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地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估方法研究

2022-03-01 01:03郭齊勝樊延平
計算機仿真 2022年1期
關(guān)鍵詞:效能無人決策

張 宇,郭齊勝,樊延平

(1. 陸軍裝甲兵學(xué)院,北京 100072;2. 航天工程大學(xué),北京 101416)

1 引言

以智能自主為顯著特征的地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)已經(jīng)成為近年來世界軍事強國競逐發(fā)展的技術(shù)高地和陸戰(zhàn)利器,引領(lǐng)著陸戰(zhàn)場形態(tài)的演變和作戰(zhàn)方式的變革[1]。地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作為一種區(qū)別于傳統(tǒng)有人裝備,依靠智能計算和自主行動的新型武器系統(tǒng),不管是在發(fā)展論證、設(shè)計研制、作戰(zhàn)試驗還是列裝使用階段,都存在如何有效評價其作戰(zhàn)效能,科學(xué)定位其能力水平的問題。但目前尚無系統(tǒng)、成熟的研究成果可供借鑒,是當前地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)中面臨的突出問題。

從地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展運用趨勢看,集群化運用和與有人裝備協(xié)同編組運用將成為未來地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的典型運用模式[2],但單個地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)廣譜的環(huán)境適應(yīng)能力和高滿意度的作戰(zhàn)效能釋放,無疑是地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)集群運用以及與有人裝備協(xié)同編組的堅實基礎(chǔ)。目前,層次分析法[3]、ADC方法[4]、仿真評估[5]等成熟的方法已經(jīng)在武器裝備作戰(zhàn)效能評估方面取得了廣泛應(yīng)用,但是地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作為一種新型的、區(qū)別于傳統(tǒng)有人裝備的武器裝備,其效能釋放機理、作戰(zhàn)運用模式都還處于探索研究階段,亟需針對地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)智能自主的獨特性,開展地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估的探索研究。為此,本文著眼于有效評價地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能,在分析地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能釋放本質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,提出一種地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估方法,并結(jié)合作戰(zhàn)階段進行了“雙層-多維-動態(tài)”分析,為準確鑒定對象作戰(zhàn)效能提供了方法支撐。

2 評估目標設(shè)計

在深入分析地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能釋放規(guī)律的基礎(chǔ)上,按照整體全面評估和分領(lǐng)域深入探索的原則,區(qū)分整體作戰(zhàn)效能和領(lǐng)域作戰(zhàn)效能2個層次,提出地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標體系。

2.1 感知、決策、行動作戰(zhàn)環(huán)

在機械化、信息化條件下,OODA作戰(zhàn)環(huán)的4個環(huán)節(jié)分別對應(yīng)著功能界限分明的情報偵察裝備、信息傳輸和處理裝備、指揮控制裝備和目標打擊裝備[6],而地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作為一種信息化條件下具有高度智能自主特征的裝備,是一種典型的認知信息物理系統(tǒng)[7],集情報偵察、信息利用、決策計劃和行動控制等功能于一體,信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從傳統(tǒng)的外聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)化為無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的內(nèi)在組件,因此,參考OODA作戰(zhàn)環(huán)模型,結(jié)合地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的主要功能特征,提出感知(Aware)、決策(Decide)和行動(Act)的ADA作戰(zhàn)環(huán)模型,如圖1所示。

圖1 感知、決策和行動作戰(zhàn)環(huán)模型

1)感知(Aware)。綜合運用多領(lǐng)域、多層次、多手段的偵察感知裝備,對戰(zhàn)場環(huán)境及敵我作戰(zhàn)力量要素進行持續(xù)、精確的識別、分析和預(yù)測的過程[8]。感知的目的是為了準確把握戰(zhàn)場環(huán)境變化,了解己方力量部署動態(tài),發(fā)現(xiàn)并識別敵方作戰(zhàn)力量位置、狀態(tài),并結(jié)合我方作戰(zhàn)企圖進行敵方威脅評估,為進行作戰(zhàn)決策提供精準的情報保障。

2)決策(Decide)。以戰(zhàn)場態(tài)勢信息為基礎(chǔ),以實現(xiàn)作戰(zhàn)企圖為目標,對己方兵力編組和行動方法籌劃計劃的過程。決策是感知、決策和行動作戰(zhàn)環(huán)的核心,目的是為了形成精確的作戰(zhàn)方案,為控制部隊行動提供精確的依據(jù)。

