羅小明， 朱延雷， 何 榕

(1. 裝備學(xué)院航天指揮系，北京 101416； 2. 裝備學(xué)院研究生管理大隊(duì)，北京 101416)

基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度評(píng)估

羅小明1， 朱延雷2， 何 榕2

(1. 裝備學(xué)院航天指揮系，北京 101416； 2. 裝備學(xué)院研究生管理大隊(duì)，北京 101416)

基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)(Complex Adaptive System, CAS)理論研究裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度評(píng)估問題，為創(chuàng)新裝備試驗(yàn)思維提供了一個(gè)新視角，也是裝備試驗(yàn)理論創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用的必然要求?；贑AS的體系作戰(zhàn)觀，探析了裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度的基本概念，論述了裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)的主要內(nèi)容及適應(yīng)性，研究了基于改進(jìn)ADC、探索性分析和Agent仿真建模的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度評(píng)估方法，為裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)與評(píng)估提供借鑒與指導(dǎo)。

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)；體系貢獻(xiàn)度；復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)；涌現(xiàn)性

美國圣塔菲研究所(Santa Fe Institute, SFI)是一個(gè)專門研究復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜性問題的跨學(xué)科領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)，目前已發(fā)展成為世界著名的復(fù)雜系統(tǒng)問題研究中心。其主要成就是提出了復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)(Complex Adaptive System, CAS)理論及其研究方法[1]124-125。CAS理論是復(fù)雜性科學(xué)的重要組成部分，其核心思想是“適應(yīng)性造就復(fù)雜性”[2]141?；贑AS理論探究裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)特點(diǎn)及規(guī)律，為創(chuàng)新裝備試驗(yàn)思維提供了一個(gè)新視角。將CAS理論應(yīng)用于裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度評(píng)估，也是裝備試驗(yàn)理論創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用的必然要求。

1 基于CAS的體系作戰(zhàn)觀

體系是能夠得到進(jìn)一步涌現(xiàn)性質(zhì)的關(guān)聯(lián)或聯(lián)結(jié)的獨(dú)立系統(tǒng)的集合[3]。涌現(xiàn)是指體系中的各組分系統(tǒng)相互發(fā)生影響作用，產(chǎn)生“1+1>2”的過程，也是體系的基本特征。

適應(yīng)性是指某一主體能夠與環(huán)境以及其他主體進(jìn)行交互作用的一種特性。在這種持續(xù)的交互作用過程中，主體不斷地學(xué)習(xí)或積累經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式。依據(jù)CAS理論，可認(rèn)為：適應(yīng)性是體系得以涌現(xiàn)的基礎(chǔ)和推動(dòng)力；適應(yīng)性增強(qiáng)意味著體系結(jié)構(gòu)演化和體系作戰(zhàn)效能的增強(qiáng)。基于這種認(rèn)識(shí)，可認(rèn)為作戰(zhàn)既是CAS之間的對(duì)抗，也是體系適應(yīng)能力的對(duì)抗。

體系作戰(zhàn)是一種作戰(zhàn)要素齊全、作戰(zhàn)單元關(guān)聯(lián)、作戰(zhàn)力量聯(lián)動(dòng)、具有完整行動(dòng)鏈和整體聯(lián)動(dòng)特性的全過程作戰(zhàn)[4-5]。戰(zhàn)斗力是體系作戰(zhàn)的一種“涌現(xiàn)”現(xiàn)象，即戰(zhàn)斗力是作戰(zhàn)要素之間及作戰(zhàn)要素與環(huán)境之間相互作用時(shí)整體涌現(xiàn)性的體現(xiàn)。戰(zhàn)斗力的發(fā)揮是作戰(zhàn)要素之間適應(yīng)能力的內(nèi)聚或外釋。信息化戰(zhàn)爭形態(tài)下的戰(zhàn)斗力系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是一個(gè)CAS，是由實(shí)體要素(人、武器裝備、體制編制)、滲透性要素(信息)、關(guān)系要素(適應(yīng)性)(可稱其為“3+1+1”結(jié)構(gòu))生成和演化的過程，主要由武備力、人力、組織力、信息力和適應(yīng)力構(gòu)成[6]。

