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【CICC原創(chuàng)】作戰(zhàn)計(jì)劃多粒度時(shí)空建模與仿真推演應(yīng)用

 工農(nóng)商學(xué)兵 2022-06-20 發(fā)布于貴州

(《指揮與控制學(xué)報(bào)》刊文精選)

引用格式 李鋒, 蒲泓亦, 徐錚, 郭邵萌. 作戰(zhàn)計(jì)劃多粒度時(shí)空建模與仿真推演應(yīng)用[J]. 指揮與控制學(xué)報(bào), 2022, 8(1): 101-106.

LI Feng, PU Hong-Yi, XU Zheng, GUO Shao-Meng. Multi-granularity Spatio-Temporal Modeling of Operational Plan and Simulation Deduction Application[J]. Journal of Command and Control, 2022, 8(1): 101-106.

摘要

面向仿真推演應(yīng)用,從時(shí)空建模角度設(shè)計(jì)一種實(shí)體與事件相結(jié)合的作戰(zhàn)計(jì)劃多粒度時(shí)空表達(dá)模型,為指揮控制系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。將作戰(zhàn)計(jì)劃抽象表達(dá)為一組推演實(shí)體和推演事件序列;分別針對(duì)推演實(shí)體和推演事件進(jìn)行時(shí)空分析并設(shè)計(jì)多粒度時(shí)空表達(dá)模型;以美軍反航母馬賽克戰(zhàn)仿真推演為案例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,驗(yàn)證了方法的可行性。

作戰(zhàn)計(jì)劃仿真推演是以作戰(zhàn)規(guī)則、作戰(zhàn)環(huán)境、技戰(zhàn)術(shù)模型為約束條件,按時(shí)空順序?qū)ψ鲬?zhàn)計(jì)劃各階段的部署和行動(dòng)進(jìn)行推理分析和動(dòng)態(tài)演播,輔助指揮員思考作戰(zhàn)問題,發(fā)現(xiàn)作戰(zhàn)計(jì)劃潛在的沖突與矛盾。作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)空建模是實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)計(jì)劃可視化表達(dá)和推理分析的基礎(chǔ),建立高效、合理的作戰(zhàn)計(jì)劃表達(dá)模型,是仿真想定編輯、作戰(zhàn)行動(dòng)表達(dá)與評(píng)估的基礎(chǔ)[1],可為指揮控制系統(tǒng)作戰(zhàn)計(jì)劃表達(dá)提供技術(shù)支撐。

針對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃建模與表達(dá)問題,國(guó)內(nèi)外已開展了大量研究。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署建立了知識(shí)表示語言,并用于作戰(zhàn)計(jì)劃表示[2]。為實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)計(jì)劃在各類信息系統(tǒng)之間的交換和共享,美軍提出了核心計(jì)劃表示模型[3],用參與者、目標(biāo)、資源、行動(dòng)和時(shí)間、空間來描述作戰(zhàn)計(jì)劃。國(guó)內(nèi),劉冰雁等研究了基于系統(tǒng)建模語言(system modeling language, SysML)的作戰(zhàn)計(jì)劃可視化建模方法,總結(jié)了作戰(zhàn)計(jì)劃可視化建模規(guī)則[4]。羅旭輝等提出基于層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的作戰(zhàn)計(jì)劃建模方法[5]。謝雨芮等采用面向?qū)ο笏悸方⒘俗鲬?zhàn)實(shí)體多粒度時(shí)空對(duì)象模型,對(duì)作戰(zhàn)時(shí)空實(shí)體的關(guān)聯(lián)關(guān)系、組成結(jié)構(gòu)和行為能力等特征的抽象與表達(dá)進(jìn)行了研究[6]。朱旋等運(yùn)用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?設(shè)計(jì)了基于UML的聯(lián)合作戰(zhàn)方案計(jì)劃“三視圖”模型,對(duì)可視化視圖在指揮控制中的應(yīng)用進(jìn)行了規(guī)范化表述[7]。李鋒等采用面向過程思路設(shè)計(jì)了基于推演事件的作戰(zhàn)計(jì)劃表達(dá)方法,并用于作戰(zhàn)行動(dòng)時(shí)空沖突檢測(cè)[8]。邵太華等針對(duì)無人作戰(zhàn)指揮控制的特點(diǎn),提出基于多跳閱讀理解的任務(wù)智能解析算法,建立了無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的任務(wù)解析框架[9]。目前,對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃的形式化描述和本體建模研究較多,但在作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)空表達(dá)方面尚無成熟的方法,難以支撐指揮控制系統(tǒng)中作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估研究。

