進化與學習的動力，是系統演化的動力;主體的演化過程是一個動態的自然選擇過程。由于主體的適應性演化、主體與環境的交互導致了系統的演化;而主體的適應性，又造就了系統的復雜性［1］。

1.2 復雜適應配置和魯棒性

復雜適應系統理論的核心是“適應性造就復雜性”。所謂復雜適應配置，是指在需求復雜不確定的條件下，保障力量的空間布局對保障環境的變化具有較強的適應能力，對不同方向需求及變化能夠較好地應對，系統具有一定的“魯棒性”。魯棒性是指控制系統在其特性或參數發生攝動時，仍可使品質指標保持不變的性能。

原有的裝備保障力量體系是一個開放系統，自身內部因素影響限制其能力的生成，戰場環境等外部因素影響其功能發揮。裝備保障力量配置始終以戰場作戰態勢為依據，有什么樣的作戰部署就有什么樣的裝備保障力量配置，并隨著作戰樣式、作戰階段和作戰行動的不同發生變化。

1.3 裝備保障系統復雜性

復雜系統常常是相對簡單的一些構件通過改變組合方式而形成的［2］。戰時裝備保障涉及多層次、多屬性的保障力量，根據作戰企圖、保障任務和戰場環境等影響因素，遵循一定規則。裝備保障力量分布在戰場形成各個裝備保障組隊，保障過程可以看作是具有適應性、由主體構成、處于不斷演化的復雜系統。一定的域內裝備保障，可以看作是由大量保障力量組成的呈網鏈結構的“保障能量”輸送系統。保障復雜性主要表現在5 個方面。

(1)層次性。裝備保障力量由于空間的分布、范圍和距離等差異，導致保障力量分布具有很強的層次性，形成一個由上到下、由點到面的多層次和多功能的空間網絡體系。區內涉及到眾多裝備保障力量，規模龐大。

(2)非線性。裝備保障系統各要素之間或各子系統之間存在多種多樣的非線性關聯形式，各組成之間及不同層次之間相互關聯、相互制約，以某種或多種方式發生復雜的非線性作用，表現在內容上是物質、能量和信息的交換。

(3)開放性。裝備保障系統在不斷接收上級保障力量加強補充的同時，不斷為作戰力量提供保障，即存在不斷消耗的過程。另外，外界環境通過交互作用不斷對裝備保障力量行動產生影響，系統的開放性導致系統演化的復雜性。

(4)動態性。為解決綜合保障與專業化分工的矛盾，根據需求的變化，通過功能模塊組合，保障力量結構不斷發生變化;另外，為應對保障需求方向上的變化，保障力量空間分布拓撲結構也處于不斷調整之中。

(5)不確定性。不確定性源于裝備保障系統中存在大量隨機的模糊因素，使得系統發展具有不可預見性。系統的不確定性與軍事作戰活動的復雜性緊密相關。

2 復雜適應配置特點

在信息化戰爭時代，由于戰爭節奏的加快、戰場環境的復雜，以及部隊共享感知戰場態勢能力和指揮速度的提高，使得裝備保障力量復雜適應配置的協同能夠以更為靈活有效的方式進行，從而呈現出與以往不同的特點。

(1)協同主體的自主性增強。保障力量單元可以在指揮機構統一意圖的引導下，圍繞統一的保障目標，于不同的戰場空間或時間實施獨立性和自主性很強的保障行動，而不需要上級指揮機構對保障力量進行直接控制。

(2)協同手段和方式更為多樣化。從協同的控制手段看，除以往主要采用的時節控制手段外，以任務、目標、時節、規則、空間等為準則的控制手段將得以實際應用;從協同方式看，計劃協同與臨機協同仍然是裝備保障力量復雜適應配置協同的2 種最基本的方式，但由二者結合并著眼計劃與變化和保障效果相互利用所派生出來的協同方式會大為增加。

(3)保障力量單元的主動性明顯增強。戰場環境下，裝備保障對象和裝備保障力量都處于動態環境下，裝備保障單元根據戰場動態及時調整保障策略，將有效地提高裝備保障效率。因此，除了保障指揮具有一定適應性以外，還要求保障力量單元本身具有一定的“智能”，能夠對外界變化主動作出反應。

