面向仿真實驗的聯合作戰方案結構化表示方法

摘 要：聚焦基于作戰模擬仿真系統的聯合作戰方案仿真實驗，為解決非結構化作戰方案文本信息向系統可解析計算的結構化數據信息表示問題，在分析作戰方案內容要素及其內部邏輯關系的基礎上，從作戰任務視角提出一種基于任務線的作戰方案抽象表征模型和基于ETGA的作戰方案結構化表示方法，并基于語義網絡構建一種結構化數據圖譜模型，為實現作戰方案轉化錄入系統和結構化數據信息高效組織運用提供理論方法支撐。

關鍵詞：聯合作戰方案;仿真實驗;任務線模型;結構化表示方法;數據圖譜模型

中圖分類號：E911;TP391 文獻標志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2025.02.019

Research on structural representation method of joint

operational plan for simulation experimentation

JIA Chenxing， GE Chenglong， MING Yuewei

（Joint Operation College of National Defense University， Shijiazhuang 050084， China）

Abstract：Focused on the simulation experimentation of joint operational plan based on operation and combat simulation system， in order to solve the problem of representing the unstructured operational plan text information to the structured data which can be analyzed and calculated by the system， this paper analyzes the content elements of the operational plan and its internal logic relations， and puts forward an abstract representation model based on task-line and a structured representation method based on ETGA， and constructs a structured data graph model based on semantic network. This paper provides a theoretical and methodological support for the conversion and input of operational plan and the efficient organization of structured data information.

Key words：joint operational plan； simulation experimentation； task line model； structural representation method； data graph model

聯合作戰方案仿真實驗旨在通過作戰模擬仿真方法手段檢驗評估方案的科學性、可行性、適應性[1]。聯合作戰方案是實驗對象，實驗人員需將以文圖表等非結構化形式描述的方案，轉化表示為實驗系統能解析計算的結構化描述內容[2-4]。特別是采取“人不在回路”模式的仿真實驗，方案的結構化表示更為關鍵[5-8]。本文探索研究一種基于任務線的作戰方案結構化表示方法和基于圖譜模型的結構化信息組織運用方法。

1 作戰方案構成要素及其關系

1.1 主要構成要素

作戰方案主要包括作戰目的、作戰方向、作戰目標、作戰階段、作戰編組、作戰部署、作戰任務、作戰行動計劃等要素[9]。其中，目的、任務、目標和行動計劃是核心重點，作用于仿真實驗全過程。

作戰目的是指作戰預期達到的總體效果和核心指標，主要包括殲滅敵人數量，攻占地區、目標，扼守地區、目標或時間等。作戰目的具有層次結構特征，戰略目的是由若干戰役目的構成和實現，戰役目的是由若干戰斗目的構成和實現。

作戰任務是核心要素，描述作戰力量為達成預定作戰目的而擔負的具體任務，反映實現作戰目的的方法舉措，指導各分域、各層級作戰力量有組織、有計劃、有目標地實施作戰行動。為了便于指揮員準確把握作戰重心、關注關鍵環節，方案中通常在眾多任務中明確若干關鍵任務。關鍵任務是直接影響作戰目的實現、關乎后續作戰行動實施而必須完成的具有重要樞紐作用的一類任務。

作戰目標主要是指作戰行動所要打擊、奪取或防衛的對象，包括有生力量、武器裝備、軍事設施及對作戰進程和結局有重要影響的其他目標。目標與任務緊密關聯，也是對任務預期效果的分解細化、量化描述。

作戰行動計劃是對任務部隊作戰行動的具體設計安排，反映作戰任務、作戰目標的實現途徑。通常根據指揮層級和領域專業，采取自頂向下、由總到分方式組織制定，將作戰任務、作戰目標逐級細化分解至任務部隊，規劃任務部隊遂行任務的具體程序、方法，實現兵、火、時、空、頻等作戰資源的最優化分配。