本文面向仿真推演應(yīng)用,從時(shí)空建模角度,結(jié)合面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程兩種時(shí)空建模思路設(shè)計(jì)一種實(shí)體與事件相結(jié)合的作戰(zhàn)計(jì)劃多粒度時(shí)空表達(dá)模型,并在仿真推演系統(tǒng)中應(yīng)用,驗(yàn)證了方法的有效性。

1

 作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)空表達(dá)模型

1.1 作戰(zhàn)計(jì)劃核心組成要素

作戰(zhàn)計(jì)劃是軍隊(duì)遂行作戰(zhàn)任務(wù)而對(duì)作戰(zhàn)準(zhǔn)備和實(shí)施制定的計(jì)劃,用于規(guī)定部隊(duì)完成任務(wù)的目的、內(nèi)容、方法、步驟、時(shí)間和要求等。由于任務(wù)需求和專業(yè)背景不同,不同領(lǐng)域的作戰(zhàn)計(jì)劃模型對(duì)組成要素和要素的定義不盡相同,胡欣[10]、楊俊強(qiáng)[11]、陳行軍[12]、錢猛[13]等分別從本體建模、形式化表達(dá)、時(shí)間窗建模等角度提出作戰(zhàn)計(jì)劃的核心概念模型。此處參照文獻(xiàn)8詳細(xì)分析面向仿真推演的作戰(zhàn)計(jì)劃核心組成要素。

作戰(zhàn)計(jì)劃主要描述作戰(zhàn)活動(dòng)中的7個(gè)問題:1)為什么做(Why do),描述部隊(duì)行動(dòng)的目的;2)誰來做(Who to do),描述作戰(zhàn)行動(dòng)的主體;3)做什么(Do what),描述部隊(duì)行動(dòng)的內(nèi)容;4)用什么做(By what),描述部隊(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)配置的資源;5)什么環(huán)境下做(Which environment),描述部隊(duì)行動(dòng)的環(huán)境屬性;6)何時(shí)做(When),描述部隊(duì)行動(dòng)的時(shí)間屬性;7)在哪做(Where),描述部隊(duì)行動(dòng)的空間屬性。作戰(zhàn)計(jì)劃的制定、推演以及分析評(píng)估都是圍繞著“7W”展開的。因此,作戰(zhàn)計(jì)劃表示模型可形式化描述如下。

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其中,Objective表示作戰(zhàn)目的,是指揮員指定計(jì)劃的作戰(zhàn)意圖;Organization表示作戰(zhàn)組織,是作戰(zhàn)過程中可獨(dú)立存在的參戰(zhàn)角色,有一定自主行為能力,是作戰(zhàn)計(jì)劃的執(zhí)行主體;Action表示作戰(zhàn)行動(dòng),是作戰(zhàn)組織在戰(zhàn)過程中為完成作戰(zhàn)任務(wù)而執(zhí)行的一系列活動(dòng),是作戰(zhàn)組織在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)進(jìn)行的操作;Resource表示作戰(zhàn)資源,是作戰(zhàn)組織在執(zhí)行作戰(zhàn)行動(dòng)達(dá)成作戰(zhàn)目標(biāo)過程中使用的武器裝備、環(huán)境對(duì)象和保障物資等,是作戰(zhàn)行動(dòng)執(zhí)行的條件;Environment表示計(jì)劃環(huán)境,是與作戰(zhàn)計(jì)劃相關(guān)聯(lián),影響作戰(zhàn)計(jì)劃執(zhí)行的多種條件和狀態(tài)的集合;Time表示時(shí)間,用于描述作戰(zhàn)計(jì)劃目標(biāo)、組織、行動(dòng)、資源、環(huán)境要素的時(shí)間屬性;Space表示空間,用于描述作戰(zhàn)計(jì)劃目標(biāo)、組織、行動(dòng)、資源、環(huán)境要素的空間屬性。

