張東俊 黎 瀟
(92337部隊(duì) 大連 116023)
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)發(fā)生了巨大的變化,戰(zhàn)爭(zhēng)的復(fù)雜性、消耗性和風(fēng)險(xiǎn)性急劇增加,客觀上需要有比過(guò)去更為先進(jìn)的方法和手段來(lái)研究戰(zhàn)爭(zhēng)[1]。錢學(xué)森曾說(shuō)過(guò)“在模擬可控的作戰(zhàn)條件下進(jìn)行作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn),能夠?qū)τ嘘P(guān)兵力與武器裝備使用之間的復(fù)雜關(guān)系獲得數(shù)量上的深刻理解”[2]。作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)是探究制勝機(jī)理、破解戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧的有效手段,其重難點(diǎn)問(wèn)題是如何將作戰(zhàn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為科學(xué)問(wèn)題去表達(dá)和解析。
經(jīng)典的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)理論方法包括:[3~7]1)靜態(tài)解析方法研究,如著名的蘭徹斯特方程,可定量描述地面戰(zhàn)斗的戰(zhàn)斗過(guò)程,分析雙方損耗問(wèn)題,然而是一個(gè)確定解析過(guò)程,一旦初始條件確定,結(jié)果就基本確定,很難反應(yīng)作戰(zhàn)具體過(guò)程;2)仿真推演方法研究,如當(dāng)下最熱門的多Agent仿真等,只是都是基于裝備性能指標(biāo)進(jìn)行推演,裝備性能指標(biāo)是靜態(tài)的、孤立的,難以反應(yīng)真實(shí)作戰(zhàn)過(guò)程中裝備能力的連續(xù)動(dòng)態(tài)變化以及各能力之間的相互關(guān)聯(lián);3)控制研究,如CGF建模研究,都是對(duì)人的行為模型化,忽視了基于指揮操縱進(jìn)程的裝備作戰(zhàn)能力的實(shí)時(shí)控制反映,不能定量反映裝備探測(cè)、隱蔽、攻擊等能力在人的實(shí)時(shí)指揮下優(yōu)化控制以及最終對(duì)于作戰(zhàn)行為的優(yōu)化反饋,這里的“進(jìn)程”借用的是計(jì)算機(jī)專業(yè)術(shù)語(yǔ)[8],其廣義含義在于表達(dá)具有一定獨(dú)立功能的程序執(zhí)行某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng),其特征在于獨(dú)立、動(dòng)態(tài)和并發(fā);4)建模理論研究,如基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的建模等,都是試圖通過(guò)模型來(lái)說(shuō)明因果關(guān)系,然而建模大的過(guò)程就是去粗取精、去偽存真的抽象描述過(guò)程,無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)作戰(zhàn)運(yùn)用中許多復(fù)雜性、不確定等非邏輯問(wèn)題。因此,經(jīng)典的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)理論主要是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法研究軍事力量、軍事裝備、作戰(zhàn)環(huán)境、戰(zhàn)法等因果關(guān)系,對(duì)于作戰(zhàn)進(jìn)程演化、特別是交戰(zhàn)過(guò)程行為與時(shí)空邏輯關(guān)系對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)展與走向的影響研究不夠,導(dǎo)致了作戰(zhàn)指揮的動(dòng)態(tài)博弈特點(diǎn)反映不夠準(zhǔn)確,作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)(戰(zhàn)術(shù)及戰(zhàn)役)因果關(guān)系揭示的不夠全面,作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)之于作戰(zhàn)運(yùn)用與戰(zhàn)法創(chuàng)新的引領(lǐng)作用發(fā)揮不明顯。
針對(duì)“理論指導(dǎo)下的探索發(fā)現(xiàn)與戰(zhàn)爭(zhēng)預(yù)實(shí)踐”急需,綜合運(yùn)用軍事指揮學(xué)、控制學(xué)[9]、數(shù)據(jù)密集型[10]科學(xué)等理論,我們提出作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)戰(zhàn)能制的方法論,這里先給出“戰(zhàn)能”的定義,戰(zhàn)場(chǎng)上所有行動(dòng)的目的就是構(gòu)建我方殺傷鏈和解構(gòu)對(duì)方殺傷鏈,殺傷鏈當(dāng)前能量狀態(tài)和未來(lái)期望能量狀態(tài)之間的差距,稱為當(dāng)前戰(zhàn)能。通過(guò)行為驅(qū)動(dòng)下綜合戰(zhàn)能在多維多域的全息動(dòng)態(tài)表達(dá)與解析,以客觀、準(zhǔn)確地描述交戰(zhàn)進(jìn)程的強(qiáng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)博弈特性,試圖從全新的視角去把握作戰(zhàn)內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律,破解作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)問(wèn)題,對(duì)于豐富作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)理論、創(chuàng)新軍事運(yùn)用具有重大意義。
