基于实验平台的情报侦察能力仿真*

闻传花，白承森，张国宁，沈寿林，朱 江，黄湘远

（陆军指挥学院作战实验室，南京 210045）

1 制胜机理概述

战争制胜机理，是作战体系各要素之间相互作用形成整体合力、实现对抗制胜的内在机制和原理。深入研究和揭示信息时代战争制胜机理，是进一步研究探讨信息化作战指导理论，加快转变战斗力生成模式的理论基础。要打赢信息化条件下的联合作战，部队必须具备以下这些关键性的能力，即侦察能力、打击能力、机动能力、指挥能力和保障能力等，通过对关键能力的检验来分析信息时代战争制胜机理。侦察能力即情报侦察能力，是陆军作战系统能力的重要组成，也是决定陆军作战能力时效性的核心和关键，是信息化条件下陆军作战必备的基本能力之一。陆战场情报侦察使用空间、遥感、微电子和光电等先进技术，对整个战场实施多层次、全方位侦察监视，具有获取敌我双方作战相关情报信息的战场感知能力。陆军还能通过数字信息技术实现多种情报信息源的融合处理，并依托纵横交错的信息网络快速传输出去，使得各种先进侦察监视设备所获取的大量“适时侦察”情报信息，迅速地传输到每个用户手中。从而使各级指挥员和作战士兵都能通过各自装备的计算机显示器，看到整个战场的“同一幅画面”，参战人员可随时了解战况变化，真正实现对战场“景观”感知的透明化。

2 制胜机理实验平台

实验基于作战复杂系统实验平台（界面如图1所示）进行。作战复杂系统实验平台是一个建立在复杂性理论基础上的实验平台，可进行作战理论创新、作战机理研究、战法研究和作战概念演示等。作战复杂系统实验平台可提供基础数据管理、实验设计、数据采集功能和结果分析等功能。实验平台基于陆军作战复杂网络多Agent 模型，该模型由实体模型、实体关系模型、实体自适应学习机制模型、实体决策模型等构成，反映作战系统中的实体适应性、交互非线性、涌现性，及由指挥、控制、协同、侦察、打击等关系形成的复杂网络体系特性。为了与实验平台的功能保持一致，对文中第1 部分介绍的5 种关键能力进行了修正，主要选取侦察能力、打击能力、机动能力、指挥能力和通信能力，如图2 所示。基于实验平台的功能，实验设计中仅考虑武器装备自身的性能影响。

图1 作战复杂系统实验平台操作界面

图2 能力模型的5 项基本能力

3 情报侦察能力的作战实验过程

实验的目的是验证作战单元的情报侦察能力对战争制胜的支撑作用，通过调整作战部队的情报侦察能力，让系统自主推演，观察双方战斗的结果。实验想定假设战场大小为约40 km2的丘陵地带，地势平坦，遮蔽物较少。主要依托红军机步旅的进攻战斗背景，文中不再讨论想定设计的具体内容，而是直接进入实验。

3.1 作战方案

利用实验平台的数据录入功能将支撑能力实验的编制装备设置数据录入实验平台的数据库中，为后续实验具体实施做好准备工作。在新建战例后进行兵力分配管理菜单中的兵力分配，设置红蓝双方的作战单元，同时按计划方案进行编组。具体的兵力分配见第27 页表1。设置好红蓝双方的兵力分配后，就会出现设置的初始战场态势及初始战场状态，如图3 和图4 所示。

图3 红蓝双方初始战场态势

图4 红蓝双方初始战场状态

3.2 实验指标

在具体实验设计过程中，实验指标是根据实验目的选定来衡量和考察方案效果特性的具体数值。实验指标的确定需要反映所研究的实验问题的本质特征，合理的实验指标有助于体现研究问题的本质特性与区别。本次实验主要是围绕作战单元的5种关键能力来开展的，不同能力产生的作战效果是此次实验的关注点。这5 种能力主要影响作战的整体效果、交战双方的损失情况、战场资源的投入情况等，最终直接影响双方胜负情况。本实验确定的实验指标主要有两个：

作战单元的存活率。每个作战单元在开战前，有初始的存活数量。设置相关参数后自主推演一段时间后，作战单元的存活一般会有所下降。当前作战单元剩余数量除以作战单元初始数量，从而能反映各自交战损失情况，同时反映态势的整体变化。作战单元存活率计算公式为：

作战单元的存活率=作战单元剩余数量/作战单元初始数量

作战单元弹药消耗量。作战单元弹药消耗量是指在作战全过程中，该作战单元的弹药消耗总量。红蓝双方的弹药消耗量则从作战保障角度反映作战的资源投入情况，理想情况应该是在取得相同的作战效果时，弹药消耗量越少越好。

3.3 实验方法

实验需要设计一定的作战方案，在作战方案中改变作战单元的情报侦察能力这个关键支撑能力值，对作战单元的存活率以及作战单元的弹药消耗量进行系统性地观测，而其他潜在的相关因素（如作战编组、战场环境等因素）保持不变。按照图5 所示的实验思路。

