摘 要：聚焦聯(lián)合作戰(zhàn)方案仿真實(shí)驗(yàn)評(píng)估迫切需求，針對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中指揮實(shí)體智能自主決策能力不足、“人不在回路”仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ诫y以推廣運(yùn)用的現(xiàn)實(shí)問題，探索在仿真回路中引入模擬人類指揮員決策思維和決策行為的聯(lián)合戰(zhàn)役層級(jí)仿真智能體——虛擬指揮員，提出了虛擬指揮員及其作戰(zhàn)決策的定義與定位，構(gòu)建了一種以決策思維模擬為核心的虛擬指揮員作戰(zhàn)決策模型體系框架，基于自然決策理論設(shè)計(jì)了虛擬指揮員作戰(zhàn)決策思維模型、行為模型和仿真模型，為解決“人不在回路”仿真實(shí)驗(yàn)瓶頸問題提供了一種可行的解決途徑。

關(guān)鍵詞：虛擬指揮員;決策建模;自然決策理論;模型框架;聯(lián)合作戰(zhàn)方案仿真實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：E911 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2025.01.006

Virtual commanders operational decision-making

model based on thinking simulation

JIA Chenxing， MING Yuewei， GE Chenglong

（Joint Operation College of National Defense University， Shijiazhuang 050084， China）

Abstract：Focusing on the urgent need of joint operational plan simulation experimentation， aiming at the lack of intelligent decision-making ability of command entity in the current joint operations simulation systems， and the difficulty of popularizing the simulation experimentation pattern of man-not-in-loop， this paper researches a joint campaign level simulation intelligence which named virtual commander in the simulation loop to simulate the thinking and behavior of human commanders operation decision-making. This paper puts forward the definition and orientation of virtual commanders operational decision-making， constructs a framework of virtual commanders operational decision-making model， and designs the virtual commanders operational decision-making thinking model， behavior model and simulation model based on the theory of natural decision-making， which provides a feasible solution to the bottleneck problem of simulation experimentation pattern of Man-Not-In-Loop.

Key words：virtual commander; decision-making modeling; natural decision-making theory; model framework; joint operational plan simulation experimentation

聯(lián)合作戰(zhàn)方案仿真實(shí)驗(yàn)是聯(lián)合作戰(zhàn)籌劃的必要環(huán)節(jié)，評(píng)估方案的可行性、完整性和適應(yīng)性［1-6］?！叭瞬辉诨芈贰笔遣豢苫蛉钡囊环N仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，具有易?shí)施、效率高、支持多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，通過多樣本統(tǒng)計(jì)分析幫助軍事人員評(píng)估方案，以及洞察戰(zhàn)場(chǎng)上各種隨機(jī)不確定性因素［7-10］。當(dāng)前，聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)由于缺少聯(lián)合戰(zhàn)役層級(jí)指揮實(shí)體，或指揮實(shí)體僅從技術(shù)層面抽象模擬作戰(zhàn)人員決策行為，忽略了決策思維的核心主導(dǎo)地位，陷入“形似神不似”的困境，導(dǎo)致“人不在回路”仿真實(shí)驗(yàn)效果不佳。本文探索研究一類以決策思維模擬為核心的擬人仿真智能體，旨在實(shí)現(xiàn)決策思維與決策行為、仿真技術(shù)有機(jī)融合，為解決問題提供一種可行途徑。

1 虛擬指揮員

“虛擬人”（virtual human）是一類由計(jì)算機(jī)生成的仿真實(shí)體，是研究人類生理、心理、行為以及與人類有關(guān)社會(huì)活動(dòng)的一種有效方式。近年來，國(guó)內(nèi)外基于智能技術(shù)的“虛擬人”在軍事領(lǐng)域應(yīng)用不斷深入，主要集中在決策支持和虛擬訓(xùn)練，如美陸軍“指揮員虛擬參謀（commanders virtual staff）”、美辛辛那提大學(xué)虛擬飛行員“阿爾法”等。

“虛擬指揮員”（virtual commander）是一類面向聯(lián)合作戰(zhàn)方案仿真實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域、應(yīng)用于“人不在回路”仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健⒂捎?jì)算機(jī)生成的“虛擬人”，對(duì)人類指揮員認(rèn)知與決策智能行為能力抽象模擬，具備態(tài)勢(shì)認(rèn)知、作戰(zhàn)決策和行動(dòng)控制等關(guān)鍵能力，在仿真回路中發(fā)揮聯(lián)合戰(zhàn)役層級(jí)指揮與控制職能作用。

在“人不在回路”仿真實(shí)驗(yàn)中，虛擬指揮員通過與其他仿真實(shí)體、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行交互，實(shí)時(shí)接收、處理戰(zhàn)場(chǎng)信息，認(rèn)知理解戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，依據(jù)作戰(zhàn)方案指揮控制兵力實(shí)體實(shí)施作戰(zhàn)行動(dòng)，臨機(jī)決策處置影響作戰(zhàn)方案實(shí)施和作戰(zhàn)目的達(dá)成的各種非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況，確保作戰(zhàn)實(shí)際按照作戰(zhàn)預(yù)想發(fā)展演進(jìn)。

