黃紅兵 李賢玉 王學(xué)寧 張桂元

1．火箭軍裝備研究院北京100094

作戰(zhàn)計(jì)劃在軍事行動(dòng)中處于核心位置,是指揮決策最重要的內(nèi)容,是作戰(zhàn)行動(dòng)的基本依據(jù),常常決定著軍事行動(dòng)的成敗.同時(shí),指揮控制的主要任務(wù)也是圍繞作戰(zhàn)計(jì)劃的生成、執(zhí)行、監(jiān)控、調(diào)整等一系列活動(dòng)展開.正因?yàn)樽鲬?zhàn)計(jì)劃的特殊地位,作戰(zhàn)計(jì)劃生成可能是軍事領(lǐng)域研究得最多的問(wèn)題之一,涉及其過(guò)程、任務(wù)、方法等研究的文獻(xiàn)浩如煙海,其中的理論與技術(shù)問(wèn)題也層出不窮、不一而足.或許也正因如此,對(duì)這一問(wèn)題的把握常常難以兼顧深度和廣度,很容易就事論事,難以在一個(gè)更廣闊的背景下考慮問(wèn)題,或者泛泛而談,不能在一個(gè)更深的層次上揭示問(wèn)題的內(nèi)在結(jié)構(gòu).

兼顧作戰(zhàn)計(jì)劃生成問(wèn)題的廣度和深度,本文以一種綜合的視角考察其中涉及的諸多理論與技術(shù)問(wèn)題.首先,就其內(nèi)容看,作戰(zhàn)計(jì)劃是客觀軍事規(guī)律與主觀作戰(zhàn)目標(biāo)的綜合體.一個(gè)科學(xué)可行的作戰(zhàn)計(jì)劃,必定是立足于客觀軍事規(guī)律,利用現(xiàn)有軍事資源,一步一步導(dǎo)向所期望的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)目標(biāo),脫離客觀規(guī)律的作戰(zhàn)計(jì)劃只能是空中樓閣.所以,作戰(zhàn)計(jì)劃生成的前提是把握作戰(zhàn)系統(tǒng)的基本規(guī)律.但是作戰(zhàn)系統(tǒng)是一種非常典型的復(fù)雜系統(tǒng)[1?4],從古到今其基本規(guī)律只有少數(shù)軍事家能參透,并且隨著戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的演變,作戰(zhàn)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)規(guī)律都有著很大的變化,越來(lái)越復(fù)雜,形成了巨大的作戰(zhàn)體系.基于這些考慮,對(duì)這些客觀規(guī)律問(wèn)題的探究,在一定程度上也應(yīng)納入作戰(zhàn)計(jì)劃生成的研究視野中,并且運(yùn)用到作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程和評(píng)估過(guò)程之中.其次,就其過(guò)程看,作戰(zhàn)計(jì)劃生成交織著各個(gè)指揮層次、各種作戰(zhàn)要素的計(jì)劃生成過(guò)程,是一個(gè)綜合協(xié)作過(guò)程.協(xié)調(diào)這些過(guò)程,并保證這些計(jì)劃的一致性和完備性,是作戰(zhàn)計(jì)劃生成研究首先要解決的問(wèn)題.同時(shí)為應(yīng)對(duì)快速變化的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),保證作戰(zhàn)計(jì)劃生成的快捷性,自動(dòng)化、智能化的生成技術(shù)必不可少.最后,就其結(jié)果看,作戰(zhàn)計(jì)劃生成的產(chǎn)品,能不能指導(dǎo)或驅(qū)使作戰(zhàn)單位達(dá)成作戰(zhàn)目標(biāo),能不能應(yīng)對(duì)多種不同的挑戰(zhàn),能不能適應(yīng)各種不確定性,滿不滿足相應(yīng)的約束,等等,都需要進(jìn)行綜合評(píng)估.這就需要有相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)估模型和評(píng)估方法來(lái)提供支撐,而這又是建立在對(duì)作戰(zhàn)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)規(guī)律認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上的.

1 作戰(zhàn)計(jì)劃生成綜觀

抽象地看,作戰(zhàn)計(jì)劃生成是將指導(dǎo)性的作戰(zhàn)目標(biāo)映射到具體的兵力部署、資源分配、作戰(zhàn)行動(dòng)等一系列計(jì)劃的過(guò)程,是一個(gè)復(fù)雜的精化過(guò)程,其中存在一個(gè)復(fù)雜的概念結(jié)構(gòu),并涉及大量的相關(guān)理論和技術(shù).

1.1 相關(guān)重要概念及它們之間的關(guān)系

作戰(zhàn)計(jì)劃生成涉及的概念結(jié)構(gòu),定義了計(jì)劃生成過(guò)程中用到的概念要素以及它們之間的相互關(guān)系,為把握作戰(zhàn)計(jì)劃生成的復(fù)雜性提供了思維工具;同時(shí),通過(guò)它們規(guī)定了計(jì)劃生成的任務(wù)、過(guò)程和方法等,為作戰(zhàn)計(jì)劃生成提供了基本遵循.

作戰(zhàn)計(jì)劃生成涉及的概念結(jié)構(gòu)通常存在于一些軍事出版物和作戰(zhàn)條令中,例如美軍的《聯(lián)合出版物5–0:聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃》(Joint Publication 5–0:Joint Operation Planning)[5].其中,一些重要概念包括:目標(biāo)狀態(tài)(End states)、目的(Objectives)、效果(Effects)、任務(wù)(Tasks)、使命任務(wù)(Mission)、行動(dòng)過(guò)程(Course of Action,COA),等等,這些概念的含義如表1所示.

表1 作戰(zhàn)計(jì)劃生成涉及的一些重要概念的含義

圖1 概念內(nèi)涵揭示的“界定”鏈和“支撐”鏈

從這些概念的含義看,目標(biāo)狀態(tài)、目的、效果、任務(wù)和行動(dòng)過(guò)程之間存在兩條因果鏈,一條“界定(Guide)”鏈,一條 “支撐(Support)”鏈,如圖1所示.同時(shí),這些概念要素還存在于不同的指揮層次,也具有界定、支撐關(guān)系.圖2給出的是國(guó)家戰(zhàn)略、軍事戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)層次各概念要素之間的支撐關(guān)系.

圖2 各指揮層次概念要素之間的支撐關(guān)系

1.2 相關(guān)過(guò)程及其涉及的知識(shí)

從作戰(zhàn)計(jì)劃生成的過(guò)程角度看,上述概念要素之間的界定、支撐關(guān)系,可以轉(zhuǎn)化為計(jì)劃生成要素之間的生成、評(píng)估關(guān)系,形成計(jì)劃生成過(guò)程中的生成鏈和評(píng)估鏈(如圖3所示),也就是說(shuō),概念要素之間的界定關(guān)系在計(jì)劃生成過(guò)程中是生成過(guò)程的指導(dǎo),界定關(guān)系兩邊的元素在生成過(guò)程中分別是生成過(guò)程的“輸入”和“輸出”;要素之間的支撐關(guān)系在計(jì)劃生成過(guò)程中需要進(jìn)行評(píng)估,評(píng)定它們之間的支撐程度,判斷支撐鏈最終能否引導(dǎo)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).

圖3的生成鏈和評(píng)估鏈,實(shí)質(zhì)上是將目標(biāo)狀態(tài)到各種作戰(zhàn)計(jì)劃的因果鏈進(jìn)行了分解,這一相互迭代的生成過(guò)程和評(píng)估過(guò)程在實(shí)際軍事實(shí)踐中非常復(fù)雜,需要一定的理論、技術(shù)和工具做支撐才能實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程.圖4給出的是作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程涉及的基本知識(shí)框架.

圖3 作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程中的生成鏈和評(píng)估鏈

圖4 作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程涉及的基本知識(shí)框架

其中,以態(tài)勢(shì)和可用資源為核心的事實(shí)約束,以及以目標(biāo)狀態(tài)和作戰(zhàn)目的為中心的目的約束,是作戰(zhàn)計(jì)劃生成的初始條件,也構(gòu)成了計(jì)劃生成和評(píng)估過(guò)程的事實(shí)和目的約束.另外,以作戰(zhàn)條令和戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)為重心的規(guī)范約束,構(gòu)成了計(jì)劃生成和評(píng)估過(guò)程的約束條件的第3級(jí).

軍事規(guī)律在作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程所涉及的知識(shí)中處于基礎(chǔ)和核心位置,它不僅是作戰(zhàn)條令和戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的基礎(chǔ),也是作戰(zhàn)計(jì)劃生成和評(píng)估技術(shù)的基礎(chǔ),只有建立在對(duì)軍事規(guī)律正確認(rèn)知上的條令條例、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)與工具,才能保證計(jì)劃生成與評(píng)估過(guò)程的正確性.特別地,作戰(zhàn)系統(tǒng)基本規(guī)律是客觀軍事規(guī)律的重要組成,是作戰(zhàn)計(jì)劃生成的基本遵循,是評(píng)估有效性的根本保證.

作戰(zhàn)計(jì)劃生成和評(píng)估的技術(shù)與工具,集中體現(xiàn)了對(duì)各種軍事規(guī)律的認(rèn)知水平,同時(shí)也體現(xiàn)了理論與技術(shù)的發(fā)展水平.建立在相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ)上的自動(dòng)化、智能化的技術(shù)和工具,是作戰(zhàn)計(jì)劃生成正確性和快捷性的保障.