1.2 要素邏輯關系

作戰方案構成要素之間具有相互關聯、互為因果的邏輯關系，如圖1所示。作戰目的是對上級意圖的具體化表征，指導和約束其他要素；作戰任務、作戰目標、作戰行動是對作戰目的的分解細化、具體落實。作戰目標、作戰行動與作戰任務緊密聯系，描述作戰任務的目標對象、預期效果和行動方法。由此可見，作戰任務具有承上啟下作用，每一項任務都對應了一定的目的、目標、效果和行動，體現了實現作戰目的的路徑和方法。

2 基于任務線的作戰方案抽象表征

從作戰籌劃來看，作戰任務在作戰方案中具有承上啟下作用：一方面，作戰任務服務于作戰目的，是實現目的的具體方法舉措；另一方面，作戰任務引導作戰目標分配和作戰行動設計。作戰目的、作戰目標和作戰行動被分解細化到一系列作戰任務之中，如圖2所示。美軍《聯合出版物5-0：聯合計劃流程》中也明確表述，根據上級賦予的Mission（使命）分析確定最為合理的Task（作戰任務）、設計Action（作戰行動），最終形成COA（作戰任務序列）。COA是美軍作戰方案的核心主體，描述從當前初始態勢達到終態的路徑和方法，即一系列具有時空屬性的作戰任務及其行動。

從作戰實施來看，實現作戰目的依賴于作戰任務，作戰任務指導作戰力量有目的、有目標、有方法的行動。理想狀態下，各任務部隊按照方案中明確的任務時間、空間和目標，依次執行作戰行動、實現預期目的效果，作戰進程就可以按照作戰預想逐步演進，直至最終實現作戰決心、達成作戰目的。作戰方案中一系列具有時序關系的作戰任務，所體現的是實現作戰目的的必要步驟。

綜合上述，作戰方案本質上反映了實現作戰目的的方法和路徑，作戰任務是實現作戰目的的具體方法，作戰任務之間的時序關系則描繪了實現作戰目的的路徑。因此，作戰方案可以被抽象表征為由一系列作戰任務按照時序關系相互連接所構成的一條有向邏輯線，即任務線，如圖3所示。

3 基于ETGA的作戰任務結構化表示

3.1 作戰任務層次結構與構成要素

作戰任務是具有層次結構、時序關系的體系，按照一定步驟逐步細化分解，如圖4所示。以聯合戰役方案為例，作戰任務可分為戰役任務和行動任務2個層級。戰區聯指在領會意圖、理解命令指示基礎上，首先明確戰役目的，分析得出戰役任務；而后，在分域指揮機構輔助下將戰役任務細化分解，轉化為下屬任務部隊行動任務。行動任務是作戰任務中最小的、不可再分的任務單元，與任務部隊、作戰目標和作戰行動緊密關聯。作戰方案中劃分為若干作戰階段，每個作戰階段包含一項或多項戰役任務，若干戰役任務之間具有時序關系；每一項戰役任務包含一項或多項行動任務，若干行動任務之間同樣具有時序關系。聯合戰斗方案同樣如此，作戰任務可分為戰斗任務和行動任務。

戰役任務是從宏觀概略層面描述某個作戰階段中的總體任務，即上級賦予或本級確定的作戰任務“是什么”，如聯合偵察預警、聯合火力打擊、聯合兵力突擊、聯合防空反導、聯合電子對抗、聯合特種作戰等。

行動任務是構成戰役任務的原子性任務單元，重點是從兵力、目標、效果、行動時空、行動方法等方面進行描述，即“誰來做”“為何做”“做什么”“怎么做”。行動任務構成要素主要包括基本屬性、實體（entity）、目標（target）、效果（goal）和行動（action）5類要素。其中，基本屬性要素主要包括任務名稱、任務類型等屬性。