2 虛擬指揮員作戰(zhàn)決策

2．1 虛擬指揮員作戰(zhàn)決策定義

虛擬指揮員發(fā)揮指揮與控制職能作用應(yīng)具備3大核心能力：態(tài)勢(shì)認(rèn)知、作戰(zhàn)決策和行動(dòng)控制，如圖1所示，其中，作戰(zhàn)決策是虛擬指揮員指揮與控制環(huán)路中極為重要的核心能力，是實(shí)現(xiàn)認(rèn)知向決策、決策向行動(dòng)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵樞紐。

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策以作戰(zhàn)方案為基本依據(jù)和約束，在作戰(zhàn)仿真過程中根據(jù)敵情、我情、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境等發(fā)展變化，在特定決策時(shí)機(jī)、為實(shí)現(xiàn)既定作戰(zhàn)目的，制定、優(yōu)選臨機(jī)處置方案的決策活動(dòng)。

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策模擬的是作戰(zhàn)指揮員在作戰(zhàn)實(shí)施過程中根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)情況變化對(duì)作戰(zhàn)方案進(jìn)行調(diào)整或補(bǔ)充完善。具體而言，在“人不在回路”仿真實(shí)驗(yàn)過程中，作戰(zhàn)方案可被解析為以時(shí)間為軸線、前后銜接、相互關(guān)聯(lián)的一系列作戰(zhàn)任務(wù)。虛擬指揮員實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)視作戰(zhàn)進(jìn)展、作戰(zhàn)效果，掌握方案執(zhí)行情況。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)性非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況，導(dǎo)致方案中作戰(zhàn)任務(wù)執(zhí)行受阻或未達(dá)預(yù)期效果，威脅到作戰(zhàn)目的達(dá)成、影響后續(xù)關(guān)聯(lián)任務(wù)執(zhí)行時(shí)，虛擬指揮員以目的和效果為輸入，實(shí)施臨機(jī)處置類作戰(zhàn)決策，確保作戰(zhàn)方案順利實(shí)施、仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)程不中斷。

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策要與兵力實(shí)體行動(dòng)決策區(qū)分認(rèn)識(shí)。前者是將作戰(zhàn)目的轉(zhuǎn)化為一系列由兵力實(shí)體、目標(biāo)、效果、行動(dòng)序列等要素構(gòu)成的作戰(zhàn)任務(wù)，是一種方案級(jí)決策;后者則是以作戰(zhàn)條令規(guī)則、行動(dòng)方法為約束，根據(jù)上級(jí)任務(wù)對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，如機(jī)動(dòng)路線規(guī)劃、目標(biāo)分配、武器裝備運(yùn)用等，是一種行動(dòng)級(jí)決策。

2．2 虛擬指揮員作戰(zhàn)決策定位

2．2．1 決策時(shí)機(jī)

作戰(zhàn)方案仿真實(shí)驗(yàn)是在預(yù)想的敵情、我情、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境等實(shí)驗(yàn)條件下，檢驗(yàn)方案能否達(dá)成作戰(zhàn)目的。理想狀態(tài)是，方案中各類任務(wù)及其行動(dòng)能在仿真過程中完整且不間斷地執(zhí)行，作戰(zhàn)仿真進(jìn)程按照預(yù)想條件順利演進(jìn)。但受限于有限預(yù)見性、仿真隨機(jī)性等因素，敵我行動(dòng)及其對(duì)抗結(jié)果會(huì)產(chǎn)生預(yù)想之外的非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況，即方案中未能提前預(yù)見、仿真過程中隨機(jī)突發(fā)的，對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)及其行動(dòng)和戰(zhàn)局發(fā)展具有一定影響程度的戰(zhàn)場(chǎng)情況。非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況可分為3個(gè)等級(jí)：

（1） 可容忍性非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況。戰(zhàn)場(chǎng)局部出現(xiàn)的、不影響后續(xù)任務(wù)執(zhí)行和目的達(dá)成的作戰(zhàn)行動(dòng)附帶結(jié)果，方案仍可繼續(xù)執(zhí)行。

（2） 局部關(guān)鍵性非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況。方案中通常設(shè)有關(guān)鍵任務(wù)，對(duì)達(dá)成作戰(zhàn)目的具有重要支撐作用，也是后續(xù)關(guān)聯(lián)任務(wù)執(zhí)行的必要前提。當(dāng)關(guān)鍵任務(wù)不具備執(zhí)行條件、執(zhí)行受阻或未達(dá)預(yù)期效果時(shí)，方案無法繼續(xù)執(zhí)行，需要指揮員根據(jù)情況臨機(jī)決策、及時(shí)糾偏。

（3） 全局重大性非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況。當(dāng)多數(shù)關(guān)鍵作戰(zhàn)任務(wù)無法執(zhí)行或不能達(dá)成預(yù)期作戰(zhàn)目的，戰(zhàn)場(chǎng)情況與作戰(zhàn)預(yù)想存在較大差異。如出現(xiàn)此類情況，則表明方案存在重大缺陷和不足，必須停止實(shí)驗(yàn)并修改方案。

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策，是在作戰(zhàn)方案執(zhí)行過程中出現(xiàn)局部關(guān)鍵性非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況時(shí)，基于任務(wù)目標(biāo)、效果進(jìn)行臨機(jī)處置決策，確保關(guān)鍵性作戰(zhàn)任務(wù)順利執(zhí)行、達(dá)成預(yù)期效果，避免作戰(zhàn)仿真偏離實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2．2．2 決策方式

