基于仿真的艦艇作戰計劃評估指標研究

王　偉,趙曉哲,康曉予

(海軍大連艦艇學院，遼寧 大連　116018)

基于仿真的艦艇作戰計劃評估指標研究

王偉,趙曉哲,康曉予

(海軍大連艦艇學院，遼寧 大連116018)

摘要：針對艦艇作戰計劃的評估問題，分析了艦艇作戰計劃評估的特點，研究了艦艇對海突擊的基本作戰流程，在此基礎上提出了評估指標的選取方法，設計了評估指標的仿真數據結構。

關鍵詞：作戰計劃；仿真；評估指標

本文引用格式：王偉,趙曉哲,康曉予.基于仿真的艦艇作戰計劃評估指標研究[J].四川兵工學報，2015(12):23-25.

Citation format:WANG Wei, ZHAO Xiao-zhe, KANG Xiao-yu.Research on Evaluation Index for Warship Operational Plans Based on Simulation[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(12):23-25.

Research on Evaluation Index for Warship Operational Plans

Based on Simulation

WANG Wei, ZHAO Xiao-zhe, KANG Xiao-yu

(Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

Abstract:Aims to solve the evaluation problem of warship operational plans, this paper analyzed the cha-racteristics of warship operational plan evaluation, and introduced the operational process of anti-ship engagement. On this basis, this paper expounded the method of choosing evaluation index and designed evaluation index simulation data structure.

Key words:operational plan; simulation; evaluation index

作戰計劃是為完成作戰任務而制定的指導作戰準備和作戰行動的指揮文書[1]。現代戰爭中，對抗雙方一般都會在戰前對作戰計劃進行評估，以便分析計劃的不足之處進行修改和優化。目前對作戰計劃的評估以仿真分析法為主。該方法以作戰計劃為分析對象，通過建立系統模型和使用現代仿真技術，對作戰計劃進行評估。指揮員通過仿真過程中的數據反饋，判斷計劃是否滿足預期設想，進而為改進計劃提供條件。

通過仿真對作戰計劃進行分析，以仿真得出的數據結果為基礎，建立艦艇作戰計劃的評估指標體系。可以有效提高對作戰計劃評估的科學性和合理性。許多文獻對作戰計劃的評估進行了研究[2-5]，大多從綜合評估的角度進行了論述。本研究在分析艦艇作戰計劃評估特點的基礎上，結合仿真過程，探討了作戰計劃評估指標的建立。

1評估指標分析

所謂評估是評估主體對評估客體價值大小進行評價、判斷、預測的活動，也是人們認識把握事物規律或活動價值的主觀行為[6]；是指依據某種目標、標準、技術或手段，對得到的信息按照一定的程序步驟進行分析、研究、判斷其效果和價值的一種活動。評估作戰計劃時，既要考慮到作戰的結果，又要注意過程中的關鍵環節，結合作戰結果對過程加以改進。所以作戰計劃的評估是結果論與過程論的有機結合。相同的作戰過程受不同環境和條件的影響會導致不同的作戰結果；而相同的作戰結果可以通過不同的作戰過程來達到。作戰過程的積累導致作戰結果的發生，但又并非線性疊加的結果，所以需要綜合考慮作戰過程和作戰結果，共同評估作戰計劃。

1.1　艦艇作戰計劃評估的特點

1) 過程性。現代海戰是信息化條件下的戰爭。在火力打擊行動前伴隨著大量的預警探測、態勢共享和指揮控制等信息產生、傳輸行為。對作戰計劃的評估不再是單一的對最終作戰結果的評價，而是對作戰過程中各個關鍵環節進行有效地評估。以便更透徹地理解作戰計劃，使得評估更加全面、綜合。

2) 客觀性。艦艇作戰計劃一般是針對戰術、戰役層面的水面艦艇戰斗進行指導，即使用性作戰計劃[7]。綜合性評估的對象一般是方針性作戰計劃，不同程度的帶有評判專家的主觀意見。綜合性評估對具有很強對抗性的艦艇作戰計劃顯得較為籠統、模糊。而以直觀的數據結果作為評判艦艇作戰計劃的指標，能夠提供更加客觀地評判標準。

3) 清晰性。清晰性包含可理解性和無二義性，是指評估指標的可理解性和明確性程度。可理解性是指每一項指標的含義都易于理解；無二義性是指每一項指標只有一個明確統一的解釋。

1.2　評估指標選取方法

為了體現評估中作戰過程和作戰結果的統一，分別設立作戰過程類評估指標和作戰結果類評估指標。進一步可從時間、空間、戰斗力量(通常是指參加戰斗的人員、武器裝備和物資器材等因素的總和[8])等角度對指標進行細化。作戰計劃的關鍵內容之一就是時間的籌劃，安排各戰斗行動在時間序列上的順序。作戰過程中關鍵性時刻是關乎作戰成敗的時間點。因此從時間關系入手，以絕對(我方或敵方)、相對(敵我之比)時間來細化評估指標。空間一般指戰斗力量作用的物理空間。如目標是否在武器的有效打擊范圍內，探測目標時和目標的相對距離等。戰斗力量主要從敵我雙方的對比關系入手，體現了代價(我方損失、消耗)和收益(敵方損失)的關系，是衡量作戰結果的重要因素。同時戰斗力量所具有的各種屬性也是評估指標的重要來源。