綜上,作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程涉及的知識(shí),可以概括為“一大基礎(chǔ)、兩類技術(shù)、三種約束”.“一大基礎(chǔ)”即客觀軍事規(guī)律,“兩類技術(shù)”即計(jì)劃生成技術(shù)和計(jì)劃評(píng)估技術(shù),“三種約束”即事實(shí)約束、目的約束和規(guī)范約束.相對(duì)來(lái)說(shuō),軍事實(shí)踐中的“三種約束”比較特殊一些,這里主要考察:作戰(zhàn)系統(tǒng)規(guī)律探尋中的理論與方法、作戰(zhàn)計(jì)劃生成的技術(shù)與方法、作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估中的理論與技術(shù).

2 作戰(zhàn)系統(tǒng)規(guī)律探尋的理論與方法問(wèn)題

信息化條件下的作戰(zhàn)系統(tǒng)或作戰(zhàn)體系,包含了相互對(duì)抗的人員裝備、組織結(jié)構(gòu)、指揮控制、行動(dòng)過(guò)程等靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的要素和因素,其對(duì)抗的領(lǐng)域既包括陸、海、空、天、電等物理域,也包括鉸鏈作戰(zhàn)體系的信息域,還包括涉及文化心理的認(rèn)知域和關(guān)系人際互動(dòng)的社會(huì)域.所以,國(guó)內(nèi)外的學(xué)者都一致認(rèn)為現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)是一類復(fù)雜巨系統(tǒng)[1?4],其規(guī)律很難通過(guò)尋常的途徑來(lái)把握,對(duì)其規(guī)律探尋的方法也隨著理論與技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展.

2.1 以模型為中心的理論與方法

以模型為中心的理論與方法,希望基于相似性原理建立起系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能或行為模型,通過(guò)模型來(lái)探尋作戰(zhàn)系統(tǒng)的規(guī)律.由于基于的理論和關(guān)注的焦點(diǎn)不同,形成了各有側(cè)重而相互交織的建模方法,產(chǎn)生了不同形態(tài)的模型.

2.1.1 聚焦于解析的模型

以解析模型為中心的理論與方法,主要以傳統(tǒng)的運(yùn)籌學(xué)、對(duì)策論等為代表,遵從傳統(tǒng)的科學(xué)范式,將作戰(zhàn)系統(tǒng)中的一些規(guī)律表達(dá)為數(shù)學(xué)解析模型.這些解析模型的建立通常以圖5的框架進(jìn)行[6].

圖5 解析模型建立的框架

對(duì)于復(fù)雜的戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),一般只有極宏觀的問(wèn)題或很微觀的問(wèn)題,才能通過(guò)上述方法建立起有效的解析模型,比如戰(zhàn)略博弈規(guī)律的博弈論模型、戰(zhàn)損規(guī)律的蘭切斯特方程,等等,而對(duì)于一些更復(fù)雜的、需要聯(lián)系宏觀和微觀視角的問(wèn)題,通常無(wú)能為力.但是解析模型以其嚴(yán)格的數(shù)學(xué)形式,常常成為其他建模方法想要達(dá)到的最終目標(biāo),并且即使不能建立起問(wèn)題的最終解析模型,這些方法也常常是以一些解析模型為基礎(chǔ)來(lái)研究問(wèn)題的.另外,解析模型也是系統(tǒng)多分辨率模型的重要組成.

2.1.2 聚焦于個(gè)體的模型

以個(gè)體模型為中心的理論與方法,主要以復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論(Complex Adaptive System,CAS)[7]和基于Agent建模與仿真的方法(Agent-based Modeling and Simulation,ABMS)[8]為代表.這一方法將作戰(zhàn)系統(tǒng)看成是由自主性、反應(yīng)性、能動(dòng)性和社會(huì)性的個(gè)體構(gòu)成的系統(tǒng),通過(guò)建立個(gè)體及個(gè)體間交互的模型來(lái)研究系統(tǒng)的規(guī)律,是一種自底向上的研究方法[9?10],其基本思想如圖6所示.

圖6 基于CAS和ABMS以個(gè)體模型為中心的理論與方法

以個(gè)體模型為中心的理論與方法最主要的特點(diǎn)是,通過(guò)對(duì)微觀層面的個(gè)體特征和行為建模來(lái)研究系統(tǒng)宏觀行為.基于CAS和ABMS,建立的個(gè)體模型是主動(dòng)的、“活的”實(shí)體(Agent),更能相對(duì)準(zhǔn)確地刻畫作戰(zhàn)系統(tǒng)的基本組成和系統(tǒng)演化的內(nèi)部動(dòng)因,更有效地反映了人們對(duì)作戰(zhàn)系統(tǒng)復(fù)雜性根源的認(rèn)識(shí),即在個(gè)體之間主動(dòng)交往、相互作用的過(guò)程中形成和產(chǎn)生的;并且,這一方法通過(guò)主體和環(huán)境的相互作用,使個(gè)體的變化成為整個(gè)系統(tǒng)變化的基礎(chǔ),把宏觀和微觀有機(jī)地聯(lián)系起來(lái),統(tǒng)一地加以考察[9].

但是,這一方法對(duì)于作戰(zhàn)系統(tǒng)宏觀行為的刻畫通常是現(xiàn)象呈現(xiàn),如果不做進(jìn)一步的分析,對(duì)于其中規(guī)律性的東西也很難把握,因此,常常要與其他分析方法結(jié)合起來(lái),例如數(shù)據(jù)耕種(或耕耘)(Data farming)[11?12]、大數(shù)據(jù)[13].

2.1.3 聚焦于聯(lián)系的模型

聚焦于聯(lián)系的模型關(guān)注的是作戰(zhàn)系統(tǒng)中的某些聯(lián)系,通過(guò)刻畫這些聯(lián)系完成相應(yīng)問(wèn)題的建模.通常,這些聯(lián)系都是以網(wǎng)絡(luò)來(lái)表達(dá),并利用諸多現(xiàn)有的以網(wǎng)絡(luò)模型為中心的理論與方法來(lái)研究軍事系統(tǒng).這些理論和方法包括:復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)(Complex network)[14?16]、超網(wǎng)絡(luò)(Supernetworks)[17?19]、概率網(wǎng)絡(luò)(Probabilistic network),等等.

1)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究以隨機(jī)圖、“小世界”網(wǎng)絡(luò)、“無(wú)標(biāo)度”網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等為理論工具,研究現(xiàn)實(shí)世界中由相互聯(lián)系實(shí)體形成的網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)特征、分布規(guī)律、動(dòng)力學(xué)行為等宏觀特性,取得了豐富的成果[14?16].作戰(zhàn)系統(tǒng)(或體系)是由眾多實(shí)體組成的,但其整體的行為和效果往往決定于實(shí)體之間復(fù)雜的相互作用關(guān)系.將作戰(zhàn)系統(tǒng)看成是由復(fù)雜相互聯(lián)系的結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的系統(tǒng),用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)描述這些結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)關(guān)系,就形成了作戰(zhàn)系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型[20].基于構(gòu)建的作戰(zhàn)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型,利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究中產(chǎn)生的理論與方法,可以分析[21?22]:a)作戰(zhàn)體系的主要特性、生成機(jī)制與節(jié)點(diǎn)互聯(lián)規(guī)律;b)指控網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦耘c行為機(jī)理;c)指控、傳感、作戰(zhàn)、通信節(jié)點(diǎn)在體系網(wǎng)絡(luò)中的影響機(jī)制;d)作戰(zhàn)體系關(guān)鍵點(diǎn)、脆弱性以及級(jí)聯(lián)反應(yīng),等等.

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)既刻畫了系統(tǒng)中的個(gè)體,又刻畫了個(gè)體之間的復(fù)雜相互關(guān)系導(dǎo)致的系統(tǒng)整體涌現(xiàn)性的行為,非常適合于對(duì)一些復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模.但是一般復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)和邊都是同質(zhì)的,而實(shí)際系統(tǒng)中多為綜合網(wǎng)絡(luò),例如作戰(zhàn)系統(tǒng)包含了物理域的交戰(zhàn)網(wǎng)、信息域中的信息網(wǎng)、認(rèn)知域中的指控網(wǎng)和社會(huì)域中的社會(huì)網(wǎng)等不同屬性的網(wǎng)絡(luò),因而無(wú)法完全刻畫現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)特征[19].于是“超網(wǎng)絡(luò)”應(yīng)運(yùn)而興.

2)超網(wǎng)絡(luò)

“超網(wǎng)絡(luò)”就是用來(lái)指稱“高于而又超于現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)”,“高于而又超于”就是“網(wǎng)絡(luò)嵌套網(wǎng)絡(luò)”(networks of networks),且存在虛擬的節(jié)點(diǎn)、邊和流等的網(wǎng)絡(luò)[17].廣義上,超網(wǎng)絡(luò)可以看作一類復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),其研究的目的和內(nèi)容也和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究類似,主要是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特性研究、魯棒性分析與度量,等等;同時(shí),其研究方法也繼承了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究,不過(guò)為解決一般復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)無(wú)法解決的問(wèn)題,也發(fā)展了一些新方法,如變分不等式、超圖[19].

將超網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于作戰(zhàn)系統(tǒng)研究,主要基于這樣的認(rèn)識(shí):超網(wǎng)絡(luò)的多層、多級(jí)、流量多維、多屬性或多準(zhǔn)則等特性,與作戰(zhàn)系統(tǒng)中存在的網(wǎng)絡(luò)具有更大的相似性[23?25].因而,超網(wǎng)絡(luò)在近幾年的作戰(zhàn)系統(tǒng)研究中受到很大重視,例如,文獻(xiàn)[23]以超網(wǎng)絡(luò)、超圖理論為指導(dǎo),建立了基于結(jié)構(gòu)層和屬性層相統(tǒng)一的作戰(zhàn)體系超網(wǎng)絡(luò)模型;文獻(xiàn)[24]基于超圖建立了網(wǎng)絡(luò)中心化C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的超網(wǎng)絡(luò)模型;文獻(xiàn)[25]則區(qū)分了物理域、信息域和認(rèn)知域中不同作戰(zhàn)要素,建立了交戰(zhàn)網(wǎng)、信息網(wǎng)和指控網(wǎng)三層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的體系作戰(zhàn)超網(wǎng)絡(luò)模型.