1)戰(zhàn)爭(zhēng)演化過(guò)程一般可視為行為數(shù)據(jù)與隨機(jī)信號(hào)隨著作戰(zhàn)進(jìn)程實(shí)時(shí)輸入并產(chǎn)生影響的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
系統(tǒng)四要素包括輸入、輸出、反饋和控制,且輸入量中可能存在擾動(dòng)量[11],具有涌現(xiàn)性、復(fù)雜性、開(kāi)放性等特點(diǎn),這里關(guān)于涌現(xiàn)性,眾說(shuō)紛紜,借用《牛津英語(yǔ)詞典》對(duì)于“emergent”解釋之一就是,出人意料的發(fā)生或者出現(xiàn)[12]。在作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域創(chuàng)新運(yùn)用控制科學(xué)方法,通過(guò)主動(dòng)地(主觀地、故意地)控制基于作戰(zhàn)指揮操縱的行為輸入,實(shí)時(shí)注入并影響作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),觀察和研究整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程中各個(gè)時(shí)刻的輸入和響應(yīng),且每個(gè)時(shí)刻的響應(yīng)將作為下一時(shí)刻的輸入,以此構(gòu)成作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)基本過(guò)程;同時(shí),作戰(zhàn)進(jìn)程中實(shí)際發(fā)生的各種無(wú)序、涌現(xiàn)性事件可作為隨機(jī)信號(hào)實(shí)時(shí)注入到作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),無(wú)論這類“雜波”對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成或者不構(gòu)成影響,都是作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)客觀存在并且必須考慮和研究的問(wèn)題。上述兩種事件共同作用并客觀反映出作戰(zhàn)進(jìn)程的動(dòng)態(tài)博弈特性。
相比之下,經(jīng)典的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)方法更關(guān)注或者確定有價(jià)值的因果關(guān)系,對(duì)于戰(zhàn)爭(zhēng)的涌現(xiàn)性問(wèn)題簡(jiǎn)單認(rèn)為是隨機(jī)的、無(wú)規(guī)律事件而常常予以簡(jiǎn)化或者忽略,實(shí)質(zhì)上就是用靜止、孤立、事后的思維方法解決問(wèn)題,其“去偽存真”、“去粗取精”的分析方法看似把復(fù)雜作戰(zhàn)問(wèn)題簡(jiǎn)單化,在實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與效果評(píng)估方面不乏其有效性,但因其“丟包”實(shí)際上沒(méi)有全面準(zhǔn)確地反映客觀實(shí)際,特別是用于作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)之于戰(zhàn)爭(zhēng)預(yù)實(shí)踐,往往帶有很大的局限性。
總之,基于進(jìn)程的實(shí)時(shí)分析,既有“有用”的驅(qū)動(dòng)或注入、也有隨機(jī)的添加或干擾;既有“合理”、“有序”的邏輯,也有“無(wú)意義”甚至“無(wú)理”的非邏輯,這才符合作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)演化的客觀實(shí)際。因此,這一方法論將更有助于準(zhǔn)確將作戰(zhàn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為科學(xué)問(wèn)題。
2)時(shí)間維度是作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)的重要度量,時(shí)空邏輯變化是作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的具體表象。時(shí)間維度包括時(shí)間的長(zhǎng)度、刻度,乃至單位時(shí)間變化率(速度)等屬性均為作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)主要因素之一,且為其他因果關(guān)系的約束條件。
毛澤東同志《論持久戰(zhàn)》中主要觀點(diǎn)之一就是在敵強(qiáng)我弱下“用時(shí)間換取空間”,以贏得最后的勝利?!坝賱t不達(dá)”也是這個(gè)道理。同樣,制勝機(jī)理的重要一點(diǎn)在于創(chuàng)造戰(zhàn)機(jī)和捕捉戰(zhàn)機(jī),早一時(shí)刻暴露企圖、晚一時(shí)刻貽誤戰(zhàn)機(jī),這些都反映了作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)中時(shí)間維度的重要性。從這個(gè)角度說(shuō),基于進(jìn)程的分析方法不僅是作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)分析方法,更應(yīng)在此基礎(chǔ)上建立時(shí)間維度為主要對(duì)象的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)研究方法。