2 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度及其試驗(yàn)的主要內(nèi)容

2.1 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)是指為獲取與裝備作戰(zhàn)適用性、作戰(zhàn)效能和體系貢獻(xiàn)度等相關(guān)的數(shù)據(jù)，將裝備置于接近真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中并和部隊(duì)使用結(jié)合起來，按照實(shí)際的作戰(zhàn)流程和任務(wù)剖面要求而進(jìn)行的活動(dòng)[7-8]。因此，作戰(zhàn)試驗(yàn)具有“實(shí)兵、實(shí)裝、實(shí)情”(“三實(shí)”)相結(jié)合的特點(diǎn)，主要目的是考核裝備的作戰(zhàn)適用性、作戰(zhàn)效能及體系貢獻(xiàn)度。

2.2 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度

所謂貢獻(xiàn)是指一個(gè)體系的系統(tǒng)、功能以及各系統(tǒng)之間的作用和影響；而貢獻(xiàn)度是對(duì)這些作用和影響大小的直觀度量。

基于CAS的體系作戰(zhàn)觀，可認(rèn)為：裝備體系貢獻(xiàn)度是指被試系統(tǒng)納入到作戰(zhàn)體系(直接任務(wù)作戰(zhàn)體系、聯(lián)合作戰(zhàn)體系)后，所形成的體系作戰(zhàn)效能(能力)以及使體系作戰(zhàn)效能(能力)在原有基礎(chǔ)上的變化程度(對(duì)己方體系作戰(zhàn)效能的提升程度和對(duì)敵方體系作戰(zhàn)效能的削弱程度)。因此，可采用3種方式來界定裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度的概念：1)在作戰(zhàn)體系中納入和使用被試系統(tǒng)后所產(chǎn)生的效能(能力)變化量(差值)或變化率(比值)，即納入和使用被試系統(tǒng)后的新作戰(zhàn)體系效能與原作戰(zhàn)體系效能的差值，或新作戰(zhàn)體系效能的增量與原作戰(zhàn)體系效能的比值；2)小體系效能占大體系效能的份額，小體系是由若干個(gè)被試的單體裝備或系統(tǒng)裝備(如偵打一體裝備)構(gòu)成的作戰(zhàn)單元(通常指戰(zhàn)術(shù)裝備體系)，大體系是指納入或使用被試系統(tǒng)作戰(zhàn)單元后的裝備體系、直接任務(wù)作戰(zhàn)體系或聯(lián)合作戰(zhàn)體系；3)作戰(zhàn)體系中各組分系統(tǒng)或能力要素之間存在的影響作用或涌現(xiàn)效應(yīng)，當(dāng)這種影響關(guān)系為緊耦合時(shí)，貢獻(xiàn)者對(duì)受益者而言具有唯一性，即離開貢獻(xiàn)者所提供的支持，受益者無法完成任務(wù)，如信息系統(tǒng)提供的目標(biāo)分配、指示和引導(dǎo)能力，武器系統(tǒng)必須依賴信息系統(tǒng)提供的目標(biāo)信息才能實(shí)施火力打擊。在這種情況下，貢獻(xiàn)者的體系貢獻(xiàn)度可由受益者的需求來衡量，即貢獻(xiàn)者(信息系統(tǒng))所提供的支持滿足受益者(武器系統(tǒng))需求的程度。因此，根據(jù)貢獻(xiàn)者和受益者的作用關(guān)系，體系貢獻(xiàn)度可分為直接貢獻(xiàn)度、間接貢獻(xiàn)度；但從內(nèi)涵上，體系貢獻(xiàn)度可分為需求滿足度和效能(能力)提升度；從度量方法上，體系貢獻(xiàn)度可分為絕對(duì)貢獻(xiàn)度和相對(duì)貢獻(xiàn)度。在進(jìn)行裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度評(píng)估時(shí)，可將直接貢獻(xiàn)度、間接貢獻(xiàn)度、絕對(duì)貢獻(xiàn)度和相對(duì)貢獻(xiàn)度4種貢獻(xiàn)度綜合起來評(píng)估。體系貢獻(xiàn)度的內(nèi)涵是“對(duì)比”，分為體系中有無被試系統(tǒng)、體系中新老系統(tǒng)、體系中的不同組分系統(tǒng)或能力要素等，對(duì)比的內(nèi)容為作戰(zhàn)體系中納入和使用被試系統(tǒng)前后的效能(能力)變化量或變化率，對(duì)比的結(jié)果就是貢獻(xiàn)度。