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和超網(wǎng)絡(luò)關(guān)注的問(wèn)題相對(duì)宏觀一些,所以模型相對(duì)“粗獷”一些,網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的隨機(jī)性常常局限于以下情況:a)定值;b)滿足一定的分布;c)遵循特定的規(guī)律,難以描述更“精細(xì)”的問(wèn)題.

3)概率網(wǎng)絡(luò)

在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用中,概率網(wǎng)絡(luò)關(guān)注的問(wèn)題相對(duì)更微觀,模型更“精細(xì)”,網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)之間的概率關(guān)系沒(méi)有太多限制.由于概率網(wǎng)絡(luò)理論和方法比復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和超網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生發(fā)展得要早,在作戰(zhàn)系統(tǒng)研究中很早就有應(yīng)用,這些概率網(wǎng)絡(luò)包括:Petri網(wǎng)(Petri net)[26?29]、貝葉斯網(wǎng)(Bayesian net)[30?33]、影響網(wǎng)(Influenc net)[34?37]、影響圖(Influenc diagram)[38?40],等等.

Petri網(wǎng)是一種具有直觀的圖形表達(dá)和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的建模工具,通常用于描述具有分布、并發(fā)、異步特征的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)[26?27],它以研究系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為為目標(biāo),著眼于系統(tǒng)中可能發(fā)生的各種狀態(tài)變化以及變化之間的關(guān)系.作戰(zhàn)系統(tǒng)也有分布、并發(fā)、異步等特征,在需要描述系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為、關(guān)注系統(tǒng)的狀態(tài)變化的研究中,Petri網(wǎng)是一個(gè)很好的建模工具,所以常常被引入這些研究[28?29].隨著研究的深入,Petri網(wǎng)發(fā)展出了許多不同形態(tài)的Petri網(wǎng),用于刻畫系統(tǒng)的不同特征,如著色Petri網(wǎng)、時(shí)間Petri網(wǎng)、隨機(jī)Petri網(wǎng)、對(duì)象Petri網(wǎng)等,這也為作戰(zhàn)系統(tǒng)的建模與分析帶來(lái)便利.

貝葉斯網(wǎng)描述的是隨機(jī)變量之間的關(guān)系,它以網(wǎng)絡(luò)圖的形式直觀揭示問(wèn)題的結(jié)構(gòu),又以概率論的原則對(duì)這一結(jié)構(gòu)加以利用.構(gòu)造貝葉斯網(wǎng)的主要目的是進(jìn)行概率推理,它將復(fù)雜的聯(lián)合概率分布分解成一系列相對(duì)簡(jiǎn)單的模塊,大大降低了知識(shí)獲取的難度和概率推理的復(fù)雜度[30].作戰(zhàn)系統(tǒng)中,許多因素或現(xiàn)象之間存在各種相關(guān)關(guān)系,特別是一些因果關(guān)系,例如作戰(zhàn)行動(dòng)與作戰(zhàn)效果之間的因果關(guān)系,并且這些關(guān)系并不是確定的,存在一定的概然性,這些都與貝葉斯網(wǎng)天然契合.因此,許多研究就是以貝葉斯網(wǎng)為建模工具,對(duì)作戰(zhàn)系統(tǒng)加以分析[31?33].貝葉斯網(wǎng)具有很強(qiáng)的一般性,許多經(jīng)典的概率模型和不確定推理模型都是它的特例,例如樸素貝葉斯模型、馬爾科夫鏈、隱馬爾科夫模型、卡爾曼濾波、粒子濾波等.因此,貝葉斯網(wǎng)為這些模型提供了一個(gè)共同的框架,使得在一個(gè)領(lǐng)域獲得的結(jié)果可以推廣到其他領(lǐng)域.充分發(fā)掘貝葉斯網(wǎng)的能力,對(duì)于作戰(zhàn)系統(tǒng)分析價(jià)值很大.

影響網(wǎng)和影響圖都是由貝葉斯網(wǎng)演化而來(lái)[34].影響網(wǎng)是貝葉斯網(wǎng)的特殊實(shí)例,其條件概率由影響約束來(lái)計(jì)算,它通過(guò)引入因果強(qiáng)度邏輯參數(shù),提高了貝葉斯網(wǎng)的建模和推理能力.影響圖是貝葉斯網(wǎng)的擴(kuò)展,通過(guò)引入決策結(jié)點(diǎn)和效用結(jié)點(diǎn),提高貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的輔助決策能力.對(duì)于軍事應(yīng)用來(lái)說(shuō),影響網(wǎng)和影響圖能夠幫助捕捉系統(tǒng)或問(wèn)題中的影響關(guān)系,形成有關(guān)影響問(wèn)題諸要素的整體框架,因而應(yīng)用也非常廣泛[35?37,39?40].影響網(wǎng)和影響圖也有許多變型或擴(kuò)展,例如時(shí)間影響網(wǎng)、動(dòng)態(tài)影響圖等,可以用于描述更復(fù)雜的問(wèn)題.應(yīng)用這些研究成果,有利于作戰(zhàn)問(wèn)題的建模與分析.

需要指出的是,不同的概率網(wǎng)絡(luò)之間有著很強(qiáng)的聯(lián)系,在一定條件下,通過(guò)一定的手段可以相互轉(zhuǎn)化,例如文獻(xiàn)[41]給出了著色Petri網(wǎng)與一類時(shí)間影響網(wǎng)之間的等價(jià)關(guān)系,文獻(xiàn)[42]將時(shí)間影響網(wǎng)轉(zhuǎn)化成了時(shí)間片貝葉斯網(wǎng).

2.1.4 問(wèn)題討論

雖然上述各類模型的著力點(diǎn)不同,內(nèi)在的理論與方法不同,應(yīng)用的問(wèn)題也有差別,但是它們并不是割裂、孤立的,在實(shí)際研究中可以將它們結(jié)合起來(lái),例如文獻(xiàn)[43?44]就將基于Agent的方法與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)合,用來(lái)研究作戰(zhàn)體系.另外,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型分析的結(jié)果也常常是以解析的方式表達(dá)出來(lái);概率網(wǎng)絡(luò)可以作為智能化Agent的內(nèi)部推理模型.因此,這些不同形態(tài)的模型之間是一種互補(bǔ)、增強(qiáng)的關(guān)系,可以用于描述作戰(zhàn)系統(tǒng)不同層級(jí)和不同方面的特性或問(wèn)題.

2.2 以過(guò)程為中心的理論與方法

以過(guò)程為中心的理論和方法可以歸納為兩大類,一類是通過(guò)深入作戰(zhàn)系統(tǒng)具體而微的內(nèi)部活動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié)認(rèn)識(shí)系統(tǒng),稱之為以系統(tǒng)過(guò)程為中心的理論與方法;另一類是通過(guò)規(guī)范、完善和優(yōu)化觀察、實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集和建模等過(guò)程,以過(guò)程的改善更好地認(rèn)識(shí)和把握系統(tǒng)規(guī)律,稱之為以方法過(guò)程為中心的理論與方法.

2.2.1 以系統(tǒng)過(guò)程為中心

作戰(zhàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性不僅因?yàn)槠渲械膶?shí)體種類和數(shù)量眾多、實(shí)體之間的關(guān)系復(fù)雜,更因?yàn)樘幱谶@些錯(cuò)綜關(guān)系中的實(shí)體之間的互動(dòng)過(guò)程非常復(fù)雜,特別是包含了人的因素,系統(tǒng)從牛頓系統(tǒng)變成了默頓系統(tǒng)[45],其中的規(guī)律更難把握.因此,在面對(duì)一些問(wèn)題時(shí),具體而微地考察系統(tǒng)的內(nèi)部活動(dòng)過(guò)程非常必要.

OODA循環(huán)可以作為一個(gè)包含了人的系統(tǒng)過(guò)程的一般框架,但是也正因?yàn)樘话慊?在實(shí)際研究中有時(shí)并不能提供更多的工作指導(dǎo).指揮控制是作戰(zhàn)系統(tǒng)中涉及人的因素最多的過(guò)程,人們也提出了許多過(guò)程模型[46?47],如SHORE模型、Lawson模型、HEAT模型、能力層級(jí)模型、網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)指揮控制過(guò)程模型等,這些模型從不同的角度對(duì)指揮控制過(guò)程進(jìn)行了宏觀描述,具有一定的啟發(fā)性.但是這些模型在一定意義上是規(guī)范的,即一般是用于指導(dǎo)指揮控制系統(tǒng)建設(shè)的,而不是實(shí)際的指揮控制過(guò)程.

英國(guó)人因集成防務(wù)技術(shù)中心(Human Factors Integration Defence Technology Centre,HFI DTC)以人類工程學(xué)理論為基礎(chǔ),給出了分析指揮控制過(guò)程的EAST分析方法(Event Analysis of Systemic Teamwork,EAST)和WESTT工具(Workload,Error,Situational Awareness,Time and Teamwork,WESTT)[48?51].該方法整合了諸多人因方法,從多個(gè)角度描述和分析C4I活動(dòng),幫助認(rèn)識(shí)有關(guān)這些復(fù)雜系統(tǒng)的Why、Who、When、Where、How、What等問(wèn)題.但是,這一方法得到的結(jié)果更多的是描述性的,并且花費(fèi)的時(shí)間也比較長(zhǎng).

