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戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知的概念框架*

2019-08-27 03:45呂學(xué)志胡曉峰賀筱媛
火力與指揮控制 2019年7期
關(guān)鍵詞:態(tài)勢戰(zhàn)役實(shí)體

呂學(xué)志,胡曉峰,吳 琳,賀筱媛

(1.國防大學(xué)聯(lián)合作戰(zhàn)學(xué)院,北京100091;2.32179部隊(duì),北京100012)

0 引言

在現(xiàn)代聯(lián)合作戰(zhàn)條件下,多源異構(gòu)海量的戰(zhàn)場情報(bào)、偵察、監(jiān)視數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長趨勢,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出戰(zhàn)役指揮員的態(tài)勢認(rèn)知能力。因此,研究戰(zhàn)役態(tài)勢智能分析技術(shù),輔助戰(zhàn)役指揮員全面、深入、高效地把握復(fù)雜戰(zhàn)役態(tài)勢,對(duì)提升作戰(zhàn)效能具有重要意義。而明確戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知的框架是后續(xù)模型建立、系統(tǒng)開發(fā)的前提。正如美國著名心理學(xué)家Gary Klein所說:“框架的目的在于確定情形中的各項(xiàng)元素,描述這些元素的重要性及其之間的關(guān)系,剔除不相關(guān)的信息,突出相關(guān)信息”。只有明確了戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知的框架,才能明確戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知的關(guān)鍵概念、關(guān)鍵問題和關(guān)鍵方法,為戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知智能輔助技術(shù)的后續(xù)開發(fā)提供指導(dǎo)。

John Salerno在JDL數(shù)據(jù)融合模型和態(tài)勢感知模型基礎(chǔ)上建立了戰(zhàn)略態(tài)勢認(rèn)知框架,并將框架應(yīng)用于海灣戰(zhàn)爭的預(yù)警中[1],此外他還針對(duì)網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢認(rèn)知建立了專門的態(tài)勢認(rèn)知框架,建立了效能評(píng)估指標(biāo)[2]。Ryan Pearso針對(duì)環(huán)境變化建立了態(tài)勢認(rèn)知框架[3]。Fischer針對(duì)預(yù)警系統(tǒng)建立了自動(dòng)態(tài)勢估計(jì)的概念框架[4]。但是,目前還沒有學(xué)者對(duì)戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知框架進(jìn)行探討,本文將就此問題展開討論。

1 態(tài)勢認(rèn)知概念

美國心理學(xué)家Endsley M.R.1988年在分析飛機(jī)駕駛員和領(lǐng)航員(機(jī)組人員)對(duì)周圍(空中環(huán)境和飛機(jī)狀態(tài))的感知程度對(duì)其活動(dòng)行為的影響時(shí),給出了態(tài)勢認(rèn)知(Situation Awareness,SA)的定義[5]:“態(tài)勢認(rèn)知是在一定時(shí)間和空間內(nèi)對(duì)環(huán)境中的各組成成分的感知、理解,進(jìn)而預(yù)知這些成分的隨后變化狀況”。1995年Endsley提出了態(tài)勢認(rèn)知的3級(jí)模型[6]。1)1級(jí)態(tài)勢認(rèn)知:環(huán)境元素感知(Perception),是態(tài)勢認(rèn)知最低層,此階段尚未完成感知數(shù)據(jù)的解釋,只是形成一個(gè)原始態(tài)勢畫面;2)2級(jí)態(tài)勢認(rèn)知:當(dāng)前態(tài)勢理解(Comprehension),緊隨元素感知之后進(jìn)行理解,本質(zhì)上是認(rèn)識(shí)這些元素的含義并獲得一個(gè)分析/估計(jì)態(tài)勢畫面,所達(dá)到的理解程度標(biāo)志人的專業(yè)知識(shí)水平;3)3級(jí)態(tài)勢認(rèn)知:未來態(tài)勢預(yù)測(Prediction)是最高級(jí)別的態(tài)勢認(rèn)知,其與對(duì)環(huán)境元素的未來狀態(tài)、關(guān)系、事件的預(yù)測能力相聯(lián)系。預(yù)測態(tài)勢提供給當(dāng)事人,使其預(yù)先采取措施、行為和方法,以適時(shí)處置可能出現(xiàn)的問題。該概念將態(tài)勢認(rèn)知視為對(duì)環(huán)境元素的感知和處理過程尚未強(qiáng)調(diào)其產(chǎn)品的形式。Endsley特別指出,態(tài)勢理解包含對(duì)外部獲取的數(shù)據(jù)與已有知識(shí)、目標(biāo)/企圖的集成。態(tài)勢認(rèn)知的3級(jí)模型及其嵌入人控動(dòng)態(tài)系統(tǒng)認(rèn)知模型,如下頁圖1所示[7]。該圖除了包含態(tài)勢認(rèn)知核心,即感知、理解與預(yù)測過程,還包括影響態(tài)勢認(rèn)知的因素。態(tài)勢認(rèn)知是一種由態(tài)勢估計(jì)過程得到的知識(shí)狀態(tài),態(tài)勢估計(jì)是實(shí)現(xiàn)、取得、保持態(tài)勢認(rèn)知的過程。

