楊　光,胡習(xí)霜

(江蘇自動(dòng)化研究所,江蘇連云港　222061)

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海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)研究

楊光,胡習(xí)霜

(江蘇自動(dòng)化研究所,江蘇連云港222061)

兵棋演習(xí)系統(tǒng)是我軍未來(lái)開(kāi)展模擬訓(xùn)練的重要手段,針對(duì)國(guó)內(nèi)外對(duì)兵棋推演系統(tǒng)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究,提出海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)的發(fā)展方向和設(shè)計(jì)方法,并結(jié)合海軍兵棋推演的研究?jī)?nèi)容重點(diǎn),給出作戰(zhàn)規(guī)則建模、指揮關(guān)系建模等主要關(guān)鍵技術(shù)的解決方法,為我國(guó)海軍未來(lái)兵棋推演系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研究和發(fā)展提供技術(shù)支撐。

兵棋推演;演習(xí);模擬訓(xùn)練;作戰(zhàn)模擬

嚴(yán)格式兵棋由普魯士的宮廷戰(zhàn)爭(zhēng)顧問(wèn)馮·萊斯維茨于1811年發(fā)明,經(jīng)歷了手工兵棋、計(jì)算機(jī)兵棋的發(fā)展過(guò)程,計(jì)算機(jī)兵棋用于軍事領(lǐng)域成為軍用兵棋。經(jīng)過(guò)二百多年的發(fā)展,軍用兵棋與其他仿真技術(shù)、信息技術(shù)高度融合,已成為一種重要的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)模擬手段,這種模擬方法的理論基礎(chǔ)是通過(guò)戰(zhàn)爭(zhēng)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛采集和統(tǒng)計(jì)分析,尋找戰(zhàn)爭(zhēng)的基本規(guī)律,從而得到對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)行動(dòng)效果的預(yù)測(cè)和估算,其推演過(guò)程注重指揮過(guò)程、指揮內(nèi)涵,因此,兵棋推演更符合指揮決策訓(xùn)練和推演的需求[1-2]。

兵棋演習(xí)系統(tǒng)主要用于作戰(zhàn)訓(xùn)練,屬于訓(xùn)練模擬系統(tǒng)范疇,具備訓(xùn)練模擬的主要特點(diǎn),在推演中需要與指揮員和指揮機(jī)關(guān)密切交互,屬于典型的“人在回路”系統(tǒng),充分體現(xiàn)了人是戰(zhàn)爭(zhēng)的主導(dǎo)關(guān)鍵因素,以及指揮員的指揮藝術(shù)、主觀能動(dòng)性等特點(diǎn)[1，3]。兵棋演習(xí)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是利用模擬技術(shù),為指揮員和指揮機(jī)關(guān)提供一個(gè)與實(shí)際作戰(zhàn)相似的環(huán)境,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)指揮員的訓(xùn)練,因此兵棋演習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)訓(xùn)練系統(tǒng)。

兵棋演習(xí)系統(tǒng)具有以下特征:1)兵棋演習(xí)系統(tǒng)的兵力和戰(zhàn)場(chǎng)都是虛擬的;2)實(shí)施指揮過(guò)程是實(shí)際的;3)虛擬部隊(duì)的能力是相似的;4)作戰(zhàn)行動(dòng)的過(guò)程是相似的;5)行動(dòng)的效果是相似的。在演習(xí)中利用兵棋演習(xí)系統(tǒng)的能力與實(shí)際作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合、相互配合,可以實(shí)現(xiàn)符合訓(xùn)練要求的演習(xí)環(huán)境,從而實(shí)現(xiàn)“戰(zhàn)訓(xùn)一致”的目標(biāo),兵棋演習(xí)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)的是提供虛擬兵力、產(chǎn)生演習(xí)態(tài)勢(shì)、推演作戰(zhàn)效果、反饋戰(zhàn)場(chǎng)情況的任務(wù),實(shí)裝作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)擔(dān)負(fù)原有的指揮控制任務(wù),不能由于兵棋演習(xí)系統(tǒng)加入改變?cè)邢到y(tǒng)的流程,因此必須實(shí)現(xiàn)兵棋演習(xí)系統(tǒng)與實(shí)裝作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的互聯(lián)和對(duì)接,使兩者形成一體。

本文首先分析了國(guó)內(nèi)外兵棋演習(xí)系統(tǒng)的現(xiàn)狀,然后提出海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架、實(shí)現(xiàn)方法及工作流程,最后提出兵棋演習(xí)系統(tǒng)的重點(diǎn)研究方向,通過(guò)本文研究對(duì)海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和未來(lái)發(fā)展提供借鑒。