3)行動(Act)。以決策籌劃中形成的作戰(zhàn)指令為依據(jù),以態(tài)勢感知信息為支撐,利用各種作戰(zhàn)對抗裝備對敵方目標、己方力量、戰(zhàn)場環(huán)境等施加影響的過程。行動是取得作戰(zhàn)效果的根本,也是感知、決策和行動的最終目的。行動不僅僅是對敵方目標的火力打擊或電磁攻擊,還包括為實現(xiàn)作戰(zhàn)目的而進行的己方各類作戰(zhàn)行動,如兵力機動、工程保障、后裝保障、偵察感知、火力支援等各類軍事行動。

根據(jù)作戰(zhàn)意圖,從獲取戰(zhàn)場和敵方目標信息為起點,經(jīng)過情報信息的融合處理,支撐作戰(zhàn)方案的決策和作戰(zhàn)行動的控制,再到對敵方目標實施作戰(zhàn)影響,形成一個閉環(huán)系統(tǒng),將作戰(zhàn)過程中敵、我以及客觀戰(zhàn)場環(huán)境等各類要素有機地貫穿起來。按照OODA作戰(zhàn)環(huán)的理論可知,ADA作戰(zhàn)環(huán)同樣強調(diào)作戰(zhàn)環(huán)路的循環(huán)速度,并以超出敵方作戰(zhàn)環(huán)路的循環(huán)速度進入并破壞敵方的作戰(zhàn)環(huán)路,達成先敵決策和先敵打擊的作戰(zhàn)目的。

2.2 基于ADA的作戰(zhàn)效能釋放過程

基于ADA的地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能釋放過程,如圖2所示。

圖2 基于ADA的地面無人作戰(zhàn)過程模型

1)感知。首先,利用各種情報偵察系統(tǒng)(或模塊)獲取并定位各類戰(zhàn)場情報信息,包括戰(zhàn)場環(huán)境要素、敵方兵力兵器和我方兵力兵器等信息;其次,從獲取的情報信息中篩選目標信息并識別目標的屬性和狀態(tài)信息;然后,將從多個渠道獲取的目標進行融合處理,確保情報信息的一致性和完整性;爾后,綜合利用多種方法,對敵方目標威脅、我方軟硬火力打擊效果進行評估,形成戰(zhàn)場綜合態(tài)勢[9];接著,根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢發(fā)展演變和敵我兵力部署情況,預(yù)測敵方可能的發(fā)展動向和主要行動,發(fā)現(xiàn)我方可能利用的有利戰(zhàn)機和條件,為方案決策提供參考;最后,根據(jù)需要,以圖、表、文等多種形式,將形成的綜合態(tài)勢呈現(xiàn)給指揮決策人員[10]。在感知階段內(nèi)部,通過情報獲取、情報識別、情報融合和態(tài)勢評估形成一個閉環(huán)系統(tǒng),當態(tài)勢評估發(fā)現(xiàn)某些情報信息不準確、不一致、不清楚時,會通過持續(xù)不斷的情報獲取、情報識別、情報融合和態(tài)勢評估活動,直到獲取得到滿意的情報信息。

2)決策。重點是圍繞作戰(zhàn)企圖,精選作戰(zhàn)目標,精籌作戰(zhàn)方案,精劃作戰(zhàn)行動,并對形成的整體作戰(zhàn)方案進行評估優(yōu)選。在人在環(huán)的指揮決策中,指揮員是決策的核心,目標選擇、方案計劃及評估與指揮員的主觀認知和指揮經(jīng)驗高度相關(guān),并常常借助于決策輔助系統(tǒng),提高方案計劃和方案評估的效率。在人不在環(huán)的無人作戰(zhàn)環(huán)境中,決策的核心是各類類腦的智能決策程序,決策的依據(jù)是無人作戰(zhàn)的相關(guān)戰(zhàn)術(shù)規(guī)則和決策生成算法,會大大縮短決策的時間并提高決策效率。通過目標選擇、方案計劃和方案評估的不斷迭代,作戰(zhàn)方案將始終處于動態(tài)調(diào)整中,一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)期的作戰(zhàn)效果與行動方案不一致時,能夠敏捷調(diào)整作戰(zhàn)方案,并指導(dǎo)各類行動實體快速調(diào)整作戰(zhàn)行動。