以模型為基礎(chǔ)的系統(tǒng)仿真方法,可以對(duì)系統(tǒng)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)推演和分析,長(zhǎng)期以來(lái)一直是作戰(zhàn)系統(tǒng)研究中最重要的方法[9?10].但是面對(duì)以人為主導(dǎo)的指揮控制過(guò)程問(wèn)題,常常也束手無(wú)策.文獻(xiàn)[47]以聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制過(guò)程領(lǐng)域知識(shí)為基礎(chǔ),應(yīng)用模糊集和模糊推理方法,對(duì)指揮控制過(guò)程中涉及的不確定性信息進(jìn)行了知識(shí)表示,以表達(dá)指揮控制過(guò)程中不確定性的一面.作戰(zhàn)系統(tǒng)仿真方法面對(duì)的問(wèn)題一般是涉及過(guò)程的,但是方法本身還是以模型為主導(dǎo)的.

一般地,以系統(tǒng)過(guò)程為中心的方法也可以看作是一種特殊的以模型為中心的方法,只不過(guò)它們聚焦于系統(tǒng)過(guò)程,建立的是系統(tǒng)過(guò)程模型.

2.2.2 以方法過(guò)程為中心

在人類認(rèn)識(shí)世界的方法中,實(shí)驗(yàn)、觀察、數(shù)據(jù)收集、分析等過(guò)程發(fā)揮著重要的作用,方法過(guò)程科學(xué)與否有時(shí)決定著認(rèn)知的成敗.

作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)[52?55]以模擬仿真、對(duì)抗推演、綜合研討等手段,通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、完善分析方法,以期獲得對(duì)作戰(zhàn)問(wèn)題或作戰(zhàn)系統(tǒng)規(guī)律更可信的認(rèn)識(shí).不論作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)性的(Discovery experiment)、假設(shè)檢驗(yàn)性的(Hypothesis testing experiment),還是演示驗(yàn)證性的(Demonstration experiment)[52],實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)設(shè)立、方法選取、想定設(shè)計(jì)、模型建立、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析等過(guò)程,都需要進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì).其中,探索性分析(Exploratory Analysis,EA)[56]得到了很多關(guān)注,可以作為一種有效方法應(yīng)用到作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程[57].

探索性分析方法是蘭德公司在戰(zhàn)略分析中總結(jié)得出的一種系統(tǒng)分析方法,雖然支撐它的是層次化分析建模、模型抽象與聚合、主動(dòng)元模型、仿真結(jié)果數(shù)據(jù)可視化等關(guān)鍵技術(shù)[58],但是它的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)還是通過(guò)改善方法過(guò)程來(lái)獲得對(duì)系統(tǒng)全面整體的認(rèn)識(shí),使用了不同于其他方法的分析過(guò)程[59?60].探索性分析方法從系統(tǒng)所包含的不確定性因素出發(fā),通過(guò)模型抽象和聚合,建立系統(tǒng)層次化變分辨率低分辨率動(dòng)態(tài)模型,調(diào)整不同的不確定性因素,通過(guò)對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化交互式分析來(lái)觀察和比較系統(tǒng)的行為變化,從而全面認(rèn)識(shí)不確定性因素對(duì)結(jié)果的影響[58].

可以看出,以方法過(guò)程為中心的理論與方法,雖然強(qiáng)調(diào)了分析過(guò)程的重要性,并且通過(guò)過(guò)程引導(dǎo)來(lái)發(fā)展其支撐技術(shù),以改進(jìn)、完善分析方法,但是不可否認(rèn)的是它們同樣需要關(guān)鍵技術(shù)(特別是模型)的支撐,如果脫離了關(guān)鍵支撐,過(guò)程也就只能是過(guò)程.所以,實(shí)際研究更關(guān)注支撐方法過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù),例如探索性分析中的元模型[61]、多分辨率模型[62],等等.

2.2.3 問(wèn)題討論

以過(guò)程為中心的理論和方法與以模型為中心的理論和方法有著深層的聯(lián)系,以系統(tǒng)過(guò)程為中心的方法可以看作是一種特殊的、以系統(tǒng)過(guò)程模型為中心的方法,以方法過(guò)程為中心的理論與方法常常需要以模型技術(shù)為關(guān)鍵支撐.同時(shí),也存在一些以過(guò)程為中心的理論與方法,既是以系統(tǒng)過(guò)程為中心又是以方法過(guò)程為中心,即在觀察、分析的客體對(duì)象上以系統(tǒng)過(guò)程為中心,在方法自身的特征上強(qiáng)調(diào)過(guò)程的重要性.

2.3 人工智能最新進(jìn)展的啟示

上述探尋系統(tǒng)規(guī)律的理論和方法,基本都是基于研究者對(duì)系統(tǒng)的深刻理解上的,研究的結(jié)果都是人對(duì)系統(tǒng)認(rèn)知的反映.然而,在把握系統(tǒng)性質(zhì)方面,人工智能有關(guān)理論與技術(shù)給出了一種完全不同的方法,它們以機(jī)器學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),通過(guò)有監(jiān)督或/和無(wú)監(jiān)督的訓(xùn)練,以類似于人的學(xué)習(xí)過(guò)程來(lái)把握系統(tǒng)知識(shí).特別地,近幾年深度學(xué)習(xí)技術(shù)的深入發(fā)展,更是為這方面的研究帶來(lái)了生機(jī).

今年3月,圍棋第一人李世石與AlphaGo之間的圍棋人機(jī)大戰(zhàn),引發(fā)了學(xué)界對(duì)人工智能在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的深入探討.AlphaGo以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和蒙特卡羅樹搜索為基礎(chǔ)[63],通過(guò)減小搜索空間和提高搜索效率,來(lái)實(shí)現(xiàn)走子選擇.AlphaGo引人注目的一點(diǎn)是,算法中用于減小搜索深度的“價(jià)值網(wǎng)絡(luò)(Value networks)”和用于減小搜索寬度的“策略網(wǎng)絡(luò)(Policy networks)”,其參數(shù)值是通過(guò)與專業(yè)棋手對(duì)弈以及無(wú)數(shù)次的自我對(duì)弈學(xué)習(xí)得到的,而學(xué)習(xí)的結(jié)果就反映了它對(duì)棋盤位置價(jià)值和走子策略的認(rèn)知.所以,AlphaGo對(duì)圍棋知識(shí)和贏棋規(guī)律的把握,不是邏輯,不是數(shù)學(xué)公式,也不是算法過(guò)程,而是深深隱藏在學(xué)習(xí)后的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中.并且,由于圍棋的復(fù)雜性,不僅考驗(yàn)人的推理能力,也對(duì)人的直覺(jué)、大局觀等有很高的要求,因而隱藏于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圍棋知識(shí)和贏棋規(guī)律并不普通,不能等閑視之.

因此,人工智能最新進(jìn)展給我們的啟示是:建立探索作戰(zhàn)規(guī)律的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)模擬對(duì)抗和自我對(duì)抗,學(xué)習(xí)作戰(zhàn)規(guī)律,再將學(xué)習(xí)所得的、蘊(yùn)含作戰(zhàn)規(guī)律的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于具體軍事問(wèn)題.當(dāng)然,作戰(zhàn)系統(tǒng)比圍棋復(fù)雜得多,不僅實(shí)體種類繁多,行動(dòng)規(guī)則也多種多樣,并且與棋類博弈不同,它是不完全信息條件下的博弈.所以,從作戰(zhàn)問(wèn)題的界定、表達(dá),到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和學(xué)習(xí)算法的設(shè)計(jì),都有很長(zhǎng)的路要走.不過(guò),AlphaGo團(tuán)隊(duì)最近又將深度學(xué)習(xí)用于德州撲克[64],為處理不完全信息條件下的博弈問(wèn)題帶來(lái)了希望.

總之,人工智能的軍事應(yīng)用方興未艾,它不僅可以使軍事信息系統(tǒng)更加智能化,還有可能更深入地把握作戰(zhàn)規(guī)律,不過(guò)由于存在復(fù)雜性鴻溝,前景仍然不明.

3 作戰(zhàn)計(jì)劃生成的方法與技術(shù)問(wèn)題

在實(shí)踐上,作戰(zhàn)計(jì)劃生成涉及兩個(gè)層面的問(wèn)題:1)計(jì)劃內(nèi)容的生成構(gòu)建所涉及的方法和技術(shù)問(wèn)題,包括計(jì)劃描述、任務(wù)規(guī)劃等;2)計(jì)劃生成的業(yè)務(wù)過(guò)程涉及的方法和技術(shù)問(wèn)題,包括計(jì)劃工作任務(wù)的分解與協(xié)同等.

3.1 計(jì)劃內(nèi)容的生成構(gòu)建所涉及的方法和技術(shù)問(wèn)題

根據(jù)第1節(jié)所述,作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程通過(guò)圖3的界定/生成鏈,最終落實(shí)在作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)過(guò)程上,所以作戰(zhàn)計(jì)劃的表達(dá)主要集中在任務(wù)與行動(dòng)上.并且在實(shí)際作戰(zhàn)籌劃中,從戰(zhàn)略目標(biāo)狀態(tài)到作戰(zhàn)目的,再到作戰(zhàn)效果的確定,更多地體現(xiàn)的是指揮員的戰(zhàn)略直覺(jué)和指揮藝術(shù),雖然其反向的評(píng)估過(guò)程不乏方法和工具支撐.所以,作戰(zhàn)計(jì)劃的生成主要集中在作戰(zhàn)任務(wù)分配和行動(dòng)過(guò)程規(guī)劃上.