作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的基于進(jìn)程的行為數(shù)據(jù)強(qiáng)實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)下動(dòng)態(tài)博弈的觀點(diǎn),其實(shí)已經(jīng)佐證了“進(jìn)程”這一時(shí)間維度在作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)因果關(guān)系中決定性作用。因此,無(wú)論經(jīng)典作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)假設(shè)推理方法,還是析因分析方法,均是在特定時(shí)間維度條件下的適用方法,亦即因果關(guān)系的必要約束。
隨作戰(zhàn)進(jìn)程實(shí)時(shí)輸入與響應(yīng)的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程,客觀表現(xiàn)為時(shí)空邏輯關(guān)系變化。
辯證唯物論認(rèn)為:物質(zhì)決定意識(shí)。在作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域,如果說(shuō)作戰(zhàn)企圖和指揮操縱鏈路是作戰(zhàn)進(jìn)程的內(nèi)因,那么時(shí)空邏輯關(guān)系就是作戰(zhàn)進(jìn)程的客觀表現(xiàn)形式。時(shí)空邏輯關(guān)系涵蓋軍事力量、作戰(zhàn)環(huán)境、作戰(zhàn)樣式等諸多方面,是一切可描述、可量化的物質(zhì)集合。時(shí)空邏輯關(guān)系是動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的、多域的、多尺度的、有機(jī)聯(lián)系的,既有時(shí)域特性又有頻域特性,既有狹義相對(duì)性又有廣義測(cè)不準(zhǔn)性。綜上所述,由于時(shí)空邏輯關(guān)系具有客觀、科學(xué)的屬性,因此,可作為作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)最重要的研究載體去認(rèn)識(shí)和實(shí)踐。
在實(shí)驗(yàn)科學(xué)不斷豐富和發(fā)展的今天,我們應(yīng)初逐步從被動(dòng)觀察實(shí)驗(yàn)因果關(guān)系,向主動(dòng)揭示實(shí)驗(yàn)過(guò)程的時(shí)空邏輯變化上轉(zhuǎn)變。這里所說(shuō)的“過(guò)程”,既有時(shí)間維度長(zhǎng)度和漸進(jìn)演化的屬性,又強(qiáng)調(diào)隨實(shí)驗(yàn)進(jìn)程演化下一時(shí)刻的時(shí)空邏輯關(guān)系,具有宏觀和微觀的統(tǒng)一性。
3)作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)推演通過(guò)行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)引擎實(shí)現(xiàn),可用戰(zhàn)能在多維、多域的全息動(dòng)態(tài)表達(dá)來(lái)詮釋作戰(zhàn)意圖、流程及指揮操縱鏈路均是通過(guò)行為數(shù)據(jù)體現(xiàn)的。
軍事指揮學(xué)主要運(yùn)用作戰(zhàn)指揮和運(yùn)籌的理論方法,研究揭示影響戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程走向和結(jié)果勝負(fù)的內(nèi)在規(guī)律。在作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)這一多學(xué)科交叉領(lǐng)域,運(yùn)用軍事指揮學(xué)、實(shí)驗(yàn)科學(xué)、計(jì)算科學(xué)等理論方法,把作戰(zhàn)指揮和兵力行動(dòng)客觀、準(zhǔn)確的表征為行為數(shù)據(jù),是完成作戰(zhàn)問(wèn)題向科學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化的第一步。行為數(shù)據(jù)有邏輯,作戰(zhàn)意圖及流程、指揮與操縱鏈路均可通過(guò)行為數(shù)據(jù)體現(xiàn)的;行為數(shù)據(jù)有類別,小到戰(zhàn)術(shù)級(jí)口令、動(dòng)作,大到戰(zhàn)役乃至體系級(jí)兵力的行動(dòng)表達(dá);行為數(shù)據(jù)具有主觀屬性,特指軍事力量中具有主觀意志表達(dá)描述特性的行為。
行為的時(shí)空邏輯關(guān)系可用戰(zhàn)能分量在時(shí)域的動(dòng)態(tài)表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
行為數(shù)據(jù)具有動(dòng)態(tài)性和連續(xù)性特點(diǎn),是根據(jù)作戰(zhàn)企圖與對(duì)手、環(huán)境實(shí)時(shí)交互的一系列行為反應(yīng),其外在表現(xiàn)為軍事力量隨著進(jìn)程推進(jìn)所發(fā)生的具有客觀的、顯性和隱形的、物理和化學(xué)特性等變化,如作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)、空間位置等,即時(shí)空邏輯關(guān)系。因此,可用某一戰(zhàn)能分量在時(shí)域動(dòng)態(tài)變化來(lái)表達(dá)。
行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)引擎需要“實(shí)驗(yàn)云”等大數(shù)據(jù)體系支撐。
隨著數(shù)據(jù)密集型科學(xué)的發(fā)展,大數(shù)據(jù)技術(shù)為作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)提供了新方法。以往用于研究確定目的、確定關(guān)系的作戰(zhàn)試驗(yàn)活動(dòng)的“小數(shù)據(jù)”,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適用于探究因果關(guān)系的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn),大數(shù)據(jù)涵蓋軍事指揮、軍事裝備、信息科學(xué)等諸專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域,構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)云體系結(jié)構(gòu),為行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的引擎提供體系支撐[13]。