3)行動。依據(jù)作戰(zhàn)指令,各類行動實體作戰(zhàn)目標展開精確行動,以達到預(yù)期的作戰(zhàn)效果。機動部署、支援保障、火力打擊和網(wǎng)絡(luò)攻防等行動形成一個行動網(wǎng)絡(luò),各類行動之間相互協(xié)調(diào)、密切協(xié)同。

2.3 功能領(lǐng)域作戰(zhàn)效能指標體系

按照感知、決策和行動3個功能領(lǐng)域分別構(gòu)建相應(yīng)領(lǐng)域的作戰(zhàn)效能指標體系。

2.3.1 感知效能指標

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)感知效能指標體系如圖3所示。

圖3 感知效能指標體系

1)情報探測效能。在指定條件下完成探測戰(zhàn)場對抗環(huán)境和運動環(huán)境構(gòu)成要素及其特征任務(wù)的水平。情報探測的技術(shù)手段主要包括聲震探測、光學(xué)探測、雷達探測和電磁探測等4種技術(shù)途徑,目前以光學(xué)探測、雷達探測應(yīng)用最為廣泛。探測內(nèi)容包括傳統(tǒng)意義上的戰(zhàn)場環(huán)境要素構(gòu)成及特征、敵方兵力兵器類別及狀態(tài)、我方兵力兵器類別及狀態(tài)等情報信息,以及地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)自身運動所必需要掌握的運動環(huán)境信息。情報探測的效果指標主要包括對各類探測目標的發(fā)現(xiàn)距離、發(fā)現(xiàn)范圍、發(fā)現(xiàn)概率、發(fā)現(xiàn)效率、發(fā)現(xiàn)目標種類覆蓋率、發(fā)現(xiàn)準確率等。

2)情報識別效能。識別目標狀態(tài)特征并準確定位的效能。

目標狀態(tài)特征識別,主要包括目標種類、目標位置、目標運動狀態(tài)、目標完好狀態(tài)、目標偽裝隱蔽情況等的識別;目標定位主要是目標具體位置的識別。情報識別效能指標主要包括識別距離、識別范圍、識別概率、識別效率、識別目標種類覆蓋率、識別準確率、目標定位精度和目標定位速度等指標。

3)情報融合效能。完成多種偵察手段、或非同一時間條件下目標狀態(tài)信息配準的效能。主要包括時間配準率、空間配準率、目標配準率、情報融合效率4個指標。

4)態(tài)勢評估效能。完成戰(zhàn)場環(huán)境、機動條件、敵方兵力兵器作戰(zhàn)能力和威脅程度評估的效能。主要包括戰(zhàn)場環(huán)境評估、戰(zhàn)場機動評估、作戰(zhàn)能力評估、目標威脅評估和態(tài)勢評估效率5個指標。

5)態(tài)勢預(yù)測效能。預(yù)測敵情發(fā)展及其可能對我方造成不利的效能。主要包括戰(zhàn)場威脅告警、態(tài)勢預(yù)測效率2個指標。

6)態(tài)勢顯示效能。將感知到的情報信息提報給指揮人員時所能夠顯示的程度。主要包括兵力顯示粒度、態(tài)勢更新速率、態(tài)勢顯示精度和態(tài)勢要素完整度等4個指標。

2.3.2 決策效能指標

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)決策效能指標體系如圖4所示。

圖4 決策效能指標體系

1)目標選擇效能。決策過程中地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)決策分系統(tǒng)根據(jù)作戰(zhàn)意圖自主選擇目標的效能,包括目標選擇合理性和目標選擇效率2個指標。

2)方案計劃效能。決策過程中地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)決策分系統(tǒng)根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)、當前態(tài)勢和作戰(zhàn)目標形成決策方案和具體計劃的效能,包括計劃合理度、計劃可執(zhí)行性和方案計劃效率3個指標。

3)方案評估效能。決策過程中地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)決策分系統(tǒng)自主進行方案計劃進行評估的效能,包括方案評估正確率、方案評估效率2個指標。

2.3.3 行動效能指標

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)行動效能指標體系如圖5所示。

圖5 行動效能指標體系

1)機動控制效能。在各種條件各類機動任務(wù)的效能,包括機動任務(wù)完成率、機動行為與環(huán)境因素匹配度和機動時機合理度3個指標。

2)被動防護效能。受到威脅時采用被動防護措施的效能,包括主要防護系統(tǒng)的防護效能、采取靈活機動而形成的防護效能、受到各類電磁干擾時的防護效能以及采用主動攻擊手段削減威脅的效能等方面,包括被動防護響應(yīng)效率、被動防護行為發(fā)生率、被動防護行為有效率3個指標。