1.2 面向仿真推演的作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)空表達(dá)

傳統(tǒng)的作戰(zhàn)計(jì)劃通常表現(xiàn)為文檔、表格形式,能在指揮作戰(zhàn)中有效傳遞作戰(zhàn)計(jì)劃信息,卻難以直接應(yīng)用于仿真推演系統(tǒng)。在仿真推演中,作戰(zhàn)計(jì)劃是以仿真想定方式存在,需要以手工或自動(dòng)解譯方式錄入系統(tǒng)。

在地理信息領(lǐng)域,在對(duì)作戰(zhàn)方案、軍事行動(dòng)時(shí)空建模大致有兩種思路:一是面向過程的時(shí)空建模,包括基于事件表達(dá)[8]和基于任務(wù)表達(dá)[14]的時(shí)空建模方法;二是面向?qū)ο蟮臅r(shí)空建模,包括基于Agent的建模方法[15-16]和時(shí)空對(duì)象建模方法[17]。單純的面向過程和面向?qū)ο蟮姆椒ǘ茧y以滿足仿真推演多視角數(shù)據(jù)組織管理和可視分析需要?;谑录谋磉_(dá)將仿真實(shí)體分解到各個(gè)事件中對(duì)仿真想定的編成作業(yè)極不方便。而面向?qū)ο蟮谋磉_(dá)方法又將作戰(zhàn)行動(dòng)分解到各仿真實(shí)體中導(dǎo)致仿真想定的行動(dòng)編輯不太方便。

此處面向仿真推演應(yīng)用,從時(shí)空建模角度,結(jié)合面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程兩種時(shí)空建模思路,將作戰(zhàn)計(jì)劃分解為推演實(shí)體和推演事件,分別對(duì)應(yīng)仿真想定中的作戰(zhàn)編成和想定事件。推演實(shí)體和推演事件并不能替代作戰(zhàn)計(jì)劃的其它要素,只是面向仿真推演應(yīng)用對(duì)作戰(zhàn)計(jì)劃各組成要素的二次建模。定義推演實(shí)體和推演事件后,可得到作戰(zhàn)計(jì)劃的另一種表達(dá)方式,即將作戰(zhàn)計(jì)劃表示為一組推演實(shí)體和推演事件序列。推演實(shí)體與推演事件相結(jié)合的作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)空表達(dá)模型可形式化表達(dá)如下。

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SENi表示推演實(shí)體,是作戰(zhàn)計(jì)劃的執(zhí)行主體,作戰(zhàn)過程中可獨(dú)立存在的參戰(zhàn)角色,有一定自主行為能力,在部隊(duì)編制序列中有明確界定的個(gè)體或團(tuán)體。推演實(shí)體具有空間屬性、時(shí)間屬性、特征屬性、社會(huì)屬性,伴隨戰(zhàn)斗階段表現(xiàn)出不同狀態(tài)。且根據(jù)戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)模和戰(zhàn)爭(zhēng)類型,作戰(zhàn)實(shí)體具有多粒度的特征,可以是部隊(duì)編制序列里的一級(jí)單位,也可以是武器平臺(tái),甚至平臺(tái)中的一個(gè)組件。