1　國(guó)內(nèi)外兵棋演習(xí)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

1.1國(guó)外兵棋推演系統(tǒng)現(xiàn)狀

美軍的兵棋推演在20世紀(jì)80年代后不斷發(fā)展,尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),其運(yùn)用信息技術(shù)、建模技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)和架構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步極大地提高了傳統(tǒng)兵棋的效率,擴(kuò)大了兵棋可能探索問(wèn)題的范圍,強(qiáng)化了戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)之間的關(guān)聯(lián),并在行動(dòng)上加速融入指揮控制網(wǎng)。美軍大型兵棋推演系統(tǒng)有聯(lián)合戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)(JWARS)、聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級(jí)模擬系統(tǒng)(JTLS)、聯(lián)合沖突戰(zhàn)術(shù)仿真(JCATS)、聯(lián)合建模與仿真系統(tǒng)(JMASS)、聯(lián)合半自動(dòng)化兵力(JSAF)等,其中JTLS是公認(rèn)典型的兵棋演習(xí)系統(tǒng)[3-4]。JTLS是美軍開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助兵棋推演系統(tǒng),采用紅、藍(lán)兩軍對(duì)抗的互動(dòng)操作模式,由計(jì)算機(jī)運(yùn)算提供陸、海、空三軍多方向作戰(zhàn)仿真環(huán)境,該系統(tǒng)最多可以模擬10方參加的空戰(zhàn)、海戰(zhàn)、陸戰(zhàn)、后勤、特種部隊(duì)作戰(zhàn)和情報(bào)支援等軍事行動(dòng)。2003年,美國(guó)將JTLS賣(mài)給臺(tái)灣,成為臺(tái)灣每年進(jìn)行“漢光兵棋推演”的平臺(tái)。該系統(tǒng)具有兩大特點(diǎn):1)具有規(guī)范化的與實(shí)裝系統(tǒng)互操作接口,系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)之初就制定了一系列與實(shí)裝進(jìn)行信息交換的接口、模型、規(guī)范,包含數(shù)據(jù)庫(kù)交互規(guī)范、人機(jī)交互接口規(guī)范、信息傳輸交互規(guī)范、作戰(zhàn)模型規(guī)范等,并開(kāi)發(fā)了一系列信息交互工具;2)具有戰(zhàn)區(qū)級(jí)作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)要素仿真能力,系統(tǒng)能夠模擬空中預(yù)警和控制系統(tǒng)(AWACS)、電子戰(zhàn)(EC)、反雷達(dá)攻擊機(jī)(WW)、防御型防空、地(水)面攻擊、近距離空中支援(GAS)、武裝和非武裝偵察、部隊(duì)與補(bǔ)給品的空投、反潛戰(zhàn)、搜索與救援(SAR)、綜合防空系統(tǒng)(LADS)作戰(zhàn)等作戰(zhàn)樣式,能夠模擬后勤補(bǔ)給、火力損耗、倉(cāng)促防御、防御延期、支援、核污染、化學(xué)污染、民事活動(dòng)、心理、疾病等作戰(zhàn)要素。

如今,美國(guó)從國(guó)防部到各個(gè)軍種,各自均有多個(gè)兵棋推演及仿真模擬機(jī)構(gòu)和推演系統(tǒng)。以海軍戰(zhàn)爭(zhēng)學(xué)院為例,自1887年建立兵棋演習(xí)系統(tǒng)以來(lái),每年要進(jìn)行25場(chǎng)主要的兵棋推演,兵棋研究的內(nèi)容從太空戰(zhàn)到反潛戰(zhàn),從非常規(guī)戰(zhàn)到全球戰(zhàn)爭(zhēng),從先進(jìn)技術(shù)到政治——軍事關(guān)系,參加人員從初級(jí)軍官至四星上將,并包括世界各國(guó)的海軍軍官。就教學(xué)而言,戰(zhàn)爭(zhēng)學(xué)院每年都要進(jìn)行一個(gè)設(shè)計(jì)范圍廣泛的兵棋推演,測(cè)試學(xué)員學(xué)習(xí)情況,通過(guò)一系列自由設(shè)置的事件,對(duì)學(xué)員進(jìn)行鍛煉,不僅要求學(xué)員具備必要的計(jì)劃制定能力,而且需要學(xué)員將想象力融合在軍事行動(dòng)計(jì)劃中,反復(fù)推演強(qiáng)化學(xué)員的知識(shí),并允許學(xué)員進(jìn)行評(píng)估[5]。美軍海軍戰(zhàn)爭(zhēng)學(xué)院的兵棋演習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)人在回路、自動(dòng)和人機(jī)混合型推演系統(tǒng),在人在回路方式下,不僅允許操作者輸入人工干預(yù)命令,還允許操作者在遇到分支判斷時(shí)暫時(shí)保存當(dāng)前狀態(tài),運(yùn)行多個(gè)分支備選方案進(jìn)行“預(yù)測(cè)”,直到制定一個(gè)成功的方案,該系統(tǒng)還是一個(gè)多層次的兵棋推演系統(tǒng),包括國(guó)家指揮、全球指揮、戰(zhàn)區(qū)指揮、地區(qū)指揮等多個(gè)層次。在設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)上,該兵棋演習(xí)系統(tǒng)確立了將“政治——軍事兵棋推演”與分析建模最佳結(jié)合的發(fā)展道路,并圍繞自動(dòng)化兵棋推演、基于規(guī)則的建模、軍事行動(dòng)分析結(jié)構(gòu)化、互動(dòng)型部隊(duì)作戰(zhàn)建模等四個(gè)方面,逐步形成代表俄軍行為的計(jì)算機(jī)模型(紅方)、代表美軍行為的計(jì)算機(jī)模型(藍(lán)方)、代表非超級(jí)大國(guó)的計(jì)算機(jī)模型(綠方)、用于跟蹤各國(guó)軍隊(duì)并判定戰(zhàn)斗結(jié)果的計(jì)算機(jī)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)(軍方)、用于判定各種自動(dòng)操作活動(dòng)的時(shí)間和安排各方使用信息及編輯推演記錄的內(nèi)勤模型(系統(tǒng)監(jiān)視器)，以及支撐系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工具等組成[6-7]。