依據(jù)控制論觀點(diǎn)，作戰(zhàn)體系是一個(gè)特殊的可控系統(tǒng)，其 C4ISR(Command, Control, Communication, Computer, Intelligence, Surveillance, Reconnai-ssance)體系對(duì)應(yīng)控制部分(ISR)和執(zhí)行部分(C4，或BM/C3(Battle Management, Command, Control, Communication))，武器系統(tǒng)對(duì)應(yīng)作戰(zhàn)體系的傳感器(Sensor)、控制器(Controller)和執(zhí)行器(Actuator)[9]59。因此，體系內(nèi)部貢獻(xiàn)度主要由感知系統(tǒng)(信息系統(tǒng)支持能力)、控制系統(tǒng)(指揮控制能力)和執(zhí)行系統(tǒng)(戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)能力、綜合防護(hù)能力、火力打擊能力)相互間的適應(yīng)性以及由此產(chǎn)生的涌現(xiàn)性來決定，具體體現(xiàn)在信息協(xié)同能力和打擊協(xié)同能力(信火一體戰(zhàn)能力)發(fā)揮作用的有效程度上；體系外部貢獻(xiàn)度主要體現(xiàn)在被試系統(tǒng)對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)能力的影響作用(“增能”或“降能”)上。

對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)能力的度量，主要有3種方法[10]：聯(lián)合作戰(zhàn)能力大小(強(qiáng)度)、聯(lián)合作戰(zhàn)能力成功概率和兩者相結(jié)合的綜合度量法。聯(lián)合作戰(zhàn)能力的計(jì)算公式為

聯(lián)合作戰(zhàn)能力=戰(zhàn)果/(戰(zhàn)損×作戰(zhàn)時(shí)間),

式中：戰(zhàn)果主要衡量任務(wù)完成效益，如毀傷敵方各類目標(biāo)或裝備的概率、數(shù)量和百分比，敵方傷亡、被俘人員、繳獲的裝備和資產(chǎn)、遭破壞的裝備和資產(chǎn)，兵力倍增系數(shù)和兵力交換比改善量，敵方作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)演化特性的降能程度等；戰(zhàn)損主要衡量任務(wù)完成代價(jià)，如己方各類彈藥的消耗數(shù)量，目標(biāo)或裝備戰(zhàn)損概率、數(shù)量和百分比等，己方傷亡、被俘人員、遭破壞的裝備和資產(chǎn)，敵我兵力損耗交換比，己方作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)演化特性的降能程度等；作戰(zhàn)時(shí)間主要衡量任務(wù)完成效率，如壓制敵機(jī)場(chǎng)時(shí)間、壓制敵防空火力時(shí)間、壓制敵艦載或岸基雷達(dá)時(shí)間、預(yù)警機(jī)空中值班時(shí)間、干擾機(jī)留空時(shí)間、遲滯敵機(jī)動(dòng)部隊(duì)行動(dòng)時(shí)間、推進(jìn)(機(jī)動(dòng))時(shí)間、作戰(zhàn)窗口時(shí)長、武器單元之間的協(xié)同時(shí)間、決策響應(yīng)時(shí)間、OODA(Observe, Orient, Decide and Act)環(huán)時(shí)長、作戰(zhàn)響應(yīng)時(shí)間、進(jìn)攻(防御)戰(zhàn)斗持續(xù)時(shí)間等。

將聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)分解為多個(gè)單項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)，各單項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)之間存在較為松散的關(guān)聯(lián)關(guān)系(松散耦合)，若每個(gè)單項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)的作戰(zhàn)能力計(jì)算較簡單，則可按圖1所示的方法計(jì)算聯(lián)合作戰(zhàn)能力的成功概率?？蛇x擇效用函數(shù)算子、乘積算子、加權(quán)求和算子作為單項(xiàng)作戰(zhàn)成功概率與聯(lián)合作戰(zhàn)成功概率的聚合算子[9]111-114。

圖1 聯(lián)合作戰(zhàn)能力成功概率計(jì)算示圖

2.3 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)的主要內(nèi)容

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)內(nèi)容是為獲取作戰(zhàn)效能評(píng)估數(shù)據(jù)，分析納入和使用被試系統(tǒng)后作戰(zhàn)體系效能(能力)的變化量(變化率)而進(jìn)行的試驗(yàn)任務(wù)或試驗(yàn)項(xiàng)目。其先期的基礎(chǔ)性工作是內(nèi)容設(shè)計(jì)[11]。裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)可分為體系內(nèi)部貢獻(xiàn)度試驗(yàn)和體系外部貢獻(xiàn)度試驗(yàn)2種，如圖2所示[7]。其中：體系內(nèi)部貢獻(xiàn)度試驗(yàn)主要考核被試系統(tǒng)對(duì)直接任務(wù)作戰(zhàn)體系的需求滿足度及效能(能力)提升度，重點(diǎn)考核被試系統(tǒng)對(duì)增強(qiáng)直接任務(wù)作戰(zhàn)體系機(jī)動(dòng)能力、防護(hù)能力、指揮控制能力、打擊協(xié)同能力和信息協(xié)同能力的貢獻(xiàn)度；體系外部貢獻(xiàn)度試驗(yàn)主要考核被試系統(tǒng)納入到聯(lián)合作戰(zhàn)體系后，聯(lián)合作戰(zhàn)體系效能(能力)的變化情況，重點(diǎn)考核被試系統(tǒng)對(duì)增強(qiáng)聯(lián)合作戰(zhàn)體系生存能力和信火一體戰(zhàn)能力的貢獻(xiàn)度。

圖2 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)的主要內(nèi)容

基于復(fù)雜性科學(xué)整體與部分辨證統(tǒng)一的觀點(diǎn)，被試裝備體系和聯(lián)合作戰(zhàn)體系具有功能涌現(xiàn)性的特點(diǎn)。結(jié)合裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)的主要內(nèi)容及適應(yīng)性分析結(jié)果，被試系統(tǒng)內(nèi)、外部體系功能的涌現(xiàn)包括4個(gè)重要階段[12]。

1) 感知系統(tǒng)與控制系統(tǒng)各模塊相結(jié)合，涌現(xiàn)信息協(xié)同能力的階段。主要表現(xiàn)為信息系統(tǒng)的信息質(zhì)量與決策質(zhì)量，可用連通性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性來衡量。連通性是指體系各組分系統(tǒng)根據(jù)作戰(zhàn)需要，向體系內(nèi)其他系統(tǒng)尋求、獲取、提供信息支持/指揮控制等的能力[13]，可用體系結(jié)構(gòu)關(guān)系質(zhì)量來衡量；準(zhǔn)確性是指獲得信息和決策與任務(wù)需求之間的一致程度，可用綜合探測(cè)概率、組網(wǎng)通信能力及質(zhì)量、武器協(xié)同精確性等指標(biāo)來衡量；時(shí)效性是指從采集信息到獲得作戰(zhàn)指令所需的時(shí)間，可用作戰(zhàn)響應(yīng)時(shí)間、決策響應(yīng)時(shí)間或OODA環(huán)時(shí)長來衡量。