3)主動影響效能。根據(jù)方案計劃或動態(tài)變化的戰(zhàn)場態(tài)勢,主動采取行動,對敵方目標或各類戰(zhàn)場環(huán)境要素施加影響的效能,如對敵火力打擊、開辟通路、對目標區(qū)域的感知等,包括主動影響行動響應(yīng)效率、主動影響行動完成率和主動影響行動完成有效率3個指標。

2.4 整體作戰(zhàn)效能指標體系

整體作戰(zhàn)效能是從整體上對地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)完成指定任務(wù)程度的描述,包括面向任務(wù)執(zhí)行結(jié)果的任務(wù)效能和面向任務(wù)執(zhí)行過程的運行效能2個方面,如圖6所示。

圖6 地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)整體效能指標體系

1)任務(wù)效能。達到預(yù)期效果的任務(wù)成功率,可用地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)完成的作戰(zhàn)任務(wù)數(shù)量與應(yīng)完成的作戰(zhàn)可按照遙控、半自主和全自主3種裝備形態(tài)分別研究。通常,在考核地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的任務(wù)完成率時,應(yīng)針對地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的主要用途進行綜合評價。例如,以察打一體地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)為例,其主要功能包括機動、偵察和火力精確打擊等,則指定的作戰(zhàn)任務(wù)應(yīng)能夠牽引該型地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)上述3項主要功能的發(fā)揮。

2)運行效能。遂行作戰(zhàn)任務(wù)過程中的過程性效能指標,包括ADA平均循環(huán)時間比、感知效率、決策效率和行動效率等指標。

其中,ADA平均循環(huán)時間比,是指作戰(zhàn)過程中感知、決策、行動作戰(zhàn)環(huán)路的平均循環(huán)時間可以所有環(huán)路的循環(huán)時間與環(huán)路數(shù)量的比值表示;感知效能,包括威脅感知及時性、威脅感知準確性2個指標,前者指對作戰(zhàn)過程中敵方威脅目標感知的及時性,可以感知的平均時間表示;后者指對敵方威脅目標感知的準確性,可采用百分比表示;決策效能,包括決策方案合理性、決策方案及時性2個指標,前者指地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)決策結(jié)果的合理程度;后者指決策的效率,可用平均決策時間表示;行動效能,包括行動運用效果、行動敏捷性2個指標,前者指地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)行動產(chǎn)生的結(jié)果,可用達成預(yù)期效果的行動數(shù)量與所有行動數(shù)量的比率表示;后者指行動的及時程度,可通過評估行動時機的適應(yīng)程度得到。

3 試驗方案設(shè)計

根據(jù)地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的使命任務(wù)和潛在運用需求,聚焦影響地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能釋放的主要因素,提出地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗方式,設(shè)計地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗總體方案。

3.1 作戰(zhàn)效能釋放的主要影響因素

影響地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能釋放的主要因素包括戰(zhàn)場環(huán)境條件、操作控制方式、對抗方式程度3個方面。

戰(zhàn)場環(huán)境條件,主要是針對地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的“環(huán)境適應(yīng)廣譜”特征,按照作戰(zhàn)環(huán)境的典型性,盡可能設(shè)置各種典型戰(zhàn)場環(huán)境,為地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)揮“入??呻U”功能提供條件。

操作控制方式,主要是針對地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的自主能力而言,通常情況下,地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)達到完全自主的程度,依然會設(shè)置“人類遙控”“人類監(jiān)督”的操作模式,以確保地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)最終能夠置于人的控制之下,因此要針對不同自主水平的地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng),設(shè)置多種操控模式的作戰(zhàn)試驗評估方案。

對抗方式程度是從地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的任務(wù)強度和防護能力角度出發(fā),設(shè)置典型戰(zhàn)場環(huán)境條件下的典型作戰(zhàn)對手或極限生存威脅,以充分體現(xiàn)地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)試驗評估的實戰(zhàn)對抗意味。