3.1.1 作戰(zhàn)計(jì)劃描述

為了更好地支撐自動(dòng)化、智能化的任務(wù)分配和行動(dòng)規(guī)劃等工作,作戰(zhàn)計(jì)劃的形式化描述成為必需.

XML及XML Schema具有強(qiáng)大的表達(dá)能力,在實(shí)際工作中常常用于作戰(zhàn)計(jì)劃形式化描述,如文獻(xiàn)[65?66]所做的工作.但是,如果僅僅是XML,還缺乏一些必要的語(yǔ)義信息,即使XML Schema也僅僅能描述概念詞匯及數(shù)據(jù)類型信息,對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃領(lǐng)域知識(shí)無(wú)法很好地刻畫.其實(shí),在XML成熟之前,就出現(xiàn)了一些計(jì)劃描述語(yǔ)言,如KQML(Knowledge Query and Manipulation Language)[67]、PDDL(Planning Do-main Definitio Language)[68]等,這些計(jì)劃描述語(yǔ)言都包含了領(lǐng)域知識(shí),都是基于計(jì)劃領(lǐng)域本體的.

將本體(Ontology)概念引入作戰(zhàn)計(jì)劃領(lǐng)域,主要服務(wù)于4個(gè)目的[69]:知識(shí)獲取、用戶交流、形式化分析、系統(tǒng)操作,如圖7所示.具體包括領(lǐng)域建模、計(jì)劃描述、計(jì)劃生成、計(jì)劃分析、計(jì)劃分發(fā)與交互等.作戰(zhàn)計(jì)劃的本體建模及本體技術(shù)在作戰(zhàn)計(jì)劃中的應(yīng)用問(wèn)題,在文獻(xiàn)[70?71]中有較詳細(xì)的介紹.

圖7 計(jì)劃本體的主要目的

將本體應(yīng)用于作戰(zhàn)計(jì)劃描述的好處是[70?74]:1)能夠表達(dá)豐富的語(yǔ)義問(wèn)題,并且基于這種表達(dá)能夠?qū)τ?jì)劃中存在的一些約束問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)校驗(yàn),從而提高計(jì)劃生成的效率;2)本體表示能夠?qū)Ω鞣N知識(shí)、信息模型進(jìn)行共享和集成,形成統(tǒng)一的聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃表示基礎(chǔ),從而提高指揮信息系統(tǒng)的互操作層次.

作戰(zhàn)計(jì)劃本體的建模研究,國(guó)外很早就已經(jīng)展開(特別是DARPA支助的一些項(xiàng)目)[70],國(guó)內(nèi)最近幾年也有一些研究[72?76].本體概念比較抽象,在實(shí)際作戰(zhàn)計(jì)劃形式化建模中可能無(wú)從著手,文獻(xiàn)[77]提出了一種層次化建模方法,即基于SysML(Systems Modeling Language)進(jìn)行概念層建模,然后利用OWL DL根據(jù)概念模型構(gòu)建本體,并進(jìn)行概念模型驗(yàn)證,最后基于C-BML進(jìn)行邏輯層和物理層建模,生成計(jì)劃描述文檔.本體的層次化建模,有利于將作戰(zhàn)計(jì)劃的形式化描述落到實(shí)處,也契合于概念互操作層級(jí)模型[78].

實(shí)際工作中,本體描述語(yǔ)言的表達(dá)能力和有關(guān)工具,常常決定著本體的應(yīng)用廣度和深度.隨著本體描述語(yǔ)言的發(fā)展,一些不確定或概率性知識(shí)也能夠進(jìn)行表達(dá)[79],并且也應(yīng)用到了作戰(zhàn)計(jì)劃描述中[80].但是,也要看到本體也存在著知識(shí)表達(dá)的邊界,不是所有知識(shí)都是能夠通過(guò)本體來(lái)表達(dá)并進(jìn)行有效推理,例如前述AlphaGo所掌握的圍棋知識(shí).

3.1.2 作戰(zhàn)任務(wù)及其分配

雖然在作戰(zhàn)計(jì)劃的生成過(guò)程中科學(xué)工具的使用日益增加,但不能否認(rèn)指揮藝術(shù)在其中的作用,特別是從目標(biāo)狀態(tài)、作戰(zhàn)目的到作戰(zhàn)效果這幾個(gè)階段.從某種意義上講,作戰(zhàn)效果成為作戰(zhàn)計(jì)劃生成鏈中的關(guān)鍵一環(huán),它將計(jì)劃過(guò)程統(tǒng)一成一個(gè)邏輯一致的整體,并且支撐鏈也可以看成是效應(yīng)鏈,即每一階段都需要確定它對(duì)上一階段的支撐效果,如圖8所示.所以,基于效果來(lái)進(jìn)行籌劃和決策,已成為一種共識(shí)[81?82].由于計(jì)劃生成過(guò)程中的后半部分科學(xué)多于藝術(shù),大部分定量的方法和技術(shù)都是圍繞這半部分而發(fā)展出來(lái)的.

從效果到任務(wù),以及任務(wù)對(duì)效果的支持,是作戰(zhàn)任務(wù)分配要解決的問(wèn)題.

作戰(zhàn)任務(wù)分配涉及的最主要的因素是打擊目標(biāo)和火力,而首要問(wèn)題是確定打擊目標(biāo).打擊目標(biāo)應(yīng)位于克勞塞維茨所說(shuō)的戰(zhàn)爭(zhēng)“重心(Centre of Gravity,COG)”,文獻(xiàn)[32]給出了在作戰(zhàn)計(jì)劃過(guò)程中使用貝葉斯網(wǎng)來(lái)進(jìn)行COG分析的方法,以支持嚴(yán)格的、系統(tǒng)化的COA分析.它利用貝葉斯網(wǎng)來(lái)描述COG的因果結(jié)構(gòu),這不僅使首長(zhǎng)機(jī)關(guān)的思考過(guò)程更清晰,還能夠幫助記錄和增強(qiáng)這一思考過(guò)程,更重要的一點(diǎn)是能夠?qū)OG的脆弱性等問(wèn)題進(jìn)行量化分析.

打擊目標(biāo)分配和火力分配是任務(wù)分配中最常見也是最主要的兩種問(wèn)題,許多研究就是圍繞著它們展開,例如文獻(xiàn)[37,83-88]所給出的這些研究.任務(wù)分配問(wèn)題通常都可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)以打擊效果為效用函數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題.而打擊目標(biāo)分配和火力分配的區(qū)別也主要在約束條件的不同,前者通常是打擊目標(biāo)多于打擊平臺(tái),后者則相反.

圖8 效果將計(jì)劃過(guò)程統(tǒng)一成一個(gè)邏輯一致的整體

所以,優(yōu)化技術(shù)是作戰(zhàn)任務(wù)分配中最主要的技術(shù).常見的運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化技術(shù),如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、多目標(biāo)優(yōu)化等,在任務(wù)分配等軍事應(yīng)用中非常廣泛,這些優(yōu)化技術(shù)通常都是基于解析模型的.另外,借鑒自然和社會(huì)中的某些機(jī)制而產(chǎn)生的一些智能化優(yōu)化算法,如遺傳算法、粒子群優(yōu)化、蟻群優(yōu)化、模擬退火算法、拍賣算法等,在任務(wù)分配中應(yīng)用的也比較多[84?88].由于這些優(yōu)化方法通常是基于算法過(guò)程的,可以看作是以系統(tǒng)過(guò)程模型為中心的方法.

通常,以打擊目標(biāo)分配和/或火力分配為主的任務(wù)分配問(wèn)題,一般不考慮時(shí)間協(xié)同和行動(dòng)協(xié)同等約束,這主要是為了在能夠解決一些問(wèn)題的條件下簡(jiǎn)化計(jì)算模型.而要考慮這些約束,上述優(yōu)化方法通常難以解決問(wèn)題.鑒于聯(lián)合火力打擊方案與打擊效果之間存在復(fù)雜的因果影響關(guān)系,文獻(xiàn)[37]在聯(lián)合火力打擊方案優(yōu)化研究中引入了隨機(jī)時(shí)間影響網(wǎng)絡(luò),通過(guò)對(duì)聯(lián)合火力打擊使命目標(biāo)達(dá)成效果產(chǎn)生的機(jī)理分析，建立起火力打擊任務(wù)到使命目標(biāo)達(dá)成效果之間的隨機(jī)時(shí)間影響網(wǎng)絡(luò)模型,并基于隨機(jī)時(shí)間影響網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建支持聯(lián)合火力打擊方案評(píng)價(jià)的效用函數(shù).

另外,作戰(zhàn)任務(wù)的確定也涉及標(biāo)準(zhǔn)化和程序化的流程,需要一些過(guò)程化的方法提供支撐.文獻(xiàn)[89]以組織行為來(lái)理解計(jì)劃問(wèn)題,在界定相關(guān)概念的基礎(chǔ)上,提出了任務(wù)描述方法、使命分解原則與分解方法,以實(shí)現(xiàn)不同分解方法在結(jié)果上的同一性.

3.1.3 作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)劃

作戰(zhàn)行動(dòng)圍繞任務(wù)展開.作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)劃基于作戰(zhàn)任務(wù)與行動(dòng)過(guò)程之間的因果聯(lián)系,通過(guò)對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程的安排,來(lái)遂行作戰(zhàn)任務(wù),達(dá)到作戰(zhàn)效果,實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)目的.如第1節(jié)所述,作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)劃需要回答What、Who、When、Where、Why、How等問(wèn)題,即需要以任務(wù)為導(dǎo)向,賦予行動(dòng)以行為主體、必需資源、時(shí)間分配和空間安排等.