需要指出的是,SA的概念在國內(nèi)有多種翻譯,部分翻譯為“態(tài)勢感知”,還有一些翻譯為“態(tài)勢認(rèn)知”。從哲學(xué)角度來講,人類通過經(jīng)驗(yàn)方式獲得感知,通過概念方式把感知生成和轉(zhuǎn)化為認(rèn)知,由此認(rèn)識(shí)世界。認(rèn)知是對(duì)感知的概念化加工和映射,它發(fā)生在認(rèn)知域,是先驗(yàn)知識(shí)和實(shí)際環(huán)境知識(shí)進(jìn)行復(fù)雜交互的結(jié)果。從中文語義上來講,“感知”不足以涵蓋“認(rèn)知”中的“理解”和“預(yù)測”,所以筆者認(rèn)為SA翻譯為“態(tài)勢認(rèn)知”更符合漢語語義和習(xí)慣。由于在漢語中“認(rèn)知”這個(gè)詞既可以理解為名詞,又可以理解為動(dòng)詞,所以“態(tài)勢認(rèn)知”這個(gè)詞既可以理解為名詞,即一種對(duì)態(tài)勢的知識(shí)狀態(tài),也可以理解為動(dòng)詞,即獲得態(tài)勢知識(shí)的過程,國內(nèi)外學(xué)者通常將其翻譯為“態(tài)勢估計(jì)(Situation Assessment)”。

2 戰(zhàn)役態(tài)勢及其要素

2.1 戰(zhàn)役態(tài)勢

戰(zhàn)場態(tài)勢按照戰(zhàn)爭規(guī)模和級(jí)別的不同,可以分為戰(zhàn)略態(tài)勢、戰(zhàn)役態(tài)勢和戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢。戰(zhàn)役態(tài)勢是戰(zhàn)役雙方戰(zhàn)役體系(戰(zhàn)役機(jī)動(dòng)部隊(duì)、戰(zhàn)役基地,有時(shí)還有戰(zhàn)役防線(要點(diǎn)))在戰(zhàn)役區(qū)域中的分布狀態(tài)、相互關(guān)系及其發(fā)展趨勢。戰(zhàn)役態(tài)勢的本質(zhì)是雙方的戰(zhàn)役體系在一定時(shí)間、空間中的相互關(guān)系,而戰(zhàn)役力量是戰(zhàn)役體系的主體,因此,通常通過戰(zhàn)役力量、時(shí)間和空間3個(gè)要素來描述戰(zhàn)役態(tài)勢。按照時(shí)間階段,戰(zhàn)役態(tài)勢還可以分為戰(zhàn)役初始態(tài)勢、戰(zhàn)役中態(tài)勢、戰(zhàn)役最終態(tài)勢。戰(zhàn)役初始態(tài)勢可以根據(jù)空間距離關(guān)系分為遠(yuǎn)程對(duì)峙、近程對(duì)峙。近程對(duì)峙的戰(zhàn)役初始態(tài)勢大體上可以通過外線與內(nèi)線關(guān)系體現(xiàn)出來:外線是一方將對(duì)方包圍起來的態(tài)勢;內(nèi)線則是一方被對(duì)方包圍起來的態(tài)勢[8]。

