付朝博 段莉

摘要：分析了傳統(tǒng)裝備試驗面臨的挑戰(zhàn)，指出了五個不相適應(yīng)的問題，對比分析了實裝試驗、仿真試驗和虛實結(jié)合試驗的特點，提出了平行試驗是虛實結(jié)合試驗的最高應(yīng)用模式，闡述了平行試驗的理論起源和概念內(nèi)涵，分析了平行試驗的應(yīng)用前景，為研究裝備體系試驗提供了理論指導(dǎo)和方法支撐。

Abstract： This paper analyzes the challenges faced by the traditional equipment test， points out five incompatible problems， and compares and analyzes the characteristics of the real loading test， the simulation test and the virtual-real combination test. This paper puts forward that parallel test is the highest application mode of virtual-real combination test， expounds the theoretical origin and concept connotation of parallel test， and analyzes the application prospect of parallel test， to provide theoretical guidance and method support for the research of equipment system test.

關(guān)鍵詞：裝備試驗;體系試驗;平行系統(tǒng);平行試驗

Key words： equipment test;system test;parallel system;parallel test

中圖分類號：E917? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）27-0157-03

0? 引言

傳統(tǒng)的裝備試驗與信息化條件下體系作戰(zhàn)對裝備建設(shè)和體系試驗的需求不相適應(yīng)，亟須試驗理論和方法的創(chuàng)新。平行試驗是為適應(yīng)裝備體系效能檢驗的需求而提出的，是平行系統(tǒng)方法在裝備試驗領(lǐng)域的一個創(chuàng)新，為裝備體系試驗研究提供了理論和方法支撐，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1? 傳統(tǒng)的裝備試驗面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭以信息技術(shù)為主導(dǎo)，體系作戰(zhàn)特征明顯，客觀上要求裝備體系化發(fā)展。裝備體系建設(shè)需求，推動裝備試驗由傳統(tǒng)的單裝戰(zhàn)技性能測試和作戰(zhàn)適應(yīng)性檢驗向體系試驗轉(zhuǎn)變。而傳統(tǒng)的裝備試驗以軍種和武器為中心的各靶場獨立試驗?zāi)Ｊ綖橹鱗1]，難以反映裝備體系試驗的系統(tǒng)性、復(fù)雜性、對抗性等特征，主要表現(xiàn)在五個方面：

①信息化戰(zhàn)爭注重裝備體系作戰(zhàn)效能的整體發(fā)揮，而傳統(tǒng)的裝備試驗側(cè)重單裝單系統(tǒng)戰(zhàn)技性能檢驗，對裝備體系的整體作戰(zhàn)能力難以做出有效檢驗。裝備體系是由功能上相互關(guān)聯(lián)的各種類各系列裝備構(gòu)成的整體，通常由戰(zhàn)斗裝備、綜合電子裝備系統(tǒng)、保障裝備構(gòu)成。近年來，我軍一批性能先進的裝備相繼定型列裝，雖然技術(shù)性能達標，但列裝后暴露出不好用、不適用的問題，融入不了體系、在體系中發(fā)揮不了應(yīng)有作用。問題在于傳統(tǒng)的裝備試驗仍然停留在以技術(shù)性能考核為主的裝備型號單項性能試驗，難以對體系對抗條件下的裝備作戰(zhàn)適用性、作戰(zhàn)效能、體系貢獻率進行科學客觀的檢驗和評估。

②信息化戰(zhàn)爭注重武器裝備短周期研制模塊化靈活改進，而傳統(tǒng)的裝備試驗周期較長，難以適應(yīng)信息化條件下裝備快速研制定型列裝的發(fā)展趨勢。信息化條件下，武器裝備釋能效應(yīng)明顯，殺傷力、破壞力驟增，部隊機動能力、打擊能力和保障能力大幅提升，作戰(zhàn)節(jié)奏明顯加快。在1991年的海灣戰(zhàn)爭中，美軍“諾曼底特遣隊”從接敵到完成任務(wù)僅用4分半時間就徹底摧毀了伊軍的2座雷達站，為多國部隊“沙漠風暴”行動開辟了空中走廊。美軍2017年引入了“M17模塊化手槍系統(tǒng)”，通過一把手槍結(jié)合不同配件組裝成4把不同尺寸和口徑的手槍，達到了一槍四用的效果，做到了模塊化設(shè)計和按需組裝應(yīng)用。信息化戰(zhàn)爭節(jié)奏快，對裝備的小型化、模塊化、“個性化”定制有著較高的需求，客觀上要求較短的試驗周期和靈活的試驗?zāi)Ｊ?，而傳統(tǒng)的裝備試驗需要嚴格按照試驗階段和程序步驟進行，在應(yīng)對裝備小批量生產(chǎn)、模塊化設(shè)計、“個性化定制”、快速定型列裝方面靈活性不足。