SEVj表示推演事件,是指作戰(zhàn)組織根據(jù)作戰(zhàn)目的,依據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)配置所執(zhí)行目標(biāo)明確的作戰(zhàn)行動(dòng)的集合,如火力突擊、電磁干擾、實(shí)施偵察等。推演事件也具有多粒度特征,為便于作戰(zhàn)籌劃和任務(wù)執(zhí)行,通常將作戰(zhàn)計(jì)劃劃分為多個(gè)階段。推演階段是推演事件的容器,包含一組推演事件序列。而推演事件本身又可分解為不同層級(jí)的事件,可以聚合和解聚。

作戰(zhàn)計(jì)劃和其組成各要素的屬性具有多粒度特征。作戰(zhàn)計(jì)劃本身可分為總體計(jì)劃和分支計(jì)劃,也可分解為多個(gè)階段。推演實(shí)體需要根據(jù)仿真粒度進(jìn)行聚合解聚,可根據(jù)軍隊(duì)編制體系按級(jí)別分解為軍、師(旅)、團(tuán)、營(yíng)、連、排、班等基本類型,到武器平臺(tái)層面也可分解為更細(xì)的功能部件。推演事件也需要根據(jù)仿真需求分解成不同層級(jí)的推演事件,且多個(gè)事件可以按照邏輯、時(shí)間、空間聚合成高層級(jí)事件。

1.3 作戰(zhàn)計(jì)劃的時(shí)空屬性建模

時(shí)間是影響軍隊(duì)作戰(zhàn)能力形成與發(fā)揮的重要因素,也是作戰(zhàn)計(jì)劃的重要要素。推演實(shí)體有自身的生命周期,存在出現(xiàn)、變化、消亡等過程。推演事件也需要描述開始、結(jié)束以及持續(xù)時(shí)間。作戰(zhàn)計(jì)劃的時(shí)間屬性可用時(shí)間點(diǎn)(time point,TP)和時(shí)間段(time interval,TI)表示,其含義如圖1所示。TP是按照時(shí)間度量單位將連續(xù)時(shí)間離散化得到的點(diǎn)時(shí)刻,用于描述如“雷達(dá)開機(jī)”、“結(jié)束戰(zhàn)斗”等瞬間行為。TI表示起始時(shí)刻到終止時(shí)刻之間的時(shí)間段,可描述如“占領(lǐng)陣地”、“行軍”等非瞬時(shí)行為。兩種時(shí)間描述方法是相對(duì)的,隨著仿真粒度的變化,時(shí)間點(diǎn)和時(shí)間區(qū)間是可以相互轉(zhuǎn)換的。如“火炮射擊”,在描述戰(zhàn)役行動(dòng)時(shí)用一個(gè)時(shí)間點(diǎn)描述,但在描述戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作時(shí),需要用時(shí)間區(qū)間表示,包括裝填彈藥、輸入射擊諸元、發(fā)射等過程。

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空間也是作戰(zhàn)計(jì)劃內(nèi)容的重要因素,作戰(zhàn)計(jì)劃需要描述作戰(zhàn)地域的要點(diǎn)、戰(zhàn)斗分界線、作戰(zhàn)行動(dòng)的接觸線、開進(jìn)路線、前沿地域以及作戰(zhàn)資源的部署地域、探測(cè)范圍、火力打擊范圍等。作戰(zhàn)計(jì)劃的空間要素主要分為客觀空間描述和空間關(guān)系描述??陀^空間描述主要用地理坐標(biāo)、相對(duì)坐標(biāo)、網(wǎng)格編碼、空間范圍等方式描述??臻g關(guān)系主要有相離、覆蓋、相接、重疊、相等,用于描述空間要素之間的關(guān)系。

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推演實(shí)體建模

2.1 推演實(shí)體的表示模型構(gòu)建

在仿真推演中,推演實(shí)體是推演過程中獨(dú)立存在的參戰(zhàn)角色,有一定自主行為能力,有明確界定的個(gè)體或團(tuán)體,是作戰(zhàn)行動(dòng)的執(zhí)行主體。作戰(zhàn)實(shí)體可用屬性、能力和狀態(tài)來描述。屬性包括名稱、代字、級(jí)別、從屬、位置等;能力描述作戰(zhàn)組織可以干什么,如執(zhí)行機(jī)動(dòng)、偵察、火力突擊、通信等行動(dòng)的能力;狀態(tài)是作戰(zhàn)組織具有的內(nèi)部和外部形態(tài)與特征,如損毀情況、彈藥數(shù)量、人員數(shù)量等。推演實(shí)體可形式化描述如下:

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其中,Property表示事件執(zhí)行者的屬性,包括基本屬性、空間屬性、效能屬性等;Ability表示作戰(zhàn)組織具備執(zhí)行作戰(zhàn)行動(dòng)的能力,可用于推理分析;Status表示推演實(shí)體的狀態(tài),可用于態(tài)勢(shì)顯示;Time表示時(shí)間,Space表示空間,用于描述推演實(shí)體各要素的時(shí)空屬性,如持續(xù)機(jī)動(dòng)時(shí)間、探測(cè)范圍、火力打擊范圍等;Parent表示推演實(shí)體的父節(jié)點(diǎn),SubSENs表示推演實(shí)體包含的子實(shí)體序列,用于表示層級(jí)關(guān)系。

2.2 作戰(zhàn)實(shí)體關(guān)系建模

推演實(shí)體包括獨(dú)立實(shí)體和聚合級(jí)實(shí)體,推演實(shí)體之間具有可分離、可組合特性。獨(dú)立實(shí)體是不可再分的基本單元,根據(jù)仿真推演粒度可以是部隊(duì)編制層級(jí)內(nèi)的單位,也可以是武器平臺(tái)的組成部件。聚合實(shí)體是獨(dú)立實(shí)體聚合得到的更大尺度推演實(shí)體。此外,根據(jù)作戰(zhàn)規(guī)則推演實(shí)體之間存在著分類、組合、關(guān)聯(lián)3種關(guān)系。推演實(shí)體之間關(guān)系可用UML圖形表示為圖2。

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圖2  推演實(shí)體關(guān)系示意圖

Fig. 2  The relationship view of deduction entity

分類關(guān)系表示推演實(shí)體之間的組織層級(jí)關(guān)系,高層類概括低層類的公共特性,如武裝力量包括軍隊(duì)、警察、民兵等,軍隊(duì)又包括海軍、空軍、陸軍等,可用泛化關(guān)系圖表示。

組合關(guān)系描述推演實(shí)體內(nèi)部的聚合關(guān)系,如一個(gè)合成旅由機(jī)步營(yíng)、防空營(yíng)、參謀部、政治部等部門組成,可用聚合關(guān)系圖表示。

關(guān)聯(lián)關(guān)系描述兩個(gè)推演實(shí)體之間在作戰(zhàn)活動(dòng)中可能的交互關(guān)系,常見的關(guān)聯(lián)關(guān)系包括鄰接關(guān)系、指揮關(guān)系、通信關(guān)系、組織關(guān)系、供應(yīng)關(guān)系、協(xié)作關(guān)系、占有關(guān)系、對(duì)抗關(guān)系等,可用關(guān)聯(lián)關(guān)系圖表示。

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推演事件時(shí)空建模

3.1 推演事件表達(dá)模型構(gòu)建

基于事件的時(shí)空數(shù)據(jù)模型是通過連續(xù)改變事物和現(xiàn)象屬性來改變對(duì)象的特征狀態(tài),在地理信息領(lǐng)域常用來描述事物和現(xiàn)象的時(shí)空過程。此處按照地理信息領(lǐng)域事件建模思路建立面向作戰(zhàn)計(jì)劃表達(dá)的推演事件模型。

在仿真推演中,作戰(zhàn)實(shí)體存在產(chǎn)生、消亡、屬性變化、能力變化以及空間位置變化等,這些變化可以使用推演事件來表達(dá)。隨著仿真推演進(jìn)程的推進(jìn),產(chǎn)生序列推演事件,改變推演實(shí)體狀態(tài)。推演事件是以作戰(zhàn)實(shí)體為行動(dòng)對(duì)象,以行動(dòng)內(nèi)容為核心,以作戰(zhàn)目標(biāo)為作用對(duì)象,并以行動(dòng)過程的時(shí)間和空間作為描述參數(shù)的表達(dá)模型。推演事件的形式化表示如下:

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其中,SEN表示事件關(guān)聯(lián)的推演實(shí)體,可以是事件的執(zhí)行者,也可能是事件的執(zhí)行對(duì)象;Action表示作戰(zhàn)行動(dòng),是作戰(zhàn)實(shí)體在為達(dá)成目標(biāo)而執(zhí)行的一系列活動(dòng);Objective表示作戰(zhàn)目的,是事件執(zhí)行后達(dá)成的目標(biāo);表示作戰(zhàn)資源,是事件執(zhí)行需要依賴的各種條件;Time表示事件的時(shí)間描述參數(shù);Space表示事件的空間描述參數(shù)。

3.2 推演事件關(guān)系建模

作戰(zhàn)計(jì)劃中的各種變化可以抽象為序列推演事件組合,這些推演事件之間不是獨(dú)立的,相互之間具有層次關(guān)系、繼承關(guān)系和邏輯關(guān)系。推演事件之間關(guān)系用UML圖形可表示為圖3。

層次關(guān)系主要是指推演事件之間和推演實(shí)體一樣也具備聚合和解聚關(guān)系,一個(gè)推演事件可以分解為多個(gè)子事件,同時(shí)多個(gè)推演事件又可以聚合為上級(jí)推演事件。推演事件的聚合與解聚規(guī)則可以是邏輯關(guān)系,也可能是時(shí)間、空間關(guān)系。通過“串聯(lián)”和“并聯(lián)”行動(dòng)關(guān)聯(lián)對(duì)象的事件能夠?qū)⒈磉_(dá)的內(nèi)容由單個(gè)對(duì)象狀態(tài)變化上升到整體行動(dòng)或不同行動(dòng)階段的戰(zhàn)斗態(tài)勢(shì),體現(xiàn)作戰(zhàn)計(jì)劃多粒度的特性。

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圖3 推演事件關(guān)系示意圖

Fig. 3  The relationship view of deduction event

繼承關(guān)系是指推演事件之間具有一些共有的屬性和方法,如時(shí)間、空間屬性以及可視化表達(dá)、沖突檢測(cè)方法等。在構(gòu)造好推演事件的基類后,其他推演事件可繼承父類的接口和方法,并在基類基礎(chǔ)上增加專有的接口和方法。

邏輯關(guān)系是指推演事件之間具有內(nèi)在的依存或觸發(fā)關(guān)系,如通過障礙區(qū)和破除障礙具有依存關(guān)系,火力打擊與毀傷事件具有觸發(fā)關(guān)系。在仿真推演時(shí),可根據(jù)推演事件的邏輯關(guān)系直接執(zhí)行與之關(guān)聯(lián)的推演事件,而不必由時(shí)間驅(qū)動(dòng)。

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應(yīng)用案例與分析

為驗(yàn)證上述方法的有效性,以反航母馬賽克戰(zhàn)為案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。案例中藍(lán)方使用馬賽克作戰(zhàn)集群打擊紅方航母編隊(duì),根據(jù)藍(lán)方作戰(zhàn)計(jì)劃將仿真想定分解為推演實(shí)體和推演事件。

在推演實(shí)體方面,可建立集群、編隊(duì)、平臺(tái)、作戰(zhàn)部件多個(gè)層級(jí)對(duì)象,用于描述紅藍(lán)雙發(fā)參戰(zhàn)兵力。藍(lán)方作戰(zhàn)實(shí)體包括:低軌偵察衛(wèi)星、艦載預(yù)警機(jī)、運(yùn)輸機(jī)(攜作戰(zhàn)無人機(jī)集群)、無人僚機(jī)。作戰(zhàn)無人機(jī)有電子戰(zhàn)、火力打擊、武庫(kù)機(jī)、誘餌機(jī)等多種型號(hào),采用“云-網(wǎng)-端”架構(gòu),可組建馬賽克集群。紅方包括:航母、搭載戰(zhàn)斗機(jī)、電子戰(zhàn)機(jī)、預(yù)警機(jī)、各型艦載機(jī)以及驅(qū)逐艦、護(hù)航艦等。

