基于因果分析的作战计划评估技术

胡习霜

（江苏自动化研究所，江苏连云港222061）

基于因果分析的作战计划评估技术

胡习霜

（江苏自动化研究所，江苏连云港222061）

以信息系统五层评估框架为基础，提出了一种以作战效能为“果”、以系统效能为“因”的作战计划评估思想，给出了一种主从分析链系统效能指标构建方法，设计了一套多视图的作战计划辅助分析工具。应用表明，该方法可以有效发现作战计划中存在的问题，提高作战计划的可行性。

作战计划，评估方法，评估指标，辅助分析

0 引言

作战计划评估的主要目的是对作战计划的可行性进行分析，找出作战计划中的问题，为作战决策提供辅助支持。为此，对作战计划的评估需要回答3个层次的问题:①该作战计划是否能够完成作战任务？②为了完成该任务，敌我双方的兵力交换比如何？我方的资源消耗如何？③为什么敌我兵力交换比这么高（或这么低）？为什么这么多的资源被消耗了？该计划是否有改进的空间？

由于现代战争是交战双方作战体系之间的对抗，作战的方式常常是多军种联合、诸兵种协同行动［2，4］，这些使得现代化的战场空前复杂。面对战争复杂系统，作战计划评估要回答以上3个层次中任何一个问题都具有很大的挑战性，尤其是对于第3个层次的问题分析更具挑战性，因为这试图要说清楚兵力层次的作战运用对作战结果的作用关系。因此，作战计划的评估一直是军事决策领域关注的热点和难点问题。

对于体系对抗条件下的作战计划评估，由于作战的复杂性，很难用一个定量值来判断作战计划的好坏，目前常用的是通过仿真动态地推演作战计划，利用仿真过程数据对作战计划进行分析。

利用仿真过程数据进行作战计划的全自动评估是非常困难的，本文提出了一种基于作战效能和系统效能的“因果分析”半自动评估方法。该方法通过系统效能指标自动计算，全过程的事件、状态自动展示，以及它们在时间、空间上与作战效能指标的自动关联，为评估分析提供所需的量化数据，结合人工判断，可以快速定位作战计划中存在的问题。该方法的核心是原因类指标构建技术和辅助分析技术。

1 作战计划评估基本思想

作战计划是对作战体系中的人力、物力、武器装备在时间与空间上的管理和优化控制，使其具有不同的作战能力［3］，发挥最大的作战效能，因此，对作战计划的评估可以转化为对作战体系的评估。作战体系是一种特殊的信息系统，根据John M Greend等人的研究，信息系统的评估指标可以分为5类:系统参数、系统性能指标、系统效能指标、作战效能指标、政策效能指标［6-7］。其中，系统效能指标是系统在作战环境中完成其功能程度的定量化描述，作战效能指标是系统在作战环境中完成任务的程度，两类指标从不同的层面体现了作战计划对作战体系的作用效果，可以用于评估作战计划。

据此，提出了一种基于“因果分析”的作战计划评估方法。该方法将作战计划评估指标分为两个层次:作战效能层和系统效能层。作战效能层指标，用交战时间、目标毁伤数、己方伤亡数、资源消耗量等表示。系统效能层指标，用信息获取与处理能力、机动能力、火力打击能力、全维防护能力、电子对抗能力、综合保障能力等表示。由于作战效能依赖于系统效能层，因此，系统效能指标是属于原因类指标，而作战效能指标属于结果类指标。

基于“因果分析”的作战计划评估思想如图1所示。

图1 基于“因果分析”的作战计划评估思想

2 作战计划评估原因类指标构建方法

体系作战是一个动态演化的过程［1］，一个环节中很小的作战指挥错误会通过体系的演化放大了对作战结果的影响，因此，当需要利用系统效能指标来分析作战计划影响效果时，不能直接用信息获取与处理能力、机动能力等最终的统计指标来判断，需要把这些效能指标进行分解，并增加相关的状态量、事件量等信息才能反映出作战指挥决策具体的影响效果。由于体系作战涉及面非常多，如何分解效能指标是非常困难的［5］。

虽然体系作战涉及面非常多，但作战计划分析评估的过程应该按作战过程进行，分析的视角可以分威胁目标、己方兵力两类。根据这些特点，提出了以作战过程为主，以威胁目标和己方兵力为辅的主从分析链效能指标构建和状态量、事件分析方法。一种典型的对空防御计划分析过程如图2所示。针对不同的作战任务，对应有不同的作战过程链，例如岛屿封锁作战任务与对空防御任务的作战过程是不一样的。

图2 一种典型的对空防御计划分析过程示意图

从图2可以看出，对应于主分析链，对空防御作战计划评估的效能评估指标涉及探测、跟踪、指挥控制、武器交战、毁伤评估等作战环节。对应于威胁目标子分析链，每一个作战环节的评估指标主要包括时间类、精度类和数量类等。对应于己方兵力子分析链，每一个作战环节的评估指标主要包括负载容量类、未分配的数量类等。

通过这3个分析链，既可以从每一个威胁目标的视角，也可以从每一己方兵力的视角了解它们在整个作战过程中所发生的细节，保证获取过程信息的全面性，也保证了因果追溯分析的可行性。