綜上所述,美軍對(duì)兵棋演習(xí)系統(tǒng)十分重視,可分為戰(zhàn)略、戰(zhàn)役(作戰(zhàn))和戰(zhàn)術(shù)等多個(gè)層次結(jié)構(gòu),近年來(lái)美軍正在發(fā)展多層次兵棋推演系統(tǒng),并逐步取代以往單一的戰(zhàn)術(shù)兵棋推演,兩層兵棋推演已屬于常態(tài),目前正在向三層兵棋推演結(jié)構(gòu)邁進(jìn)。同時(shí),在兵棋推演發(fā)展過(guò)程中也形成仿真模型、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工具等共享資源。

1.2國(guó)內(nèi)兵棋推演系統(tǒng)現(xiàn)狀

近年來(lái),國(guó)內(nèi)對(duì)兵棋推演系統(tǒng)的研究越來(lái)重視,某軍事院校歷時(shí)7年,研發(fā)出我軍首個(gè)戰(zhàn)區(qū)級(jí)聯(lián)合作戰(zhàn)兵棋演習(xí)系統(tǒng)。從早期的文獻(xiàn)看出,我軍對(duì)于聯(lián)合作戰(zhàn)兵棋推演的設(shè)想是將一系列作戰(zhàn)方針軟件、應(yīng)用軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用支撐的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組合起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)從戰(zhàn)略決策到戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)甚至戰(zhàn)斗的全面模擬,為了模擬實(shí)戰(zhàn)中包括的全部作戰(zhàn)要素,這一系統(tǒng)的規(guī)模遠(yuǎn)比普通的戰(zhàn)棋游戲來(lái)的龐大,必須使用巨型電子計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行,至于兵棋內(nèi)的各種參數(shù),則要到我軍的各個(gè)演習(xí)場(chǎng)上去實(shí)際獲取。早期研制中,這個(gè)系統(tǒng)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)多種無(wú)法預(yù)料的情況,如后勤補(bǔ)給的行駛路線(xiàn)規(guī)劃有誤,同時(shí)對(duì)抗雙方的士氣也會(huì)在開(kāi)戰(zhàn)后莫名地下降,直到最后雙雙歸零……當(dāng)然,經(jīng)過(guò)近十年的改進(jìn)和發(fā)展,這些問(wèn)題已經(jīng)更正。2010年9月以來(lái),軍事院校利用兵棋演習(xí)系統(tǒng)組織教學(xué)演習(xí),上千名高中級(jí)干部和研究生學(xué)員參與了兵棋推演,他們依托外軍研究專(zhuān)家,組建了專(zhuān)業(yè)的“藍(lán)軍”,運(yùn)用對(duì)手真實(shí)的作戰(zhàn)思想、作戰(zhàn)原則、作戰(zhàn)編成和裝備,與“紅軍”進(jìn)行“背靠背”的自主對(duì)抗,千方百計(jì)給紅方設(shè)置各種困局、危局和險(xiǎn)局,迫使紅方指揮員在最艱難的博弈中“謀”起來(lái)、“算”起來(lái),“抗”起來(lái)。目前運(yùn)用這一系統(tǒng)已培訓(xùn)我軍中高級(jí)軍事指揮人才1萬(wàn)余人次,在多個(gè)戰(zhàn)區(qū)對(duì)抗演習(xí)中已經(jīng)運(yùn)用此兵棋推演系統(tǒng)[8]。