③信息化戰(zhàn)爭注重裝備全壽命過程試驗論證，而傳統(tǒng)的裝備試驗在定型列裝后即行結(jié)束，難以適應(yīng)裝備“狀態(tài)鑒定-定型列裝-改進升級”循環(huán)迭代的發(fā)展趨勢。信息化條件下，武器裝備技術(shù)含量越來越高，各型之間的關(guān)聯(lián)度、耦合度越來越強，體系運用特點越來越突出。武器裝備的實戰(zhàn)化運用對提高研制水平具有重要反向帶動作用。傳統(tǒng)的裝備試驗關(guān)注研制定型多、關(guān)注作戰(zhàn)運用少，特別是在裝備交付部隊使用對裝備的適用性、適編性、適配性、經(jīng)濟性、質(zhì)量穩(wěn)定性和作戰(zhàn)（保障）效能等方面缺乏試驗論證，導(dǎo)致近些年武器裝備規(guī)模偏大，集成度和兼容性不高，主戰(zhàn)裝備、信息系統(tǒng)裝備、保障裝備比例不夠合理等問題比較突出。

④信息化戰(zhàn)爭注重裝備實戰(zhàn)環(huán)境下的體系對抗能力，而傳統(tǒng)的裝備試驗側(cè)重標準環(huán)境下的單方試驗，難以適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭全維立體高強度對抗條件裝備建設(shè)需求。比如，基于對抗環(huán)境的檢驗性演習和實戰(zhàn)化考核已經(jīng)成為部隊常態(tài)化的演訓活動，跨軍兵種的聯(lián)合戰(zhàn)役演習也逐漸唱響主角，這些新情況對裝備試驗提出了新要求，但囿于思維定勢、固有模式和路徑依賴，傳統(tǒng)的裝備試驗往往設(shè)定“標準條件”，搞“自我設(shè)計”，“自導(dǎo)自演”，對信息化戰(zhàn)爭全維一體、高強度體系對抗特點研究不深不透，與實戰(zhàn)環(huán)境貼合不緊密，對作戰(zhàn)試驗和在役考核關(guān)注比較少，與部隊作戰(zhàn)訓練和裝備建設(shè)發(fā)展趨勢不相適應(yīng)。

⑤信息化戰(zhàn)爭注重裝備大規(guī)模組網(wǎng)環(huán)境中的集團化作戰(zhàn)能力，而傳統(tǒng)的裝備試驗側(cè)重小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能試驗，對戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境裝備互聯(lián)互通及網(wǎng)絡(luò)抗毀能力難以檢驗。信息化條件下的裝備體系是由具備信息感知、指揮控制和機動、打擊、防護、保障等功能的裝備構(gòu)成的裝備作戰(zhàn)體系，通過信息網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各作戰(zhàn)平臺、作戰(zhàn)要素、作戰(zhàn)系統(tǒng)、作戰(zhàn)單元等實體高度融合，各類武器系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通互操作，形成整體對抗力量，以大規(guī)模復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的指揮信息系統(tǒng)為體系作戰(zhàn)提供了有力支撐。軍事信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是規(guī)模宏大的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括信息柵格系統(tǒng)、戰(zhàn)場移動通信系統(tǒng)以及各種嵌入式信息系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)拓撲高度動態(tài)、網(wǎng)絡(luò)路由復(fù)雜多變、網(wǎng)絡(luò)終端種類多樣，具有顯著的復(fù)雜性特征。而傳統(tǒng)的裝備試驗往往只對少數(shù)網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成的小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能進行測試，割裂甚至忽視了局部網(wǎng)絡(luò)同全局系統(tǒng)的有機聯(lián)系，難以反映出網(wǎng)絡(luò)阻塞、路由重構(gòu)等大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)特征，存在著短板和弱項。