作戰(zhàn)決策要求具有主體核心性、目標(biāo)一致性、結(jié)果整體性。雖然作戰(zhàn)指揮體系是典型的層級(jí)化架構(gòu)，但最高層級(jí)指揮員是作戰(zhàn)全局唯一的核心決策主體，具有最終的決策職責(zé)和權(quán)力。針對(duì)“人不在回路”作戰(zhàn)方案仿真實(shí)驗(yàn)，虛擬指揮員作戰(zhàn)決策適合采取單智能體集中式?jīng)Q策方式。一方面，符合虛擬指揮員決策層級(jí)定位，確保虛擬指揮員從作戰(zhàn)全局考慮，獲得全局最優(yōu)解;另一方面，避開多智能體通信、交互協(xié)作等難點(diǎn)問題，降低仿真實(shí)現(xiàn)難度。此外，與基于智能體的即時(shí)博弈對(duì)抗不同，引入虛擬指揮員旨在實(shí)現(xiàn)無人為干預(yù)下作戰(zhàn)方案自動(dòng)化仿真，對(duì)作戰(zhàn)決策的實(shí)時(shí)性要求適中，通過仿真進(jìn)程自動(dòng)控制，能夠有效解決單智能體決策實(shí)時(shí)性問題，同時(shí)減少模型計(jì)算對(duì)仿真資源的需求。

2．2．3 決策能力

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策應(yīng)具備以下能力：

一是威脅感知能力。作戰(zhàn)仿真過程中，實(shí)時(shí)掌握關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行情況和效果反饋。當(dāng)任務(wù)執(zhí)行受阻或效果不及預(yù)期，則判定出現(xiàn)威脅，及時(shí)觸發(fā)臨機(jī)決策。

二是方案生成能力。針對(duì)關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行問題，在作戰(zhàn)方案和作戰(zhàn)資源約束下，依據(jù)作戰(zhàn)規(guī)則合理選擇作戰(zhàn)力量，設(shè)計(jì)若干作戰(zhàn)行動(dòng)，形成一套或多套備選方案。

三是方案評(píng)估能力。在預(yù)測(cè)敵方可能行動(dòng)的基礎(chǔ)上，分析評(píng)估備選方案的執(zhí)行效果、風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)等，優(yōu)選最佳方案作為決策結(jié)果。

四是學(xué)習(xí)進(jìn)化能力。戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜性、仿真隨機(jī)性決定了決策問題無法窮盡。如果虛擬指揮員決策知識(shí)相對(duì)固定，或者依賴于軍事專家不斷補(bǔ)充完善，則可用性大打折扣。虛擬指揮員必須具備不斷更新優(yōu)化、拓展完善決策知識(shí)的能力，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)新問題的智能自主決策。

3 虛擬指揮員作戰(zhàn)決策模型體系框架

決策思維是指揮員作戰(zhàn)決策活動(dòng)的核心主導(dǎo)，決策行為和方法技術(shù)是其外在表現(xiàn)。虛擬指揮員作戰(zhàn)決策模型必須實(shí)現(xiàn)決策思維、決策行為和方法技術(shù)的有機(jī)融合，以決策思維主導(dǎo)決策行為、指導(dǎo)方法技術(shù)運(yùn)用，才能實(shí)現(xiàn)“形似”與“神似”的統(tǒng)一。

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策模型體系框架及內(nèi)部信息交互如圖2所示，由思維活動(dòng)模型、行為活動(dòng)模型和仿真模型3部分構(gòu)成。

作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)模型是對(duì)人類指揮員作戰(zhàn)實(shí)施過程中復(fù)雜環(huán)境、高壓力條件下基于直覺認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的快速反應(yīng)決策思維活動(dòng)的抽象表示，其核心思想是通過相似問題的解決經(jīng)驗(yàn)類比推理形成當(dāng)前決策問題的解決策略，并經(jīng)過評(píng)估優(yōu)選后形成最終決策。同時(shí)，引入了學(xué)習(xí)進(jìn)化機(jī)制，通過學(xué)習(xí)持續(xù)積累經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，優(yōu)化智能決策能力水平。在框架中，作戰(zhàn)決策思維模型是虛擬指揮員的“大腦”，是作戰(zhàn)決策的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，向下主導(dǎo)作戰(zhàn)決策行為活動(dòng)。

作戰(zhàn)決策行為活動(dòng)模型是對(duì)虛擬指揮員作戰(zhàn)決策行為過程和內(nèi)容的抽象表示。根據(jù)決策思維方法和特點(diǎn)，作戰(zhàn)決策行為分為威脅感知、決策生成、決策評(píng)估和決策確定四個(gè)基本步驟，依次完成決策問題認(rèn)知、方案制定、方案評(píng)估和方案優(yōu)選，并且在決策過程中以及根據(jù)決策結(jié)果反饋實(shí)現(xiàn)自身決策知識(shí)的拓展完善。

作戰(zhàn)決策仿真模型是從仿真實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用層面提出的模型結(jié)構(gòu)和功能模塊設(shè)計(jì)，用于指導(dǎo)基于技術(shù)方法的仿真模型構(gòu)建。作為框架的最底層，該模型最終實(shí)現(xiàn)決策思維、決策行為和技術(shù)方法的有機(jī)融合。根據(jù)作戰(zhàn)決策行為過程和內(nèi)容，相應(yīng)地分為威脅感知、決策生成、決策評(píng)估和決策確定4大功能分區(qū)，每個(gè)功能分區(qū)中的功能模塊對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)一定的決策行為。