聯(lián)合戰(zhàn)役作戰(zhàn)的戰(zhàn)略性強(qiáng),參戰(zhàn)軍種多元,作戰(zhàn)空間廣闊,作戰(zhàn)規(guī)模大,協(xié)同問題復(fù)雜,力量調(diào)整的難度大,作戰(zhàn)節(jié)奏快,戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝,戰(zhàn)場情況變化急劇。戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知是戰(zhàn)役決策的基礎(chǔ)。所以,這就要求態(tài)勢認(rèn)知可以減少信息超載,為戰(zhàn)役指揮官提供和任務(wù)相關(guān)的信息,使其作出及時(shí)有效的決策。

2.2 戰(zhàn)役態(tài)勢要素

戰(zhàn)役態(tài)勢要素則指構(gòu)成戰(zhàn)役態(tài)勢的兵力、環(huán)境、目標(biāo)等諸要素。不同的戰(zhàn)役態(tài)勢指其包含不同的態(tài)勢要素。戰(zhàn)役態(tài)勢假設(shè)隨作戰(zhàn)目標(biāo)改變而變化,甚至在同一個(gè)作戰(zhàn)目標(biāo)下的不同作戰(zhàn)階段或時(shí)節(jié)都存在差異。因此,確定一個(gè)戰(zhàn)役態(tài)勢假設(shè)及其構(gòu)成要素,并依據(jù)戰(zhàn)役目標(biāo)變化確定戰(zhàn)役態(tài)勢要素及其相互關(guān)系的發(fā)展和變化,予以及時(shí)估計(jì)與更新,是檢驗(yàn)一個(gè)指揮員的態(tài)勢判斷能力和作戰(zhàn)指揮能力的重要內(nèi)容。由于態(tài)勢要素通常帶有不確定性,對(duì)態(tài)勢要素的發(fā)展變化及其不確定性的估計(jì),就構(gòu)成了戰(zhàn)役態(tài)勢估計(jì)的主要內(nèi)容。拋開具體特定作戰(zhàn)目標(biāo),從總體上講,戰(zhàn)役態(tài)勢由5類要素構(gòu)成:1)社會(huì)/政治/經(jīng)濟(jì)環(huán)境類;2)戰(zhàn)場環(huán)境類;3)兵力部署與作戰(zhàn)能力類;4)重要?jiǎng)討B(tài)目標(biāo)類;5)對(duì)抗措施類。每類所含態(tài)勢要素的分層結(jié)構(gòu),如圖2所示。需特別指出的是:對(duì)抗要素指從下屬4類要素中提取出來的,雙方可能產(chǎn)生對(duì)抗的兵力、動(dòng)態(tài)目標(biāo)、地點(diǎn)和環(huán)境及可能的沖突樣式和產(chǎn)生的結(jié)果預(yù)測等[9]。