某工程學(xué)院推出“海軍指揮官兵棋推演系統(tǒng)”,該系統(tǒng)將現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)編進(jìn)計(jì)算機(jī),構(gòu)設(shè)一個(gè)符合未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)際的虛擬網(wǎng)絡(luò),學(xué)員可自主組織紅藍(lán)多方對(duì)抗推演,能夠初步模擬海軍五大兵種的空海突擊、要地防空、合同反潛等典型行動(dòng)樣式,推演中學(xué)員可以擔(dān)任兵種指揮員或方向指揮員,親自操作艦艇戰(zhàn)機(jī)與敵人搏殺,可以作為總指揮員指揮全部所屬兵力,對(duì)雙方對(duì)抗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)調(diào)或裁決評(píng)估,通過(guò)此兵棋推演系統(tǒng)可以培養(yǎng)各方的合作意識(shí)[9]。

此外,為支持各艦艇、支隊(duì)以及學(xué)員的日常技能訓(xùn)練,我海軍在各大艦艇、學(xué)歷教育院校建有戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)級(jí)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)[10]。

2　兵棋演習(xí)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)主要功能

2.1.1戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真功能

系統(tǒng)能夠提供戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜的地理環(huán)境和信息環(huán)境的模擬,包括:地形、水文、氣象、天候、復(fù)雜電磁環(huán)境、部隊(duì)狀態(tài)、各種作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程、指揮關(guān)系控制影響等方面。這些氣象條件的優(yōu)劣情況將直接影響戰(zhàn)場(chǎng)各個(gè)部隊(duì)的作戰(zhàn)效能。

2.1.2作戰(zhàn)指揮作業(yè)功能

系統(tǒng)能夠?yàn)橹笓]員和指揮機(jī)關(guān)作戰(zhàn)指揮活動(dòng)提供演練支撐,可與實(shí)裝系統(tǒng)對(duì)接,體現(xiàn)戰(zhàn)訓(xùn)一致,海軍作戰(zhàn)指揮作業(yè)環(huán)境包括岸基各兵種指揮作業(yè)使用的實(shí)裝系統(tǒng),海上艦艇編隊(duì)、水面艦艇、潛艇的指控系統(tǒng)。這些作戰(zhàn)指揮作業(yè)環(huán)境主要包括:戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)監(jiān)控(情報(bào)、態(tài)勢(shì)、報(bào)告、信息)、作戰(zhàn)計(jì)劃生成、文電擬制收發(fā)、作戰(zhàn)命令下達(dá)、作戰(zhàn)要圖標(biāo)繪,以及各類(lèi)數(shù)據(jù)信息資料的檢索與查詢(xún)等。兵棋演習(xí)系統(tǒng)與實(shí)裝指揮系統(tǒng)對(duì)接后,可直接利用指揮系統(tǒng)作為演習(xí)的前端接口,實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)指揮與作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練的有機(jī)連接,確保受訓(xùn)人員在實(shí)際的指揮信息系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行仿真模擬演練,提高兵棋演習(xí)的真實(shí)感和可信度。

2.1.3作戰(zhàn)行動(dòng)推演功能

系統(tǒng)能夠涵蓋陸、海、空、天、電五維戰(zhàn)場(chǎng)空間,支持多種作戰(zhàn)演示和多種作戰(zhàn)行動(dòng)的聯(lián)合推演,包括聯(lián)合火力打擊、島嶼封鎖、島嶼進(jìn)攻、防空、抗登陸、信息戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)等樣式和行動(dòng)的多兵種聯(lián)合推演。其模擬推演的領(lǐng)域主要涵蓋陸戰(zhàn)、海戰(zhàn)、空戰(zhàn)、導(dǎo)彈戰(zhàn)、空間戰(zhàn)、信息作戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)、后勤與裝備保障等多種作戰(zhàn)行動(dòng)和保障行動(dòng)。