1)APDT是美軍OODA環(huán)的中國(guó)化表達(dá)
伴隨作戰(zhàn)進(jìn)程實(shí)時(shí)演化過(guò)程,呈現(xiàn)出戰(zhàn)能積蓄-感知-傳遞-轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)過(guò)程,簡(jiǎn)稱戰(zhàn)能環(huán)(Accumulation,Perception,Delivery,Transform,APDT)。戰(zhàn)能環(huán)是《作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)戰(zhàn)能控制論》的主要觀點(diǎn)。感知,是運(yùn)用傳感器和網(wǎng)絡(luò)感知戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境戰(zhàn)能,通過(guò)控制感知戰(zhàn)能與作戰(zhàn)行為之間的影響關(guān)系,從而優(yōu)化作戰(zhàn)指揮行為以及尋求感知戰(zhàn)能和其他戰(zhàn)能之間的次優(yōu)關(guān)系;傳遞,是研判態(tài)勢(shì)確定戰(zhàn)能傳遞的方向和時(shí)機(jī),以及重構(gòu)各戰(zhàn)能分量之間的適應(yīng)性關(guān)系;轉(zhuǎn)化,是評(píng)判在作戰(zhàn)任務(wù)下戰(zhàn)能轉(zhuǎn)化的不同效果及其對(duì)整個(gè)作戰(zhàn)任務(wù)的貢獻(xiàn)度;積蓄,是與戰(zhàn)能感知、傳遞和轉(zhuǎn)化都交互的戰(zhàn)能控制環(huán)節(jié),通過(guò)積蓄標(biāo)識(shí)關(guān)鍵能力,形成特定作戰(zhàn)條件下的戰(zhàn)能勢(shì)譜。戰(zhàn)能勢(shì)譜包括,行譜、能譜、勢(shì)譜還有全譜,其具體內(nèi)涵我們將在下文闡述。
戰(zhàn)能環(huán),APDT是在美軍OODA基礎(chǔ)上的創(chuàng)造性發(fā)展。體現(xiàn)在:一是揭示了作戰(zhàn)進(jìn)程下行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)APDT的本質(zhì)特性,即包括各時(shí)刻APDT作用下的持續(xù)演化,以及單位時(shí)間維度下APDT總體描述;二是突出了戰(zhàn)能積蓄在APDT環(huán)中的特殊作用,不僅強(qiáng)調(diào)了指揮運(yùn)籌在APDT中的重要價(jià)值,同時(shí)探究行為對(duì)于戰(zhàn)能未來(lái)轉(zhuǎn)化“勢(shì)能”的影響,勢(shì)是運(yùn)用軍事力量所形成的力的積蓄或者釋放狀態(tài),勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)值,因?qū)κ侄嬖?。三是APDT實(shí)現(xiàn)了作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)態(tài)化定量表達(dá),既準(zhǔn)確反映了作戰(zhàn)過(guò)程因果邏輯關(guān)系,又為作戰(zhàn)能力的科學(xué)化表達(dá)(戰(zhàn)能勢(shì)譜)奠定基礎(chǔ)。
2)戰(zhàn)能勢(shì)譜是戰(zhàn)能環(huán)在多維多域的全息動(dòng)態(tài)表達(dá)
(1)戰(zhàn)能勢(shì)譜的基本內(nèi)涵
戰(zhàn)能勢(shì)譜是用于描述交戰(zhàn)進(jìn)程演化過(guò)程中,綜合作戰(zhàn)能力在物理域、知識(shí)域、信息域的動(dòng)態(tài)變化,由行為數(shù)據(jù)引擎驅(qū)動(dòng)而形成,既可通過(guò)時(shí)空邏輯推演形成戰(zhàn)能的邏輯關(guān)系也可通過(guò)試驗(yàn)等大數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)描述戰(zhàn)能的非邏輯和“邏輯+”關(guān)系,“邏輯+”就是指謀求先機(jī)和不對(duì)稱的創(chuàng)新戰(zhàn)法中高于一般作戰(zhàn)邏輯的關(guān)系描述,因此戰(zhàn)能勢(shì)譜是邏輯、非邏輯和“邏輯+”的辯證統(tǒng)一整體,具有七大特性,包括頻域全息性、時(shí)域可量化性、動(dòng)態(tài)連續(xù)性、戰(zhàn)能相關(guān)性、多屬性(尺度)兼容性、描述多維性和廣義測(cè)不準(zhǔn)性。戰(zhàn)能勢(shì)譜的表達(dá)我們描述為戰(zhàn)能判別方程。
(2)戰(zhàn)能勢(shì)譜主要特性
戰(zhàn)能勢(shì)譜是行為驅(qū)動(dòng)的,行譜中蘊(yùn)含作戰(zhàn)流程、指揮操縱鏈路;戰(zhàn)能勢(shì)譜是基于進(jìn)程的,時(shí)間維度關(guān)系明晰、動(dòng)態(tài)變化確定;戰(zhàn)能勢(shì)譜有現(xiàn)在時(shí)戰(zhàn)能,也包含未來(lái)戰(zhàn)能轉(zhuǎn)化的“潛能”;戰(zhàn)能勢(shì)譜是數(shù)據(jù)——來(lái)源于作戰(zhàn)試驗(yàn)、模型——通過(guò)當(dāng)前和未來(lái)任務(wù)需求,將多影響因素約束的多領(lǐng)域系統(tǒng)的戰(zhàn)能集成在一起的具有明確因果關(guān)系的戰(zhàn)能模型、算法—即標(biāo)識(shí)量確定和表征值量化算法三者的綜合體。