行動(dòng)規(guī)劃在傳統(tǒng)人工智能領(lǐng)域有非常豐富的研究[90],涉及經(jīng)典的和非經(jīng)典的規(guī)劃、啟發(fā)式和控制策略、時(shí)間與資源規(guī)劃、不確定性條件下的規(guī)劃等問(wèn)題,使用的方法有狀態(tài)空間搜索(包括前向搜索、反向搜索、STRIPS算法等)、計(jì)劃空間搜索(Plan-Space Search)、規(guī)劃圖技術(shù)(Planning Graph Techniques)、命題滿足技術(shù)(Propositional Satisfiabil ity Techniques)、約束滿足技術(shù)(Constraint Satisfaction Techniques)、層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(Hierarchical Task Network,HTN)、演繹規(guī)劃(Deductive Planning)、時(shí)間推理技術(shù)(Temporal Reasoning Techniques)、時(shí)間規(guī)劃(Temporal Planning)、基于馬爾科夫決策過(guò)程的規(guī)劃(Planning Decision Based on Markov Processes)、基于模型檢驗(yàn)的規(guī)劃(Planning Based on Model Checking),等等.這些問(wèn)題與作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)劃有些類似,一些方法也在作戰(zhàn)計(jì)劃領(lǐng)域被繼承使用,特別是HTN技術(shù).

HTN[91]通過(guò)任務(wù)分解和沖突消解來(lái)進(jìn)行行動(dòng)規(guī)劃.一個(gè)任務(wù)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)包含了執(zhí)行順序約束的、需要完成的任務(wù)集,其中原子任務(wù)(Primitive tasks)即為可執(zhí)行的行動(dòng),非原子任務(wù)(Non-Primitive tasks)需要經(jīng)過(guò)層次化的任務(wù)分解得到可執(zhí)行的行動(dòng).當(dāng)一個(gè)任務(wù)網(wǎng)絡(luò)中只有原子任務(wù),就是運(yùn)籌學(xué)中的調(diào)度問(wèn)題,通過(guò)HTN規(guī)劃就可以找到滿足約束的調(diào)度.較著名的應(yīng)用HTN的自動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)是SHOP和SHOP2[92?93],它們采用了有序任務(wù)分解(Ordered task decomposition)這一搜索控制策略,以減少推理的復(fù)雜性.SHOP和SHOP2應(yīng)用到了很多領(lǐng)域,包括作戰(zhàn)計(jì)劃領(lǐng)域[93].國(guó)內(nèi)也有研究將HTN應(yīng)用到作戰(zhàn)計(jì)劃生成及一些決策問(wèn)題,如文獻(xiàn)[94-96]給出的研究.當(dāng)然,HTN的應(yīng)用也存在一些挑戰(zhàn),如復(fù)雜性問(wèn)題[97]、時(shí)間推理的問(wèn)題[98],等等.

HTN也可以看作是基于網(wǎng)絡(luò)模型的方法,另外兩種常用的應(yīng)用于作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)模型是Petri網(wǎng)和影響網(wǎng),如文獻(xiàn)[36,99-101]給出的研究,其中特別一提的是澳大利亞的COAST(Course of Action Scheduling Tool)[100].鑒于Petri網(wǎng)能夠很好地刻畫COA涉及行動(dòng)的條件和效果、任務(wù)執(zhí)行的資源、任務(wù)行動(dòng)的同步等問(wèn)題,COAST以著色Petri網(wǎng)作為任務(wù)執(zhí)行框架的形式化模型,并將Petri網(wǎng)工具嵌入到COAST中,以可執(zhí)行的GUI方式提供給用戶,從而填平了形式化描述與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之間的鴻溝,使Petri網(wǎng)在作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)劃中成為真正可用的工具.

除了以上方法,過(guò)程推理、案例推理等人工智能中的推理技術(shù),以及遺傳算法、蟻群優(yōu)化、粒子群優(yōu)化等智能化技術(shù),也常常被應(yīng)用于行動(dòng)規(guī)劃,如文獻(xiàn)[102-106]給出的研究.

從行動(dòng)規(guī)劃的內(nèi)容來(lái)看,路徑規(guī)劃和時(shí)間協(xié)同是作戰(zhàn)計(jì)劃生成中經(jīng)常需要面對(duì)的問(wèn)題.路徑規(guī)劃技術(shù)已經(jīng)非常成熟,許多領(lǐng)域都有路徑規(guī)劃問(wèn)題(例如物流領(lǐng)域[107]),并且得到充分的研究,可以將這些成果應(yīng)用到軍事領(lǐng)域.在一體化聯(lián)合作戰(zhàn)中,時(shí)間協(xié)同問(wèn)題漸漸凸現(xiàn)出來(lái),變得越來(lái)越重要,因而也越來(lái)越受到人們的重視,許多研究就是圍繞這一問(wèn)題展開的[108?110].文獻(xiàn)[108?109]都引入了簡(jiǎn)單時(shí)序網(wǎng)絡(luò)(Simple Temporal Network,STN)來(lái)描述任務(wù)中的時(shí)間約束問(wèn)題,而文獻(xiàn)[110]則直接將時(shí)間作為作戰(zhàn)計(jì)劃線性規(guī)劃模型的約束,通過(guò)求解算法解決問(wèn)題.

另外,由于“戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧”的存在,一些文獻(xiàn)研究了不確定環(huán)境或?qū)箺l件下的行動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題,例如文獻(xiàn)[111-113]中的工作.對(duì)于不確定環(huán)境下的行動(dòng)規(guī)劃,一種漸漸得到廣泛認(rèn)同的觀點(diǎn)是:行動(dòng)過(guò)程規(guī)劃需要從以最優(yōu)化為目標(biāo)向以魯棒性為目標(biāo)轉(zhuǎn)變,盡量降低不確定事件對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程方案的影響[112?113].影響網(wǎng)絡(luò)、作戰(zhàn)仿真等方法與技術(shù)常常被引入到這些研究中[113?117].從評(píng)估的角度看,魯棒性也可以作為作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程方案的評(píng)估指標(biāo).實(shí)際上較為理想的目標(biāo)是,綜合考慮最優(yōu)化和魯棒性,為最優(yōu)化問(wèn)題給出魯棒性解決方案.幸運(yùn)的是這項(xiàng)研究在運(yùn)籌學(xué)研究領(lǐng)域已經(jīng)展開,如文獻(xiàn)[118]的工作.

3.1.4 計(jì)劃中的一致性問(wèn)題

由于作戰(zhàn)計(jì)劃的制定過(guò)程中的業(yè)務(wù)分工以及問(wèn)題本身的復(fù)雜性,常常會(huì)不可避免地產(chǎn)生這樣或那樣的沖突,導(dǎo)致作戰(zhàn)計(jì)劃中存在諸多不一致性.因而,沖突檢測(cè)與一致性驗(yàn)證往往成為作戰(zhàn)計(jì)劃生成中必不可少的過(guò)程.

作戰(zhàn)計(jì)劃中的沖突主要出現(xiàn)在3個(gè)方面:資源分配、空間安排和時(shí)間協(xié)同.資源分配一般可以通過(guò)線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃等手段以及黑板機(jī)制等分布協(xié)同機(jī)制來(lái)解決.而空間安排產(chǎn)生的沖突問(wèn)題并不十分突出.作戰(zhàn)計(jì)劃中沖突最多也最棘手的還是時(shí)間協(xié)同,研究的最多的也是這類問(wèn)題[119?124].

時(shí)間協(xié)同的沖突檢測(cè)與一致性驗(yàn)證采用得最多的技術(shù)還是網(wǎng)絡(luò)模型,包括時(shí)序規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)[119]、時(shí)序約束網(wǎng)絡(luò)[120]、簡(jiǎn)單時(shí)序網(wǎng)絡(luò)[121]、點(diǎn)圖[122],等等.這些網(wǎng)絡(luò)模型主要用于刻畫各種時(shí)序約束關(guān)系,以利于描述和解決問(wèn)題.其他一些方法包括沖突規(guī)則庫(kù)檢測(cè)[123]、模型檢驗(yàn)(Model Checking)[124],等等.

鑒于作戰(zhàn)計(jì)劃本體化描述在語(yǔ)義表達(dá)上的優(yōu)越性,基于語(yǔ)義推理的作戰(zhàn)計(jì)劃驗(yàn)證[72?74,125],可以通過(guò)對(duì)各種需要驗(yàn)證的問(wèn)題進(jìn)行建模和表達(dá),利用語(yǔ)義推理工具,在軍事知識(shí)和作戰(zhàn)計(jì)劃本體的基礎(chǔ)上,進(jìn)行推理驗(yàn)證.相對(duì)于其他方法,基于語(yǔ)義推理的作戰(zhàn)計(jì)劃驗(yàn)證方法可以對(duì)更多的一致性問(wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn),其主要限制在本體描述語(yǔ)言的表達(dá)能力及推理工具的推理能力.

3.2 計(jì)劃生成的活動(dòng)過(guò)程涉及的方法和技術(shù)問(wèn)題

在現(xiàn)代信息化條件下,規(guī)范化的作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃[126]業(yè)務(wù)模式成為作戰(zhàn)計(jì)劃生成的主流,并常常需要輔以軟件支撐,以便實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略意圖和首長(zhǎng)決心向具體作戰(zhàn)計(jì)劃的順暢轉(zhuǎn)化.所以支撐作戰(zhàn)計(jì)劃生成活動(dòng)首先遇到的是作戰(zhàn)計(jì)劃系統(tǒng)如何構(gòu)建的問(wèn)題.另一個(gè)非常重要的問(wèn)題是計(jì)劃工作分配及過(guò)程協(xié)同問(wèn)題,因?yàn)樵谲娛禄顒?dòng)中,作戰(zhàn)計(jì)劃生成本身也是一個(gè)任務(wù)活動(dòng),并且涉及不同指揮層次和不同職能部門.

