试论中国军事科学技术支撑体系建设

郭亚飞，刘力僮，徐 皓，岳 光

(中国航天系统科学与工程研究院，北京 100037)

1 引言

军事科学技术是军事发展中最活跃、最具革命性的因素，每一次重大科技进步和创新都会引起战争形态和作战方式的深刻变革[1]。随着世界新军事革命的加速推进，军队建设和作战实践比以往任何时候都更加急切地呼唤军事科学技术的创新。军事科学技术是一个开放的复杂巨系统，运用从定性到定量的综合集成方法构建中国军事科学技术综合集成研讨厅，能为军事科学技术论证提供情报数据保障、智能决策支持、协同创新支撑和科学的论证平台，是加强我国军事科技创新、谋取军事竞争优势的有效途径。

本文以钱学森系统科学理论为基础，分析了运用从定性到定量的综合集成方法解决军事科学技术论证问题的必要性和可行性，提出了建立军事科学技术综合集成研讨厅的架构和结构设计。

2 军事科学技术发展是一个开放的复杂巨系统问题

20世纪80至90年代，为能够有效解决我国社会主义现代化建设和改革开放事业中的一些特殊复杂问题，钱学森在系统工程理论基础上提出了“开放复杂巨系统”的概念。他认为，当一个系统包含了众多不同层次、不同种类的子系统，且与周围的环境有物质、能量和信息的交换时，它就可以被称作是一个开放的复杂巨系统[2]。军事科学技术正是这样的一个开放复杂巨系统。

军事科学技术体系分支繁多、关系复杂，它既涉及军事科学，又涉及军事技术，二者紧密联系，互动发展。随着新一轮科技革命和军事变革的孕育兴起， 一些重要科学问题和前沿新兴技术发生革命性突破，军事科学技术的结构将更加复杂。一方面，学科交叉融合加速，新兴军事学科不断涌现，前沿领域不断延伸，军事科学的边界日趋模糊，分类也逐步向前沿、交叉、细分的方向扩展；另一方面，全球军事技术的创新速度加快，颠覆性军事前沿技术不断涌现，进一步扩大了军事技术领域范围，加剧了军事技术的复杂性演变。同时，军事科学与军事技术的联系也更为紧密， “理技融合”这一全新概念、全新模式，精准揭示了“理论先导、技术支撑、理技一体推动”的现代军事科学技术集大成大交叉大突破的创新模式。

军事科学技术体系是一个架构清晰、层次分明的整体结构。钱学森曾指出，科学技术体系是认识世界和改造世界的知识体系，是一个有系统有层次的整体结构，可分为“三个层次，一个桥梁”[3]，而军事科学技术体系作为现代科学技术体系的一部分，也是一个层次清晰的整体结构，可分成基础理论层、技术理论层和应用技术层三个层次[4]。钱学森对军事科学体系层次的划分，是依据科学技术发展对人类知识体系形成发展的作用，通过剖析高新技术在军事中长期应用所引发的影响，而归纳作出的。我国学术界还从其他视角、运用其他方法对军事科学体系层次进行了划分，比较有代表性意义的有两种：一是《中国军事百科全书》把军事科学分为两个层次，第一个层次是军事思想、军事学术等学科门类，第二个层次是每个学科门类下的若干学科；二是《中国人民共和国国家标准学科分类与代码》把军事科学分为两个层次，第一个层次是军事科学体系的13门一级学科，第二个层次是一级学科下的46门二级学科。

军事科学技术体系开放、互联互通。由于军事与政治、经济、文化等的密切关系，其发展除受军事科学技术自身的指标因素之外，同样受到这些因素的影响，这使军事科学技术发展呈现出更为开放复杂的巨系统特征。

3 建设军事科学技术支撑体系的必要性和可行性

军事科学技术体系是由众多子体系及其相互制约、相互促进的关系组成的复杂巨系统。军事科学技术论证涉及领域十分广泛，是跨学科、跨领域的研究问题；军事科学技术论证中既包含可以量化的因素，也包括了许多难以量化的因素，涉及很多环境问题，尤其在规划、计划和方案阶段，许多具体的构成和技术参量不能确定，很难进行详细的定量的描述。

为构建适应新时期军事发展需要的科学技术体系，加快从军事科学技术创新资源投入到实战能力的转化，并尽可能减少这个转化过程的风险，促进战斗力生成模式的转变[5]，就需要运用系统理论、综合集成理论以及运筹学、经济分析和仿真技术相结合的方法，对涉及的开放复杂巨系统问题进行科学论证。这一论证过程，仅依靠定量的手段或仅依靠定性的手段都难以解决，采取定性定量相结合的方法逐步成为解决这一类复杂问题的共识。