圖1 Endsley態(tài)勢認(rèn)知模型

3 戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知框架

由于缺乏有效的技術(shù)手段,指揮員只能根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和已有的規(guī)則對(duì)態(tài)勢進(jìn)行認(rèn)知。隨著信息化戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)生的根本性變革,單純依靠指揮員的經(jīng)驗(yàn)來處理紛繁復(fù)雜的戰(zhàn)場信息,已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要。作戰(zhàn)過程中,指揮員需要處理的信息量激增,有限的大腦存儲(chǔ)能力和信息檢索能力,使得指揮員很難同時(shí)處理大量的原始信息和決策信息。瞬時(shí)推理和快速認(rèn)知能力方面的欠缺,也極大地制約著指揮員對(duì)戰(zhàn)場態(tài)勢的感知、理解和預(yù)測,制約著指揮員經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的有效運(yùn)用。在信息化條件下的戰(zhàn)場環(huán)境中,無論是指揮員認(rèn)知活動(dòng)的模式還是認(rèn)知能力,都難以適應(yīng)作戰(zhàn)指揮決策發(fā)展的要求,必須有一種新的模式來部分取代指揮員在其中的作用。戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知的任務(wù)就是通過模仿指揮員的認(rèn)知過程,在時(shí)間和空間維感知戰(zhàn)場實(shí)體、兵力編群和行為事件,基于統(tǒng)一態(tài)勢和合理假設(shè)來理解敵方戰(zhàn)役計(jì)劃和戰(zhàn)役意圖,根據(jù)對(duì)態(tài)勢要素的演變,預(yù)測推理敵方戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)并估計(jì)其威脅程度。

3.1 態(tài)勢感知

態(tài)勢感知包括:1)跟蹤和識(shí)別單個(gè)對(duì)象,例如,坦克、裝甲人員輸送車、導(dǎo)彈等;2)對(duì)象聚合成群或單元,即將裝備和人員根據(jù)時(shí)間和空間聚合成一個(gè)單位或部門;3)識(shí)別敵人的作戰(zhàn)行動(dòng),即活動(dòng)識(shí)別。如何解釋概念或非實(shí)體,能否像跟蹤一個(gè)對(duì)象一樣跟蹤一個(gè)群體或活動(dòng)?什么是態(tài)勢?系統(tǒng)如何獲得必要的先驗(yàn)知識(shí)(或關(guān)系)來執(zhí)行聚合?用于識(shí)別對(duì)象、群體或活動(dòng)的模型之間有什么區(qū)別?為了回答這些問題,首先提出了一些基本定義,然后使用它們來完善態(tài)勢感知的含義。

圖3 戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知框架

在維基百科中,一個(gè)實(shí)體被定義為“具有獨(dú)立存在的獨(dú)特東西,盡管它不一定是物質(zhì)存在。特別是抽象和法律虛擬(指法律事務(wù)上為權(quán)宜計(jì)在無真實(shí)依據(jù)情況下所作的假定)通常被視為實(shí)體。一般來說,也沒有假設(shè)一個(gè)實(shí)體是運(yùn)動(dòng)的。可以用實(shí)體來指代人類、動(dòng)物、沒有思想的生命體(如植物或真菌)、無生命的物體,甚至信仰。一個(gè)物體是“物理實(shí)體;可以通過感官感覺到的東西”[4];“通過一種或多種感官感覺到的東西,特別是視覺或觸覺”。如果實(shí)體不是實(shí)實(shí)在在的對(duì)象怎么辦?我們?nèi)绾涡稳菽??一般來說,抽象實(shí)體仍然可以與時(shí)間、存在以及抽象概念(例如,電話呼叫,金融交易等)相關(guān)聯(lián)。

群體是“具有某種關(guān)系的若干事物”。事件是“發(fā)生的事情;在任意時(shí)間點(diǎn)發(fā)生的事情;在某個(gè)地點(diǎn)和時(shí)間發(fā)生的事情”[4]實(shí)體和群體可以與特定事件或事件相關(guān)聯(lián)。Snidaro、Belluz和Froresti[10]進(jìn)一步將一個(gè)事件分解為3個(gè)類:簡單、空間和交互。將簡單事件定義為僅涉及單個(gè)實(shí)體而不與他人交互的事件;空間事件描述在空間中發(fā)生的事件,包括位置。交互事件涉及通過交互聯(lián)系的兩個(gè)實(shí)體??臻g事件可以是指定時(shí)間坦克(實(shí)體)或單位(群體)位于給定位置。如果坦克或單位與另一個(gè)坦克或單位交互,那么則有一個(gè)交互事件。