3 復雜適應配置策略

3.1 策略分析

裝備保障力量配置策略，是裝備保障分隊按照計劃到達指定位置的一種作戰保障方案，主要采用時間標準和業務工作標準。裝備保障力量快速機動，及時準確地到達裝備保障配置地域，完成裝備保障任務，即可完成一次裝備保障力量復雜適應配置。為了使整體保障效果達到最佳，必須強化保障過程中的“能量流”。特別在戰時條件下，裝備保障力量復雜適應配置應以保障完成時間至上為原則，及時完成應急保障任務，充分體現自適應的能力。

3.2 策略優化

裝備保障力量復雜適應配置策略優化，是在初始配置策略背景下，根據各自配置的戰場環境信息和作戰行動變化，對配置進行靈活的調度，采用自適應和復雜適應相結合的策略進行優化。特別在戰時條件下，針對戰場態勢，相互間可以采取多種協同動作。如在來不及等待上級協同指令的情況下，憑借評價篩選機制，對采取的協同行為作出方向性指導，從而降低保障活動間的“無序性”和“排斥性”，保證自適應保障行動的有序，從而保證最終采取協同動作的最優化。

3.3 動態再配置與動態聯盟

信息化條件下，隨著戰場態勢的變化，保障系統也需要相應地作出某種形式的調整，如力量空間分布拓撲結構、重點資源布局等，這里稱之為動態再配置，強調事前積極主動的準備;同時，在裝備保障過程中，各種新的保障需求隨時會出現，具有明顯的隨機性，保障條件也會有變化，許多時候需要協同保障。對裝備保障系統來說，除傳統協同方式外，還需要計劃外的積極臨機協同，這需要本級指揮機構靈活安排保障力量，即通過力量動態聯盟完成多樣化任務，目標是在盡可能短的時間內將所需的保障資源輸送至指定地點。

3.3.1 動態再配置

裝備保障力量復雜適應配置，兼顧效率和公平，解決了初始態保障力量空間布點優化問題，目的是為自適應行為創造良好條件。隨著態勢的發展，再配置成為不得不考慮的問題之一。再配置主要基于以下目的:①通過空間位置調整，滿足保障任務所要求的相應約束時間;②在預測基礎上，能夠提供可能所需種類和規模的保障資源;③充分提高現有保障資源的利用率。

再配置通過調整保障資源空間分布結構，滿足一定范圍內(潛在)保障需求變化。按照再配置保障資源來源，可以分為系統內再配置和跨系統再配置，為便于說明問題，給出一典型再配置實例(如圖1 所示)。其中，☆為作戰部隊配置位置，○為裝備保障群配置位置，Z1、Z2為作戰部隊，由于擔負2 個作戰方向裝備保障，S1和S2、S3分別構成2 個方向基本保障群，S0為支援保障群，由于情況的變化，△S12、△S31和△S01分別組成系統內和跨系統再配置保障資源。

圖1 保障資源再配置示例

耗散結構理論［3］從熱力學第二定律出發認為平衡態時熵最大，是在給定條件下的系統最無序的狀態，只有在非平衡狀態下，外界對系統由負熵的輸入，才可能使系統的總熵減少，使系統由相對無序向相對有序狀態轉化。實例中，△S01可理解為外界對系統由負熵的輸入，擴大保障資源的使用范圍而使保障資源得到了充分利用，本質上是一種數量上的增加，是通過挖掘出沒有得到利用的保障資源并充分利用而提高了整體的效能;△S12、△S31是在保障資源得到充分利用的基礎上，通過整體的資源相互共享和重用，使整體和個體提高了對保障資源的利用效率，本質上是一種質量上的提高，是通過對整體以及各個組成部分的隱性資源的利用，而使單位保障資源能夠發揮更大的作用。

動態再配置是在預測基礎上，針對任務變化而在資源分布方面作出的提前調整和準備，強調保障系統資源分布結構與保障需求變化的主動關聯。再配置時機是作戰間隙或感知作戰情況生變造成保障任務變化的情況下，要求指揮機構在一特定窗口期就力量配置作出相應調整，避免因資源布局調整滯后而造成的保障被動局面。動態再配置過程如圖2 所示。

圖2 裝備保障力量動態再配置過程

3.3.2 動態聯盟

動態聯盟強調系統隨保障任務的變化而在保障力量構成上迅速反應的能力。特別在緊急情況下，需要本級指揮機構必須以最快的速度，在戰場某一區域范圍內尋求合適的保障力量，經組織協調并使其迅速結盟，構成所需的能力聯合體進行支援協同，保障系統能力重構過程如圖3 所示。其中，指揮機構甚至需要考察作戰地域附近友鄰部隊的保障單元，經評估后如其能夠滿足本系統無法滿足的保障需求，或者能以更快的反應速度、更高的保障效率滿足，則在不影響其所屬部隊保障任務完成的情況下，可作為臨時盟員加入該裝備保障系統［4］。