3.2 作戰(zhàn)效能試驗方式

通常,作戰(zhàn)試驗分為分要素試驗和綜合試驗2種類型[11]。對地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)領(lǐng)域功能作戰(zhàn)效能的試驗,屬于分要素試驗,通常僅以地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的單一作戰(zhàn)功能為主進行試驗,如感知效能試驗、決策效能試驗和行動效能試驗等;對于地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)整體效能的試驗,屬于綜合試驗,通常以地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的多項要素在較為綜合的任務(wù)條件下進行試驗。

考慮到地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的運用特點,地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗時,可采用以綜合試驗為主體、以分要素試驗為補充的試驗方式。在地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗時,可創(chuàng)設(shè)比較綜合的試驗環(huán)境,統(tǒng)籌各分要素試驗和綜合試驗的試驗需求和評估目標,有針對性地設(shè)置分要素試驗和綜合試驗內(nèi)容及要求,力爭在一次或若干次綜合試驗中完成分要素試驗和綜合試驗的全部試驗內(nèi)容。當部分試驗內(nèi)容未完成或試驗未取得預(yù)期效果,可針對存在的問題進行針對性的補充試驗。

3.3 作戰(zhàn)效能試驗總體方案設(shè)計

按照地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能釋放的主要影響因素和擬采取的試驗方式,可提出如圖7所示的地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗方案設(shè)計思路。

圖7 地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗方案設(shè)計思路

在方案設(shè)計過程中,受地形環(huán)境的地域分割特性、天候氣象環(huán)境對技術(shù)性能抑制以及打擊方式的不可融合特性的影響,作戰(zhàn)效能評估方案的設(shè)計應(yīng)選擇地形環(huán)境、天候氣象和對抗方式的典型類別,分別設(shè)計相應(yīng)的作戰(zhàn)行動,并形成相對獨立的作戰(zhàn)效能試驗評估方案。

4 評估分析模型設(shè)計

重點圍繞末端效能指標計算、作戰(zhàn)效能聚合和結(jié)果數(shù)據(jù)分析3個方面進行設(shè)計。

4.1 末端效能指標計算模型

在地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)感知、決策和行動作戰(zhàn)效能指標體系中,末端指標以“××率”、“××度”等指標為主,通常采用效用函數(shù)來表示末端指標的效能水平,即用作戰(zhàn)試驗采集的該類指標實際運行值與其預(yù)期值的比值表示,取值范圍通常為[0,1]。針對效益型、成本型、適度型和區(qū)間型4類指標,可以分別采用如下模型表示[12]。

效益型指標計算模型

式中:c、chigh、clow分別為效能指標C的試驗采集值、預(yù)期最大值與預(yù)期最低值。

成本型指標計算模型

式中:c、chigh、clow分別為效能指標C的試驗采集值、預(yù)期最低值與預(yù)期最大值。對于成本型指標,chigh

適度型指標計算模型

式中:chigh、chigh、clow分別為效能指標C的試驗采集值、預(yù)期最大值與預(yù)期最低值。

區(qū)間型指標計算模型

式中:[chigh,clow]為效能指標C的最佳穩(wěn)定區(qū)間,c為效能指標C的試驗采集值,M為效能指標C的允許上限值,m為效能指標C的允許下限值。

4.2 作戰(zhàn)效能聚合計算模型

直觀、可操作是作戰(zhàn)效能評估方法選擇的重要原則。在地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)領(lǐng)域作戰(zhàn)效能評估和系統(tǒng)整體效能評估時,通過作戰(zhàn)試驗可以獲得各類效能指標在作戰(zhàn)運用過程的系統(tǒng)運行結(jié)果,指標數(shù)據(jù)具有較強的客觀性,模糊信息較少,因此,可以加權(quán)和方法或加權(quán)積方法為基礎(chǔ)構(gòu)建評估模型。

4.3 評估結(jié)果分析模型

作戰(zhàn)效能試驗評估的目的不是為了得到一個效能值,而是通過對評估對象作戰(zhàn)效能的全面分析,驗證評估對象的作戰(zhàn)效能水平,發(fā)現(xiàn)評估對象的效能缺陷,進而指導(dǎo)評估對象的改進完善。因此,利用評估計算模型得到不同層次的作戰(zhàn)效能指標效能值后,應(yīng)按照系統(tǒng)和功能分系統(tǒng)2個層次,并結(jié)合作戰(zhàn)階段進行“雙層-多維-動態(tài)”分析。

1)雙層多維對比分析

按照系統(tǒng)和功能分系統(tǒng)2個層次,將系統(tǒng)整體效能應(yīng)與功能領(lǐng)域作戰(zhàn)效能評估結(jié)果進行綜合分析,分析模型如圖8所示。