活動(dòng)是“一項(xiàng)行動(dòng)或一場運(yùn)動(dòng)”[4]。活動(dòng)由通過時(shí)間或空間內(nèi)一個(gè)或多個(gè)事件隨相關(guān)的實(shí)體/群體組成。因此,根據(jù)定義,事件、群體或活動(dòng)可以被認(rèn)為是復(fù)雜實(shí)體(對(duì)象),并且可以被跟蹤和識(shí)別。JDL詞典將一個(gè)實(shí)體定義為“數(shù)據(jù)融合過程中構(gòu)成假設(shè)基礎(chǔ)的任何對(duì)象或?qū)ο蠹ɑ蚴录蚴录保珱]有定義什么是對(duì)象或事件?,F(xiàn)在回到我們的討論。通過使用上述定義,我們認(rèn)為,活動(dòng)和這些活動(dòng)的聚合(稱之為態(tài)勢)是1級(jí)態(tài)勢認(rèn)知的組成部分,也是其結(jié)果。

模型或先驗(yàn)知識(shí)對(duì)于1級(jí)來說是必要的,以便能夠識(shí)別對(duì)象、群體或活動(dòng)。這個(gè)先驗(yàn)知識(shí)(即關(guān)系或關(guān)聯(lián))可以通過知識(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí),并由操作者驗(yàn)證或直接提供。在這里,我們注意到,知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)只會(huì)通過統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)相關(guān)的事件。因此,新的或創(chuàng)新性的想法不能被學(xué)習(xí),需要人進(jìn)行知識(shí)推導(dǎo)或推測。那么什么可以看作活動(dòng)的例子?典型活動(dòng)包括常規(guī)戰(zhàn)爭、協(xié)調(diào)一致的多階段網(wǎng)絡(luò)攻擊、潛在的恐怖襲擊、非戰(zhàn)爭軍事行動(dòng)。這些活動(dòng)由一些相互關(guān)聯(lián)的事件組成。還應(yīng)該指出的是,敵方對(duì)戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序(TTP)非常熟練,可以從一種經(jīng)典活動(dòng)轉(zhuǎn)向另一種經(jīng)典活動(dòng)(從常規(guī)作戰(zhàn)出發(fā),轉(zhuǎn)變?yōu)榉菍?duì)稱作戰(zhàn),從網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)開始,轉(zhuǎn)變?yōu)榉菍?duì)稱或多種作戰(zhàn)樣式的組合),不再只使用一種作戰(zhàn)方式。

態(tài)勢定義為“一個(gè)人在某一時(shí)刻對(duì)一系列活動(dòng)的世界觀”。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以基于一些先驗(yàn)知識(shí)來識(shí)別活動(dòng)發(fā)生,并且關(guān)聯(lián)一些對(duì)象/事件,但是本身不能形成或提供態(tài)勢認(rèn)知;只有一個(gè)人才能意識(shí)到。計(jì)算機(jī)是一種可以幫助/支持人們提高認(rèn)知程度的工具。因此,可以認(rèn)為每個(gè)人根據(jù)所處的不同情境都有一種態(tài)勢觀或世界觀。共同的態(tài)勢認(rèn)知就是對(duì)具體活動(dòng)或一組活動(dòng)的一些個(gè)人觀點(diǎn)的共識(shí)。