2.1.4體系對(duì)抗仿真功能

系統(tǒng)能夠體現(xiàn)信息系統(tǒng)在體系對(duì)抗作戰(zhàn)中的作用,模擬基于信息系統(tǒng)各種作戰(zhàn)行動(dòng)的整體對(duì)抗,不僅需要對(duì)各類(lèi)作戰(zhàn)行動(dòng)進(jìn)行全維模擬推演,更要對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境與武器裝備體系對(duì)抗過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確細(xì)致的刻畫(huà)和模擬,具體包括:1)從敵擾、自擾等多個(gè)方面來(lái)描述復(fù)雜電磁環(huán)境,模擬復(fù)雜電磁環(huán)境對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)、作戰(zhàn)效果的影響;2)系統(tǒng)建立預(yù)警機(jī)、電子對(duì)抗裝備、衛(wèi)星、激光武器、精確制導(dǎo)武器等各類(lèi)信息化武器平臺(tái)的精確模型,為作戰(zhàn)行動(dòng)模擬奠定基礎(chǔ);3)重點(diǎn)對(duì)各類(lèi)信息作戰(zhàn)行動(dòng)的模擬,包括通信對(duì)抗、雷達(dá)對(duì)抗、光電對(duì)抗、衛(wèi)星對(duì)抗、網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗等各類(lèi)信息作戰(zhàn)行動(dòng),能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)體級(jí)的作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程仿真,從而刻畫(huà)出信息作戰(zhàn)行動(dòng)的本質(zhì)特征;4)突出對(duì)基于信息網(wǎng)絡(luò)的指揮決策與戰(zhàn)場(chǎng)管理的模擬,包括建立自主決策、計(jì)劃決策、通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)指揮控制的限制與影響等模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器資源管理、干擾資源管理、組網(wǎng)、兵力管理、感知融合、支援協(xié)同等信息域和決策過(guò)程的模擬,為基于信息系統(tǒng)的體系對(duì)抗提供了支撐平臺(tái)。

2.1.5導(dǎo)調(diào)控制裁決功能

系統(tǒng)能夠進(jìn)行導(dǎo)演調(diào)理、演習(xí)控制、復(fù)盤(pán)分析,實(shí)現(xiàn)量化裁決講評(píng)。

1)在導(dǎo)演調(diào)理方面,系統(tǒng)可以根據(jù)受訓(xùn)各方的指揮演練情況,適時(shí)進(jìn)行指令干預(yù),隨機(jī)設(shè)置各種情況,包括對(duì)各類(lèi)目標(biāo)的設(shè)置、對(duì)各種行動(dòng)的限制等,為導(dǎo)演部靈活調(diào)理輔助戰(zhàn)場(chǎng)情況提供方便。

2)在演習(xí)控制方面,系統(tǒng)可以根據(jù)訓(xùn)練目的、推演問(wèn)題、時(shí)間安排和受訓(xùn)各方實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)企圖的程度,隨機(jī)設(shè)置和控制模擬推演步長(zhǎng),一般包括小步長(zhǎng)模擬,其模擬的作戰(zhàn)時(shí)間與天文時(shí)間相差無(wú)幾,受訓(xùn)各方有充足的時(shí)間進(jìn)行研究與思考,真實(shí)感強(qiáng);也可以進(jìn)行大步長(zhǎng)模擬,其模擬的作戰(zhàn)時(shí)間比天文時(shí)間快,受訓(xùn)各方?jīng)]有更多的時(shí)間去研究思考問(wèn)題,而智能做出快速反應(yīng),指揮控制部隊(duì)行動(dòng)。

3)在復(fù)盤(pán)分析方面,系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行推演記錄,重新組織系統(tǒng)回放,再現(xiàn)前一階段、前一問(wèn)題、前一回合的對(duì)抗推演情況,以便受訓(xùn)各方進(jìn)行作戰(zhàn)效果評(píng)估及演習(xí)導(dǎo)演部實(shí)施量化裁決和講評(píng)。

2.2系統(tǒng)主要組成

兵棋演習(xí)系統(tǒng)通常由導(dǎo)調(diào)評(píng)估分系統(tǒng)、仿真/模擬分系統(tǒng)、指揮作業(yè)分系統(tǒng)和支撐服務(wù)分系統(tǒng)四部份組成,如圖1所示,具備演習(xí)準(zhǔn)備、指揮作業(yè)、模型調(diào)度、推演控制、演習(xí)評(píng)估、共用服務(wù)數(shù)、與實(shí)裝互聯(lián)互通等能力。

圖1　兵棋演習(xí)系統(tǒng)的組成圖

2.2.1導(dǎo)調(diào)評(píng)估分系統(tǒng)

導(dǎo)調(diào)評(píng)估分系統(tǒng)主要支持導(dǎo)演人員完成演習(xí)準(zhǔn)備、演習(xí)實(shí)施和演習(xí)講評(píng)工作。

1)演習(xí)準(zhǔn)備階段,輔助導(dǎo)演部人員擬制演習(xí)指導(dǎo)文書(shū),準(zhǔn)備演習(xí)數(shù)據(jù),生成演習(xí)想定。

2)演習(xí)實(shí)施階段,輔助導(dǎo)演及導(dǎo)演部人員掌握演習(xí)情況,發(fā)布演習(xí)情節(jié),實(shí)施演習(xí)調(diào)理,進(jìn)行演習(xí)態(tài)勢(shì)分析和演習(xí)干預(yù)與控制,記錄演習(xí)情況。