4 虛擬指揮員作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)模型

4．1 指揮員作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)分析

作戰(zhàn)指揮員作戰(zhàn)決策思維方式受時(shí)機(jī)、環(huán)境、條件等方面影響會(huì)有一定差異性。作戰(zhàn)實(shí)施過程中，作戰(zhàn)決策活動(dòng)具有動(dòng)態(tài)對(duì)抗性、博弈制約性、時(shí)間緊迫性、勝負(fù)決定性等特征。一方面，戰(zhàn)場(chǎng)中“迷霧”層疊，交戰(zhàn)雙方施計(jì)用謀、隱真示假、佯動(dòng)欺騙，指揮員作戰(zhàn)決策面對(duì)的是不完全、不完美戰(zhàn)場(chǎng)信息，充滿不確定性因素;另一方面，戰(zhàn)場(chǎng)情況動(dòng)態(tài)發(fā)展、瞬息萬(wàn)變，決策環(huán)境高度復(fù)雜且決策時(shí)間緊迫，指揮員無法提前預(yù)判決策問題，也難以在時(shí)間緊迫情況下建立完全理性的決策模型。面對(duì)動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境和緊迫時(shí)間壓力，為了能高效應(yīng)對(duì)處置各種非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況，作戰(zhàn)決策主要是依賴經(jīng)驗(yàn)知識(shí)尋求相對(duì)優(yōu)解，采取類似于模式識(shí)別方式從記憶中搜尋類似的決策場(chǎng)景，迅速制定一套可行方案。

美軍在FM6-0號(hào)陸軍野戰(zhàn)條令中將指揮員作戰(zhàn)決策分為兩大類：分析式?jīng)Q策（analytic decision making）和直覺式?jīng)Q策（intuitive decision making）［11］。分析式?jīng)Q策體現(xiàn)在聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)籌劃與計(jì)劃工作過程中，主要是在時(shí)間較為充裕條件下綜合考慮各方面因素，運(yùn)用作戰(zhàn)決策模型計(jì)算分析找到最優(yōu)方案，代表了一種基于計(jì)算分析的謹(jǐn)慎思維活動(dòng);直覺式?jīng)Q策主要發(fā)生在作戰(zhàn)實(shí)施過程中，是在時(shí)間緊迫條件下聚焦當(dāng)前情況，憑借指揮員的直覺認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)直接決策生成可行的解決方案，代表了一種基于直覺經(jīng)驗(yàn)的快速反應(yīng)思維活動(dòng)。

綜上所述，作戰(zhàn)實(shí)施過程中指揮員是“有限理性人”，其作戰(zhàn)決策符合直覺式?jīng)Q策活動(dòng)特征，是一種基于直覺認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的快速反應(yīng)決策思維方法和過程。

4．2 基于NDM的作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)模型

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策思維模型，抽象模擬的是指揮員在作戰(zhàn)實(shí)施過程中基于直覺認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的快速反應(yīng)決策思維方法和過程。本文在自然決策理論（naturalistic decision making，NDM）［12］基礎(chǔ)上，提出一種融合經(jīng)驗(yàn)直覺式?jīng)Q策和學(xué)習(xí)進(jìn)化機(jī)制的虛擬指揮員作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)概念模型。

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)模型如圖3所示，其核心思想是“相似問題有相似解”，充分利用經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的價(jià)值，并通過學(xué)習(xí)不斷積累經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)決策能力與水平的動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)。經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中包含了各類決策問題及其解決方案。在虛擬指揮員作戰(zhàn)決策時(shí)，選擇與當(dāng)前決策問題完全相同或最為相似經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，生成當(dāng)前決策問題的可行解決方案。具體來說，在實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)認(rèn)知和理解的基礎(chǔ)上，虛擬指揮員提取關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行情況、作戰(zhàn)效果以及任務(wù)相關(guān)的敵方行動(dòng)等動(dòng)態(tài)決策信息，依據(jù)作戰(zhàn)方案計(jì)劃中明確的任務(wù)預(yù)期效果，分析判斷關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行是否出現(xiàn)問題、是否達(dá)成作戰(zhàn)目的。如果判斷出現(xiàn)非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況，則立即進(jìn)行臨機(jī)決策處置。根據(jù)當(dāng)前決策問題檢索、匹配經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，如果存在“完全匹配”的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，則將其解決方案直接作為備選方案;否則，選取“相似度”滿足閾值要求的一個(gè)或多個(gè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，通過智能推理生成可用于當(dāng)前決策問題的備選方案。后續(xù)，以腦力推演方式檢驗(yàn)評(píng)估備選方案的可行性。如果備選方案能夠解決問題，則確定為最終方案。如果備選方案基本可行，則繼續(xù)對(duì)方案修改完善直至完全可行。如果備選方案完全不可行或多次修改后仍不可行，則虛擬指揮員無法解決當(dāng)前問題，需要中斷仿真，即時(shí)補(bǔ)充完善經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。