信息化條件下態(tài)勢感知的任務(wù)主要是圍繞要素提取展開的,目的是生成當(dāng)前態(tài)勢要素集合。態(tài)勢感知的模型主要包括兩類:1)兵力編群模型,即對(duì)敵我雙方兵力部署的估計(jì),包括對(duì)敵我雙方兵力的時(shí)空關(guān)系、目標(biāo)關(guān)系和對(duì)抗關(guān)系的估計(jì)。對(duì)敵方兵力進(jìn)行編群或分群,是利用提取的態(tài)勢元素,把平臺(tái)按照空間和功能進(jìn)行分群,從而推斷更高級(jí)別的戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢描述。分群的基本思想是對(duì)有用數(shù)據(jù)進(jìn)行分組,以便后續(xù)評(píng)估并確定態(tài)勢元素之間的相互關(guān)系,進(jìn)而從各個(gè)層次解釋戰(zhàn)役態(tài)勢的行為特性。兵力群可分為空間群、功能群、相互作用群、敵方/我方/中立方群。2)活動(dòng)識(shí)別模型,即對(duì)敵我雙方兵力群戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役行動(dòng)的識(shí)別?;顒?dòng)識(shí)別的基本思想是根據(jù)兵力群時(shí)間軌跡、事件、先驗(yàn)知識(shí)等信息估計(jì)出兵力群目前遂行的行動(dòng)任務(wù)。

3.2 態(tài)勢理解

態(tài)勢理解是根據(jù)對(duì)態(tài)勢實(shí)體行為及態(tài)勢事件的檢測結(jié)果解釋當(dāng)前態(tài)勢情況,判斷敵方的戰(zhàn)役布勢,識(shí)別敵方意圖和作戰(zhàn)計(jì)劃。在態(tài)勢理解階段,信息融合系統(tǒng)以盡可能客觀的方法和形式對(duì)戰(zhàn)役態(tài)勢的基本情況進(jìn)行描述。從廣義上說,態(tài)勢理解與數(shù)據(jù)融合中的元素狀態(tài)融合和元素識(shí)別融合是相通的,而根據(jù)態(tài)勢理解的結(jié)果來認(rèn)知當(dāng)前態(tài)勢則是態(tài)勢估計(jì)的核心工作。

態(tài)勢理解不僅需要多層視圖描述整個(gè)戰(zhàn)場中的作戰(zhàn)環(huán)境要素,而且要對(duì)敵方力量進(jìn)行量化估計(jì),形成對(duì)戰(zhàn)役態(tài)勢的具體解釋。態(tài)勢理解的主要內(nèi)容就是對(duì)行動(dòng)事件在當(dāng)前態(tài)勢下的結(jié)果是什么,對(duì)我影響是怎樣的,即敵方行為企圖進(jìn)行推理。抽象是理解的前提。對(duì)當(dāng)前態(tài)勢進(jìn)行直觀的描述,首先要對(duì)態(tài)勢數(shù)掘進(jìn)行提取,形成合適的假設(shè)集,支持對(duì)當(dāng)前態(tài)勢的抽象理解。態(tài)勢理解關(guān)系到對(duì)態(tài)勢實(shí)體產(chǎn)生的行為、事件的標(biāo)識(shí)和理解,而其方法即存態(tài)勢抽象形成的一系列備選假設(shè)內(nèi)對(duì)觀測數(shù)掘進(jìn)行模式識(shí)別,其輸入還包括事件檢測以及態(tài)勢實(shí)體的狀態(tài)估計(jì)。態(tài)勢理解的輸出在理論上就是給出各種假設(shè)的條件概率。從處理過程來看,態(tài)勢理解以多層視圖描述了戰(zhàn)場中的整個(gè)戰(zhàn)斗環(huán)境要素,包括態(tài)勢實(shí)體的屬性及其行動(dòng)計(jì)劃。當(dāng)前態(tài)勢理解則是一種根據(jù)態(tài)勢實(shí)體的屬性和行動(dòng)進(jìn)行推理的過程,最后形成了對(duì)于各種假設(shè)的不同支持度。