圖8 雙層多維對比分析模型示例

在哪些評估方案中地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合效能更佳,是否意味著該評估方案能夠更有利于地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)用途。

在不同的評估方案中,感知、決策、行動等領(lǐng)域作戰(zhàn)效能的水平與系統(tǒng)整體效能水平是否正相關(guān),即領(lǐng)域作戰(zhàn)效能較高則系統(tǒng)整體效能也越好,反之亦然。

2)多維動態(tài)對比分析

按照地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)運用的不同階段,分別研究不同階段感知、決策和行動效能的動態(tài)變化過程,如圖9所示。

圖9 多維動態(tài)分析分析模型示例

通過對不同作戰(zhàn)過程感知、決策和行動效能的對比分析,可以幫助作戰(zhàn)試驗評估或鑒定人員回答以下問題:

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的感知、決策或行動功能分別在哪些作戰(zhàn)階段可以得到更好的發(fā)揮。

在不同階段地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的釋放與該階段的主要作戰(zhàn)任務(wù)是否匹配。

3)系統(tǒng)整體效能的雙層比較分析

系統(tǒng)整體效能包括任務(wù)效能和運行效能2個方面,分別表征了地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)完成任務(wù)的程度和效率,兩者之間并不存在必然的正相關(guān)關(guān)系,即任務(wù)效能高不一定運行效能高,運行效能低也不一定任務(wù)效能就必然低。在關(guān)注系統(tǒng)整體效能的同時,關(guān)注系統(tǒng)的任務(wù)效能和運行效能,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)整體效能整體和局部2個層面的綜合分析,有利于實現(xiàn)對系統(tǒng)整體效能的總體把握,可采用如圖10所示的模型進行分析。

圖10 多維動態(tài)分析分析模型示例

4)ADA作戰(zhàn)周期分析

以地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)整體運用為基礎(chǔ),以典型作戰(zhàn)目標的感知、決策和行動為核心,選擇相同種類或不同種類的若干典型作戰(zhàn)目標,構(gòu)建面向目標的感知、決策和行動作戰(zhàn)周期模型。作戰(zhàn)周期分析模型中,將目標首次發(fā)現(xiàn)時間作為作戰(zhàn)周期分析的起點,在感知階段主要關(guān)注目標首次識別時間、目標信息首次發(fā)送時間;在決策階段主要關(guān)注列為作戰(zhàn)目標時間、形成目標行動計劃時間、行動指令發(fā)出時間;在行動階段主要關(guān)注行動實施開始時間;有上述各時間參數(shù)形成的作戰(zhàn)周期模型如圖11所示。

圖11 ADA作戰(zhàn)周期模型

由圖中可知,感知時間Ta=ta3-ta1,決策時間Td=td3-ta3,行動時間Td=tc-td3,對目標的完整作戰(zhàn)周期T=Ta+Td+Tc。

在準確了解對各類目標作戰(zhàn)周期的基礎(chǔ)上,也要盡可能了解在感知、決策和行動階段相鄰兩個節(jié)點間的時間消耗,因此,在結(jié)果分析時,宜采用分段型的甘特圖模型來構(gòu)建作戰(zhàn)周期分析模型,如圖12所示。

圖12 基于分段型甘特圖ADA作戰(zhàn)周期分析模型

5 結(jié)束語

地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)是未來智能化時代陸戰(zhàn)場的先鋒裝備,其作戰(zhàn)效能水平的高低,不僅決定著其在未來戰(zhàn)場的使命定位,還將影響到地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展建設(shè)規(guī)劃。因此,準確鑒定無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能尤為重要。

1)通過分析地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能釋放機理,設(shè)計了基于感知-決策-行動的效能指標體系。

2)聚焦影響地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能釋放的主要因素,設(shè)計了地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗總體方案。

3)按照系統(tǒng)和功能分系統(tǒng)2個層次,結(jié)合作戰(zhàn)階段,進行了“雙層-多維-動態(tài)”的結(jié)果分析。

隨著地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的不斷完善和陸戰(zhàn)場無人作戰(zhàn)理論的不斷豐富,圍繞分布式、集群化、有人/無人協(xié)同等陸戰(zhàn)場無人作戰(zhàn)主要運用方式開展地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能研究將顯得更加重要。

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