2? 平行試驗的提出

由于傳統(tǒng)的裝備試驗面臨諸多困難和挑戰(zhàn)，促使裝備試驗向體系試驗轉(zhuǎn)變。裝備體系試驗從方法上可分為實裝試驗、仿真試驗和虛實結(jié)合試驗。實裝試驗的數(shù)據(jù)可靠性高、實戰(zhàn)貼合度好，但試驗代價高昂;仿真試驗安全性高、易于組織、經(jīng)濟性強并且可重復(fù)，但模型的可信度不高;虛實結(jié)合試驗是兼具實裝試驗和仿真試驗的優(yōu)點而又避免各自缺陷，是裝備體系試驗的發(fā)展趨勢。平行試驗是虛實結(jié)合試驗的最高運用模式，是復(fù)雜性科學理論、系統(tǒng)工程理論與方法、計算機建模仿真技術(shù)和裝備試驗理論相結(jié)合的產(chǎn)物，是裝備體系試驗的最新研究方向。

2.1 平行試驗的理論起源

平行試驗的思想源于平行系統(tǒng)理論。中科院自動化所王飛躍科研團隊針對復(fù)雜系統(tǒng)控制與管理問題，提出了將人工社會（Artificial Societies）、計算實驗（Computational Experiments）和平行執(zhí)行（Parallel Execution）相結(jié)合的ACP平行系統(tǒng)理論[2]。ACP方法通過復(fù)雜系統(tǒng)建模、多Agent仿真技術(shù)、智能控制等理論方法構(gòu)建與現(xiàn)實復(fù)雜系統(tǒng)相對應(yīng)的虛擬的或理想的人工系統(tǒng)，在人工系統(tǒng)中利用計算實驗方法進行各類實驗，研究與設(shè)計現(xiàn)實復(fù)雜系統(tǒng)的行為，對復(fù)雜系統(tǒng)進行模擬、試驗、分析與控制，ACP方法將虛擬復(fù)雜系統(tǒng)與現(xiàn)實系統(tǒng)進行在線同步執(zhí)行，對二者的行為狀態(tài)進行控制與管理并對其發(fā)展演化做出預(yù)測與優(yōu)化，從而完成學習與培訓、實驗與評估、控制與管理等功能[3]。

平行系統(tǒng)理論已經(jīng)在交通物流系統(tǒng)[4]、農(nóng)業(yè)制造系統(tǒng)、人口動態(tài)管理和控制系統(tǒng)、社會經(jīng)濟系統(tǒng)[5-6]等民用領(lǐng)域得到應(yīng)用。將復(fù)雜系統(tǒng)理論與方法引入到軍事領(lǐng)域，通過建立與實際軍事組織對應(yīng)的平行軍事系統(tǒng)體系，使平行軍事分析、實驗、訓練、作戰(zhàn)、評估成為常態(tài)化的軍事行動，是研究軍事復(fù)雜性問題的有效途徑[7]。

2.2 平行試驗的概念內(nèi)涵

平行試驗是借鑒平行系統(tǒng)理論，構(gòu)建一個與現(xiàn)實靶場（或物理靶場）同步運行的人工靶場，將現(xiàn)實靶場中的實際裝備實時地映射到人工靶場，在人工靶場中構(gòu)建要素齊全、功能完備的裝備試驗體系及對抗環(huán)境，由人工靶場同步處理現(xiàn)實靶場中物理試驗的行動及狀態(tài)信息，并將計算試驗的結(jié)果反饋到現(xiàn)實靶場，從而實時控制裝備試驗的行為和過程，評估裝備體系試驗效能。由于現(xiàn)實靶場試驗因受試驗條件、試驗環(huán)境、試驗周期、試驗經(jīng)費等因素制約，裝備體系難以構(gòu)建、試驗難以開展，而人工靶場不受物理條件制約，可以對實際對象進行抽象和建模，在數(shù)字物理環(huán)境平行狀態(tài)下構(gòu)建一個完備的體系試驗環(huán)境，使裝備試驗體系構(gòu)建得以完備、體系對抗條件得以形成、作戰(zhàn)效能得以檢驗，能夠?qū)崿F(xiàn)裝備的技術(shù)性能測試向體系對抗效能評估拓展。