實體要素用于描述行動力量，主要包括軍兵種類型、部隊名稱（番號）以及基本作戰單位、作戰裝備等。

目標要素用于描述行動任務的目標，是戰役目標細化分解的結果，反映了行動任務的對象。

效果要素用于描述行動任務的目的與預期效果，是指導任務部隊規劃行動、分配資源的條件，也是評估行動任務完成情況的依據，通常以時間指標、態勢指標、戰果指標、戰損指標、效益指標等可量化測度指標來描述。時間指標是對完成時限、持續時間等效果因素的描述；態勢指標是對要點要域奪控、封鎖、阻擊或敵方部隊實力毀傷等整體性程度效果因素的描述；戰果指標是對敵方人員傷亡數量、裝備損毀率等效果因素的描述，或是對我方人員、裝備、彈藥及其他物資等方面防護效果因素的描述；效益指標是對偵察情報、電子干擾、網絡攻防等方面效率因素的描述。

行動要素用于描述行動任務的具體條件、時空和過程等，主要包括行動條件、行動時間、行動空間、行動序列等子要素。行動條件描述行動任務執行的必要資源和態勢條件，如兵力、裝備、彈藥等資源和部隊實力，敵方的狀態、行動等。行動時間主要描述行動任務執行的時間節點，如開始時間、結束時間、持續時間。行動空間主要描述行動任務執行的戰場空間范圍，如初始位置、機動路線、行動區域、終止位置等。行動序列主要是對任務部隊作戰行動方法和過程的描述，若干項作戰行動按照時序關系進行組合表示。

3.2 ETGA結構化表示方法

3.2.1 戰役任務結構化表示

3.2.2 行動任務結構化表示

（1）實體要素結構化表示

實體要素Entity可表示為一個三元組：〈EntityID，EntityName，EntityType〉。其中，EntityID表示任務部隊編號，是全局唯一標識；EntityName表示任務部隊名稱或代字；EntityType表示任務部隊的軍兵種類型，以類型代碼表示。上述要素要與作戰模擬仿真系統中部隊實體的編號、名稱（代字）和軍兵種類型代碼保持一致。

（2）目標要素結構化表示

（3）效果要素結構化表示

（4）行動要素結構化表示

4 基于圖譜模型的結構化數據組織方法

運用ETGA結構化表示方法，聯合作戰方案中各項要素可被計算機實例化為數據單元，為基于作戰模擬仿真系統的仿真實驗提供條件支撐。但若以零散獨立形式存儲和組織結構化數據，特別是聯合作戰方案中作戰任務數量規模較大時，將明顯影響數據運用效率。因此，在ETGA結構化表示方法基礎上，基于語義網絡構建一個面向聯合作戰方案結構化數據組織的圖譜模型，提升數據運用與維護能力。

4.1 數據實例語義關系定義

作戰任務及其構成要素之間存在一定語義關系，主要包括以下類型：

（1）組成關系（composed of）。戰役任務、行動任務以及要素之間的層次構成關系，體現的是“整體與部分”，其直觀語義可以描述為“…由…構成”。組成關系也可以逆向轉化為體現“部分與整體”的聚合關系（Part of）。

（2）時序關系。任務與任務、行動與行動之間的時間邏輯關系，包括先于（before）、隨后（after）和同時（concurrent）。

（3）屬性關系（attribute of）。作戰任務實例與其屬性之間的關系，屬性通常關聯具體屬性值。例如，戰役任務包含戰役任務編號、戰役任務名稱、戰役任務類型等屬性。

（4）從屬關系（subordinate to）。行動任務效果指標與任務目標之間的從屬關系。例如，若干效果指標實例從屬于某個任務目標實例。

4.2 基于數據實例分層的圖譜模型

數據實例分為作戰任務實例和任務要素實例。其中，作戰任務實例又分為戰役任務實例和行動任務實例；任務要素實例包括實體實例、目標實例、效果實例、行動實例。部分任務要素實例還包括子要素實例，例如行動實例包含行動條件實例、行動空間實例、行動單元實例。考慮戰役任務、行動任務、任務要素及其子要素之間具有明顯的層級組織結構，因此采取實例分層方式構建圖譜模型，如圖5所示。

第三層是行動任務要素實例層，由行動任務的要素實例構成。設：EU表示實體實例集合，EA表示實體實例屬性集合；TarU表示目標實例集合，TarA表示目標實例屬性集合；GU表示效果實例集合，GA表示效果實例屬性集合；AU表示行動實例集合，AA表示行動實例屬性集合。

