舰艇辅助决策软件试验与评估系统设计∗

韩春亮 阚亚斌 荀 杨

（91404部队 秦皇岛 066000）

1 引言

长期以来，舰艇辅助决策软件试验主要是依赖于外场试验，由于外场试验受很多因素的制约，包括试验周期、试验消耗和兵力协调等，不能完全充分的满足试验的要求，制约辅助决策软件试验水平的提高。因此，急需建设内场试验手段，从根本上改变以往单一的试验模式，适应更加复杂的试验任务需求，为将来舰艇辅助决策软件性能试验及作战试验服务。

2 需求分析

2.1 舰艇辅助决策软件试验与评估的需要

1）充分试验的需要

随着大型舰艇辅助决策软件的规格以及复杂度的不断提高，试验模式的改变，试验鉴定的难度不断加大，受试验周期、兵力保障和外场试验环境模拟能力等限制，试验的全面性和充分性都存在不足，单纯依赖外场试验，很难对舰艇辅助决策软件的功能、性能作战适用性等进行全面而充分的考核，因此，有必要采取内场仿真和内外场结合试验的手段，加强内场试验保障条件建设，通过内外场结合试验，对舰艇辅助决策软件的各项功能、性能进行综合评定，提高试验的全面性和充分性。

2）试验结果综合分析与评估的需要

辅助决策软件试验不同于其他被试系统，需要对软件所应用的作战模型、软件使用过程中的作战效能和作战适用性进行分析评估，这就需要大量的数据处理和评估模型支持，仅依靠人工分析评定手段无法完成，因此有必要对目前试验分析评估手段进行合理集成，提高试验数据处理与分析评估的充分性和科学性。

2.2 联合试验环境建设的需要

由于被试系统的复杂度和规模的不断扩大，以及体系作战装备试验的需求，未来的很多试验的组织实施恐怕很难单独由某一场区完成，必须依赖多个试验场区和多种试验资源，对试验设施进行综合集成，对资源进行综合利用［1］。这就要求将原来单个的、没有联系的、联系松散或关系不顺的平台，整合成一个最佳配合的整体，将以各类武器平台为中心的各靶场与设施联网，形成扩展的试验靶场网格，在此基础上通过各靶场实装与仿真资源“无缝集成”，通过靶场与设施间的信息共享、资源共用，形成联合的试验环境。

3 系统的使命任务

舰艇辅助决策软件试验与评估系统建设应以靶场前期科研条件建设项目为基础、以舰艇作战系统综合试验体系建设为重点、以联合试验环境建设为关键环节、以提升靶场舰艇作战系统试验与评估能力为目标，在已有的通信网络基础平台上，按照公共体系结构进行系统设计，分步、渐进式建设实施，为提高靶场试验鉴定能力服务，为提高海军基于信息系统的体系作战能力服务。系统建设应遵循顶层设计、综合集成、模块化、开放式、分布式、标准化的设计原则［2］。

舰艇辅助决策软件试验与评估系统作为开展试验与研究的平台，建成后将主要担负使命任务有：

1）为舰艇作战理论研究、作战模型检验推演、辅助决策软件试验技术和评估方法研究提供平台；

2）支持舰艇辅助决策软件的内外场试验；

3）支持舰艇辅助决策软件的综合评估。

4 系统组成及功能

系统组成如图1所示，主要由作战态势设置与生成系统、作战过程模拟系统、综合控制与显示系统、试验分析与评估系统、仿真运行支撑环境等组成。

4.1 作战态势设置与生成系统

作战态势设置与生成系统包括作战任务规划子系统、战场环境生成子系统、战场初始态势生成子系统，主要功能是按照作战想定设置战场态势、战场环境和兵力性能参数等，并模拟产生战场初始态势和环境信息。

4.2 作战过程模拟系统

作战过程模拟系统包括导航信息模拟子系统、传感器信息模拟子系统、武器信息模拟子系统、外平台信息模拟子系统、指挥决策信息交互子系统、交战过程模拟子系统，主要功能是模拟舰艇导航信息、传感器系统、武器系统信息、外平台参数信息等作为辅助决策软件的输入数据，获取辅助决策软件作战方案和指挥决策信息，并模拟舰艇按照作战方案和指挥决策结果实施舰艇机动、实施预警探测与攻防作战等，根据交战规则模拟舰艇与作战目标的交战过程。

4.3 综合控制与显示系统

综合控制与显示系统包括综合控制软件、综合显示子系统、网络与接口设备、时统设备、基础资源库和其他配套设备等，主要用于系统运行综合管理与控制、网络管理、试验态势与结果的综合显示，并为其他各系统提供公共工具服务。

4.4 试验分析与评估系统

试验分析与评估系统包括数据采集与解析子系统、作战过程分析子系统、作战方案评估子系统、统计分析子系统，主要功能是采集与解析试验数据，对作战关键事件进行记录，对交战过程进行分析，对辅助决策软件提供的辅助决策方案进行评估等。