3)演習(xí)總結(jié)階段,為導(dǎo)演提供各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),進(jìn)行演習(xí)情況重放,輔助導(dǎo)演進(jìn)行演習(xí)講評(píng)。

2.2.2仿真/模擬分系統(tǒng)

仿真/模擬分系統(tǒng)也稱(chēng)為配訓(xùn)分系統(tǒng),主要根據(jù)訓(xùn)練進(jìn)程完成虛擬兵力的作戰(zhàn)行動(dòng)模擬。包括:

1)兵力機(jī)動(dòng)模擬:模擬各種兵力的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)和戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng),如定速定向、變速變向變高(深)、按計(jì)劃航線(xiàn)機(jī)動(dòng)、跟蹤機(jī)動(dòng)、圓周機(jī)動(dòng)、往返機(jī)動(dòng)、限時(shí)占位機(jī)動(dòng),最快接近等。

2)電子對(duì)抗模擬:模擬對(duì)雷達(dá)的電子偵察、雷達(dá)電子干擾、通信偵察、通信干擾、光電干擾、計(jì)算機(jī)病毒攻擊。

3)預(yù)警探測(cè)模擬:模擬在電子對(duì)抗條件下,觀通站對(duì)海上和低空目標(biāo)探測(cè)、岸上空警雷達(dá)對(duì)空中目標(biāo)探測(cè)、水聲站對(duì)水下目標(biāo)探測(cè)、艦載和機(jī)載雷達(dá)對(duì)海空目標(biāo)探測(cè)。

4)水面艦艇作戰(zhàn)行動(dòng)模擬:模擬水面艦艇對(duì)艦攻擊、對(duì)潛搜索攻擊、對(duì)岸攻擊、巡邏、布雷、掃雷、護(hù)航、電子偵察干擾等行動(dòng)。

5)航空兵作戰(zhàn)行動(dòng)模擬:模擬航空兵對(duì)艦攻擊、對(duì)岸攻擊、對(duì)空攔截、對(duì)潛搜索、電子干擾、偵察預(yù)警、航空布雷等行動(dòng)。

6)潛艇作戰(zhàn)行動(dòng)模擬:模擬潛艇陣地伏擊、布雷、偵察等行動(dòng)。

7)模擬岸防兵力:模擬岸防兵力對(duì)海上目標(biāo)的攻擊、對(duì)空中目標(biāo)抗擊等行動(dòng)。

8)模擬陸戰(zhàn)兵力:模擬陸戰(zhàn)兵力參加登陸戰(zhàn)斗時(shí)的奪取登陸場(chǎng)、襲擊岸上目標(biāo)等行動(dòng)。

2.2.3指揮作業(yè)分系統(tǒng)

指揮作業(yè)分系統(tǒng)主要為受訓(xùn)對(duì)象提供決策輔助、作戰(zhàn)指揮的工作環(huán)境。指揮作業(yè)分系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)前海軍部隊(duì)裝備的指揮信息系統(tǒng),研制實(shí)裝系統(tǒng)的功能與性能保持一致的模擬環(huán)境,或直接使用實(shí)裝環(huán)境,但必須對(duì)實(shí)裝環(huán)境進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)與仿真/模擬分系統(tǒng)的對(duì)接,以將模擬生成的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、情報(bào)等信息提供給指揮作業(yè)分系統(tǒng),將指揮作業(yè)分系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮命令反映到仿真/模擬分系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)仿真模擬環(huán)境下的閉環(huán)演練。

2.2.4支撐服務(wù)分系統(tǒng)

支撐服務(wù)分系統(tǒng)主要提供訓(xùn)練模擬系統(tǒng)中使用的所有模型、數(shù)據(jù)、文檔等資源的統(tǒng)一管理,以及對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的所有文檔、數(shù)據(jù)等統(tǒng)一存儲(chǔ),包括對(duì)訓(xùn)練運(yùn)行所需的各種裝備模型、行動(dòng)模型、環(huán)境模型、評(píng)估模型、裝備性能參數(shù)、環(huán)境數(shù)據(jù),以及訓(xùn)練過(guò)程產(chǎn)生的訓(xùn)練數(shù)據(jù)、評(píng)估數(shù)據(jù)、想定文檔、訓(xùn)練方案、評(píng)估報(bào)告等提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢(xún)、分析、整理等管理。

2.3海軍兵棋演習(xí)實(shí)施流程

兵棋演習(xí)系統(tǒng)一般劃分為三個(gè)階段:演習(xí)準(zhǔn)備階段、演習(xí)實(shí)施階段、演習(xí)總結(jié)階段,具體流程見(jiàn)圖2。