图5 信息时代战争制胜的五大关键支撑能力的实验验证思路

依据选取的想定条件（作战环境和作战力量等），首先，形成一套实验方案；然后，运用作战复杂系统实验平台展开实验，采集实验过程中各指标所需的参数，整理出判断战争胜负的相关指标；最后，采取比较的方法，得出5 种关键支撑能力对战争胜负的影响规律。本实验设定了情报侦察能力对作战制胜的影响：在蓝方兵力及部署固定不变的情况下，改变红方情报侦察能力，即改变侦察装备传感器的扫描方式，运行作战复杂系统实验平台，让实验平台自主进行作战（系统还支持设置指定红方单位进攻具体的蓝方单位），实验内容包括半扫描和全扫描两种方式，实验次数为3 次。

3.4 实验数据

情报侦察能力输入项包含了侦察能力的名称，最大扫描距离、可达细节层次门限、最大扫描角度、忽视通视检查与否、扫描是否集中在实体面对的方向等属性。其中最大扫描距离是指侦察设备的侦察范围。细节门限层次是指侦察设备对敌人侦察的精度。门限值越高，精度越高。忽略通视度检查是指有的侦察设备受通视与否的制约，如激光侦察装备，有的不受通视的制约，如雷达。扫描集中在实体面对方向的意思是有的侦察设备是定向的，有的可以转动角度。能检测战场的大小是指能否检测出战场范围。

作战复杂系统实验平台中，认为侦察装备的传感器主要决定侦察装备的能力，传感器之间的能力有差别，有I 型装备和II 型装备，I 型装备采用半扫描，扫描速度快；II 型装备采用全扫描，扫描速度慢。情报侦察能力指标由侦察距离满足率、侦察时间覆盖率和侦察精度满意度等指数组成。比较实验中设置的半扫描方式和全扫描这两种方式，扫描距离分别为150 和250，最大扫描角度分别为224.2 和359.4。虽然全扫描的侦察距离较大，但从侦察时间和侦察精度来看，在当前战场确定的情况下，使用半扫描方式进行情报侦察获取的信息足够使用，且花费时间少，情报及时，可靠性也较强，因此，可认为在此实验中I 型装备即半扫描方式的情报侦察能力强。

实验中，假设蓝方的侦察装备为II 型不变。设定红方所有单位的侦察装备为I 型装备，由系统自主运行，红蓝双方自主进行攻击和防御作战，仿真步长为1，仿真结果运行30 min 以后得到如下页图6 所示的战场态势和战场情况。图中a、b、c 分别表示第1 次实验数据、第2 次实验数据和第3 次实验数据。设定红方所有单位的侦察装备为II 型装备时，运行条件同上，得到如图7 所示的战场状态。

4 作战实验数据分析与结论

4.1 实验数据分析

图6 红方为I 型装备，30 min 后的战场状态

图7 红方为II 型装备，30 min 后的战场状态

运用列表法，对3.4 节采集到的实验数据进行处理分析。在红方情报侦察装备为I 型装备和II 型装备时，由作战复杂系统实验平台进行自主作战后的不同作战结果，即图6 和图7 给出的数据。统计表格中包括实验次数、红蓝双方实体总数、红蓝双方实体存活数、红蓝双方消耗弹药，以及计算得到的红蓝方实体存活率等数据，表格中还给出了3 次实验的平均值，统计和计算后的作战结果分别见表1和下页表2 所示。

4.2 实验结论

实验中，在红蓝双方的兵力编成、兵力部署和其他各种情况不变的情况下，红方配备了不同的侦察装备具有不同的侦察能力。表1 为I 型装备得到的作战数据，表2 为II 型装备得到的作战数据。从作战态势来看，红方都占据了绝对优势，预测应该都能取得胜利。当红方的侦察装备为I 型装备时，红方实体的存活率和主战武器的弹药消耗损耗的数据分别为0.77 和825；而当红方的侦察装备为II 型装备时，红方实体的存活率和主战武器的弹药消耗损耗的数据分别为0.71 和888。可以看出，当红方侦察装备为I 型装备时，红方实体存活率较高且弹药消耗更少，作战效益更好。另一方面，红方配备的I 型侦察装备和II 型侦察装备时，蓝方实体的存活率和主战武器的弹药消耗的数据分别为0.76 和333、0.75 和411；可见红方配备I 型装备时给蓝方实体带来的损耗更大，但对蓝方的弹药消耗差别不大。综合来看，红方的侦察装备设置为I 型装备时，即可认为红方的情报侦察能力较强，取得的作战效果更好。

表1 红方情报侦察装备全部设置为I 型装备时的作战结果

表2 红方情报侦察装备全部设置为II 型装备时的作战结果

由此实验可以得出：一是部队的情报侦察能力是信息时代战争制胜的核心能力之一；二是部队的情报侦察能力越强，取得的作战效果就越好。下一步计划根据敌方的侦察区域要求部署不同的红方侦察装备，即红方的侦察装备设置为I 型和II 型装备的组合时，对作战结果进行实验并分析讨论。可以预测针对具体的情况，科学规划侦察装备，充分最大化作战效益，取得的作战效果可能更好。