信息化條件下態(tài)勢理解的任務(wù)主要是圍繞態(tài)勢要素集合和假設(shè)檢驗(yàn)展開的,目的是識(shí)別敵方的作戰(zhàn)計(jì)劃及其可能對(duì)我方兵力行動(dòng)造成的影響。態(tài)勢理解主要包括以下4類模型:1)態(tài)勢假設(shè)模型。依據(jù)上一周期的態(tài)勢要素集合,對(duì)本周期收集/偵察獲得的作戰(zhàn)行為/事件進(jìn)行復(fù)核檢驗(yàn)。對(duì)復(fù)合檢驗(yàn)后生成的態(tài)勢要素集的元素,按照時(shí)空關(guān)系、目標(biāo)關(guān)系和對(duì)抗關(guān)系進(jìn)行聚合形成帶有不確定性的態(tài)勢假設(shè)集合。2)態(tài)勢生成模型。通過態(tài)勢假設(shè)復(fù)核檢驗(yàn),將上一周期預(yù)測的態(tài)勢與本周期生成的態(tài)勢假設(shè)相比較,尋求具有最小不確定性的態(tài)勢假設(shè),形成當(dāng)前態(tài)勢。3)計(jì)劃識(shí)別能力。通過當(dāng)前態(tài)勢對(duì)態(tài)勢目標(biāo)的博弈效果估計(jì),計(jì)算當(dāng)前各態(tài)勢要素與態(tài)勢目標(biāo)對(duì)相應(yīng)態(tài)勢要素的理想值之差,推斷當(dāng)前態(tài)勢所含態(tài)勢要素與態(tài)勢目標(biāo)的關(guān)聯(lián)程度,辨別敵方的行動(dòng)方案。4)意圖推理能力。在對(duì)態(tài)勢感知和理解結(jié)果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,解釋和判斷敵方所要達(dá)到的目的、設(shè)想和打算。

3.3 態(tài)勢預(yù)測

態(tài)勢預(yù)測是指基于對(duì)當(dāng)前態(tài)勢的理解,對(duì)未來可能出現(xiàn)的態(tài)勢情況進(jìn)行預(yù)測。對(duì)于態(tài)勢實(shí)體,可利用其位置預(yù)測、事件的可能演變、活動(dòng)的可能范圍、慣用戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù),進(jìn)行綜合分析和判定而得出未來態(tài)勢。從數(shù)據(jù)融合的角度來說,態(tài)勢預(yù)測包含對(duì)態(tài)勢實(shí)體運(yùn)動(dòng)參數(shù)的預(yù)測,可以稱為態(tài)勢預(yù)測融合。同時(shí)態(tài)勢預(yù)測也是對(duì)戰(zhàn)場未來發(fā)展趨勢的推斷,涉及態(tài)勢理解中的抽象與分析。因此,在處理方法上態(tài)勢預(yù)測與態(tài)勢理解是類似的。另外,態(tài)勢估計(jì)是一個(gè)不斷迭代的動(dòng)態(tài)過程,對(duì)態(tài)勢的預(yù)測也是下一階段態(tài)勢理解需要進(jìn)行的工作,因此,態(tài)勢預(yù)測和態(tài)勢理解可以認(rèn)為是統(tǒng)一的。從態(tài)勢預(yù)測的具體研究內(nèi)容來說,它也涉及到了對(duì)敵人影響威脅的估計(jì)。

總而言之,態(tài)勢是時(shí)間t聚合活動(dòng)的快照。預(yù)測在當(dāng)前態(tài)勢基礎(chǔ)上預(yù)想或預(yù)測t+n時(shí)間的態(tài)勢,其中n是時(shí)間步長。這里需強(qiáng)調(diào),產(chǎn)生合理未來的目標(biāo)不是為決策者提供未來的關(guān)鍵,而是要把目光投向所有可能,不要僅對(duì)一種可能性挖掘。在這種程度上,決策者可以使用以下信息:1)制定更強(qiáng)大的行動(dòng)方案;2)確保參謀和作戰(zhàn)人員接受所有可能的訓(xùn)練,從而最大限度地減少被動(dòng);3)更好地利用有限的偵察資源。我們還注意到,可以生成和分析多個(gè)并行集合和不同的時(shí)間增量。