3? 平行試驗?zāi)Ｊ降膽?yīng)用前景

平行試驗是一種新的裝備試驗理論，為改進傳統(tǒng)裝備試驗提供了理論指導(dǎo)和方法支撐，能夠解決現(xiàn)實靶場試驗中裝備體系難以完整構(gòu)建、戰(zhàn)場環(huán)境和對抗體系難以“逼真”呈現(xiàn)、試驗評估難以實時進行、導(dǎo)調(diào)控制和現(xiàn)實靶場試驗難以融合一體等難題。

①平行試驗環(huán)境能夠構(gòu)建功能要素齊全完備的體系試驗條件?，F(xiàn)實的試驗靶場由試驗對象、試驗環(huán)境、指揮通信系統(tǒng)、測量測控系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)等要素構(gòu)成，在面向體系作戰(zhàn)的試驗需求方面存在著裝備體系難以完整構(gòu)建、復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境難以真實呈現(xiàn)、作戰(zhàn)對手行動難以有效模擬等問題，而虛擬戰(zhàn)場空間能夠?qū)Π袌鰧ο筮M行抽象和建模，在數(shù)字物理環(huán)境平行狀態(tài)下構(gòu)建一個包含裝備體系、物理空間、復(fù)雜電磁網(wǎng)絡(luò)、社會經(jīng)濟環(huán)境等在內(nèi)的要素齊全、功能完備的虛擬空間，既能開展單裝單系統(tǒng)試驗，又能進行對抗環(huán)境下的全要素全系統(tǒng)作戰(zhàn)試驗。

②平行試驗?zāi)軌蜻m時靈活地對試驗進程進行控制與優(yōu)化。平行試驗是將現(xiàn)實靶場中的物理試驗與虛擬戰(zhàn)場空間中的計算實驗結(jié)合起來進行的試驗，物理試驗主要以檢驗裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能指標為主，計算試驗主要以發(fā)現(xiàn)和驗證規(guī)律為主，通過不同試驗規(guī)則組合認識和把握系統(tǒng)涌現(xiàn)行為，在虛擬戰(zhàn)場空間可以處理現(xiàn)實的靶場難以處理的火力打擊、裝備戰(zhàn)損、效能評估等動作和狀態(tài)信息，并將體系對抗試驗的結(jié)果反饋到真實的試驗靶場，從而可以實時控制試驗行動和進程，對試驗過程按需進行規(guī)劃和靈活的優(yōu)化調(diào)整。

③平行試驗?zāi)軌蚬?jié)約試驗資源和降低試驗風險。現(xiàn)代化裝備特別是大型裝備科技含量高、造價高，對該型裝備在體系中的作戰(zhàn)能力做出檢驗是裝備試驗的重要內(nèi)容，但該型裝備往往難以反復(fù)進行實裝試驗，代價大、風險高，組織實施難度大，采用平行試驗的方法，對部分實裝部件可以采取半實裝模擬，對該型裝備可以建立仿真模型，在平行層進行映射和疊加，這樣組織試驗可以在滿足試驗要求的情況下，有效減少實裝試驗的次數(shù)，降低試驗組織的難度，節(jié)約試驗資源和試驗成本。

4? 結(jié)束語

平行試驗是基于復(fù)雜系統(tǒng)理論，在計算機技術(shù)發(fā)展、人工智能和計算科學進步的基礎(chǔ)上探索提出來的，是解決裝備體系效能評估問題的有效途徑。目前關(guān)于平行試驗的理論與方法仍處在研究探索中，學者關(guān)于平行試驗的認識和理解也不盡統(tǒng)一，但構(gòu)建平行靶場研究解決裝備體系試驗問題的思路和方法是可行的，是裝備體系試驗的重要發(fā)展趨勢。

參考文獻：

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[7]香山科學會議辦公室.香山科學會議簡報[R].2012：424.

基金項目：軍隊科研計劃項目（2017YY05）。

作者簡介：付朝博（1983-），男，陜西興平人，碩士研究生，研究方向為軍事裝備需求論證和裝備試驗;段莉（1976-），女，山東德州人，高級工程師，主要研究方向為軍事信息通信。