基于虚实结合的陆军数字化装备体系试验装备体系构成研究

谷国贤++龙东魁

摘要： 针对日益凸显的陆军数字化装备体系试验研究需求，基于虚实结合的体系试验已成为武器装备试验鉴定的一种新模式。文章通过对基于虚实结合的陆军数字化装备体系试验装备体系分析过程的阐述，给出了试验装备体系构成原则，分析了试验装备分类需求，最后通过构建费效比模型对体系构成方案进行了优化。

Abstract： In view of the increasingly test research needs of prominent army digital equipment system， system testing based on the virtual-real synthesis has become a new model for the test and evaluation of weapon equipment. Through describing the analysis process of test equipment system of army digital equipment system based on the virtual-real synthesis， this paper gives the principle of test equipment system， analyzes the classification requirements of test equipment and optimizes the system constitution scheme by constructing the cost efficiency ratio model.

关键词： 虚实结合；体系试验；装备体系构成

Key words： virtual-real synthesis；system test；equipment system

中图分类号：E91 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0177-03

0 引言

开展基于虚实结合的数字化装备体系试验，是指通过对数字化装备体系试验任务的分析，在非主要部位或非关键环节用模拟器代替实装，用模拟器或数字仿真系统进行作战指挥信息的收发与处理，既尽可能地减少试验所需的实装数量，解决了大量实装难以集结的困难，又降低了试验成本，缩短了试验周期。它从根本上改变了以往完全依赖实装试验鉴定的方式，并提高了仿真试验的可信度，是武器装备试验鉴定模式的创新发展。而试验装备体系中虚实要素如何确定便成为了亟需解决的问题。在本文中，试验装备体系特指被试装备所构成的体系，其中被试装备可能是实装，也可能由模拟器和数字仿真系统所代替。

1 试验装备体系分析过程

分析满足开展基于虚实结合的数字化体系试验的装备体系首先就是要明确其分析过程（如图1所示）。

①通过分析数字化装备体系在作战中所担负的主要任务和显著特点，可得知数字化装备体系具有战场侦察与态势感知、目标定位与火力引导、地域控制与地面突击等使命任务。

②根据不同使命任务，确定体系试验任务，而后采用事件树分析方法按照时序逻辑分解试验任务，以初始事件为起点，按照事件的发展顺序进行分析，每一事件可能的后续事件只能取完全对立的两种状态（成功或失败）的原则，逐步向结果方面发展，直到完成任务为止。因此，体系试验任务分解可以根据数字化装备体系作战过程中各作战阶段的划分情况，分解生成各作战阶段、作战子阶段的试验任务或活动。

③为完成相应的试验活动，需分析得出数字化装备体系所具备的能力，诸如：战场感知U1、指控通信U2、火力打击U3、远程机动U4、战术机动U5、野战防护U6、综合保障U7等。这些能力是数字化装备体系为完成作战任务所具有的潜能，即可用分析得出的能力对应找出相应装备并依据作战编成构成装备体系；再结合体系试验实际情况和虚实结合的构成原理确定装备体系中虚实要素的合理配置。

2 试验装备体系构成原则

2.1 规模适当，要素齐全 在构建试验装备体系的过程中，首先应根据数字化装备体系所担负的使命任务，在不影响考核数字化装备体系作战适用性和作战效能的基础上，确定满足试验需求的最小参试规模；其次应尽量体现数字化装备体系的所有要素，使得在试验中能够按照实际装备的作战运用，保证指挥信息的及时收发与情况处置。同时，数字化装备体系试验装备体系不是针对某一项试验任务而构建的，而是在分析具体试验任务重要度后，根据分要素试验和整体试验的具体实施科目进行综合考虑构建的，应能够根据不同试验科目灵活搭配试验装备。

2.2 虚实结合，比例合理 基于虚实结合的数字化装备体系试验是通过虚拟现实技术，根据装备体系作战编成将实装、模拟器与数字仿真系统相结合构建试验装备体系进行试验的模式，这将是未来我军装备体系试验重点采用的一种有效手段。但是，也存在着哪些使用实际装备，哪些装备要素使用模拟器，以及哪些使用数字仿真系统等问题，这些都是需要在构建试验装备体系过程中必须解决的。通常情况下，依照数字化装备作战运用原则，在能够体现装备作战运用实际效果的前提下，尽可能少地使用实装，非重点考核装备和非关键部位装备要素可以使用模拟器和数字仿真系统来代替，并且根据模拟器和数字仿真系统功能特点区别，合理地设置三者之间的比例关系，保证既能最大化地减少实装的数量，又能表现出实际装备的作战运用方式，而且能够保证重要指标的测试效果，从而形成一个结构合理、功能配套的试验装备体系，满足进行数字化装备体系试验的需求。