為保證虛擬指揮員作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)模型的適用性、可行性，提出兩點(diǎn)基本假設(shè)：

假設(shè)一：虛擬指揮員是經(jīng)過良好訓(xùn)練的決策者，具備豐富的決策知識(shí)。在仿真實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，一項(xiàng)重要工作是將作戰(zhàn)指揮員、軍事專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)抽象轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的決策知識(shí)，為虛擬指揮員作戰(zhàn)決策能力初始化賦能。決策知識(shí)應(yīng)具有典型性、廣泛適用性，虛擬指揮員才能在遇到突發(fā)非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況時(shí)運(yùn)用知識(shí)快速?zèng)Q策。

假設(shè)二：虛擬指揮員是一個(gè)優(yōu)秀的決策者，心理狀態(tài)、風(fēng)格偏好保持穩(wěn)定。虛擬指揮員具有良好的心理素質(zhì)和成熟穩(wěn)重的性格，在作戰(zhàn)決策時(shí)不會(huì)感情用事，也不會(huì)沖動(dòng)、冒險(xiǎn)激進(jìn)，能夠冷靜地分析判斷情況和決策，依據(jù)實(shí)驗(yàn)人員設(shè)定的評(píng)估準(zhǔn)則選擇風(fēng)險(xiǎn)效益最為適合的方案。

5 虛擬指揮員作戰(zhàn)決策行為概念模型

在決策思維主導(dǎo)和支配下，虛擬指揮員作戰(zhàn)決策行為活動(dòng)被抽象表示為4個(gè)基本步驟：威脅感知、決策生成、決策評(píng)估和決策確定，如圖4所示。

5．1 威脅感知

威脅感知階段以分析判斷關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行情況、認(rèn)知決策問題為目的，主要包括3項(xiàng)行為活動(dòng)內(nèi)容：任務(wù)決策信息獲取、任務(wù)情況分析判斷和任務(wù)問題場(chǎng)景生成。

任務(wù)決策信息獲取以作戰(zhàn)方案和實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)為主要信息源，解析、提取關(guān)鍵任務(wù)的目標(biāo)對(duì)象、期望效果和實(shí)際執(zhí)行情況等信息，為分析判斷關(guān)鍵任務(wù)是否達(dá)成目的提供支撐。根據(jù)決策信息的來源、作用以及其仿真特性，分為靜態(tài)決策信息和動(dòng)態(tài)決策信息。靜態(tài)決策信息是指作戰(zhàn)仿真過程中保持恒定不變的決策信息，其來源是作戰(zhàn)方案，主要是描述關(guān)鍵任務(wù)的部隊(duì)實(shí)體、目標(biāo)、效果和行動(dòng)等方面信息，反映了關(guān)鍵任務(wù)的預(yù)期目的，是虛擬指揮員作戰(zhàn)決策的基本依據(jù)和約束。動(dòng)態(tài)決策信息是指隨仿真時(shí)間推進(jìn)、任務(wù)執(zhí)行而動(dòng)態(tài)變化的決策信息，其來源是實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，主要是描述關(guān)鍵任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)、執(zhí)行結(jié)果和任務(wù)時(shí)空范圍內(nèi)的局部態(tài)勢(shì)，是虛擬指揮員作戰(zhàn)決策的必要條件。動(dòng)態(tài)決策信息獲取是在仿真過程中實(shí)時(shí)、持續(xù)且循環(huán)反復(fù)的。

任務(wù)情況分析判斷是在任務(wù)決策信息獲取的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的條件規(guī)則，分析判斷關(guān)鍵任務(wù)是否執(zhí)行完成、實(shí)際效果是否達(dá)到預(yù)期目的。通過動(dòng)態(tài)決策信息中的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)能夠了解關(guān)鍵任務(wù)是否執(zhí)行、是否完成，通過對(duì)比分析動(dòng)態(tài)決策信息中的實(shí)際效果和靜態(tài)決策信息中的預(yù)期效果能夠掌握任務(wù)完成度。經(jīng)分析判斷后，如果關(guān)鍵任務(wù)未能順利完成或未達(dá)預(yù)期效果，則判定關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行過程中出現(xiàn)非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況，需要進(jìn)一步定位問題和臨機(jī)決策處置。

任務(wù)問題場(chǎng)景生成是在判定關(guān)鍵任務(wù)已經(jīng)出現(xiàn)非預(yù)期戰(zhàn)場(chǎng)情況之后，對(duì)關(guān)鍵任務(wù)及其預(yù)期目的、執(zhí)行情況、局部態(tài)勢(shì)進(jìn)行特征描述，構(gòu)建能夠客觀反映決策對(duì)象、決策目標(biāo)和決策環(huán)境的問題場(chǎng)景。任務(wù)問題場(chǎng)景中，決策對(duì)象是特定關(guān)鍵任務(wù)，既要對(duì)該任務(wù)的基本特征屬性進(jìn)行描述，也要對(duì)任務(wù)執(zhí)行問題情況進(jìn)行特征描述，如不滿足執(zhí)行條件、目標(biāo)狀態(tài)變化、敵方行動(dòng)干擾、作戰(zhàn)效果未達(dá)預(yù)期等;決策目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵任務(wù)的預(yù)期目的，即達(dá)到作戰(zhàn)方案計(jì)劃中明確的任務(wù)效果，要根據(jù)當(dāng)前實(shí)際執(zhí)行情況與預(yù)期目的之間的差距確定;決策環(huán)境是關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行相關(guān)的、局部時(shí)空范圍內(nèi)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，應(yīng)包括任務(wù)部隊(duì)、目標(biāo)實(shí)時(shí)狀態(tài)和敵方行動(dòng)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境等方面特征描述。任務(wù)問題場(chǎng)景生成實(shí)現(xiàn)了虛擬指揮員對(duì)決策問題的基本認(rèn)知。