20世纪80年代末到90年代初，钱学森先后提出了处理开放的复杂巨系统的方法论：“从定性到定量综合集成方法”及其实践形式“从定性到定量综合集成研讨厅体系”，并认为，“从定性到定量的综合集成法”是处理开放的复杂巨系统问题的根本和唯一方法[6]。近年来，开放的复杂巨系统的观念及“定性到定量综合集成方法论”日益在我国的经济建设和军事建设上发挥着重要作用[7]，综合集成方法让“跨军民、跨地域、跨层级、跨系统、跨部门、跨行业”综合集成与统筹设计成为可能，在研究和解决复杂性问题上有广泛的应用。

以计算机、网络、通信为核心的现代信息技术的发展，使研讨厅体系的建立成为可能。与综合集成研讨厅关系最为密切的是分布式人工智能技术，其主要探讨由多个智能体构成的系统MAS (Multi-Agent System)的行为特征与构造方式。目前国内外对多智能体系的研究已取得了长足的进展，一些基于智能体(Agent)技术开发的智能系统已应用于许多领域，使军事科学技术综合集成研讨厅体系的建立成为可能[8]。

由此，在现代信息技术发展的基础上，综合集成研讨厅能够发挥体系的整体优势、综合优势和智能优势，从而大大扩展了解决实际问题的能力，为解决军事科技创新和发展中面临的复杂性系统问题提供有效支撑。

4 军事科学技术综合集成研讨厅体系架构设计

军事科学技术综合集成研讨厅是从定性到定量综合集成方法在军事科学技术领域的实践形式，针对解决问题的不同，将有关的理论、方法与技术、知识集成起来， 以从定性到定量综合集成为方法指导，以人机结合、人网结合、以人为主为实现方式，构建以“六大体系、两大平台”为核心的供专家群体研讨的工作平台。其中，六大体系的建设内容主要包括研讨管理系统、协同研讨系统、知识本体管理与服务系统、专家管理与服务系统、模型方法集成与服务系统、信息资源集成与服务系统。

4.1 研讨管理系统

研讨管理系统实现从立项、策划、实施到评审的全过程管理，保证平台管理团队能统筹管理与推进复杂巨系统问题的整个求解过程，充分发挥解决复杂巨系统问题的总指挥作用。系统采用知识驱动的方式，向协同研讨系统下达研讨任务、配置研讨任务资源，协调协同研讨系统有效完成解题工作，在问题解决后，研讨管理系统支持将解题过程中产生的模型、方法、数据、报告等研讨成果进行知识化处理，形成研讨案例，沉淀到知识管理系统中，为今后解决类似问题提供可借鉴的知识。见图1。

图1 研讨管理系统结构图

4.2 协同研讨系统

协同研讨系统是承担研讨活动的核心基础环境，为专家团队营造一个人机结合、人网结合、交流畅通的沉浸式集成研讨环境。这个环境可以消除空间和时间障碍，有效激发专家的思维灵感，能够将专家的形象思维、知识以及智慧更便捷、更快速、更准确地通过机器系统进行展现，使研讨专家群体、支撑团队、机器系统形成一个面向特定研讨主题、衔接缜密、信息流畅、柔性化的解题“模型”。见图2。

图2 协同·2研讨系统结构图

4.3 知识本体管理与服务系统

知识本体管理与服务系统通过汇聚领域知识、研讨案例、模型元数据、方法元数据和数据元数据等各类知识，形成平台的知识中心，并通过本体推理机，向管理及专家团队提供各种知识推理服务，为研讨活动提供有力的智能化支持，将系统沉淀积累下来的历史知识、案例适时地提供给研讨专家，辅助专家给出趋于正确的判别，可见系统构建的知识本体体系是现实专家团队外的虚拟专家。见图3。

图3 知识本体管理与服务系统结构图

4.4 专家管理与服务系统

专家管理与服务系统构建表征专家个人信息、关系信息的信息库，建立按专家属性分类的专家体系，以及涵盖背景网络、研究网络、业务领域网络的专家网络模型。能针对特定研究工作，针对不同领域问题，实现专家聚类和专家评分，为综合集成研讨提供专家检索与主动推荐服务。见图4。

图4 专家管理与服务系统结构图

4.5 模型方法集成与服务系统

模型方法集成与服务系统通过标准高效的集成接口，对研讨问题所涉及到的模型、分析方法和仿真系统等各类工具进行有机集成，实现对这些工具的无缝引用或调用，确保在研讨场景中可以直接驱动工具运行并进入正常服务状态，实现工具输入参数的自动引用和输出参数自动回填，并可以监视工具的执行过程。见图5。