第四層是行動元素實例層，由行動任務中行動要素的各個子要素實例構成。設：ACU表示行動條件實例集合，ACA表示行動條件實例屬性集合；ASU表示行動空間實例集合，ASA表示行動空間實例屬性集合；AUU表示行動單元實例集合，AUA表示行動單元屬性集合。

5 結束語

本文研究聚焦聯合作戰方案仿真實驗領域難點問題，重點圍繞作戰方案的結構化表示、數據化解析以及數據信息仿真運用，提出了基于任務線的作戰方案抽象表征模型、基于ETGA的作戰方案結構化表示方法和基于語義網絡的結構化數據信息圖譜模型。研究成果已在聯合作戰兵棋推演系統中應用，驗證了適用性、可行性，可為聯合作戰方案仿真實驗活動實施和系統建設提供參考借鑒。

參考文獻：

[1] 溫睿. 作戰方案計劃推演評估[M]. 北京： 兵器工業出版社， 2019.

WEN R. From simulation to estimation， developing the COA amp; OPLAN[M]. Beijing： The Publishing House of Ordnance Industry， 2019.

[2] 胡紅云， 鄭世明. 聯合作戰方案仿真推演控制研究[J]. 軍事運籌與系統工程， 2016， 30（1）： 76-80.

HU H Y， ZHENG S M. Research on simulation deduction control of joint operation scheme[J]. Military Operations Research and Systems Engineering， 2016， 30（1）： 76-80.

[3] 劉兆鵬， 柳少軍， 司光亞， 等. 面向推演分析的聯合作戰方案概念建模研究[J]. 系統仿真學報， 2018， 30（12）： 4 563-4 573.

LIU Z P， LIU S J， SI G Y，et al. Research on the conceptual modeling of COA for analysis of wargaming[J]. Journal of System Simulation， 2018， 30（12）： 4 563-4 573.

[4] 劉海洋， 唐宇波， 胡曉峰， 等. 基于兵棋推演的聯合作戰方案評估框架研究[J]. 系統仿真學報， 2018， 30（11）： 4 115-4 122， 4 131.

LIU H Y， TANG Y B， HU X F，et al. Research on evaluation framework of COA based on wargaming[J]. Journal of System Simulation， 2018， 30（11）： 4 115-4 122， 4 131.

[5] 李云龍， 張艷偉， 王增臣. 聯合作戰方案推演評估技術框架[J]. 指揮信息系統與技術， 2020， 11（4）： 78-83.

LI Y L， ZHANG Y W， WANG Z C. Technical framework of joint operation scheme deduction and evaluation[J]. Command Information System and Technology， 2020， 11（4）： 78-83.

[6] 彭勇. 作戰方案仿真實驗自動指揮決策問題研究[J]. 軍事運籌與系統工程， 2017， 31（3）： 47-50.

PENG Y. Research on automatic command and decision-making in combat scheme simulation experiment[J]. Military Operations Research and Systems Engineering， 2017， 31（3）： 47-50.

[7] 李策， 楊博. 基于仿真的陸軍合同戰斗方案實驗評估研究[J]. 計算機仿真， 2020， 37（9）： 31-35， 76.

LI C， YANG B. Research on assessment of experiment of army combined combat plan based on simulation[J]. Computer Simulation， 2020， 37（9）： 31-35， 76.

[8] 李策， 申天良， 彭勇， 等. 陸軍合同戰斗方案仿真實驗自動控制研究[J]. 指揮控制與仿真， 2018， 40（1）： 86-92.

LI C， SHEN T L， PENG Y， et al. Research on simulation experiment automatic control of army combined combat plan[J]. Command Control amp; Simulation， 2018， 40（1）： 86-92.

[9] 秦曉周. 聯合作戰輔助決策方法研究[M]. 北京： 國防大學出版社， 2019.

QIN X Z. Research on auxiliary decision-making method of joint operations[M]. Beijing： National Defense University Press， 2019.

（責任編輯：許韋韋）