5．2 決策生成

決策生成階段是虛擬指揮員作戰(zhàn)決策行為活動(dòng)過程中最為核心的環(huán)節(jié)，其目的是以運(yùn)用決策知識(shí)和決策方法生成決策問題的解決方案。虛擬指揮員作戰(zhàn)決策抽象模擬的是人類指揮員利用經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，通過相似問題求解策略類比推理生成當(dāng)前問題求解策略。決策知識(shí)是對(duì)作戰(zhàn)指揮員經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的抽象表示，以“問題場(chǎng)景+解決方案”的結(jié)構(gòu)化形式存儲(chǔ);決策方法是基于問題場(chǎng)景的類比推理，即從決策知識(shí)中檢索匹配相似的問題場(chǎng)景及其解決方案，經(jīng)過智能推理、適應(yīng)性修改后生成當(dāng)前問題的解決方案。另外，為了更好地模擬作戰(zhàn)指揮員在實(shí)踐過程中不斷學(xué)習(xí)、積累經(jīng)驗(yàn)的智能行為特性，虛擬指揮員也要具備決策知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)化能力，通過每一次作戰(zhàn)決策不斷更新優(yōu)化、拓展完善決策知識(shí)，能更好地解決新問題。因此，決策生成階段主要包括3項(xiàng)行為活動(dòng)內(nèi)容：決策知識(shí)檢索匹配、決策方案智能生成、決策知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)化。

決策知識(shí)檢索匹配是以關(guān)鍵任務(wù)的問題場(chǎng)景為牽引，根據(jù)問題場(chǎng)景的特征屬性，依據(jù)一定的條件規(guī)則，從決策知識(shí)庫(kù)中檢索、匹配最為相似的若干知識(shí)單元，為決策方案智能生成提供必要知識(shí)基礎(chǔ)。決策知識(shí)檢索匹配是一個(gè)從眾多歷史經(jīng)驗(yàn)方案中調(diào)取可用參考方案的過程，問題場(chǎng)景特征屬性是檢索與匹配的基本依據(jù)。

決策方案智能生成是以決策知識(shí)檢索匹配得到、具有問題相似性的若干知識(shí)單元為基本依據(jù)，通過分析關(guān)鍵任務(wù)的預(yù)期目的、當(dāng)前執(zhí)行情況以及局部態(tài)勢(shì)條件，對(duì)若干知識(shí)單元中的解決方案進(jìn)行選擇和適應(yīng)性修改、補(bǔ)充完善，最終形成一套或多套備選方案。

決策知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)化是一個(gè)貫穿虛擬指揮員生命周期的持續(xù)性行為活動(dòng)，其核心目的是實(shí)現(xiàn)決策知識(shí)的更新優(yōu)化、拓展完善，即記錄新知識(shí)、更新優(yōu)化現(xiàn)有知識(shí)和遺忘無用知識(shí)。決策知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)化以決策評(píng)估階段輸出的方案評(píng)估結(jié)果和決策確定階段輸出的最終方案及其執(zhí)行結(jié)果反饋為主要依據(jù)，將新問題及其可行解決方案作為新的知識(shí)單元存入決策知識(shí)庫(kù)，更新決策知識(shí)庫(kù)中被匹配、被重用的若干知識(shí)單元的價(jià)值特征。人類大腦對(duì)于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的記憶能力是有限的。同理，虛擬指揮員的決策知識(shí)庫(kù)也通常設(shè)有一定規(guī)模限制。當(dāng)決策知識(shí)庫(kù)達(dá)到規(guī)模邊界時(shí)，虛擬指揮員會(huì)將價(jià)值效益低的知識(shí)單元淘汰剔除，保證決策知識(shí)檢索匹配效率。

5．3 決策評(píng)估

決策生成階段輸出的若干備選方案構(gòu)成了備選方案集。決策評(píng)估階段是虛擬指揮員作戰(zhàn)決策有效性的根本保證，其核心目的是分析評(píng)估備選方案的可行性和風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)?？尚行灾饕治鲈u(píng)估各方案解決當(dāng)前問題、達(dá)成預(yù)期目的的概率;風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)主要分析評(píng)估各方案的作戰(zhàn)效益、代價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)因素。方案評(píng)估方法有很多種，如蘭徹斯特方程法、基于數(shù)學(xué)模型的解析計(jì)算方法，基于經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的邏輯推理法（模糊概率推理）等。但在作戰(zhàn)仿真過程中，上述方法要么模型難以根據(jù)具體問題動(dòng)態(tài)調(diào)整，要么僅依賴經(jīng)驗(yàn)概率缺乏可信性，與作戰(zhàn)仿真環(huán)境脫節(jié)。相比之下，采取仿真推演方法能更全面反映各種作戰(zhàn)因素復(fù)合作用和動(dòng)態(tài)隨機(jī)性概率，也符合作戰(zhàn)指揮員作戰(zhàn)過程中腦力推演模式。因此，決策評(píng)估階段適合采取仿真推演方法驗(yàn)證備選方案的可能結(jié)果，并基于仿真結(jié)果數(shù)據(jù)分析評(píng)估備選方案的可行性和風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)。決策評(píng)估階段主要包括兩項(xiàng)行為活動(dòng)內(nèi)容：備選方案仿真推演和備選方案分析評(píng)估。

