作战方案的计算机描述可行性研究

2018-11-21尹岳昆史春民

物联网技术 2018年11期

尹岳昆，周杰，史春民

（1.海军潜艇学院，山东青岛 266041；2.海军92882部队，山东青岛 266000）

0 引言

指挥控制（Command and Control，C2）是军队作战最重要的活动之一。为了完成军队的作战使命，指挥员在计划、调整、协调以及控制军队及其作战行动的过程中需要部署安排各种人员、设备、通信、设施、过程等，并由此实现其指挥控制功能[1]。在作战过程中，各种指挥控制信息如指挥员的意图、命令、指示等，需要在各下属单位之间快速交流和沟通，以满足快节奏作战行动的需要，指挥控制也因此成为技术革新的关键目标。

1 作战方案形式化描述的必要性

1.1 指控系统发展的需求

进入21世纪以来，各国军队出现了不少数字化、自动化指挥控制系统（如一般意义上的C4ISR系统以及具有多种功能的作战分析支持系统），由此导致以往局限于人与人之间交流、以自由文本形式出现的指控信息需要进行数字化、标准化，从而提供给各类指控系统进行分析和处理。换言之，越来越多的指控信息将不仅仅是在人-机之间交流，更多地变为自动化系统间无人参与的信息传输。

1.2 作战仿真发展的需求

对指挥控制信息进行数字化、标准化的另一个需求源于作战仿真。作战仿真在辅助决策支持、作战计划开发方面已经显示出其无可替代的重要性[2]。在指控领域，尽管最终仍然需要人做出决策，但已经出现了越来越多的自动或半自动的决策支持系统。这些决策支持系统无一例外均使用仿真技术来预测、评估未来行动的结果[3]。目前，在这些决策支持系统中进行仿真时，需要大量的准备时间将想定、方案编码成各系统特定的输入格式，以及使用大量资源来分析理解态势并对方案进行处理。这种不足同样是由于指控信息没有标准化、数字化的统一形式。因此，在指挥控制与作战仿真之间存在一个迫切需要填补的“空白”——将传统的指控信息转换成仿真系统所能理解的数字信息以及从仿真系统中获得可操作性的结论。

2 通用描述语言的基本特征

基于以上需求，迫切需要面向作战仿真的要求提出一种适合描述战方案的形式化语言（Operation Plan Def i nition Language，OPDL），即通用的、形式化的适合描述作战方案的语言[4]。这种语言不是自然语言的简单变种，而是数字化、无歧义的。用它所描述的作战计划、方案不提供给指挥员阅读理解用，而是作为作战仿真系统的输入。另一方面，这种语言不应该限制指挥员意图的充分表达，即语言需要具有强大的表达能力[5-6]。

这种语言的主要用途是将自然语言描述的作战方案、想定表示成无歧义的、数字化、规范化的方案、想定。后者可以整理并添加到公共的想定方案库中。每个作战仿真系统都可以在保持核心方案内容不变的前提下对这些方案进行个性化定制（增加每个仿真系统所需要的特定额外信息），只要仿真系统支持OPDL语言，定制后的想定方案就可以直接作为仿真系统的输入进行仿真，其用途如图1所示。

图1 通用作战方案描述语言的用途

研究通用的、形式化的作战方案描述语言的目的是在指挥和技术之间搭建“桥梁”[7]，填补作战仿真与指挥控制之间的“空白”。 OPDL作为一种开放的、规范化的语言满足了大多数作战仿真推演系统的需要。使用通用的作战方案描述语言可以极大减少作战仿真所需要的前期工作，同时也有助于想定方案的重用以及仿真推演系统之间的互操作性。此外，尽管OPDL被作为一种仿真输入语言而提出，但它同样可以作为各种可视化方案辅助生成工具的输出语言。

3 作战方案基本架构分析

若要设计一种面向作战仿真的作战方案形式化描述语言，必须对作战方案的结构和内容进行深入的研究和把握，下文将从作战方案描述中经常涉及的几个概念入手，对作战方案展开分析。

3.1 相关概念

本文中多次提到“作战方案”“作战想定”“仿真想定”等名词，它们在内容、范畴和格式等方面存在诸多异同：

作战想定：按照训练课题对作战双方的企图、态势以及作战发展情况的设想和假定。

作战方案：亦称作战预案，是关于作战行动实施办法的设想，是作战计划的雏形。一个作战行动可有一个或数个作战方案。

从以上定义可以看出，“作战想定”是作战方案制定的依据，它除了构建起战场态势和环境外，还对敌我双方兵力的交互规则做出了规定，“作战方案”更偏向于指导实际作战行动，是指挥员决心的具体体现。它是指挥员根据想定情况（战时的实际情况）分析得出的对策，不同的指挥员对于同一个作战想定可能会做出不同的作战方案。

作战方案和作战想定都可以翻译为“Military Scenario”，美军将“Military Scenario” 的概念定义为当前态势与下一步行动计划的综合，并认为“Military Scenario”应该涵盖战术图、控制措施，地形、天气以及作战单元的协同关系、从属关系和组织关系等。除此之外，还应该包括任务计划目标、态势以及其他与任务计划执行相关的数据信息。