2.3 信息畅通，纵横贯通 数字化装备体系作战试验主要目的就是为了考核装备体系整体作战效能和适用性，是基于信息系统的作战运用，那么开展基于虚实结合的数字化装备体系试验就必须要保证纵向的上级对下级指挥信息以及下级对上级反馈信息的畅通，同时按照作战运用原则，也要保证横向的同级之间协同信息的畅通。数字化装备体系之所以更加能够体现出装备体系的整体性，就是在于具有了较为先进的一体化指挥信息系统，它能够作为一个纽带把各个装备节点联络起来，从而成为单元整体作战能力的“倍增器”。因此，在进行基于虚实结合的数字化装备体系试验装备体系构建过程中，必须要实现实装与虚装之间信息流的高度流畅，这是开展试验的关键环节。

3 试验装备体系构成需求分析

3.1 实装数量需求分析

将数字化装备体系试验具体任务按照事件树的方法区分t个阶段，分别为T1，T2，……Tt；试验任务经过分解后具有n个具体任务分别表示为R1，R2，……Rn。通过“任务—能力—装备”的映射可得知，为完成试验任务需要m种类型的装备，装备类型可表示为W1，W2，……Wm。试验所需装备可表示为：Xi=Xi1Xi2…Xim（1）

Ri（t）为在某一试验任务阶段Tk内需完成的任务，Xij（j=1，2，3……，m）是为完成Ri项任务所需第j种类型装备的需求数量。在分析不同种类的装备后可确定完成试验任务的装备体系需求实际装备最小数量即为S：

3.2 实装最小数量确定原则

①m种类型的装备在同一时段内不能重复使用，但在不同时段内，部分装备可以重复使用；②在一定的时段内，部分试验科目之间存在一定的顺序关系，如科目1必需在科目2之前进行；③某些试验科目如两个或多个试验科目在同一时段内发生时，对某一种或某几种类型装备的需求量会在原有需求量的基础上增加或减少；④在同一时段内，一个试验科目可以采用一定数量的几种不同类型的装备来完成，一定数量的装备也可以完成几个试验科目，但同一试验科目对装备的需求不能分割。

3.3 实装最小数量的确定 运用3.1节的任务分析方法将数字化装备体系试验任务区分t个不同阶段，即T1，T2，……，Tt针对每个阶段运用3.2节中①-④的确定原则，分别对每个阶段所进行试验科目综合分析可得出Gk={Ri（t）=Tk}即在k阶段的任务综合后对其所包含的xij进行有限步合成，可得出在Tk阶段Gk试验任务中的实际装备最小数量需求Skj；最后求出完成体系试验任务的最小实装需求：3.4 虚拟装备功能需求分析 按照数字化装备体系实际运用情况和3.3节实装最小数量确定方法，在实施基于虚实结合的数字化装备体系试验中，除主要考核的实际装备和关键节点的装备外，其他要素均可由模拟器和计算机仿真系统来代替。开展基于虚实结合的数字化装备体系试验就是要讲虚拟装备融入到实际装备中，在一体化信息系统支撑下进行，因此构建虚实结合的装备体系首先就是要构建虚实融合的战术互联网，这就要求虚拟装备（模拟器、数字仿真系统）需具备与实装互通的功能或可以桥接中继接力节点来达到效果。另外，数字仿真系统还需要具备试验环境生成功能、火力打击功能、机动功能等。

4 基于费效比的试验装备体系构成优化方法

在分析实装、模拟器和计算机仿真兵力的功能需求后可构设不同的虚实要素配置方案，但基于虚实结合的数字化装备体系试验装备体系构成需要综合考虑多方面因素，不仅要考虑最终考核的作战效能，而且还要考虑试验资源的限制因素等，本文通过对费效比的分析进行优化配置。所谓效费比分析即是根据不同方案最终效能和试验所消耗费用的综合分析优选比较的过程。

①因基于虚实结合的数字化装备体系试验费用包括内容相对较多，为简化可仅考虑对实装、模拟器和计算机仿真兵力三个要素的使用费用。

式中：Cdi为第i种装备使用费用，Ndi为每种装备的数量；d=1，2，3（分别代表实装、模拟器、计算机仿真系统，其中N1？叟S）；Ci为试验装备体系装备使用总费用。

②在分析数字化装备体系使命任务时得出其所具备的7大能力，根据不同的试验任务可将这7大能力进行细化分解为具体的指标体系，运用指数法确定数字化装备体系作战效能评估模型。

式中：§（0<§？燮1）为可信度修正系数，γ，β，α，σ，ν，μ，λ为权重系数。

③为确保体系试验在资源可控条件下达到最大效能，即确保达到最优费效比，根据以上确定的使用费用和作战效能评估模型可得出综合费效模型。

5 结论

本文仅是基于虚实结合的数字装备体系试验装备体系构成进行初步的探讨，针对体系试验过程中虚实要素比例具体实际计算，还需要考虑很多方面的因素，例如装备体系具体试验任务如何确定、装备在实战环境下使用费用的估算、作战效能评估如何精准量化等等，下一步将继续深入进行研究。

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