基于战场网格的训练方案预验技术研究∗

（中国人民解放军91404部队 秦皇岛 066001）

1 引言

海军训练方案是海军组织演习/训练时，依据首长意图、训练计划和训练任务，计划参训兵力训练内容，包括训练兵力的部署、兵力使用、武器选择、战术运用、行动方法和协同事项、组织指挥等。通常以文字描述为主，并辅以表格、要图；或以海图注记为主，辅以表格形式表达。

训练方案预先检验是指在训练实施前，按训练计划意图、训练方案、训练进程，对后续各个训练阶段中部署和行动所造成的状态进行演练分析的过程。为保证参训人员和保障部门能够按照训练方案进行操练和协同执行，确保训练方案中兵力的部署、行动、武器选择、战术运用科学、合理，在训练实施之前，有必要进行训练方案预先检验，以提供科学可靠的辅助决策建议。

2 训练方案预验系统设计

为实现训练方案“对比评估、迭代优化”。对仿真计算提出了更高分辨率的模型，采用以信息系统为核心的推演框架，能够更加全面、细化地考虑作战过程的各种要素，特别是信息系统对作战过程的影响，在前期明确了作战方案和影响要素的基础上，对预验过程中需要量化分析的具体问题和具体战术环节，运用仿真计算开展检验，并通过评估训练方案对作战过程和结果的影响来实现对方案的迭代选优。系统典型设计如下。

训练方案预验执行流程如图2所示，首先，通过解析训练方案并校验其格式正确性，其次根据训练方案内容准备模型、基础数据等；再次将战场进行网格化处理，通过仿真计算，检验方案的航路合理性、时间合理性、组织合理性及方案执行效果等。

本文重点研究训练区域网格划分和航路合理性、时间合理性、组织合理性及方案执行效果检验等技术。

图1 训练方案预验系统设计方案

3 训练区域网格化技术

训练方案中区域的描述是通过区域的顶点经纬度坐标进行描述的，所以对训练区域进行网格化，首选需要将训练区域进行坐标转换。将训练区域的地理坐标系转化到直角坐标系。

用r表示正六边形中心到任意一条边的距离，在本发明中称为正六变形的半径。用v表示参训兵力的速度V={v1，v2，...vi...vm}，下标字母i表示第i个兵力，vi表示第i个兵力的速度，m表示参训兵力的数量。

为了降低训练方案预验过程中由于兵力行动产生误差，保证兵力每周期可以运动整数个网格，采用如下的步骤处理速度并确定网格大小：

l表示消除小数时的因子，l一般取10的幂。如速度为12.5m/s、1.24m/s，则l取102=100 。

2）计算填充正六变形的半径r，用下式计算：

对于N个兵力参与训练的应用情况，其方案合理性的验证，可以通过多次检验每一条航路来完成全部航路合理性的检验；通过多次检验单个兵力的每一条航路来完成全部时间合理性的检验；通过对多次检验单个兵力的组织合理性完成组织合理性的检验。从而满足对方案预验的检验要求。

图2 训练方案预验执行流程示意图

以便于后续步骤的理解，在以下步骤除打击效果预验中，仅对一条航路、单个兵力的预验进行说明。

4 训练方案预验技术

1）各兵力航路设置合理性检验

用yij表示航路，用t表示时间，下标中的两个字母ij分别表示兵力i和航线号j。

考虑兵力在训练中不会完全按照网格来行动，当兵力运动方向不是0°，60°，120°，180°，240°，300°时，尤其是当兵力的运动方向为 30°，60°，90°，150°，210°，270°，330°时，由图2计算得最大误差会达到：。

图3 训练网格误差分析

因此需要对速度进行一定的修正，需要引入在修正因子h，h由下式计算得到：

φ为兵力运动航向。

考虑不同海况对兵力机动的影响，经过修正后的速度用下式计算，用vimаx表示兵力i的最大运行速度。可通过查询海军标准数据库中获得当前训练海区的海况等级。

式中：S是参训兵力所在的训练区域的海况等级；Smk是参训兵力所能承受的最大海况等级；比较yij和，如果，则航路设置有误。

采用上述方法计算每一条航线。

2）兵力行动时间合理性检验

根据步骤2）中速度修正方法对兵力的运动速度进行修正，用下式计算：

3）组织合理性检验

用Ri表示兵力i装载传感器的探测区域半径，Di表示兵力i装载武器的打击区域半径，Ci表示兵力i装载通信设备的通信半径。

（1）对己兵力i为原点，根据传感器的探测性能，对距离原点不足NRi个正六边形的区域进行着色，NRi个数由下式确定：

采用上述方法着色兵力的探测区域内的正六边形。进入该着色区内兵力目标即可认定是可探测到的目标。检查方案规定时刻兵力进入着色区的情况，可完成兵力探测的合理性检验。

（2）对己兵力i为原点，根据武器的打击性能参数，对距离原点小于NDi的正六边形进行着色，NDi个数由下式确定：

采用上述方法着色兵力的武器打击区域内的正六边形。进入该着色区内兵力目标即可认定是可打击到的目标。检查方案规定时刻兵力进入着色区的情况，可完成兵力打击的合理性检验。

（3）对己兵力i为原点，根据通信设备的性能参数，对距离原点小于NCi的正六边形进行着色，NCi个数由下式确定：

采用上述方法着色兵力的通信区域内的正六边形。进入该着色区内兵力目标即可认定是可进行通信的目标。检查方案规定时刻兵力进入着色区的情况，可完成兵力通信的合理性检验。

图4 检验效果图

4）对抗效果检验

训练对抗的毁伤结果由兰切斯特平方律计算得到。如下所示。

式中：t表示战斗时刻；m(t)，n(t)表示打击开始后t时刻，对抗兵力剩存的战斗兵力数量；α，β分别表示打击双方的战斗损耗系数。建议取α=β。

由式（9）中两式相除并积分，可得：

5 结语

本文充分考虑了训练方案要素组成，基于战场网格划分，详细分析了训练方案预验流程，并在战场网格化基础上，对训练方案航路合理性、时间合理性、组织合理性及方案执行效果检验的方法进行了研究，在此基础上通过“对比评估、迭代优化”，提高训练方案的有效性，并为下一步大数据和人工智能支持下的智能化方案检验提供了技术基础。