4.5 仿真运行支撑平台

仿真运行支撑平台主要包括高性能计算机和软件平台，为系统运行和计算提供平台支撑和服务。

5 系统设计关键技术

5.1 作战过程模拟

该功能主要模拟我方作战兵力按辅助决策软件提供的作战方案与敌方兵力交战的过程。舰艇主要作战过程如图2所示。作战过程模拟的主要工作包括：

1）解算我方作战模型和敌方行为模型，调度我方和敌方的实体运动；

2）读取辅助决策软件生成的作战方案和作战辅助决策数据，驱动我方作战行动；

3）按交战规则展开敌我对抗，并模拟交战过程中的战斗损耗。

模型是作战模拟的核心，因此作战过程模拟需建立作战模型和交战规则，并存入模型库和规则库。根据模拟交战的功能要求，模型组成如下图所示：

作战过程模拟的信息流程图如图4所示：

5.2 试验分析与评估

该功能主要用于采集试验数据，并对试验数据进行分析评估，主要工作包括：

1）对试验过程中产生的各种数据进行采集分析和预处理；

2）对作战想定下敌我交战过程主要事件进行记录与分析；

3）对辅助决策软件的作战方案和辅助决策方案进行分析评估；

4）对试验评估数据进行统计分析。

5.2.1 试验数据采集分析

试验过程中需采集的主要数据包括：作战环境信息、目标态势信息、目标航路信息、目标战术信息、平台信息、舰艇机动信息、指挥决策信息、武器系统信息、敌我交战过程主要事件信息。归纳起来，采集的主要数据就是辅助决策软件的输入和输出数据以及按作战软件决策方案实施作战产生的交战结果数据。

5.2.2 作战方案评估

辅助决策软件的核心是作战模型，最终产品是为指挥员提供不同作战样式和作战态势下的作战方案，辅助指挥员实施预警探测、态势分析与武器攻防，因此对辅助决策软件的评估本质上是对作战方案的评估。由于作战方案具有很强的对抗特性，通过作战模拟实现作战方案的评估［3］，能最大限度地提高对作战方案评价的合理性、科学性和可信度。

舰艇作战方案的对抗评估方法支持两种类型的评估分析，即关注作战效果的宏观评估分析和关注作战过程的微观评估分析。针对不同的关注角度，建立各自相应的评估指标体系［4］，如图5、图6所示。

1）作战方案对抗效果评估指标体系

评估作战方案首先应该考虑这个方案产生的预期效果如何？作战效果是衡量一个作战方案优劣的量尺，在宏观上把握一个作战方案，必须分析它的作战效果。

方案的作战效果可分为以下4个方面，包括［5］：

（1）作战方案的可行性

即成功完成任务的概率，它与执行的作战任务相对应，如：对空作战我兵力的损失率衡量，突击敌编队用毁伤目标的期望值衡量。首先界定成功完成任务的标准，然后根据作战模拟结果即可得到。

（2）作战方案的可接受性

即我方付出代价大小的满意程度，统计我方不同作战态势下的损耗结果，经专家评判得到。

（3）作战方案的恰当性

用作战收益和敌我交换率两项分指标评定，作战收益用单次模拟的敌我损耗之差统计平均得到，敌我交换率为多次模拟敌方总损耗与我方总损耗之比。前者注重收益值，后者注重相对比。

（4）作战方案的应变性

即作战方案对敌情变化的应变能力，该指标主要是考察应对敌方不同方案时作战效果的变化程度。针对敌方的不同方案统计作战效果，通过专家评判，合理确定作战效果的变化程度与作战方案应变能力的对应关系，得出方案的应变性指标（应变性指标的评语集包括：很好，较好，一般，差，很差）。

2）作战方案对抗过程评估指标体系

评估作战方案的目的是为了更清楚地了解该方案的缺陷、薄弱环节、不协调性，作战方案的作战过程评估不外乎3个方面：我方因素、敌情因素和环境因素。

（1）我方因素

对己方的了解是进行战斗的基本条件，它包括预警探测组织、指挥控制反应、武器协同运用、行动隐蔽性、行动协同度、突击效果、防御效果、编组优化能力、战机把握能力和时空节点控制能力等内容。

（2）敌方因素

知己知彼，百战不殆。从古至今，优秀的战场指挥员都特别重视对敌方情况的了解。对敌情的了解包括情报数据可靠性、战术运用合理性、对我威胁程度、目标抗毁度等4个方面内容。

（3）战场环境因素

这里的战场环境包括自然环境和电磁环境两方面。战场环境条件是客观存在的，并在一定程度上制约和影响着海上战斗的指挥决策、进程乃至战斗的结局。它主要会对作战的隐蔽性、机动性和通信保障等内容产生影响。

5.2.3 评估数据统计分析

通过不同作战想定和作战态势下作战过程模拟，根据作战过程分析和作战方案评估数据，主要对辅助决策软件的各项评估指标进行统计分析。

6 结语

本文对舰艇辅助决策软件试验现状进行了分析，提出了内场仿真和外场试验相结合的技术手段，论证了辅助决策软件试验与评估系统的建设需求、使命任务、主要组成和功能，详细说明了系统设计的关键技术，为系统建设提供了理论支撑，对提高舰艇辅助决策软件试验的充分性和科学性具有非常重要的意义。