3.2.1 作戰(zhàn)計(jì)劃系統(tǒng)構(gòu)建的方法與技術(shù)

現(xiàn)代軍事信息系統(tǒng)的構(gòu)建,往往需要遵循一定的體系結(jié)構(gòu)框架(Architecture Framework),作戰(zhàn)計(jì)劃系統(tǒng)也不例外.體系結(jié)構(gòu)框架不僅能夠準(zhǔn)確提煉信息系統(tǒng)建設(shè)需求,提供一種軍事人員和技術(shù)人員都能理解的、標(biāo)準(zhǔn)化的共同語(yǔ)言,架起不同領(lǐng)域、不同人員之間的溝通橋梁,便于提出滿足多領(lǐng)域、多層次不同類別用戶需要的綜合需求分析結(jié)果;還能夠指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要表現(xiàn)在[127]:1)能夠明確不同業(yè)務(wù)子系統(tǒng)在系統(tǒng)中的定位,明確各個(gè)系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)及相互關(guān)系;2)能夠通過(guò)構(gòu)建業(yè)務(wù)模型、明晰業(yè)務(wù)流程,準(zhǔn)確揭示各種業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系;3)能夠強(qiáng)化信息資源規(guī)劃,明確系統(tǒng)之間信息交換的內(nèi)容、表示方式、存儲(chǔ)格式和物理分布,保證信息資源的順暢流動(dòng)和高放共享;4)能夠制定一定時(shí)期內(nèi)兼容通用的技術(shù)體制解決方案,明確系統(tǒng)建設(shè)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定系統(tǒng)互操作的最小標(biāo)準(zhǔn)集合,從技術(shù)上保障異構(gòu)系統(tǒng)之間的功能互操作.

而在諸多體系結(jié)構(gòu)框架中,都融入了面向服務(wù)的方法與技術(shù)[128],包括北約的NAF v3.0、美國(guó)的DoDAF v2.0、英國(guó)的MODAF v1.2等.這既是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,也是網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)或網(wǎng)絡(luò)使能的必然需求.因此,基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(Service-Oriented Architecture,SOA)構(gòu)建作戰(zhàn)計(jì)劃系統(tǒng),成為一些研究的工作基點(diǎn),例如文獻(xiàn)[129-130]給出的工作.當(dāng)然,由于技術(shù)路徑依賴等原因,實(shí)際工作中用得最多還是其他傳統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù),如基于構(gòu)件的技術(shù)[131].

前述計(jì)劃內(nèi)容的生成構(gòu)建所涉及的方法和技術(shù),其實(shí)許多都是知識(shí)建模方法與技術(shù),是對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃生成中涉及的知識(shí)進(jìn)行建模,所以一些研究所聲稱的作戰(zhàn)計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法被冠以“知識(shí)”之名,如文獻(xiàn)[132].

3.2.2 計(jì)劃工作分配及過(guò)程協(xié)同技術(shù)

作戰(zhàn)計(jì)劃生成本身作為一個(gè)重要的軍事任務(wù),涉及不同指揮層次和不同職能部門.作戰(zhàn)計(jì)劃業(yè)務(wù)工作需要在這些指揮層次和職能部門之間進(jìn)行劃分和分配.實(shí)踐中,這種分配可以按照不同的業(yè)務(wù)劃分以一種相對(duì)固定的方式進(jìn)行.而為保證作戰(zhàn)計(jì)劃的完整性和一致性,計(jì)劃過(guò)程中的協(xié)作問(wèn)題凸現(xiàn)出來(lái),過(guò)程協(xié)同技術(shù)成為這一方面的研究重點(diǎn).

首先,一個(gè)非常重要的方面是要準(zhǔn)確描述計(jì)劃過(guò)程中的協(xié)作過(guò)程,并且根據(jù)需要設(shè)計(jì)協(xié)作模型,以有效保證作戰(zhàn)計(jì)劃制定過(guò)程中的一致性要求.對(duì)協(xié)作過(guò)程進(jìn)行形式化建模,不僅可以支持對(duì)過(guò)程的性能和行為分析以便于進(jìn)一步改進(jìn),還可以用于指導(dǎo)支持這一過(guò)程的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì).在對(duì)協(xié)作過(guò)程的形式化建模方法中,由于Petri網(wǎng)能夠描述事件間的順序和并發(fā)關(guān)系,并且能夠刻畫其中存在的沖突,很自然地它們成了許多研究的首選.文獻(xiàn)[133]利用Petri網(wǎng)描述了協(xié)作系統(tǒng)中為任務(wù)依賴設(shè)計(jì)的協(xié)作機(jī)制;文獻(xiàn)[134]則采用了著色Petri網(wǎng)來(lái)對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃過(guò)程進(jìn)行建模;文獻(xiàn)[135]在分析協(xié)作沖突的基礎(chǔ)上,利用Petri網(wǎng)對(duì)計(jì)劃制定過(guò)程和多平臺(tái)計(jì)劃制定數(shù)據(jù)同步建立了分析模型.

其次,在作戰(zhàn)計(jì)劃系統(tǒng)中需要支持上述協(xié)作過(guò)程.其實(shí)隨著信息技術(shù)的發(fā)展,各個(gè)領(lǐng)域很早就有很多協(xié)作工具,技術(shù)也很成熟.軍事領(lǐng)域也早就有一些研究,例如文獻(xiàn)[136]早在2001年就給出了這方面的研究.

另外,隨著自動(dòng)化和智能化技術(shù)發(fā)展,一些國(guó)家軍隊(duì)的作戰(zhàn)計(jì)劃系統(tǒng)中引入了自動(dòng)規(guī)劃器,這就存在另一方面的協(xié)作問(wèn)題,即做計(jì)劃的人與自動(dòng)規(guī)劃器之間的協(xié)作問(wèn)題.一方面人希望主導(dǎo)一些關(guān)鍵問(wèn)題的決策,另一方面希望利用這些工具提高效率.文獻(xiàn)[137]給出了一個(gè)交互式混合規(guī)劃(Interactive Hybrid Planning)框架,用以接納、融合人的靈活性和自動(dòng)規(guī)劃器的自動(dòng)性.文獻(xiàn)[138]提出了“共生規(guī)劃(Symbiotic Planning)”概念,用以指導(dǎo)人與自動(dòng)規(guī)劃器之間的協(xié)作設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)人與自動(dòng)規(guī)劃器在認(rèn)知層面的合作.

4 作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估的理論與技術(shù)問(wèn)題

正如第1節(jié)所述,作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估就是要判斷任務(wù)分配和行動(dòng)過(guò)程安排,是否可以完成賦予的任務(wù),是否可以實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效果,是否可以達(dá)成作戰(zhàn)目的,乃至是否可以導(dǎo)致目標(biāo)狀態(tài)(態(tài)勢(shì)).作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估可以作為一個(gè)獨(dú)立的過(guò)程存在,也可以包含在生成過(guò)程之中.并且作戰(zhàn)計(jì)劃生成所涉及的規(guī)劃和優(yōu)化,本身就與評(píng)估不可分割.作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估主要涉及兩個(gè)方面的理論與技術(shù)問(wèn)題:1)評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建及其所依據(jù)的理論;2)評(píng)估方法及其涉及的理論與技術(shù)問(wèn)題.

4.1 評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建及其所依據(jù)的理論

作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建最直接的關(guān)聯(lián)因素是作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)效果、作戰(zhàn)目的和目標(biāo)狀態(tài)的規(guī)定性,即作戰(zhàn)計(jì)劃希望支撐起的效應(yīng)因果鏈,與此相聯(lián)系的指標(biāo)可以稱之為功能性指標(biāo).另一類因素與作戰(zhàn)計(jì)劃的效率、適應(yīng)性等相關(guān),與此相聯(lián)系的指標(biāo)可以稱之為性能性指標(biāo).作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)的構(gòu)建并不是毫無(wú)章法的,常常深深根植于一些軍事理論.

4.1.1 功能性指標(biāo)

功能性指標(biāo)的構(gòu)建目前最通常的做法是基于作戰(zhàn)效果來(lái)進(jìn)行,它背后的作戰(zhàn)理論是基于效果的作戰(zhàn)(Effects based operations)[139],因?yàn)樽鲬?zhàn)效果是行動(dòng)過(guò)程和任務(wù)分配到作戰(zhàn)目的和目標(biāo)狀態(tài)的中介,是圖1給出的支撐鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是最能被觀測(cè)和量化的因素.

按照網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)(Network centric warfare)理論[140],打贏現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)鍵是獲取信息優(yōu)勢(shì),所以信息優(yōu)勢(shì)在依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)構(gòu)建的評(píng)估指標(biāo)中應(yīng)占有重要的位置,信息的豐裕度、信息的可獲取性、信息交互質(zhì)量等成為其重要指標(biāo)[141].按照美國(guó)CCRP(Command and Control Research Program)對(duì)信息時(shí)代戰(zhàn)爭(zhēng)的深入理解[130?141],作戰(zhàn)效果應(yīng)該體現(xiàn)在物理域、信息域、認(rèn)知域和社會(huì)域,作戰(zhàn)效果評(píng)估也可以從這幾個(gè)域來(lái)進(jìn)行,相應(yīng)的功能性指標(biāo)也應(yīng)能夠刻畫這些域的作戰(zhàn)效果.當(dāng)然,不同域評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建的難易程度不一樣,相對(duì)來(lái)說(shuō)物理域評(píng)估指標(biāo)相對(duì)直白一些,而認(rèn)知域和社會(huì)域的則比較難以構(gòu)建.