1)演習(xí)準(zhǔn)備階段:重點(diǎn)是導(dǎo)調(diào)準(zhǔn)備,包括建立演習(xí)導(dǎo)演部、編寫(xiě)演習(xí)企圖立案及導(dǎo)調(diào)文書(shū)、擬制演習(xí)實(shí)施計(jì)劃、組織導(dǎo)演部調(diào)理人員培訓(xùn)、按作戰(zhàn)構(gòu)想進(jìn)行預(yù)先推演。

2)演習(xí)實(shí)施階段:又可分為籌劃戰(zhàn)役階段、實(shí)施戰(zhàn)役階段,籌劃戰(zhàn)役階段主要是導(dǎo)調(diào)評(píng)估系統(tǒng)分發(fā)演習(xí)企圖立案和基本想定,紅藍(lán)指揮所擬制作戰(zhàn)方案并上報(bào),導(dǎo)演部批復(fù)作戰(zhàn)方案,并發(fā)布訓(xùn)練態(tài)勢(shì);實(shí)施戰(zhàn)役階段是由導(dǎo)演部發(fā)布訓(xùn)練開(kāi)始命令,仿真/模擬分系統(tǒng)分別向參訓(xùn)指揮作業(yè)分系統(tǒng)分發(fā)訓(xùn)練態(tài)勢(shì),參訓(xùn)人員利用指揮作業(yè)分系統(tǒng)進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控、情況判斷,發(fā)布指揮命令,導(dǎo)調(diào)評(píng)估分系統(tǒng)收集訓(xùn)練數(shù)據(jù),導(dǎo)調(diào)人員根據(jù)導(dǎo)調(diào)計(jì)劃發(fā)布導(dǎo)調(diào)命令及文書(shū),并根據(jù)裁判評(píng)估規(guī)則進(jìn)行訓(xùn)練裁決。

3)演習(xí)總結(jié)階段:對(duì)演習(xí)的過(guò)程進(jìn)行整理、復(fù)盤(pán)、分析,對(duì)參訓(xùn)部隊(duì)能力進(jìn)行評(píng)估,對(duì)演習(xí)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)講評(píng),查找存在問(wèn)題及薄弱環(huán)節(jié)。

圖2　海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)的工作流程

3　兵棋演習(xí)系統(tǒng)未來(lái)研究重點(diǎn)

兵棋演習(xí)系統(tǒng)必須反映客觀實(shí)際,遵從自然規(guī)律、作戰(zhàn)規(guī)律和科學(xué)原理,如燃油消耗、物資補(bǔ)給、電子干擾、環(huán)境影響等,這些是兵棋演習(xí)系統(tǒng)中的客觀規(guī)律。但在作戰(zhàn)過(guò)程中,“人”是戰(zhàn)爭(zhēng)的主要因素,兵棋必須能反映出各方不同“人”的主觀因素特點(diǎn),包括:1)各方部隊(duì)作戰(zhàn)規(guī)則不同;2)各方部隊(duì)指揮關(guān)系、指揮內(nèi)容和指揮流程不同;3)各方部隊(duì)武器裝備、編制編成等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不同;4)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)各方作戰(zhàn)部隊(duì)的影響不同。

因此,兵棋演習(xí)系統(tǒng)在未來(lái)設(shè)計(jì)與發(fā)展過(guò)程中,需要重點(diǎn)開(kāi)展以下工作:

1)全面化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)收集、整理和校驗(yàn),不僅包括部隊(duì)的編制編成、武器裝備性能數(shù)據(jù),更重要的是大量戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)踐數(shù)據(jù);

2)特色化的兵棋規(guī)則建立,特色化規(guī)則主要通過(guò)作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)則和特有數(shù)據(jù)加以實(shí)現(xiàn);

3)根據(jù)信息化的作戰(zhàn)行動(dòng)特點(diǎn),要反映陸、海、空、天、電等多維空間中的信息化作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程,包括網(wǎng)絡(luò)、心理、社會(huì)等新戰(zhàn)爭(zhēng)空間的行動(dòng);

4)精確化的指揮方式反映,要建立多層次的指揮關(guān)系模型;

5)體系化作戰(zhàn)的效果評(píng)估,信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的打擊效果不能局限對(duì)孤立點(diǎn)的評(píng)估上,而是研究目標(biāo)毀傷后體系的坍塌和級(jí)聯(lián)失效的整體效應(yīng);

6)靈活的對(duì)抗演習(xí)模式,演習(xí)系統(tǒng)應(yīng)能提供“開(kāi)放”與“封閉”兩種應(yīng)用模式,“單方自主推演”與“多方對(duì)抗推演”兩種對(duì)抗形式,“大廳式”和“分布式”兩種系統(tǒng)部署方式,“帶指揮平臺(tái)”與“不帶指揮平臺(tái)”兩種互聯(lián)方式,為對(duì)抗演習(xí)提供多樣化、可靈活組合系統(tǒng)構(gòu)建方式。

