徐世均 劉耿 李杏

作戰(zhàn)決策是編隊(duì)作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃業(yè)務(wù)乃至整個(gè)作戰(zhàn)指揮活動(dòng)的核心[1?3],其作用是為了“在有限的、不確定的態(tài)勢(shì)信息支持下,對(duì)敵我環(huán)境三情進(jìn)行評(píng)估,并確定作戰(zhàn)目標(biāo),選擇戰(zhàn)法和樣式,并進(jìn)行合理的作戰(zhàn)資源分配,制定、評(píng)估并優(yōu)化作戰(zhàn)方案,形成能達(dá)成作戰(zhàn)目標(biāo)的周密、精確的作戰(zhàn)計(jì)劃并實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)調(diào)整”提供策略和方法.在古代戰(zhàn)爭(zhēng)中,更多的是依靠某個(gè)軍事天才的大腦和一些簡(jiǎn)單籌算工具,如“運(yùn)籌帷幄之中,決勝千里之外”的張良,如借助算術(shù)理論進(jìn)行點(diǎn)兵的韓信,到了近現(xiàn)代,為了駕馭日益復(fù)雜的戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài),適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)需要,指揮輔助手段由“鵝毛扇”、旗幟鑼鼓令旗向數(shù)據(jù)鏈、C4KISR系統(tǒng)[4]演化,作戰(zhàn)決策的策略和評(píng)估[5]由僅依靠人的思考發(fā)展為基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助決策,將來甚至?xí)l(fā)展為主要基于“人工智能”的作戰(zhàn)決策,這種作戰(zhàn)決策模式的轉(zhuǎn)變成功與否在很大程度上取決于對(duì)作戰(zhàn)決策過程建模的真實(shí)程度和技術(shù)先進(jìn)程度[6?10].

1 美軍先進(jìn)作戰(zhàn)決策建模技術(shù)

美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA,Defense Advanced Research Projects Agency)啟動(dòng) “深綠”計(jì)劃[11],其任務(wù)是預(yù)測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)上的瞬息變化,采用人工智能技術(shù)幫助指揮員提前進(jìn)行思考,判斷是否需要調(diào)整計(jì)劃,并協(xié)助指揮員生成新的替代方案.深綠的提出與研發(fā),對(duì)未來指揮控制的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,其核心思想是借鑒“深藍(lán)”以及AlphaGo預(yù)判(遍歷)敵人的可能行動(dòng),從而提前作出決策.通過對(duì)觀察－判斷－決策－行動(dòng)(OODA)環(huán)中觀察和判斷(OO)部分進(jìn)行充分的計(jì)算機(jī)模擬,提前演示不同作戰(zhàn)方案可能產(chǎn)生的分支結(jié)果,對(duì)敵方行動(dòng)進(jìn)行預(yù)判,協(xié)助指揮員作出正確的決策.

深綠的核心組件是“閃電戰(zhàn)”,閃電戰(zhàn)用于快速仿真各種作戰(zhàn)計(jì)劃,快速生成各種可能的未來態(tài)勢(shì),即使某些未來態(tài)勢(shì)不是指揮員期望的,只要可能發(fā)生,就將生成;以實(shí)現(xiàn)對(duì)作戰(zhàn)方案和計(jì)劃的快速推演評(píng)估.深綠的另一重要組件是“指揮員助手”,輔助指揮員快速生成各種作戰(zhàn)方案和計(jì)劃,使指揮員關(guān)注重要的問題,從計(jì)劃制定的細(xì)節(jié)中解脫出來.

深綠的關(guān)鍵技術(shù)之一是將人機(jī)交互的多模式交互技術(shù)與人工智能的知識(shí)推理技術(shù)相結(jié)合,利用強(qiáng)大的仿真引擎,快速生成多種行動(dòng)方案與計(jì)劃和對(duì)方案計(jì)劃的快速仿真評(píng)估,其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵就在于完備和完善的大量模型支撐.

2 編隊(duì)作戰(zhàn)指揮中的作戰(zhàn)決策模型

海上編隊(duì)作戰(zhàn)決策的目的是在完成特定的作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)效果的最大化[12],對(duì)編隊(duì)的兵力和兵器使用進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整的過程可以看作是一個(gè)不斷的(周期性的)選擇過程,其決策參數(shù)[13]一般應(yīng)包括:

1)編隊(duì)的目標(biāo)和作戰(zhàn)任務(wù);

2)編隊(duì)的作戰(zhàn)隊(duì)形;

3)編隊(duì)兵力和兵器的組成;

4)編隊(duì)兵力和兵器按任務(wù)(目標(biāo))和區(qū)域(邊界)進(jìn)行的資源分配;

5)兵力兵器使用方式方法;

6)目標(biāo)的坐標(biāo)、軌道和運(yùn)動(dòng)模式.