图5 模型方法集成与服务系统结构图

4.6 信息资源集成与服务系统

信息资源集成与服务系统是综合集成研讨工作的基础，主要是为研讨活动提供各种数据、信息和情报“原料”。系统通过大数据集成与共享机制，对数据、信息和情报进行采集、积累、分类和组织等处理，形成面向各业务领域的资料库，通过给专家团队适时提供恰当的专题性信息，保证所有参与研讨活动的专家可以平等地共享信息内容，使专家可以专注于对信息内容的引用、分析、判断，给出充分反映个体智慧的结果。见图6。

图6 信息资源集成与服务系统结构图

整个研讨厅运行的基础是由计算机、Internet/Intranet组成的网络与信息化体系环境，由专家所使用的计算机软硬件以及为整个专家群体提供各种服务的服务器组成，为数据情报体系的数据采集提供传输通道，配置有从外部获取信息与知识的接口，同时为专家体系的接入提供通道，使综合集成研讨厅具有智慧动态获取的能力。

研讨厅产生的研讨结果加工成军事科学技术论证研究成果，以包括研究报告、可视化展现等在内的多种形式进行输出。这种输出既可以在用户系统中显示，也可以直接在综合集成研讨环境中进行显示。在这一输出的过程中同时可能产生新的信息、新的知识，通过体系内部的知识管理渠道与手段进入基础的信息库中，使得整个军事科学技术综合集成研讨厅具有不断地学习与成长能力。

5 军事科学技术综合集成研讨厅体系结构设计

5.1 系统逻辑结构

军事科学技术综合集成研讨厅可采用多层系统结构，分为四个逻辑层，即基础设施层、研讨资源层、核心服务层、框架门户层，见图7。

图7 综合集成研讨厅逻辑结构示意图

基础设施层提供系统的通信基础设施和网络支持，使用现有的网络协议以及安全协议，在网络上传输上层服务所需的数据，实现分布式网络终端的互联互通。

研讨资源层主要利用网络数据库技术等存储需要的各种资源，包括数据、模型、知识、思想、方法、模板、案例、文档等及相关的资源管理服务模块。随着决策咨询研讨厅的动态运行，资源库将不断扩充，形成动态发展的系统。

核心服务层提供军事科学技术论证的各类管理与决策支持服务工具等。包括搜索引擎、辅助计算、图形处理、可视化工具、意见共识、资源服务、远程代理服务、智能分析、仿真模拟等，是框架门户层的支撑工具和后台服务平台。核心服务层采用开放式网络服务体系结构，采用统一的Web Services框架，定义开放的和公共的接口，实现跨组织、跨地域的分布式异构平台。

框架门户层将与系统相关的各要素紧密联结起来，对系统的资源、专家、工具、设备环境，以及已建立的系统或服务系统等进行综合与集成，面向用户、面向论证主题，为军事科学技术创新和发展问题的论证提供应用服务。它通过服务的组合为具体的论证专家提供界面层，在这一层主要需要解决服务的查找、匹配与组合问题。框架门户层包括：会议组织、研讨组织、研讨流程控制、专家体系管理、应用资源及系统集成管理、研讨环境管理等。

军事科学技术综合集成研讨厅客户端采用可视化方式，利用应用服务层所提供的服务，实现人机交互，人人交互。包括决策者、论证专家、研讨管理和支持人员、系统管理人员等在内的用户通过浏览器进入研讨厅执行各项任务。

5.2 软硬件环境

军事科学技术综合集成研讨厅系统可以采用B/S和C/S相结合的结构，系统共分为三个子系统：B/S模式WEB服务子系统(web service)，C/S模式客户端子系统(client service)和研讨厅集成服务子系统(workshop service)。其中，web service与client service的功能类似，即负责提供与用户交互的接口，接收用户操作请求，完成用户命令，并且处理与后台服务无关的操作功能(如查询、统计功能等)；workshop service负责完成系统的后台服务功能，包括与设备连接、上下级通信、定时完成系统指定的操作、与WEB端和C/S模式客户端的数据传递以及各个服务程序的总体调度。

军事科学技术综合集成研讨厅的建设包括视频显示系统、音频扩声系统、智能中央控制系统、计算机网络系统、配电系统、远程视频会议系统等硬件设施，包含了专家席位，演讲汇报席位，提供站立式演讲台和多样化媒体输入接口。

6 小结

军事科学技术综合集成研讨厅可以把专家体系、数据和信息体系以及计算机体系有机结合起来，构成一个高度智能化的人机结合，人网结合体系。运用该体系解决新时期军事科学技术发展中的开放复杂巨系统问题，是立足理技结合、研用结合，注重科研开放协同，充分运用现代信息技术，加强我国军事科技创新、谋取军事竞争优势的有效途径。