戰(zhàn)能勢(shì)譜可用于時(shí)空邏輯推演、體系貢獻(xiàn)率評(píng)估以及戰(zhàn)法訓(xùn)法創(chuàng)新,在探索發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、作戰(zhàn)運(yùn)用、演化評(píng)估等四大類作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。
作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谶\(yùn)用。“戰(zhàn)能為本、邏輯為體、邏輯+為用”的作戰(zhàn)運(yùn)用范式主要反映的是軍事力量和軍事運(yùn)用之于制勝機(jī)理的貢獻(xiàn)關(guān)系。其內(nèi)涵科學(xué)問(wèn)題是:物理、事理、智理本質(zhì)關(guān)系?!皯?zhàn)能為本”強(qiáng)調(diào)的是摸清武器裝備底數(shù),明晰其固有的、本源的物理屬性;“邏輯為體”闡述的是作戰(zhàn)使用一般關(guān)系或特點(diǎn),論述已被認(rèn)可的、反映內(nèi)在聯(lián)系的事理,側(cè)重點(diǎn)的是作戰(zhàn)使用的普遍性;“邏輯+為用”揭示的是作戰(zhàn)制勝機(jī)理,探求的是在謀求作戰(zhàn)先機(jī)與不對(duì)稱策略的智理之道,強(qiáng)調(diào)的是作戰(zhàn)運(yùn)用之特殊性和先進(jìn)性。三者互為一體可相互轉(zhuǎn)化,如:當(dāng)邏輯清晰“事理”得以固化,則轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)能為本之“物理”;同樣,智理層次的“邏輯+”被普遍認(rèn)同后則轉(zhuǎn)化為邏輯為體之“事理”。
1)基本框架
交戰(zhàn)進(jìn)程時(shí)空分析方法包括交戰(zhàn)進(jìn)程時(shí)空邏輯分析和用于作戰(zhàn)運(yùn)用的時(shí)空邏輯推演兩部分組成。其中用于交戰(zhàn)進(jìn)程的時(shí)空邏輯分析主要包括以下幾個(gè)步驟:一是從使命任務(wù)出發(fā),構(gòu)建水下體系作戰(zhàn)與能力需求的映射關(guān)系,研究確定水下戰(zhàn)裝備遂行任務(wù)清單;二是根據(jù)水下戰(zhàn)裝備作戰(zhàn)對(duì)象和環(huán)境,解析作戰(zhàn)任務(wù);三是繪制行為譜,行譜共有兩種表達(dá)方式:一種是行為樹(shù)表示法,主要用于將指揮口令和操縱行為轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,形成可組裝、可編程的模塊化單元;另一種是戰(zhàn)位-時(shí)間軸曲線表示法,主要用于反應(yīng)各戰(zhàn)位行為的發(fā)生時(shí)刻、延續(xù)時(shí)間、順序關(guān)系,形成可指導(dǎo)部隊(duì)訓(xùn)練操縱的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。用于作戰(zhàn)運(yùn)用的時(shí)空邏輯推演包括以下幾個(gè)步驟:一是構(gòu)建作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)云;二是構(gòu)建行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)引擎,三是通過(guò)時(shí)空邏輯推演生成戰(zhàn)能勢(shì)譜,優(yōu)化戰(zhàn)場(chǎng)布勢(shì)和作戰(zhàn)方案。
2)關(guān)鍵技術(shù)
(1)實(shí)驗(yàn)云體系結(jié)構(gòu)
構(gòu)建了資源層、云技術(shù)服務(wù)層、平臺(tái)服務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、云計(jì)算應(yīng)用層、云端數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等組成的層次化結(jié)構(gòu),建立了由口令行為、實(shí)艇測(cè)控、在役考核、部隊(duì)作試等多元異構(gòu)實(shí)驗(yàn)云組織結(jié)構(gòu),明確了實(shí)驗(yàn)云數(shù)據(jù)交互規(guī)范和分布式成員間數(shù)據(jù)和服務(wù)交互流程,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、演化評(píng)估、作戰(zhàn)運(yùn)用和探索發(fā)現(xiàn)四大類應(yīng)用流程部署,實(shí)現(xiàn)邏輯一體的實(shí)驗(yàn)云體系結(jié)構(gòu)。
(2)時(shí)空邏輯推演技術(shù)
在作戰(zhàn)時(shí)空戰(zhàn)能感知、積蓄、傳遞和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,推演各個(gè)階段的戰(zhàn)能勢(shì)譜,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)的優(yōu)化布勢(shì)。
在預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方面,針對(duì)紅藍(lán)對(duì)抗過(guò)程中,傳感器只能獲取對(duì)方局部戰(zhàn)能的情況,采用基于時(shí)空域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型,將感知戰(zhàn)能和歷史數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合,準(zhǔn)確把握對(duì)方當(dāng)前作戰(zhàn)行動(dòng)戰(zhàn)能,為己方下一步?jīng)Q策提供支持(戰(zhàn)能預(yù)測(cè))。