仿真想定（Simulation Scenario）：针对军事应用系统而言，是对军事应用系统在未来作战中的应用背景、应用模式、应用过程规范的描述，是设计仿真对象与仿真剧情，开发仿真系统的基本依据。一般来讲，仿真想定包括与相关地理环境或作战能力数据库的链接信息，作战实体、作战单元以及它们的属性（组成、部署情况等），控制措施和战术图数据等。

仿真想定区别于我军在军事应用上的军用文书（包括作战想定和作战方案在内的具有规范格式的各种文电、图表的统称）。主要有以下区别：

（1）应用对象不同。军用文书所面向的对象是参加作战和训练的部队，而仿真想定面向的对象是军事应用系统的仿真技术人员。

（2）产生的目的不同。军用文书的目的是指导和指挥部队的训练和作战行动，而仿真想定的目的是提供给仿真技术人员，对军事应用系统进行效能仿真，描述系统在未来作战中可能应用的作战背景、应用模式、应用过程，为构建仿真剧情、开发仿真系统提供依据。

（3）描述的内容不同。军用文书主要描述的是作战双方的企图、态势、作战发展情况，部队的任务等；仿真想定描述的是军事应用系统的效能指标、系统的指挥关系结构、作战力量、作战过程等。因此，仿真想定和军用文书在本质上存在区别，不能混淆，但仿真想定开发借鉴了军用文书相关内容。

综合以上概念和本文研究目的可以发现，论文的研究过程就是从“人与人”交流的自然语言向计算机可以理解的形式化语言过渡的过程，从某种意义上讲，也可以理解为从传统的军用文书向仿真想定过渡的过程。要实现这个过渡就必须对现行作战方案在内容和结构上做深入探讨。

3.2 作战方案基本结构

以潜艇作战方案为例进行分析可以发现：虽然潜艇在完成不同的作战任务时，具体的作战行动不尽相同，但其在总体的结构框架和内容上却有着很大的相似性。基本都包括对作战任务的理解、情况的分析判断和由此得出的结论、战斗决心、战斗行动方案、组织指挥和通信规定、请求上级协调解决的问题和建议、完成战斗准备时限和预先展开时机等内容。基本涵盖了作战方案的模型框架，所提供的均为作战方案中的关键信息，缺一不可。

3.3 “7W”概念模型

由于本文对作战方案的描述面向作战仿真，因此在具体的方案描述过程中，需要对作战方案进行更加详细、严谨的分析，仅有以上内容板块的分析远远不够，还需要对描述的内容做进一步细化和更加准确的划分。在这个分析过程中可以借鉴新闻媒体等领域存在“5W”的概念，并加以扩展，用以更加准确地概括分析潜艇作战方案，称为“7W”概念模型。模型结构如图2所示。

图2 “7W”概念模型描述的作战方案示意图

从上图中可以看出，七个“W”并不是分割开来、孤立的几项内容，而是互相引用、互为前提，构成了一个有机整体。该模型以我艇完成上级所赋予的作战任务这一过程为中心，从整体上概括了各要素之间的关系。因此，“7W”并非原来“5W”简单意义上数量的扩展，而是根据作战仿真需求针对作战方案在内容上进行了新的定义：

“Who”——包含了广义的作战实体，不仅涉及己方作战单元，也包括敌方作战单元，如我军作战平台（单元）、想定对手的作战平台（单元）、可能介入方的作战平台（单元）等都是需要描述的作战实体。

“Why”——主要指上级总的作战意图以及根据此意图提出的整体作战使命，同时还应该包括方案中要求上级解决的问题和建议，提出问题和建议的理由。

“What”——在上级总的作战意图和整体作战使命下，所赋予作战单元的作战任务，指的是潜艇具体要做什么事情。

“When”——在我军的作战方案中更多是指要完成某一作战行动的时间节点或截止点。

“Where”——除了要描述我作战平台（单元）的作战阵地外，还要描述作战平台（单元）的行进（航渡）区域，即对作战平台（单元）的展开和撤收航线也要做具体描述（主要是对某一段的速度、航行状态的描述）。

“Which”——优先级。火力优先级表示火力应优先投入到何种目标，是对我方造成威胁的目标还是对作战全局意义重大的目标，或是对我方造成威胁的多个目标中选取哪个目标进行攻击。行动优先级表示针对同一情况，可能有多个行动计划，我方应采取何种计划来保证任务的完成。

“hoW”——作战单元针对被赋予的作战任务所采取的行动，以及针对完成任务过程中可能出现的突发事件、情况根据所制定的行动预案采取的战术行动。

其中“hoW”是潜艇作战方案中的动态部分，与MSDL[8]（Military Scenario Def i nition Language，MSDL）定义的行动路线（Course of Action， COA）部分相似，它是作战方案的核心内容，集中体现了方案制定人员的作战思想和作战原则。评价一个作战方案的优劣，主要是从其行动方案的角度来考虑。由于这部分内容所涉及的是兵力间交互的问题，因此也是作战方案推演中的核心问题。

