后裝保障態勢感知及輔助決策系統的研究*

欒 靜

（中國人民解放軍92493部隊 葫蘆島 125003）

1 引言

未來聯合作戰是典型的信息化一體作戰，其裝備保障也必將高度依賴陸、海、空、天、電、網等廣闊戰場的數據分析與指揮員決策之間的配合［1～3］。由于戰場態勢瞬息萬變，裝備保障行動在“計劃式、預案式”協同的基礎上，更加注重動態調整，實時掌控戰場情況，快速分析決策，最大限度地滿足聯合作戰需求［4～8］。隨著裝備的飛速發展，以及先進生產、制造技術的廣泛應用，裝備系統的復合度、集成度、自動化、信息化程度大幅度提高，各個系統關聯度、耦合度不斷增強，管裝中的“技術含量”也在不斷提升。面對未來信息化裝備保障力量多元、保障空間廣闊、保障時效性強的特性，如何快速準確地獲取裝備保障信息，掌握保障態勢，實施精確后裝保障，提高裝備指揮決策效率和科學化水平等輔助決策能力，是我們今后信息化時代研究的重點，基于此，提出了后裝保障態勢感知及輔助決策系統的研究工作，該系統將是以裝備數據為中心，動態感知為中樞架構，再根據輔助決策等先進技術為一體的智能裝備保障平臺。

2 系統總體設計

系統提出旨在開展裝備狀態的感知與輔助決策管理，重點圍繞后勤保障和裝備保障實施過程，構建一套面向裝備使用、維修和管理等業務感知和決策支持的信息管理平臺，實現裝備數據采集與管理、裝備技術鑒定、故障診斷、性能評估、裝備態勢可視化等功能，建立裝備技術狀態“大數據”，達成裝備使用、維修與管理的優化決策能力，為裝備建、管、保、修提供客觀準確依據，以提升后裝裝備完好性、準確率和任務成功率。

系統軟件主要框架采用B/S 架構，分為應用層、服務層以及資源層，主要包含態勢感知、輔助決策、可視化人機交互等應用層活動，其中態勢感知和輔助決策功能是核心功能，感知裝備健康狀態、作戰任務需求、裝備部署情況、保障資源需求等信息，為智能保障決策提供輸入，并且通過輔助決策技術，自行或輔助解決保障問題，最終系統通過可視化人機交互界面所呈現。系統中綜合數據管理平臺部署在數據中心的服務器端，作為系統運行的數據管理平臺，為系統提供數據存儲、修改、查詢等操作支撐。總系統由后裝保障數據管理平臺、可視化展示平臺組成，同時實現裝備數據感知模塊、裝備技術狀態輔助決策模塊的功能。可視化展示平臺采用web 瀏覽器的方式訪問，管理維護人員通過賬號登錄至服務器，在頁面中調用各個可視化展示模塊，系統總體架構如圖1所示。

圖1 系統總體框架

3 保障態勢感知

態勢感知是一種基于環境的、動態地、整體地洞察安全風險的能力，是以安全大數據為基礎，從全局視角提升對安全威脅的發現識別、理解分析、響應處置能力的一種技術，最終為決策與行動，是安全保障能力［9～10］。借助系統全面感知裝備的數量、健康狀態、作戰任務需求、裝備部署情況、保障資源狀態和需求等信息，為輔助決策保障提供輸入。

3.1 信息獲取功能

3.1.1 功能分類

裝備態勢感知分為裝備態勢感知和后裝態勢感知，具體如圖2所示。

圖2 保障態勢感知功能圖

裝備保障對象包括通用裝備、艦艇裝備、試驗專用裝備。其中具體包含：1）實力管理，包括裝備類型、數量、質量、配屬情況以及入列、退役等狀態信息進行管理；2）技術管理，包括裝備初始技術狀態、實時技術狀態、物理場狀態（溫濕度、光照、電磁波和電場防護等）、維修情況進行管理；3）技術鑒定：包括裝備定期技術鑒定、專門技術鑒定，對裝備技術狀態進行全面的檢查、測定、分析，提出對裝備使用、修理、退役、報廢的鑒定意見。

后勤保障態勢感知保障對象包括兵力投送、經費保障、物資油料、傷病員救護、伙食、衛生防疫等。具體分類包括戰勤保障態勢感知、經費保障態勢感知、物資油料保障態勢感知、醫療衛生保障態勢感知和軍港營房保障態勢感知。

3.1.2 流程設計

將后裝保障信息進行分類存儲，便于下一步處理使用。首先，選擇分類的數據集作為感知源，一般系統選擇警告信息進行判別源；再次，感知響應后，狀態判斷進入系統的分析過程，從已分類的數據集合中感知辨識所用信息，提取至當前數據分析區；隨后，進行綜合邏輯分析演算；最后，得到裝備態勢感知狀態，并通過交互界面展現出來，獲取功能流程如圖3 所示。為了進行更多、更好地在大量復雜的信息中，感知出我們需要的有用信息，對于裝備信息我們在這里不做標準化描述，不規定固定模型，不采用統一的方法進行信息評估，為此，提出基于感知信息的模糊辨識的裝備信息獲取的辨別方法，如圖3 中的信息分類及信息識別的存儲方式。