在決策、價(jià)值模型構(gòu)建方面,為模擬作戰(zhàn)過(guò)程中人類的指揮藝術(shù),采用基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策模型和價(jià)值模型,其中價(jià)值模型主要模擬人的經(jīng)驗(yàn),以戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)為輸入,輸出特定態(tài)勢(shì)下的戰(zhàn)能勢(shì)譜(作戰(zhàn)行動(dòng)方案);決策模型模擬人對(duì)全局的把握,輸入為戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)和戰(zhàn)能勢(shì)譜,輸出為作戰(zhàn)任務(wù)達(dá)成度。在作戰(zhàn)行動(dòng)方案尋優(yōu)方面,針對(duì)方案生成和態(tài)勢(shì)更新可并行計(jì)算量小于具有的高性能并行計(jì)算資源的情況,設(shè)計(jì)了并行蒙特卡洛樹(shù)搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)算法,充分利用了已有的計(jì)算資源,可快速開(kāi)展作戰(zhàn)行動(dòng)方案尋優(yōu),從而提高了仿真推演速度。
1)基本框架
(1)戰(zhàn)能勢(shì)譜戰(zhàn)能勢(shì)譜主要包括行譜、能譜和勢(shì)譜三大部分組成。
①行譜
行譜是驅(qū)動(dòng)能譜和勢(shì)譜的“總線”,是作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)流程和指揮操縱鏈路、部署操縱的行為樹(shù)、機(jī)理函數(shù)影響關(guān)系以及作戰(zhàn)對(duì)手行為的綜合體現(xiàn)。行為函數(shù)φ(t)是行譜在時(shí)域的表現(xiàn)形式,包括行為驅(qū)動(dòng)函數(shù)和行為響應(yīng)函數(shù),對(duì)行為函數(shù)進(jìn)行多維映射,可得到行譜,行譜的特征以及組合順序直接影響能譜和勢(shì)譜。
②能譜
能譜是行為驅(qū)動(dòng)下隱蔽能、探測(cè)能等戰(zhàn)能分量的集合,其構(gòu)成要素有三個(gè)方面:一是裝備能力的分量特征,二是裝備能力分量的相互制約關(guān)系,三是裝備能力分量的集成。在實(shí)艇測(cè)控和實(shí)驗(yàn)云的途徑獲取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,研究提出基于驅(qū)動(dòng)和響應(yīng)混合效應(yīng)的戰(zhàn)能函數(shù)生成方法,戰(zhàn)能函數(shù)為f(t)=E∝φ(t),E表示機(jī)理函數(shù),包括裝備固有響應(yīng)特性函數(shù)、人因特性函數(shù)和交互綜合特性函數(shù)三大類,φ(t)為行為函數(shù),φ(t)既可從E中反推也可從戰(zhàn)能函數(shù) f(t)反推。在戰(zhàn)能函數(shù)基礎(chǔ)上通過(guò)特征映射變換生成能譜,分析不同行為導(dǎo)致戰(zhàn)能的變化特征。
③勢(shì)譜
勢(shì)譜表示裝備處于某一狀態(tài)時(shí)所具備的潛在作戰(zhàn)效果與能力約束。如在一次搜索行為的戰(zhàn)能分析過(guò)程中,同步考慮電池比重、上浮時(shí)機(jī)等未來(lái)作戰(zhàn)能力約束條件及其作戰(zhàn)效果,我們稱之為勢(shì)能Pi,勢(shì)能函數(shù)經(jīng)過(guò)跨域變換和特征提取,得到勢(shì)譜ΩP={P1,P2,…,PnP},基于勢(shì)譜可反推最優(yōu)作戰(zhàn)行為。
(2)戰(zhàn)能環(huán)控制方法
戰(zhàn)能環(huán)包括戰(zhàn)能積蓄、感知、傳遞和轉(zhuǎn)化四個(gè)部分,如圖1所示。在戰(zhàn)能環(huán)控制的四個(gè)部分,我們分別用戰(zhàn)能判別方程、戰(zhàn)能感知方程、戰(zhàn)能傳遞函數(shù)和戰(zhàn)能轉(zhuǎn)化系數(shù),通過(guò)推演分析因果關(guān)系,解決了在戰(zhàn)能“積蓄-感知-傳遞-轉(zhuǎn)化”環(huán)路中對(duì)非對(duì)稱問(wèn)題的定量解析,實(shí)現(xiàn)了裝備能力發(fā)展趨勢(shì)和作戰(zhàn)運(yùn)用優(yōu)化方向的綜合表達(dá)。
圖1 戰(zhàn)能環(huán)
2)關(guān)鍵技術(shù)
(1)極大不對(duì)稱準(zhǔn)則
針對(duì)未來(lái)作戰(zhàn)表現(xiàn)出“非邏輯”的特性,依據(jù)戰(zhàn)能控制作戰(zhàn)理論范式,定義極大不對(duì)稱為作戰(zhàn)過(guò)程中一方利用戰(zhàn)能破壞導(dǎo)致對(duì)方戰(zhàn)能環(huán)中斷甚至無(wú)法再次發(fā)起,或者控制對(duì)方戰(zhàn)能傳遞轉(zhuǎn)化的方向與效率,即認(rèn)為形成極大不對(duì)稱態(tài)勢(shì)。極大對(duì)稱準(zhǔn)則即是以戰(zhàn)能感知-傳遞-轉(zhuǎn)化戰(zhàn)能環(huán)為線索,研究戰(zhàn)能環(huán)各個(gè)階段出現(xiàn)的極大不對(duì)稱態(tài)勢(shì)判定方法。
式(1)代表無(wú)法感知,式(2)代表傳遞中斷,式(3)代表無(wú)法轉(zhuǎn)化。若在戰(zhàn)能環(huán)各個(gè)階段出現(xiàn)了至少一次極大不對(duì)稱,則可綜合判定為出現(xiàn)了極大不對(duì)稱。
(2)戰(zhàn)能環(huán)控制判據(jù)
戰(zhàn)能環(huán)控制判據(jù)包括用于戰(zhàn)能控制的戰(zhàn)能判別方程、基于行為驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)能感知方程、用于作戰(zhàn)指揮控制的戰(zhàn)能傳遞函數(shù)和用于勢(shì)譜表征的戰(zhàn)能轉(zhuǎn)化系數(shù)。
①用于戰(zhàn)能控制的戰(zhàn)能判別方程
戰(zhàn)能判別方程描述作戰(zhàn)體系或作戰(zhàn)平臺(tái)在某一戰(zhàn)能狀態(tài)下所具備的潛在作戰(zhàn)能力集合,即勢(shì)譜的集合,可表示為
式(4)中,n為作戰(zhàn)能力分量數(shù)量;fi(E)為效果表征,值越大越優(yōu)。