“7W”概念模型基本涵盖了作战方案中的所有信息，根据该模型进行分析可以使我们更深入地了解作战方案。同时，“7W”概念模型还囊括了其中各元素之间的关系，为我们在下文的形式化描述中建立合理的语法结构奠定了理论基础。

3.4 作战方案的优化

上文通过对作战方案的分析，得出了其在内容和格式上存在的共同点，并总结了作战方案描述过程中应该涉及的几个关键方面。随着信息化条件下战争形态的改变，新的形势必然会对作战方案的制定提出新的要求，原有的作战方案已在某些方面与我军的作战需求尤其是作战仿真需求不适应，为改善这种情况，使作战方案以一种更加灵活、便捷、准确的方式提供给指挥员，同时也为了方便对作战方案的形式化描述，笔者认为应对其做出优化。

3.4.1 作战方案格式的模板化

长期以来我军的方案制定缺乏专门的标准、规定作为指导，整个方案的制定过程很大程度上依靠制定人员的经验。通过院校调研发现，其毕业班次学员的作战方案设计在格式上基本参照往届学员的设计模板。在部队调研过程中也发现，方案制定过程多是将之前的方案模板作为一种不成文的规定，按照其格式、内容编写。通过上述方式制定的方案虽然在总体结构上相似，但具体内容却五花八门，给指挥员的理解造成不便。近年来我军流行使用一种基于模板的方案生成方法，方案制定人员只需根据战场态势和作战企图做出分析，并在相应部分采用“填空”的方式便可快速生成作战方案。由此可见，“模板”的方法在作战方案制定方面有一定生命力，值得推广。

然而，现有的作战方案模板还不够规范，其在内容上还有可能存在某些信息缺漏或是信息过于繁琐的问题，因此并没有作为一种标准确定下来。为解决该问题，可以集中作战指挥领域的多个专家，广泛征求作战部队的意见和建议，在全面考虑部队作战需求的基础上制定一个通用的作战方案模板，并将其作为各种作战方案制定时必须遵循的规范。这种方法有利于作战方案的快速生成，减轻方案制定人员的工作量。内容详尽、规范的作战方案有助于指挥员理解上级意图和指挥战斗。同时，模板化作战方案满足了作战仿真的需求，便于仿真人员对其进行形式化的描述。

3.4.2 作战方案内容的精细化

作战方案对敌情的描述中，一般均包含对敌方兵力部署、对我方可能造成的威胁以及我方可能遭遇的突发敌情的分析，但却对敌方作战行动没有详细的分析，比如某作战对手反潜机已在XXX范围内实施不定期反潜巡逻，发现我潜艇后，可能使用声纳浮标或吊放声纳进行跟踪，也有可能对我方实施鱼雷攻击或召唤其他反潜兵力对我方实施打击。以往的作战方案中只出现其反潜机的基本部署情况，对于其发现我方潜艇后可能采取的行动以及何种行动对我方威胁最大却没有分析。又比如潜艇布雷方案中，我潜艇要突破反潜封锁区进入布雷阵地布雷，以往的突破方案中提出了突破封锁线的具体实施办法，却缺少说明一旦突破过程中我潜艇被对方发现后该如何行动（是继续突破布雷完成任务？还是积极反击摧毁敌反潜兵力再完成任务？又或是积极防御、规避后返回待机阵地并再次伺机突破？）。笔者认为这些内容在作战方案中应有明确体现，使作战方案的内容更加完整，使指挥员在方案执行过程中有章可循，而不是仅仅依靠自身的经验临机决策。基于以上观点，对作战对手的作战行动分析至少应该包括如下内容：

（1）作战对手可能采取的作战行动和作战手段。在该部分分析中，需要对目标行动做全面分析，只要其有可能采取，哪怕是很小的可能也必须进行分析。

（2）作战对手最有可能采取的作战行动和作战手段。针对以上分析的几种可能采取的行动，根据战场态势、对手作战习惯和特点等综合判断，得出其最有可能采取的作战行动。

（3）作战对手可能采取的对我方威胁最大的行动。在其可能采取的作战行动中，何种行动对我方构成威胁最大（由于对战场态势等情况考虑角度不同，其最有可能采取的行动并非绝对是对我方构成威胁最大的行动）。

（4）该行动对我方威胁最大的原因。目标对我方造成的威胁可能来自多个方面，有可能采取该行动有利于对我方潜艇的远距离探测，从而先于我方攻击，也有可能是敌方采取该行动可与其他兵力构成火力协同，对我方实施密集攻击等。

对敌作战行动进行详细、全面的分析可以使指挥员在指挥作战过程中成竹在胸，做到应对自如。同时只有分析了战场中的各种兵力行动，才能在作战仿真中实现兵力交互，而不仅仅是人为设置交互条件让参战兵力被动地根据条件产生交互行为。对兵力行动的分析必将会为作战方案的推演起到关键作用。