针对主要的海上作战任务，设计了包括探测跟踪、指挥控制、通信、武器交战等9类，共计121项的通用系统效能分析统计指标，具体见下页表1，能够有效支持基于因果分析的作战计划评估。

3 作战计划辅助分析技术

对作战计划进行评估，基础是数据，但仅有数据还不行，迫切需要提供一种在时间、空间上与作战结果具有较强关联的展示和交互手段。本文采用作战效能指标统计图表、基于“威胁目标/己方兵力”主从分析链的状态量、事件分析视图等多种方式，从多个角度进行评估分析展示，辅助评估人员进行原因分析。

表1 作战计划评估部分原因类指标

3.1 作战效能指标统计图表

作战效能指标统计图以柱状图、饼图、折线图、雷达图等形式显示，作战效能指标统计表可以分类详细显示与作战结果相关的信息，如图3所示。可以让指挥员从总体上了解作战的结果，包括交战时间、目标毁伤数、己方伤亡数、资源消耗量等。该图可以以时间、敌我属性、平台类型等进行过滤。

图3 作战效能指标统计图表

3.2 事件分析图表

主要包括交互事件分析图、交互事件统计表、二维态势图、三维态势图。

其中，交互事件分析图如图4所示，该图以时间、威胁目标、己方兵力为3个坐标，用不同的颜色和图形展示作战过程中己方兵力内部、威胁目标内部、己方兵力与威胁目标之间的作战交互事件，例如己方兵力之间的指挥命令、态势传递，己方兵力对威胁目标的探测、打击事件等。交互事件统计表如图5所示，可以展现事件的详细信息。通过这两类图表，评估人员可以以时间为主线，清晰地了解作战过程中己方兵力和威胁目标发生的全部事件。

图4 交互事件分析图

图5 交互事件统计表

二维态势图和三维态势图用以展示所关心时刻的兵力部署、运动状态和轨迹，以及传感器探测范围、武器威力范围、武器导引扇面、雷达通信干扰效果、通信组网效果等信息。二维态势图和三维态势图可以与交互事件分析图联动显示。

以上图表可以以事件、威胁目标、己方兵力、作战时间等为过滤条件，有重点地展现所关心的内容，例如一个威胁目标被探测、跟踪、打击的全过程，己方兵力在作战过程中发生的全部事件、负载情况等。

3.3 状态量分析表

状态量分析表如图6所示，主要是显示不同时刻所关心兵力的状态信息，例如其搭载的设备（传感器、武器、电子战装备）及其工作参数、工作状态等。

图6 兵力状态信息分析表

3.4 系统效能指标评估结果显示图表

系统效能指标评估结果显示图如图7所示。当评估人员发现作战效能指标、统计指标，或者相关的事件、状态量有异常，可以调用关联时刻或时间段内的系统效能评估指标，包括探测跟踪、指挥控制、通信、武器交战等各环节的指标。

图7 系统效能指标评估结果显示图

4 结论

本文提出了一种基于“因果分析”的作战计划评估思想，并提出了一种以作战过程为主、以威胁目标和己方兵力为辅的主从分析链系统效能指标构建方法，设计了一套多视图的作战计划辅助分析工具，研究成果已应用于某作战计划推演评估系统中，可以通过作战结果指标判断作战计划是否能够完成作战任务，以及敌我双方的兵力交换比、我方的资源消耗等信息，也可以有效地分析出作战计划中存在的问题，为作战计划的评估提出了一种定性与定量相结合的分析方法。

［1］张斌.新型体系的能力分析基础方法研究［M］.北京:国防大学出版社，2015.

［2］蔡承学，魏佳宁.兰德战略评估系统方法与推演设计建模［M］.北京:航空工业出版社，2015.

［3］刘忠，张维明.作战计划系统技术［M］.北京.国防工业出版社，2007.

［4］胡晓峰，杨镜宇.战争复杂系统仿真分析与实验［M］.北京:国防大学出版社，2008.

［5］王精业.系统论与作战复杂性［M］.济南:黄河出版社，2008.

［6］童志鹏.综合电子信息系统［M］.北京:国防工业出版社，2008.

［7］JOHN M G，BONNIE W J.Towards a theory of measures-of-effectivesness［EB/OL］.http://www.dodccrp.org/ Activities/Symposial/2002CCRTS/.

Operational Plan Evaluation Technology Based on Cause-and-effect Analysis

HU Xi-shuang
（Jiangsu Automation Research Institute，Lianyungang 222061，China）

Based on the five layers assessment framework of information system，an evaluating idea for operational plan is proposed，which puts Metric of Force Effect（MOFE）as effect while metric of effect（MOE）as cause.A master-slave analysis chain method for the building of metric of effect（MOE）is given.A set of multi-views tool for operational plan assistant analysis is designed.Application shows that this method can effectively find the problems existing in the operational plan and improve the feasibility of the operational plan.

operational plan，evaluation methods，metric，assistant analysis

TP391

A

1002-0640（2017）04-0118-04

2016-03-05

2016-04-28

胡习霜（1965-），男，安徽无为人，高级工程师。研究方向：指挥自动化与系统仿真。