以作戰(zhàn)流程為線索通過(guò)戰(zhàn)能判別方程來(lái)描述行為驅(qū)動(dòng)下的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)、多域表達(dá)以及符合邏輯、邏輯+和非邏輯的相互影響關(guān)系,通過(guò)構(gòu)建戰(zhàn)能勢(shì)譜,探索作戰(zhàn)因果關(guān)系。
②基于行為驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)能感知方程
感知能力EDt在行為驅(qū)動(dòng)函數(shù) fi的作用下變?yōu)閼?zhàn)能感知能力 fi(EDt),行為驅(qū)動(dòng)函數(shù)是由于指揮操縱等作戰(zhàn)行為通過(guò)改變作戰(zhàn)平臺(tái)各系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)、對(duì)抗雙方相對(duì)空間關(guān)系以及產(chǎn)生對(duì)抗結(jié)果等因素來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)能感知的驅(qū)動(dòng),因此
式(5)中,fi(EDt)為戰(zhàn)能感知能力;ED(t)為固有感知能力;ai表示某一個(gè)具體作戰(zhàn)行為;φ表示指揮行為函數(shù);Δt表示從指揮口令下達(dá)后,其對(duì)應(yīng)的操縱子集全部完成的時(shí)間。
感知方程表征裝備能力隨作戰(zhàn)進(jìn)程發(fā)展所體現(xiàn)出的實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)性,通過(guò)將戰(zhàn)能感知方程應(yīng)用于戰(zhàn)能的優(yōu)化控制,可通過(guò)調(diào)整作戰(zhàn)行為實(shí)現(xiàn)感知過(guò)程的優(yōu)化,并定量解析作戰(zhàn)行為與感知效果之間的因果關(guān)系。
③用于作戰(zhàn)指揮控制的戰(zhàn)能傳遞函數(shù)
傳遞函數(shù)包含信息能、作戰(zhàn)能、防御能、機(jī)動(dòng)能、保障能的傳遞矩陣與指揮操縱行為,可真實(shí)反映作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)中戰(zhàn)能隨時(shí)間和空間的積累和傳遞,確定戰(zhàn)能傳遞的方向和時(shí)機(jī),重構(gòu)各戰(zhàn)能分量之間的適應(yīng)性關(guān)系。
式(6)中,C(t)為傳遞函數(shù);Mi為攻防對(duì)抗雙方與戰(zhàn)能分量相關(guān)的裝備固有能力矩陣;Vi為發(fā)揮裝備固有能力的操縱行為函數(shù);φi(t)為戰(zhàn)能分量的指揮行為函數(shù)。
④用于勢(shì)譜表征的戰(zhàn)能轉(zhuǎn)化系數(shù)
面向作戰(zhàn)任務(wù),交戰(zhàn)進(jìn)程中時(shí)空邏輯變化引起的戰(zhàn)能轉(zhuǎn)化潛在效果或者戰(zhàn)能潛在做功大小的一組表征量。通過(guò)戰(zhàn)能轉(zhuǎn)化系數(shù),可以多維度、定量表征作戰(zhàn)行為和轉(zhuǎn)化之間的內(nèi)在關(guān)系。
式(7)中,η1為轉(zhuǎn)化效果;η2為轉(zhuǎn)化幅值;η3為轉(zhuǎn)化時(shí)間;η4為轉(zhuǎn)化相位;η5為轉(zhuǎn)化密度;η6為轉(zhuǎn)化斜率。
1)基本框架
創(chuàng)建行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)引擎,作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)引擎分為五個(gè)主要部分,分別為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理環(huán)境、計(jì)算引擎、智能化數(shù)據(jù)分析引擎、交互式可視化分析引擎和服務(wù)層,貫穿從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析到處理、應(yīng)用全過(guò)程。在指揮口令、操縱行為、設(shè)備響應(yīng)等多源/元行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下,通過(guò)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)綜合感知迭代,形成兩種驅(qū)動(dòng)方式:一是通過(guò)智能感知搜索、標(biāo)識(shí)識(shí)別,映射分析生成一般邏輯意義上的作戰(zhàn)鏈路;二是通過(guò)規(guī)范數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)模式、基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的戰(zhàn)術(shù)探索等方式,挖掘不同條件下作戰(zhàn)指令與當(dāng)前以及后續(xù)作戰(zhàn)的關(guān)聯(lián)因素,預(yù)測(cè)得到基于先驗(yàn)知識(shí)的邏輯+作戰(zhàn)規(guī)則。
2)關(guān)鍵技術(shù)
(1)行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的作戰(zhàn)鏈路生成技術(shù)
首先對(duì)實(shí)驗(yàn)云體系結(jié)構(gòu)中的口令行為云進(jìn)行分析處理,得到標(biāo)準(zhǔn)指揮口令集、標(biāo)準(zhǔn)操縱行為集并確立它們之間的映射關(guān)系;然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)識(shí)別和數(shù)據(jù)特征聚類,通過(guò)關(guān)鍵語(yǔ)義聚焦數(shù)據(jù)特征范圍,進(jìn)行智能感知搜索;最后根據(jù)具體任務(wù),進(jìn)行作戰(zhàn)流程匹配映射,得到作戰(zhàn)鏈路。