2) 執(zhí)行系統(tǒng)各模塊相互作用、結(jié)合，涌現(xiàn)打擊協(xié)同能力的階段。主要表現(xiàn)為遠(yuǎn)程打擊能力、跨越打擊能力、全域打擊能力。遠(yuǎn)程打擊能力是指打擊平臺(tái)配系在戰(zhàn)區(qū)外圍或敵方防區(qū)以外，對(duì)敵方戰(zhàn)略重心或要害目標(biāo)實(shí)施“非接觸”(超視距、超殺傷半徑)的信息攻擊和火力打擊；跨越打擊能力是指部署在戰(zhàn)略縱深的武器平臺(tái)，通過遠(yuǎn)距離的跨越機(jī)動(dòng)對(duì)敵方縱深目標(biāo)實(shí)施信息火力奔襲的能力；全域打擊能力是指利用部署在太空(臨近空間)的武器平臺(tái)，對(duì)敵方地面、海上和空中等戰(zhàn)略或要害目標(biāo)實(shí)施信息攻擊和火力打擊的能力。

3) 感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)三者結(jié)合并相互作用，涌現(xiàn)信火一體戰(zhàn)能力的階段。信火一體戰(zhàn)打破了以往戰(zhàn)爭臨時(shí)調(diào)動(dòng)、臨近打擊的力量部署和火力戰(zhàn)模式，依托原有的力量配系，在信息主導(dǎo)下廣域聚集作戰(zhàn)能量，并快速作用于敵方的戰(zhàn)略重心，通過多波次的持續(xù)打擊，重創(chuàng)敵方的戰(zhàn)爭體系和戰(zhàn)爭意志，實(shí)現(xiàn)“無處不達(dá)”。

4) 被試系統(tǒng)融入聯(lián)合作戰(zhàn)體系，并在聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境條件下涌現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)能力的階段。主要表現(xiàn)為聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)的完成程度。

3 裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)度評(píng)估方法

3.1 改進(jìn)的ADC方法

ADC方法是美國工業(yè)界武器系統(tǒng)效能咨詢委員會(huì)(Weapon System Effectiveness Industry Advisory Committee, WSEIAC)于20世紀(jì)60年代中期為美空軍建立的效能模型[14]75。該模型中裝備系統(tǒng)效能為可用性(Availability)、可信性(Dependability)和固有能力(Capability)的函數(shù)。

筆者認(rèn)為：作戰(zhàn)適用性是衡量裝備“能不能打仗”的重要指標(biāo)，作戰(zhàn)效能和體系貢獻(xiàn)度則是衡量裝備“能不能打勝仗”的重要指標(biāo)。因此，可用性、可信性本質(zhì)上分別是裝備作戰(zhàn)適用性在開始執(zhí)行任務(wù)和執(zhí)行任務(wù)過程中所處狀態(tài)指標(biāo)的具體表現(xiàn)。改進(jìn)的ADC模型如圖3所示?；诟倪M(jìn)的ADC模型可對(duì)被試裝備體系作戰(zhàn)效能(基礎(chǔ)效能)進(jìn)行評(píng)估。裝備作戰(zhàn)效能(Operational Effectiveness)為E=A° D° C，其中：E為裝備作戰(zhàn)效能；A為裝備在開始執(zhí)行任務(wù)時(shí)作戰(zhàn)適用性矩陣(向量)；D為裝備在執(zhí)行任務(wù)過程中作戰(zhàn)適用性矩陣(向量)；C為裝備作戰(zhàn)能力矩陣(向量)，表示裝備完成規(guī)定作戰(zhàn)行動(dòng)任務(wù)能力的指標(biāo)；“° ”為評(píng)估聚合算子，表示A、D、C內(nèi)部以及外部相互之間的影響作用。筆者建議：采用擬線性近似方法(主觀評(píng)定法、統(tǒng)計(jì)分析法、數(shù)學(xué)解析法)來反映A、D、C內(nèi)部相互之間的影響作用；采用仿真模擬法(如數(shù)值模擬方法、模擬試驗(yàn)方法、探索性分析方法、基于Agent和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的仿真建模方法等)來揭示A、D、C外部相互之間的影響作用或涌現(xiàn)效應(yīng)。

圖3 裝備作戰(zhàn)效能評(píng)估的改進(jìn)ADC模型

3.2 探索性分析方法

探索性分析(Exploratory Analysis, EA)是美國蘭德(RAND)公司在20世紀(jì)90年代研究國防規(guī)劃和裝備體系論證問題時(shí)，提出的一種用于面向高層次系統(tǒng)規(guī)劃與論證的不確定性分析方法，可對(duì)各種不確定性因素所對(duì)應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行整體研究。該方法全面分析了各種不確定性要素對(duì)結(jié)果的影響程度。