備選方案仿真推演，模擬的是作戰(zhàn)指揮員通過作戰(zhàn)仿真手段檢驗(yàn)評(píng)估方案。以備選方案為仿真對(duì)象，依據(jù)任務(wù)問題場(chǎng)景構(gòu)建與之相同的作戰(zhàn)場(chǎng)景，通過執(zhí)行備選方案、客觀呈現(xiàn)作戰(zhàn)結(jié)果。特殊之處在于，虛擬指揮員本身就處于作戰(zhàn)仿真之中。因此，方案仿真推演是一種“仿真中的仿真”。方案仿真推演所構(gòu)建的作戰(zhàn)場(chǎng)景，并不是完整的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境及其全部作戰(zhàn)要素，而是將與關(guān)鍵任務(wù)相關(guān)的實(shí)體、目標(biāo)、局部戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、敵方行動(dòng)等要素抽取出來構(gòu)成的小規(guī)模作戰(zhàn)場(chǎng)景，其是對(duì)任務(wù)問題場(chǎng)景的映射還原。在小規(guī)模作戰(zhàn)場(chǎng)景中執(zhí)行備選方案、記錄仿真結(jié)果，為方案分析評(píng)估提供條件支撐。

備選方案分析評(píng)估是在備選方案仿真推演結(jié)果的基礎(chǔ)上，分析評(píng)估備選方案的可行性和風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)。為確保評(píng)估結(jié)果準(zhǔn)確可信，可多次反復(fù)仿真并統(tǒng)計(jì)分析得出最終評(píng)估結(jié)論。如果備選方案能夠解決當(dāng)前問題，達(dá)成預(yù)期目的，則該備選方案被認(rèn)定為可行方案，根據(jù)仿真結(jié)果計(jì)算方案的可行概率和戰(zhàn)果、戰(zhàn)損等風(fēng)險(xiǎn)代價(jià);如果所有備選方案都不能解決問題，則將返回決策生成階段，虛擬指揮員結(jié)合評(píng)估結(jié)論修改完善備選方案，如此反復(fù)直至找到可行方案。

5．4 決策確定

決策確定是虛擬指揮員作戰(zhàn)決策的最后一個(gè)行為環(huán)節(jié)，其目的是根據(jù)方案分析評(píng)估結(jié)論，權(quán)衡利弊、優(yōu)選最滿意的方案作為最終方案。最終方案雖然經(jīng)歷了決策評(píng)估，但最終是否能夠真正解決問題，還需要實(shí)踐檢驗(yàn)。因此，虛擬指揮員還需要關(guān)注和監(jiān)控最終方案在作戰(zhàn)仿真中的執(zhí)行結(jié)果。決策確定階段主要包括兩項(xiàng)行動(dòng)內(nèi)容：可行方案決斷優(yōu)選和方案執(zhí)行結(jié)果獲取。

可行方案決斷優(yōu)選是指根據(jù)方案分析評(píng)估結(jié)論，按照一定規(guī)則將可行方案進(jìn)行綜合排序，確定最終方案。排序規(guī)則重點(diǎn)是考慮方案可行概率、戰(zhàn)果、戰(zhàn)損等方面因素。此外，排序規(guī)則是建立在虛擬指揮員決策風(fēng)格偏好假設(shè)的基礎(chǔ)上，如追求最穩(wěn)妥可行的方案，或是不計(jì)風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)追求利益最大化，建議尋求風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)最小化等。因此，在必要時(shí)，可以在該環(huán)節(jié)中引入虛擬指揮員個(gè)性化決策因素。

方案執(zhí)行結(jié)果獲取是指在最終方案輸出后，跟蹤觀察方案執(zhí)行結(jié)果。如果方案成功解決問題，則記憶新問題及其解決方案，不斷拓展完善決策知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)虛擬指揮員作戰(zhàn)決策能力水平的持續(xù)進(jìn)化。如果最終方案無法解決問題，則再次觸發(fā)虛擬指揮員作戰(zhàn)決策，重新提取最新的決策信息，構(gòu)建任務(wù)問題場(chǎng)景，再次決策生成解決方案，直至問題被有效解決。