圖3 信息獲取流程圖

圖4 功能狀態映射

態勢感知裝置上送信息是通過對文本表示進行區別的，即使是同型號的裝備，不同版本程序上也需要不同的標識區分，因此需要建立相應的名稱與類型之間的映射表，方便系統遍歷和計量。首先，對后裝態勢感知對象包含的設備進行命名，在數據庫中對裝備進行描述與文本建立相關性，在通過邏輯詞條定位，如圖3 所示。圖中左邊“Eequip.txt”為數據庫裝備描述映射文本，其中“物資油料”、“保障經費”等為各個裝備的描述名，對應的“Logic-1”等所對應的邏輯詞條文本名稱。根據同一類型裝備，給出同一識別碼，根據文本內容的不同，在利用識別碼后邊序號進行區別。如圖3 中的物資油料1 的邏輯詞條文本為Logic-1.txt，其中識別碼為Logic；物資油料3的邏輯詞條文本中含有與物資油料1 不同描述的同含義信息條目，因此其文本名為Logic-2.txt，但識別碼不變，仍為Logic。識別碼代表推理邏輯，所以相同識別碼具有相同的邏輯詞條文本，這樣設計可提高感知功能狀態模塊的復用性。邏輯計算時只需由裝置名稱的文本，從數據庫中找到信息，這樣提高效率避免重復搜索。

3.2 自主監測

系統的自主監控功能，主要由自主監測預警、適應性評估、智能反饋改善三個功能組成。1）自主監測預警功能，包括裝備保障損耗、缺失情況的監測與預警、裝備保障范圍監測與預警、保障流程及任務情勢監測與預警。2）適應性評估功能，包括保障需求適應性評估、保障能力適用性評估、保障資源適應性評估等功能。3）智能反饋改善功能，包括系統性能反饋改善、維修反饋改善、使用反饋改善、保障反饋改善等功能。

4 輔助決策技術

輔助決策功能主要用于裝備管理過程中的評估分析，其分析結果用于維修檢測人員，及時掌握裝備保證能力是否滿足裝備保障需求。特別是在執行試驗、作戰任務時，進行維修保障資源的合理優化部署，減少資源浪費，具體具有如下功能。

1）裝備“狀態維修”決策技術支持。采用數字孿生與深度學習技術，建立裝備故障專家識別診斷推理機，根據裝備技術狀態實時感知數據，分析預測裝備故障趨勢，實現裝備事前維修與計劃維修有機結合。

2）設施“計劃檢修”決策技術支持。根據設施技術狀態實時感知數據，對設施技術狀態故障進行預警，定位故障位置、識別故障類型、預估維修時間、準備維修器材工具等，實現故障前計劃性檢修。

3）基于任務的后裝保障行動推演。根據任務需求與后裝保障態勢感知信息，分析裝備遂行任務和物資供給籌措等能力，評估后裝保障時效，推演快速反應和應急處突能力，實現保障過程各個節點的資源優化部署，具體包括：

（1）裝備遂行任務能力：依據裝備實時技術狀態，對照任務要求，提出裝備運用、補充、更新、調運等優化方案。

（2）物資供給籌措能力：依據物資油料保障態勢，對照任務要求，提出器材籌措、存儲分配、供應等優化方案。

（3）評估后裝保障時效：根據任務需求，結合裝備遂行任務和物資供給籌措能力，解算后裝保障行動的最佳路徑和時間。

（4）推演快速反應和應急處突能力：采用數據驅動仿真技術，推演優化后的后裝保障方案。

5 系統效果評估

系統建成后將形成數據管理規范、態勢感知精準、輔助決策相伴的科學高效評估鑒定能力，實現對靶場后裝保障全參數技術狀態評估和裝備全壽命周期管理目標，提升裝備保障能力。

本系統主要完成使命任務評估：

1）后裝保障信息數據采集與管理。利用信息化手段對后裝備數據及實時技術狀態數據進行采集，完成信息梳理及存儲，實現技術狀態基本信息綜合管理，為后裝保障態勢感知及輔助決策提供基礎數據。

2）態勢感知及輔助決策功能。在采集的基礎數據及實時技術狀態數據基礎上，對裝備保障和后勤保障進行態勢感知，對裝備的數量、動態、配屬情況、技術狀態等進行實時監測，確保裝備達到監控的全覆蓋。同時對裝備的“狀態維修”和“計劃檢修”進行決策技術支持，實現裝備事前維修與計劃維修有機結合，以及資源合理優化配置工作。

3）系統的可視化。可實現裝備狀態和執行任務的可視化，包括裝備種類、數量、技術狀態、維修檢測程度及使命任務執行等展示功能。

6 結語

以人工智能、大數據、云計算等為代表的前沿技術正在引領諸多領域產生顛覆性變革，未來戰爭形態將向智能化戰爭轉變，武器裝備也在廣泛探索應用智能化技術，智能化技術同樣為裝備保障系統的賦能和發展提供了先決條件［11～13］。本文從后裝保障需求出發，結合現代裝備發展新趨勢，將保障系統作為一個有機整體，提出了態勢感知和輔助決策等智能化保障方式和實現方法，對以自動感知為特征的新一代輔助決策保障系統進行了探索研究，后續可基于態勢感知和輔助決策技術的完成度，進一步呈現后裝保障系統的實現成果。