探索性分析的目的在于：1)全面理解不確定性因素對(duì)問題的影響；2)探索能夠完成相應(yīng)任務(wù)所需要的系統(tǒng)能力和策略，從而全面考察大量不確定性條件下各種方案的不同結(jié)果，達(dá)到能力規(guī)劃和方案尋優(yōu)的目的。基于探索性分析方法，可從3個(gè)方面探究被試裝備體系和聯(lián)合作戰(zhàn)體系中主要影響因素和作戰(zhàn)能力指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，即形成基礎(chǔ)能力(信息系統(tǒng)支持能力、指揮控制能力、戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)能力、綜合防護(hù)能力、火力打擊能力)，生成信息協(xié)同能力、打擊協(xié)同能力和信火一體戰(zhàn)能力，涌現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)能力，并以動(dòng)態(tài)、整體和對(duì)抗的方式探索分析被試系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)之間的影響作用或涌現(xiàn)效應(yīng)，求解近似最優(yōu)解、不確定性因素的重要性排序以及面向復(fù)雜系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力度量。

海斯(J. A. Highsmith)在描述復(fù)雜系統(tǒng)的復(fù)雜行為時(shí)提出：“復(fù)雜行為=簡單規(guī)則+豐富關(guān)聯(lián)”[2]145。

鑒于此，筆者認(rèn)為：可采用探索性分析方法描述被試系統(tǒng)直接任務(wù)作戰(zhàn)體系和聯(lián)合作戰(zhàn)體系中實(shí)體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系或交互，從而對(duì)作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)、功能和行為演化特性，以及作戰(zhàn)體系各組分系統(tǒng)或能力要素之間的影響作用或涌現(xiàn)效應(yīng)進(jìn)行建模，對(duì)作戰(zhàn)體系內(nèi)各組分系統(tǒng)的相互貢獻(xiàn)度進(jìn)行評(píng)估。其仿真與評(píng)估過程如圖4所示[14]146-149。

圖4 基于探索性分析的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)體系 貢獻(xiàn)度仿真與評(píng)估過程

3.3 基于Agent的仿真建模方法

CAS將復(fù)雜系統(tǒng)的主要特性描述為涌現(xiàn)行為和自組織性，而體系貢獻(xiàn)度正是通過相互影響作用或功能涌現(xiàn)形成的。而Agent的建模方法(Agent-Based Modeling, ABM)可對(duì)作戰(zhàn)體系中各要素間的交互規(guī)則進(jìn)行設(shè)定和分析，因此對(duì)CAS進(jìn)行建模可選用Agent的建模方法。Agent模型主要由實(shí)體模型、關(guān)系模型、自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型、相互作用模型和信息與決策模型構(gòu)成，各種模型構(gòu)成及模型間的關(guān)系與運(yùn)行環(huán)境如圖5所示。

圖5 基于Agent的仿真模型構(gòu)成及 模型間的關(guān)系與運(yùn)行環(huán)境

1) 實(shí)體模型。主要是抽象出被試系統(tǒng)遂行直接和聯(lián)合作戰(zhàn)中的特征實(shí)體，包括感知系統(tǒng)(Agent感知并有選擇性地接收作戰(zhàn)環(huán)境信息)、控制系統(tǒng)(Agent根據(jù)規(guī)則進(jìn)行指揮決策與作戰(zhàn)控制)、執(zhí)行系統(tǒng)(Agent做出機(jī)動(dòng)、防護(hù)或打擊反應(yīng))3個(gè)模塊。Agent能根據(jù)反饋動(dòng)態(tài)地調(diào)整自己的行為和規(guī)則。

2) 關(guān)系模型。主要是描述被試系統(tǒng)遂行直接和聯(lián)合作戰(zhàn)中的偵察探測(cè)、指揮控制、戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)、綜合防護(hù)、火力打擊等復(fù)雜的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系。