我們采用決策函數(shù)來完成對(duì)指定作戰(zhàn)任務(wù)完成效果的計(jì)算:

其中,xi為控制參數(shù),即衡量指揮過程狀態(tài)及任務(wù)完成情況的參數(shù);m為控制參數(shù)的數(shù)量.

因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)或者幾個(gè)目標(biāo)(作戰(zhàn)任務(wù)),所以為了估算和計(jì)算一次性完成幾個(gè)目標(biāo)(任務(wù))的作戰(zhàn)效果,這里應(yīng)采用矢量算式:

進(jìn)行計(jì)算,其中fΓz為目標(biāo)函數(shù),計(jì)算的是完成z目標(biāo)(z作戰(zhàn)任務(wù))的作戰(zhàn)效果水平;Z為編隊(duì)兵力兵器所要完成的作戰(zhàn)目標(biāo)(任務(wù))的數(shù)量.

在目標(biāo)矢量算式中,Γ(作戰(zhàn)目標(biāo))所包含的元素在目標(biāo) Γ 矢量的排列順序fΓz,z=1,···,Z取決于它們重要性的等級(jí).

用于構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的控制參數(shù),取決于所選擇的操作參數(shù)、其他指揮過程的狀態(tài)的控制參數(shù)和非控制參數(shù),甚至取決于作戰(zhàn)時(shí)間:

其中U?指揮參數(shù)的矢量;

S?指揮過程狀態(tài)的非控制參數(shù)的矢量;

X?控制參數(shù)的矢量;

n?控制參數(shù)的總數(shù)量.

通過上述公式,能夠有效描述被指揮對(duì)象的任務(wù)狀態(tài)和作戰(zhàn)效果,這個(gè)模型是由大量控制參數(shù)構(gòu)建的.

因此,作戰(zhàn)決策的主要目標(biāo)是選擇指揮參數(shù)U使得滿足以下關(guān)系:

或者

U=Uop,如果

其中γz?z目標(biāo)(任務(wù))重要性系數(shù);

Uop?最優(yōu)決策參數(shù);

??可行的決策參數(shù)集合.

作戰(zhàn)決策模型如圖1:

圖1 作戰(zhàn)決策模型

3 作戰(zhàn)決策模型應(yīng)用實(shí)例

以編隊(duì)防空作戰(zhàn)指揮[14?15]為例,其作戰(zhàn)指揮過程包括:偵察和識(shí)別潛在的空中目標(biāo),并且評(píng)估我方的兵力以及防空導(dǎo)彈的飛行和技戰(zhàn)術(shù)參數(shù),在模型的基礎(chǔ)上估算攻擊的有效性,以及估算指定類型防空導(dǎo)彈在空間和時(shí)間上的能力,要結(jié)合防空導(dǎo)彈載艦的位置,完成以下作戰(zhàn)決策:

1)選取某艦鎖定空中目標(biāo);

2)從該艦所裝載的所有防空導(dǎo)彈中選擇發(fā)射導(dǎo)彈的型號(hào).

借助敵方目標(biāo)和防空導(dǎo)彈的模型,完成對(duì)防空作戰(zhàn)效果的預(yù)測(cè),建立結(jié)果矩陣,形式上這個(gè)矩陣可以呈現(xiàn)為在時(shí)間點(diǎn)t=t2,防空導(dǎo)彈在導(dǎo)彈軌道的射擊平面上相對(duì)于空中目標(biāo)的可能的空間偏移函數(shù),以此函數(shù)值最優(yōu)確定相應(yīng)的決策參數(shù).

4 結(jié)論

采用作戰(zhàn)決策建模技術(shù)對(duì)編隊(duì)作戰(zhàn)指揮過程進(jìn)行量化建模具有以下好處:

1)充分考慮各類裝備參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、時(shí)間參數(shù)以及作戰(zhàn)決策參數(shù)對(duì)作戰(zhàn)效果的影響,并將其影響定量化,保證作戰(zhàn)效果最優(yōu)化或處在指揮員可接受的區(qū)間內(nèi);

圖2 編隊(duì)防空作戰(zhàn)指揮決策模型實(shí)例

2)該模型具有較好的彈性和較廣的適用范圍,其建模過程可沿用固定的模板進(jìn)行具體作戰(zhàn)指揮過程的實(shí)例化,可用于戰(zhàn)役級(jí)作戰(zhàn)決策,也可用于戰(zhàn)術(shù)級(jí)甚至戰(zhàn)斗級(jí)作戰(zhàn)決策.

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