在裝備保障能力重構時，最為關鍵的問題是對加盟的保障單元進行科學的優選，在此基礎上構建或更新保障單元組合，以適應變化的需要。戰時，一般綜合考慮任務匹配度、抵達時間等因素，設保障對象數量為m，保障單元數量為n，保障對象權重即為保障場引力模型中保障需求優先系數。由于已經考慮權重的影響，因此，最優組合必須滿足:

圖3 裝備保障力量組成更新過程

式中:F為總引力;εi為保障對象i優先系數;εij為保障單元j與保障對象i的匹配度;Tij為保障單元j抵達保障對象i所需的時間;cij滿足:

實際上，最大引力判斷條件(式(1))全面考慮了保障需求優先系數、匹配度、抵達時間等要素的綜合影響，在具體操作時，指揮機構可按此根據實際情況綜合權衡后作出組合方案選擇。

4 實例分析

4.1 實例

以某高炮群突遭敵方空中火力打擊為例，裝備損壞嚴重，群類配屬的搶修力量無法短時間內修復，需要支援。高炮群由37 mm 高炮陣地A 和57 mm 高炮陣地B 組成;附近部署有高炮裝備修理力量6 組，為了應付突發情況，需要保留2 組力量待命作為預備隊。各組修理力量抵達兩陣地的時間見表1，對應2 種裝備的匹配度εij見表2，在掌握裝備損壞機理及程度的基礎上，表征為一種貢獻率。

根據武器殺傷效能可設定優先系數，設57 mm高炮搶修權重0.6，37 mm 高炮搶修權重0.4，且一組修理力量同時只能保障一個陣地，將以上數據代入式(1)中，經標準化處理后，保障單元組合結果見表3。

可以看出，陣地A 主要由修理組1、3 進行保障，陣地B 則由修理組2、5 進行保障，修理組4、6擔任保障預備隊。具體保障方案可根據時效性、作業效率、戰場動態、作戰行動等因素靈活調整。

表1 抵達時間min

表2 匹配度統計

表3 cij計算結果

4.2 分析

可見，在保障指揮機構主動積極協調下，面向任務的保障力量單元動態聯盟滿足了多變的保障需求。有的情況下，通過多種行為的配合使保障能力快速增加，在重組過程中，單元的模塊設計及保障力量模塊化編組的優勢在這里將得到充分體現，大大方便指揮機構搜索選擇，也便于匹配度的計算評估。

戰時節奏快，裝備保障時效性強，隨著保障單元自身的狀態變化，當新的任務產生時，可能從一個保障對象的“吸引”范圍進入另一個“吸引”范圍。這種情況下，該成員可根據保障場引力大小加入另外一個聚集體，接收新的保障任務，從而使協同保障更加靈活。聚集體的分割與重組是基于保障場引力考慮發生的，在任務的初始分配和任務調整中，成員就“近”執行任務可以更快地進入工作狀態，提高協同保障效率，尤其在戰時對時間限制高要求的情況下［5］。

5 結 語

隨著信息化戰爭戰場空間擴大、保障實體和保障對象的多元，在集中統一指揮控制保障方式下，戰術層次保障活動的“受控性”遇到了難題，即上級指揮機構的優化控制不可能精確延伸和照顧到大量的微觀活動，加之戰時裝備保障環境復雜多變、保障時效性強，而采用復雜適應配置策略，既能提高裝備保障指揮效率，又能有效地提升裝備保障部分隊配置的合理性和靈活性，且底層裝備保障力量單元的主動性、能動性能被提到新的高度。

［1］ 羅批.戰爭復雜系統綜合建模仿真方法、實踐與思考［M］.北京:國防大學出版社，2011:40-43.

［2］ 宋敬華.基于復雜適應系統理論的裝備試驗過程管理研究［J］.計算機測量與控制，2012(1):158-160.

［3］ 秦繼榮.指揮與控制概論［M］.北京:國防工業出版社，2012:68-69.

［4］ 文莎.可預測的動態聯盟協同跟蹤機制研究［J］，計算機仿真，2010(7):74-77.

［5］ 吳曉輝.戰時裝備分散配置現地修理人員編組研究［J］. 信息技術，2012(3):125-127.