進(jìn)一步,按照戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)理論[142?143],影響作戰(zhàn)的兩大類因素是:1)主觀因素,包括意圖、意志等;2)客觀因素,包括作戰(zhàn)力量、時(shí)間、空間等.在這些因素對(duì)作戰(zhàn)效果的影響清晰明了的情況下,也可以從這些方面建立起作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估指標(biāo),文獻(xiàn)[144]就是從時(shí)間、空間、戰(zhàn)斗力量3個(gè)方面,對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立起了評(píng)估指標(biāo).

4.1.2 性能性指標(biāo)

性能性指標(biāo)最常見的是優(yōu)化或優(yōu)選指標(biāo),這類指標(biāo)的構(gòu)建依據(jù)的是作戰(zhàn)計(jì)劃相關(guān)決策點(diǎn)的優(yōu)化或優(yōu)選準(zhǔn)則,優(yōu)化的內(nèi)容包括力量使用、資源消耗、時(shí)間和空間安排等.另一類評(píng)估指標(biāo)在第3節(jié)也提到過(guò),即魯棒性.魯棒性指標(biāo)的構(gòu)建首先需要確定魯棒性度量方法,文獻(xiàn)[113]給出了這方面的一些相關(guān)研究工作.

文獻(xiàn)[145]在總結(jié)指揮與控制研究進(jìn)展[146?148]的基礎(chǔ)上指出,指揮與控制“當(dāng)前階段,其本質(zhì)問(wèn)題可歸納為如何將復(fù)雜系統(tǒng)所面臨的不確定性(Uncertainty)、多樣性(Diversity)和復(fù)雜性(Complexity),通過(guò)有效的指揮與控制,轉(zhuǎn)化為針對(duì)特定任務(wù)和使命的靈捷(Agility)、聚焦(Focus)、收斂(Convergence)等性能”[145].而文獻(xiàn)[149]也認(rèn)為,“指揮是以發(fā)掘‘永恒有利’中的規(guī)劃為最終目的,也是其精華所在.而控制是以獲得‘變化優(yōu)勢(shì)’為最終目的”.因此,作為指揮與控制核心要素的作戰(zhàn)計(jì)劃,也可以以靈捷、聚焦和收斂為評(píng)估指標(biāo).與魯棒性指標(biāo)的構(gòu)建一樣,以靈捷、聚焦和收斂為性能評(píng)估指標(biāo),關(guān)鍵是需要確定靈捷、聚焦和收斂的度量方法.這方面的研究主要以CCRP為代表,并且也主要集中在靈捷性方面.文獻(xiàn)[148]討論了靈捷性的定義、靈捷性的組成、靈捷性的概念模型、與靈捷性相關(guān)的假設(shè)、靈捷性的度量、靈捷性的實(shí)驗(yàn)與分析等問(wèn)題,這些研究工作可以作為后續(xù)工作的基礎(chǔ),來(lái)構(gòu)建作戰(zhàn)計(jì)劃的靈捷、聚焦、收斂等評(píng)估指標(biāo).

4.2 評(píng)估方法及其涉及的理論與技術(shù)問(wèn)題

由于作戰(zhàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性,實(shí)踐中的作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估方法以推演評(píng)估和仿真評(píng)估為主,輔以其他評(píng)估模型與技術(shù).

4.2.1 兵棋推演和作戰(zhàn)模擬

兵棋推演(Wargaming)是美軍的《聯(lián)合出版物5-0:聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃》[5]中明確規(guī)定的作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估方法.它通過(guò)對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃的模擬執(zhí)行,來(lái)研究作戰(zhàn)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程,探討敵對(duì)行動(dòng)以及不確定性和偶然性對(duì)作戰(zhàn)進(jìn)程的影響,評(píng)估作戰(zhàn)計(jì)劃的可行性和有效性,發(fā)現(xiàn)計(jì)劃中的沖突和脆弱性,進(jìn)而完善作戰(zhàn)計(jì)劃.兵棋推演可以有多種形式和方法,現(xiàn)代主要以作戰(zhàn)模擬為主要形式,以系統(tǒng)仿真為主要方法[150?154],特別是基于Agent的復(fù)雜系統(tǒng)仿真方法學(xué),以及基于高層體系結(jié)構(gòu)(High Level Architecture,HLA)標(biāo)準(zhǔn)的交互式仿真方法.這方面的書籍文獻(xiàn)比較多,不一一贅述.

4.2.2 其他評(píng)估模型與技術(shù)問(wèn)題

除了模擬仿真,最常見的一類評(píng)估模型是基于概率網(wǎng)絡(luò)的,包括貝葉斯網(wǎng)、影響網(wǎng)、Petri網(wǎng)等(第2節(jié)中已經(jīng)對(duì)概率網(wǎng)絡(luò)作了介紹,這里不再贅述),例如文獻(xiàn)[155-158]的研究.這些概率網(wǎng)絡(luò)模型刻畫了相關(guān)要素之間的關(guān)系以及對(duì)作戰(zhàn)效果的影響,可以看作是對(duì)作戰(zhàn)評(píng)估知識(shí)的建模.基于概率網(wǎng)絡(luò)的評(píng)估可以與計(jì)劃生成過(guò)程中規(guī)劃與優(yōu)化相結(jié)合,形成一種生成與評(píng)估一體的過(guò)程.

另外,一些智能化技術(shù)也已被用于作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估與優(yōu)選,例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[159?160]、粒子群優(yōu)化[161],等等.通過(guò)建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)作戰(zhàn)方案樣本進(jìn)行學(xué)習(xí),能夠得到作戰(zhàn)計(jì)劃的預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò),正如第2節(jié)所討論的,此時(shí)的評(píng)估知識(shí)隱含在學(xué)習(xí)后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,可以用于評(píng)估計(jì)劃的可行性和有效性.這里的關(guān)鍵是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及作戰(zhàn)方案訓(xùn)練樣本的生成.通常情況下,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要足夠的變量才能表征評(píng)估知識(shí);而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變量越多,需要的訓(xùn)練樣本也越多.所以,對(duì)于復(fù)雜的作戰(zhàn)計(jì)劃這兩點(diǎn)都是有待深入研究的問(wèn)題.

4.2.3 認(rèn)知域與社會(huì)域的評(píng)估問(wèn)題

由于牽涉到主觀因素,作戰(zhàn)計(jì)劃所能產(chǎn)生認(rèn)知與社會(huì)效果往往很難評(píng)估.目前的研究主要基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型,通過(guò)系統(tǒng)仿真和探索性分析來(lái)進(jìn)行[9,162].同時(shí),以人、社會(huì)、文化、行為(Human,Social,Culture,Behavior,HSCB)為對(duì)象的仿真建模方法和建模標(biāo)準(zhǔn),也在積極發(fā)展與開發(fā)之中[163?165].文獻(xiàn)[163]討論了HSCB建模的方法論問(wèn)題;文獻(xiàn)[164]報(bào)告了HSCB建模標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)情況;文獻(xiàn)[165]研究了如何構(gòu)建HSCB本體,以支持HSCB仿真.

總的來(lái)說(shuō),作戰(zhàn)效果認(rèn)知域與社會(huì)域的評(píng)估,通常在戰(zhàn)略、戰(zhàn)役層次進(jìn)行,涉及諸多領(lǐng)域的知識(shí),包括心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、人類學(xué)等,有待進(jìn)行跨領(lǐng)域研究.

5 結(jié)論與展望

作戰(zhàn)系統(tǒng)(體系)的復(fù)雜性,決定了作戰(zhàn)計(jì)劃生成注定不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程,其中涉及諸多理論與技術(shù)問(wèn)題;并且因?yàn)樽鲬?zhàn)計(jì)劃在作戰(zhàn)行動(dòng)中的特殊地位,使得對(duì)這些理論與技術(shù)問(wèn)題研究的文獻(xiàn)浩如煙海.兼顧作戰(zhàn)計(jì)劃生成問(wèn)題的廣度和深度,文章以一種綜合的視角考察了這些理論與技術(shù).

首先,探討了作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程涉及的相關(guān)概念結(jié)構(gòu),指出了其中存在的“界定”鏈和“支撐”鏈,并以此討論了作戰(zhàn)計(jì)劃生成過(guò)程涉及的基本知識(shí)框架,確立了其中的理論與技術(shù)問(wèn)題的考察框架.然后,著重從3個(gè)方面的問(wèn)題詳細(xì)回顧和討論了這些理論與技術(shù):1)作戰(zhàn)系統(tǒng)規(guī)律探尋的理論與方法問(wèn)題;2)作戰(zhàn)計(jì)劃生成的方法與技術(shù)問(wèn)題;3)作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估的理論與技術(shù)問(wèn)題.這些回顧和討論在更深的層次上揭示這些理論與技術(shù)問(wèn)題的內(nèi)在關(guān)系,并為作戰(zhàn)計(jì)劃生成研究提供一個(gè)更廣闊的視野.

復(fù)雜性和智能化有著天然的聯(lián)系[166],文中探討的許多理論與技術(shù)問(wèn)題也屬于智能化技術(shù).人工智能的最新進(jìn)展更是為作戰(zhàn)系統(tǒng)規(guī)律的探尋、作戰(zhàn)計(jì)劃的生成途徑和作戰(zhàn)計(jì)劃的評(píng)估方法帶了新的啟示,其軍事應(yīng)用方興未艾,不僅可以使軍事信息系統(tǒng)更加智能化,還有可能更深入地把握作戰(zhàn)規(guī)律.