6 虛擬指揮員作戰(zhàn)決策仿真模型功能構(gòu)成

虛擬指揮員作戰(zhàn)決策仿真模型由4個(gè)功能分區(qū)構(gòu)成：威脅感知、決策生成、決策評(píng)估、決策確定。

（1）威脅感知功能分區(qū)由任務(wù)信息解析器、任務(wù)情況監(jiān)視器、任務(wù)問題感知器和關(guān)鍵任務(wù)信息庫(kù)構(gòu)成。任務(wù)信息解析器主要是從作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)化的作戰(zhàn)方案計(jì)劃，從中提取關(guān)鍵任務(wù)的靜態(tài)決策信息，如任務(wù)實(shí)體、任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)效果、行動(dòng)計(jì)劃等，存入關(guān)鍵任務(wù)信息庫(kù)，作為分析判斷關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行情況和問題的基本依據(jù)。任務(wù)信息解析可以在仿真初始化時(shí)完成，在動(dòng)態(tài)仿真過程中提升模型決策效率、減少計(jì)算資源占用率。任務(wù)情況監(jiān)視器主要依據(jù)關(guān)鍵任務(wù)信息庫(kù)提供的關(guān)鍵任務(wù)清單，從虛擬指揮員態(tài)勢(shì)認(rèn)知模型中獲取實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，提取關(guān)鍵任務(wù)的動(dòng)態(tài)決策信息，如任務(wù)狀態(tài)、任務(wù)效果、局部態(tài)勢(shì)等。任務(wù)問題感知器主要是通過靜態(tài)和動(dòng)態(tài)決策信息分析任務(wù)執(zhí)行情況及其完成度，由此判斷是否出現(xiàn)問題。當(dāng)虛擬指揮員發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行出現(xiàn)問題后，虛擬指揮員從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)決策信息中提取能夠客觀反映問題情況的特征屬性，以任務(wù)問題場(chǎng)景的形式表示決策問題。

（2）決策生成功能分區(qū)由決策知識(shí)適配器、決策方案生成器、決策知識(shí)學(xué)習(xí)器和決策知識(shí)庫(kù)構(gòu)成。決策知識(shí)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)虛擬指揮員智能自主決策的重要基礎(chǔ)條件，庫(kù)中以“問題場(chǎng)景+解決方案”的結(jié)構(gòu)化形式存儲(chǔ)知識(shí)單元。知識(shí)單元的初始化構(gòu)建主要是依賴作戰(zhàn)指揮員、軍事專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。決策知識(shí)適配器，主要是根據(jù)任務(wù)問題場(chǎng)景，從決策知識(shí)庫(kù)中檢索匹配與當(dāng)前任務(wù)問題場(chǎng)景具有一定程度相似性的若干知識(shí)單元，為決策方案生成提供必要知識(shí)。決策方案生成器主要是以決策目標(biāo)為牽引，根據(jù)關(guān)鍵任務(wù)實(shí)際情況、局部態(tài)勢(shì)條件，將經(jīng)驗(yàn)方案進(jìn)行合理組合、適應(yīng)性修改和補(bǔ)充完善，最終形成一套或多套備選方案。決策知識(shí)學(xué)習(xí)器主要實(shí)現(xiàn)3個(gè)方面功能：一是知識(shí)更新優(yōu)化，記錄知識(shí)單元匹配、重用情況，并根據(jù)方案評(píng)估結(jié)果、方案執(zhí)行結(jié)果更新知識(shí)單元的效益價(jià)值，從而優(yōu)化決策知識(shí)檢索匹配與推薦排序;二是知識(shí)拓展完善，將新問題及其解決方案存儲(chǔ)入庫(kù)，實(shí)現(xiàn)決策知識(shí)的增量積累;三是知識(shí)重組與遺忘，當(dāng)決策知識(shí)庫(kù)達(dá)到規(guī)模閾值時(shí)，對(duì)極為相似的知識(shí)單元進(jìn)行聚類重組和歸并，對(duì)效益價(jià)值處于末尾邊緣的知識(shí)單元進(jìn)行淘汰，提升高價(jià)值知識(shí)密度，減少知識(shí)沖突和冗余。

（3）決策評(píng)估功能分區(qū)由方案仿真器和方案評(píng)估器構(gòu)成。方案仿真器主要是采取“仿真中仿真”的方式，對(duì)備選方案進(jìn)行仿真推演，生成量化的仿真數(shù)據(jù)，為方案評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。方案評(píng)估器主要是根據(jù)評(píng)估指標(biāo)和規(guī)則，對(duì)備選方案的可行性和風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)進(jìn)行分析評(píng)估，給出評(píng)估結(jié)論，為方案優(yōu)選提供依據(jù)。

（4）決策確定功能分區(qū)由方案選擇器和方案觀察器構(gòu)成。方案選擇器主要依據(jù)方案評(píng)估結(jié)果，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的虛擬指揮員決策風(fēng)格偏好，選擇、確定符合其意圖的方案作為最終方案，并輸出至虛擬指揮員行動(dòng)控制模型。后者將方案轉(zhuǎn)化為行動(dòng)指令輸入作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)決策執(zhí)行。方案觀察器是在最終方案輸出執(zhí)行后，通過接收作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，觀察方案實(shí)際執(zhí)行結(jié)果，并將結(jié)果反饋至決策知識(shí)學(xué)習(xí)器。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文聚焦聯(lián)合作戰(zhàn)方案仿真實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，提出了一種基于思維模擬的虛擬指揮員作戰(zhàn)決策模型體系框架，基于自然決策理論構(gòu)建了融合經(jīng)驗(yàn)直覺式?jīng)Q策和學(xué)習(xí)進(jìn)化機(jī)制的虛擬指揮員作戰(zhàn)決策思維活動(dòng)模型、行為模型和仿真模型，為解決“人不在回路”仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)難點(diǎn)問題提供了一種可行的解決途徑。

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（責(zé)任編輯：胡前進(jìn)）