(2)行為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的“邏輯+”作戰(zhàn)規(guī)則生成技術(shù)
所謂“邏輯+”作戰(zhàn),是在固有作戰(zhàn)邏輯基本基礎(chǔ)上,根據(jù)環(huán)境、對(duì)手、任務(wù)等因素,進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,形成強(qiáng)適應(yīng)性的衍生作戰(zhàn)邏輯。進(jìn)行作戰(zhàn)規(guī)則預(yù)測(cè),首先要在實(shí)驗(yàn)云體系結(jié)構(gòu)中提取裝備保障信息、作戰(zhàn)環(huán)境、作戰(zhàn)對(duì)手、指揮口令、戰(zhàn)術(shù)行為等數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行規(guī)范描述,形成作戰(zhàn)邏輯描述語(yǔ)句,然后對(duì)描述語(yǔ)句進(jìn)行采集聚合和關(guān)聯(lián)分析,得到基于環(huán)境、對(duì)手、前序行為的分析結(jié)果,挖掘不同條件下作戰(zhàn)指令與當(dāng)前作戰(zhàn)效能以及后續(xù)作戰(zhàn)效能的關(guān)聯(lián)因素,形成作戰(zhàn)規(guī)則,再以作戰(zhàn)規(guī)則為先驗(yàn)知識(shí),進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)和自學(xué)習(xí),得到隱含的邏輯+作戰(zhàn)規(guī)則,并以此研究作戰(zhàn)規(guī)律,為指揮員提供決策參考。
為了探究水下戰(zhàn)裝備作戰(zhàn)使用因果關(guān)系,開(kāi)展作戰(zhàn)使用性檢驗(yàn),我們將作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)戰(zhàn)能控制理論有效應(yīng)用于“實(shí)驗(yàn)-試驗(yàn)-演習(xí)研練”一體的作戰(zhàn)試驗(yàn),圍繞“試什么”“為什么”“怎么試”組織大量的實(shí)驗(yàn)推演和海上實(shí)踐。
1)運(yùn)用交戰(zhàn)進(jìn)程時(shí)空分析方法,解決“試什么”問(wèn)題
從水下戰(zhàn)裝備使命任務(wù)出發(fā),確定了其執(zhí)行X任務(wù),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的作戰(zhàn)試驗(yàn)想定;深入分析水下體系作戰(zhàn)與能力需求的映射關(guān)系,以作戰(zhàn)流程為主線,研究確定作戰(zhàn)任務(wù)清單和關(guān)鍵問(wèn)題,制定作戰(zhàn)試驗(yàn)方案,實(shí)現(xiàn)了作戰(zhàn)需求向試驗(yàn)需求的轉(zhuǎn)化。
2)運(yùn)用戰(zhàn)能環(huán)控制方法,解決“為什么”問(wèn)題
作戰(zhàn)試驗(yàn)關(guān)鍵在于要素齊全、貼近實(shí)戰(zhàn),“人+裝備”是檢驗(yàn)實(shí)戰(zhàn)適用性的關(guān)鍵。我們堅(jiān)持“理論指導(dǎo)下探索發(fā)現(xiàn)和戰(zhàn)爭(zhēng)預(yù)實(shí)踐”理念,圍繞謀求戰(zhàn)能不對(duì)稱運(yùn)用戰(zhàn)能環(huán)控制方法開(kāi)展了大量推演,以水下戰(zhàn)裝備攻防對(duì)抗為例,以戰(zhàn)能積蓄、感知、傳遞、轉(zhuǎn)化對(duì)攻防對(duì)抗過(guò)程進(jìn)行詮釋,從而將黑箱打開(kāi),通過(guò)戰(zhàn)能判別方程對(duì)攻防方案進(jìn)行優(yōu)化控制,作戰(zhàn)效能提高50%以上。
3)運(yùn)用“邏輯+”決策方法,解決“怎么試”問(wèn)題
實(shí)驗(yàn)引擎中定義了維修保障類、設(shè)備操縱類、口令行為類、作戰(zhàn)使用類四類規(guī)范數(shù)據(jù),對(duì)其進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析,挖掘出具有一定關(guān)聯(lián)性的操作響應(yīng)。在探索發(fā)現(xiàn)類實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)挖掘作戰(zhàn)單元的系統(tǒng)粘合度和響應(yīng)關(guān)聯(lián)性,進(jìn)行相關(guān)案例的推演分析,得出新的作戰(zhàn)規(guī)則和戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法,指導(dǎo)部隊(duì)實(shí)踐。
“作戰(zhàn)牽引試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)戰(zhàn)爭(zhēng)”。作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)是探究制勝機(jī)理、破解戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧的有效手段,它既可作為裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)需求生成之“輸入”;又是裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)成果之“輸出”。作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)戰(zhàn)能控制理論,有效解決了當(dāng)前作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)的工具理性與戰(zhàn)爭(zhēng)探索特性兩者之間融合性不足問(wèn)題,為創(chuàng)新裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)實(shí)踐運(yùn)用提供方法論,意義重大。