以上研究重點(diǎn)可歸結(jié)如下關(guān)鍵技術(shù)。

1)體系對(duì)抗條件下作戰(zhàn)規(guī)則建模方法

作戰(zhàn)規(guī)則需采用規(guī)范化形式描述,采用基于準(zhǔn)則、觸發(fā)條件、響應(yīng)(ETA)的戰(zhàn)術(shù)規(guī)則描述方法,建立通用戰(zhàn)術(shù)規(guī)則模型。在此基礎(chǔ)上,分別從編隊(duì)層、方面作戰(zhàn)層、單平臺(tái)層研究作戰(zhàn)規(guī)則集的設(shè)計(jì),并建立一套戰(zhàn)術(shù)規(guī)則編輯工具,戰(zhàn)術(shù)規(guī)則編輯工具如圖3所示。

圖3　戰(zhàn)術(shù)規(guī)則編輯工具示意圖

2)海戰(zhàn)指揮關(guān)系建模

針對(duì)海戰(zhàn)特點(diǎn),抽象出三元素“群指揮、任務(wù)指揮、平臺(tái)指揮”的指揮實(shí)體,以及五種指揮關(guān)系,即:群指揮所對(duì)下級(jí)群指揮所、群指揮所對(duì)任務(wù)指揮所、群指揮所對(duì)平臺(tái)指揮所、任務(wù)指揮所對(duì)平臺(tái)指揮所、平臺(tái)自主指控的指控關(guān)系,采用分層遞歸的建模方法,建立了通用海戰(zhàn)指揮控制模型,解決體系對(duì)抗仿真推演中復(fù)雜指揮關(guān)系仿真問(wèn)題,提高海戰(zhàn)指揮關(guān)系建模的靈活性和普適性,作戰(zhàn)指揮關(guān)系描述過(guò)程如圖4所示。

圖4　海戰(zhàn)指揮關(guān)系建模方法描述

3)體系對(duì)抗條件下作戰(zhàn)仿真框架

參照美軍以網(wǎng)絡(luò)為中心的作戰(zhàn)計(jì)劃描述方法,提出一套包含軍事規(guī)則層、作戰(zhàn)組織層、行動(dòng)過(guò)程層、信息路由層、作戰(zhàn)資源層的五層體系對(duì)抗條件下作戰(zhàn)仿真描述框架,如圖5所示,并采用模板化建模方法,通過(guò)數(shù)百個(gè)模板描述艦艇、飛機(jī)、港口等平臺(tái)及其搭載的傳感器、通信、導(dǎo)航、武器系統(tǒng)等裝備性能,以及兵力指揮關(guān)系、任務(wù)計(jì)劃、戰(zhàn)術(shù)規(guī)則等作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程及指揮決策行為,從而將整個(gè)體系對(duì)抗條件下的海戰(zhàn)裝備體系與作戰(zhàn)要素有機(jī)關(guān)聯(lián),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)海軍兵棋演習(xí)中的全過(guò)程、全要素的仿真。

圖5　體系對(duì)抗條件下作戰(zhàn)仿真框架

4　結(jié)束語(yǔ)

本文在分析國(guó)內(nèi)外兵棋推演系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,提出了海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架,詳細(xì)闡述了系統(tǒng)組成、功能、使用流程等內(nèi)容,并結(jié)合兵棋推演的核心內(nèi)容,提出海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)未來(lái)研究重點(diǎn)內(nèi)容。本文對(duì)海軍兵棋演習(xí)系統(tǒng)的介紹可為海軍未來(lái)兵棋推演系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制、技術(shù)研究等提供借鑒。

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Research of Navy War Game Exercise System

YANG Guang， HU Xi-shang

(Jiangsu Automation Research Institute, Lianyungang 222061, China)

War game system is importantly simulation method in the future training domain. The paper begins to research the actuality and development direction of war game in domestic and foreign, brings out the designed method of navy war game system. It combines the main study content, gives the resolvent of key techniques of tactical rule’s modeling and command relation’s modeling. It provides the technique support for the system’s design, research and development of our navy future war game.

war game; exercise; simulation training; combat simulation

1673-3819(2016)04-0096-06

2016-02-01

2016-03-01

楊光(1983-), 男,河北保定人,工程師, 研究方向?yàn)槟M訓(xùn)練、潛艇指控、指揮自動(dòng)化。

胡習(xí)霜(1965-)，男，高級(jí)工程師。

E919

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2016.04.020