在推演事件方面,首先將作戰(zhàn)計(jì)劃分解為5個(gè)階段。分別是:全域感知,低軌偵察發(fā)現(xiàn)航母;紅方截?fù)?,攔截藍(lán)方馬賽克群;空中交戰(zhàn),無人機(jī)馬賽克集群空中交戰(zhàn);動(dòng)態(tài)重組,馬賽克群破擊編隊(duì)。各階段的推演事件包括:低軌衛(wèi)星偵查、預(yù)警機(jī)偵查、無人僚機(jī)抵近偵察、無人機(jī)集群支援作戰(zhàn)、無人機(jī)馬賽克集群空中交戰(zhàn)、航母編隊(duì)撤離戰(zhàn)場(chǎng)等。這些推演事件根據(jù)仿真粒度可以進(jìn)一步分解為詳細(xì)的子事件,并最終按照時(shí)間關(guān)系聚合為各推演階段。

在將作戰(zhàn)計(jì)劃表達(dá)為一組推演實(shí)體和推演事件序列后,可按照時(shí)間與邏輯相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)計(jì)劃的動(dòng)態(tài)演播。推演開始是以時(shí)間為序驅(qū)動(dòng)推演事件演播,在推演事件執(zhí)行過程中,如因邏輯關(guān)系需要驅(qū)動(dòng)其它推演事件,則根據(jù)邏輯關(guān)系驅(qū)動(dòng)后續(xù)推演事件執(zhí)行。同時(shí)可以推演事件為基礎(chǔ)分析單一推演事件和推演事件之間是否存在沖突,輔助作戰(zhàn)計(jì)劃評(píng)估。

基于上述思路,構(gòu)建了作戰(zhàn)計(jì)劃仿真推演實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)?;诘乩砜臻g數(shù)據(jù)構(gòu)建陸、海、空、天一體的三維虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。建立軍標(biāo)符號(hào)庫(kù)和三維模型庫(kù),用于推演實(shí)體的幾何表達(dá)。在三維場(chǎng)景中對(duì)每一個(gè)推演事件的過程進(jìn)行可視化表達(dá)。最后按照作戰(zhàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)的推演事件時(shí)間順序進(jìn)行仿真推演,推演過程如圖4所示。

圖片

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結(jié)論

建立高效、合理的作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)空表達(dá)模型是仿真想定編輯、作戰(zhàn)行動(dòng)推演評(píng)估的基礎(chǔ)。面向仿真推演應(yīng)用,從時(shí)空建模角度,結(jié)合面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程兩種時(shí)空建模思路設(shè)計(jì)推演實(shí)體和推演事件相結(jié)合的作戰(zhàn)計(jì)劃多粒度時(shí)空建模方法。以公開的美軍反航母馬賽克戰(zhàn)為典型案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此方法符合軍事人員、技術(shù)人員思維習(xí)慣,可為仿真推演系統(tǒng)提供有效作戰(zhàn)計(jì)劃時(shí)空表示模型。

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作者簡(jiǎn)介

李鋒(1982-), 男, 博士, 副教授, 主要研究方向?yàn)樽鲬?zhàn)環(huán)境建模與仿真研究. 本文通信作者.

蒲泓亦(1998-),男,碩士研究生,主要研究方向?yàn)樽鲬?zhàn)環(huán)境建模與仿真研究.

徐錚(1991-), 男, 講師, 主要研究方向?yàn)樽鲬?zhàn)環(huán)境建模與仿真.

郭邵萌(1989-), 女, 工程師, 主要研究方向?yàn)闇y(cè)繪科學(xué)與技術(shù)和水文水資源.

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