3) 自適應(yīng)學(xué)習(xí)模型。Agent的智能主要體現(xiàn)在其學(xué)習(xí)能力上，Agent學(xué)習(xí)包括規(guī)則的篩選和新規(guī)則的產(chǎn)生。自適應(yīng)模型主要是描述產(chǎn)生指揮與控制組織結(jié)構(gòu)的機(jī)制，以及被試系統(tǒng)遂行直接和聯(lián)合作戰(zhàn)中的偵察探測(cè)、指揮控制、戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)、綜合防護(hù)和火力打擊等要素，包括實(shí)體的自適應(yīng)建模和系統(tǒng)的自組織性建模。

4) 相互作用模型。包括實(shí)體行為對(duì)遂行直接和聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境的作用，以及遂行直接和聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)任務(wù)對(duì)實(shí)體環(huán)境的影響。

5) 信息與決策模型。主要反映信息系統(tǒng)對(duì)體系要素能力和任務(wù)能力支持的運(yùn)行機(jī)理，重點(diǎn)考核信息系統(tǒng)支持能力、指揮控制能力對(duì)遂行直接及聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)任務(wù)的影響關(guān)系或變化情況。

筆者認(rèn)為：可采用基于Agent的仿真建模方法，按照被試系統(tǒng)遂行直接和聯(lián)合作戰(zhàn)的任務(wù)剖面及作戰(zhàn)流程，設(shè)計(jì)被試裝備體系和聯(lián)合作戰(zhàn)體系中各要素間的交互規(guī)則，分析體系內(nèi)、外部作戰(zhàn)適應(yīng)能力的演化機(jī)制及效能涌現(xiàn)特性，評(píng)估裝備體系內(nèi)、外部貢獻(xiàn)度。其仿真與評(píng)估過程如圖6所示[1]130-131,[15]。

圖6 基于Agent的裝備體系貢獻(xiàn)度仿真與評(píng)估過程

4 結(jié)論

CAS理論為人們深刻認(rèn)知、分析、設(shè)計(jì)、評(píng)估、控制和管理復(fù)雜系統(tǒng)提供了新的思想。引入CAS理論，將裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)作為復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)來研究，并對(duì)被試裝備體系內(nèi)外部適應(yīng)能力生成、演化機(jī)制和涌現(xiàn)效應(yīng)進(jìn)行理論分析具有積極而現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值。目前，我軍裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)尚處在研究和發(fā)展階段，關(guān)于體系貢獻(xiàn)度評(píng)估更是一項(xiàng)全新的研究課題。本文基于CAS的體系作戰(zhàn)觀，從裝備體系貢獻(xiàn)度試驗(yàn)的主要內(nèi)容及評(píng)估方法2個(gè)方面進(jìn)行了研究。下一步還需要在體系貢獻(xiàn)度評(píng)估方法、仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)際應(yīng)用方面開展深入探索。

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(責(zé)任編輯:王生鳳)

Evaluation of Contribution for Equipment Operational Test System Based on Complex Adaptive System

LUO Xiao-ming1, ZHU Yan-lei2, HE Rong2

(1. Department of Space and Command, Academy of Equipment, Beijing 101416, China;2. Brigade of Postgraduate Management, Academy of Equipment, Beijing 101416, China)

Research on evaluation of contribution for equipment operational test system based on Complex Adaptive System(CAS)provides a new perspective for innovating thought of equipment test, and is also a necessary requirement for theoretical innovation and practical application of equipment test. With the system operational view based on CAS, this paper explores the basic concept of equipment operational test system contribution, discusses the main content and adaptability of test for equipment operational test system contribution, studies the evaluation methods of equipment operational test system contribution based on improved ADC, exploratory analysis and Agent simulation modeling. It provides reference or guidance for test and evaluation for equipment operational test system contribution.

equipment operational test; system contribution; Complex Adaptive System (CAS); emergent properties

1672-1497(2015)02-0001-06

2014-11-26

軍隊(duì)科研計(jì)劃項(xiàng)目

羅小明(1966-)，男，教授，博士。

E252

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.02.001