以艦艇對海突擊作戰樣式為例，從信息化海戰的作戰流程出發，研究艦艇作戰計劃評估指標。其基本作戰流程是[9]：由各平臺(預警機、偵察衛星、艦船、地面雷達站)所裝備的電子偵察設備進行預警探測；對探測到的目標信息進行數據融合，取得目標的軌跡、識別目標性質，進而形成統一態勢；決策者根據統一態勢進行指揮；通過指揮控制系統為編隊中的打擊兵力進行目標指示，打擊兵力對目標實施火力打擊；各偵察設備對目標進行毀傷評估，并將結果融入戰場態勢中。對海突擊作戰過程如圖1所示。

圖1　評估指標選取過程

對作戰計劃中的關鍵環節從時間、空間、戰斗力量3個不同角度建立評估指標。評估指標反映了關鍵環節中戰術動作完成情況的屬性。如對目標進行探測時，探測到目標的時間，探測到目標時與目標的距離等。這些指標屬于易量化、易提取的底層指標。通過統計、組合可以產生出更多不同的評估指標，例如“武器發射時間”與“探測到目標的時間”之差，即反映了從發現目標到打擊目標這一過程的耗時。圖1中指標欄所列舉的指標是艦艇對海突擊作戰樣式下評估指標選取方法的示例，具有一定的代表性。但不夠全面，其他指標的選取可參照此方法進行。

2基于仿真的評估指標建立

艦艇對海突擊作戰樣式中，戰斗力量狀態的變化是由作戰行為的發生而導致的，而作戰行為一般在重要階段、關鍵環節上產生影響，在時間上是非連續的，具有離散特性。作戰行為的發生可以看作某一事件。因而整個作戰計劃所表示的作戰過程可以從事件的角度進行描述，對促使作戰效果發生的關鍵事件和主要環節進行分析，從而解釋作戰行為過程、評價其合理性、分析其薄弱環節。

綜上所述，艦艇對海突擊作戰過程符合離散事件系統的特征。離散事件系統是指受事件驅動、系統狀態跳躍式變化的動態系統，系統的狀態遷移發生在一系列的離散事件點上[10]。可運用離散事件仿真對艦艇作戰計劃進行分析，而評估指標數據的收集可轉化為對事件屬性的記錄。

2.1　指標的數據結構

在離散事件仿真系統中，作戰計劃中的戰斗力量和作戰行為分別映射為實體和事件。實體記錄其自身的狀態信息；事件代表導致實體狀態發生改變的瞬間行為[11]。整個作戰計劃在仿真過程中，可以看作是一系列事件的關聯集合，從初始事件的發生，到觸發下一事件，形成一個事件鏈表。事件是其中的基本描述單元。所以在記錄各項指標數據時，可以相應的映射為對事件的記錄。這其中包括事件名稱EventName、事件描述EventDescribe、事件發生時間EventTime、事件發生次數EventCount、事件屬性集合EventProperty、事件條件EventCondition(事件發生方式EventWay、事件發生主體EventEntity、事件作用對象EventTarget)。

使用擴展巴科斯范式(EBNF)形式化表示事件，符號說明如表1所示[12]。

Index::=〈EventName〉〈EventDescribe〉[EventTime][EventCount](〈EventProperty〉)*[EventCondition]

EventCondition::=[EventWay][EventEntity][EventTarget]

表1　EBNF符號說明

其中事件條件EventCondition為仿真前設置的參數，在仿真過程中對記錄的事件進行篩選。輸出的指標為事件時間EventTime、事件次數EventCount和事件屬性EventProperty。仿真系統以一定時間間隔對事件進行采樣，完成相關指標數據的記錄，如圖2所示。

圖2　采樣數據

2.2　評估指標的實例

根據指標的數據結構，以圖1中的“探測到目標的時間”和“探測到目標時的距離”兩個指標進行示例說明：以上兩個目標都對應“探測事件”。 “探測事件”的事件條件EventCondition中，發生主體EventEntity::=” 搭載偵察設備的某一平臺”|”搭載偵察設備的某類平臺”。事件發生方式EventWay::=”雷達”|”紅外”|”聲納”，表示探測方式。根據探測事件的性質，無法提前獲知探測到的對象，所以事件作用對象不進行設置。采集到的“探測事件”數據中，事件發生時間EventTime對應“探測到目標的時間”這一指標，而“探測事件”的事件屬性EventProperty之一是“探測到目標時的距離”指標值。

3結束語

不同的指揮員因為對上級意圖理解的不同和性格差異等因素，會對同一作戰計劃得出不同的結論，所以很難對作戰計劃下綜合性的結論。本研究通過分析作戰過程，從時間、空間、戰斗力量3個角度選取了與作戰計劃有關的評估指標，最后將指標轉化為與事件相關的數據。通過這些數據，指揮員可以對作戰計劃進行個性化分析，根據自己的需要和理解做出判斷。

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【裝備理論與裝備技術】

中圖分類號：E273.1

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0707(2015)12-0023-03

doi:10.11809/scbgxb2015.12.006

作者簡介：王偉(1982—)，男，博士研究生，主要從事水面艦艇作戰建模與仿真研究。

基金項目：中國博士后科學基金(2012M512137)

收稿日期：2015-07-22