信息化條件下態(tài)勢預(yù)測的任務(wù)主要是圍繞態(tài)勢要素預(yù)測,以及在此基礎(chǔ)上的影響和威脅預(yù)測展開的,目的是推斷敵方下一步作戰(zhàn)行動(dòng)及其可能對(duì)我方兵力行動(dòng)造成的影響。態(tài)勢預(yù)測模型主要包括以下方面:1)要素預(yù)測模型。使用通過本周期檢驗(yàn)的態(tài)勢要素集合,對(duì)下周期的戰(zhàn)場實(shí)體及其狀態(tài)、屬性、能力,以及實(shí)體間關(guān)系和行為進(jìn)行預(yù)測。2)影響估計(jì)模型。參與者對(duì)計(jì)劃或估計(jì)/預(yù)測的行動(dòng)對(duì)態(tài)勢影響的估計(jì),包括多個(gè)參與者的行動(dòng)計(jì)劃之間的相互作用。3)威脅估計(jì)模型。在對(duì)敵方作戰(zhàn)能力估計(jì)和作戰(zhàn)意圖推理的基礎(chǔ)上,分析和評(píng)估敵方兵力兵器可能對(duì)我方兵力造成毀傷的程度。威脅估計(jì)的重點(diǎn)是評(píng)估真正敵對(duì)行動(dòng)的可能性,如果這種可能性發(fā)生,可能會(huì)產(chǎn)生預(yù)期的后果。

3.4 過程優(yōu)化

任何控制系統(tǒng)的反饋都非常重要,特別是在不斷變化和動(dòng)態(tài)的環(huán)境中。過程優(yōu)化涵蓋了兩個(gè)流程,將其分為外部和內(nèi)部流程。對(duì)于外部流程,我們關(guān)心基于物體/實(shí)體或群體的機(jī)動(dòng)預(yù)測,這種預(yù)測可以為傳感器提供定位信息。這里的典型例子是跟蹤對(duì)象。在當(dāng)今系統(tǒng)中使用的常用跟蹤算法是卡爾曼濾波器??柭鼮V波器可以預(yù)測未來某一時(shí)刻對(duì)象的位置,然后可以將該位置信息“更好地”提供給定位傳感器。理論上,類似的方法可以用于概念和群體。

隨著人們對(duì)當(dāng)前態(tài)勢的了解,問題出現(xiàn)可能需要更多的數(shù)據(jù)來填補(bǔ)空白信息,或減少給定數(shù)據(jù)的不確定性。這些要求可被視為額外或改進(jìn)的收集要求,并作為收集要求過程的反饋提供。態(tài)勢預(yù)測可以為收集過程提供類似的數(shù)據(jù),除了角度有所不同。從當(dāng)前的單一態(tài)勢,可以預(yù)測得到多種未來態(tài)勢。從這些未來態(tài)勢,分析師可以確定哪些事件是關(guān)鍵事件。這些關(guān)鍵事件可用于驅(qū)動(dòng)收集要求過程。

內(nèi)部流程也需要進(jìn)行監(jiān)控,以確保系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)執(zhí)行。在對(duì)象層面,可能基于環(huán)境輸入建議哪個(gè)來源在當(dāng)時(shí)“更好”地跟蹤或識(shí)別對(duì)象,或?qū)⑾嗤膫鞲衅鲾?shù)據(jù)發(fā)送到多個(gè)算法(并行運(yùn)行),提出可能不同的答案,并以某種方式組合結(jié)果。類似的概念同樣適用于活動(dòng)。如前所述,第二個(gè)領(lǐng)域是先驗(yàn)知識(shí)或模型的更新。隨著新信息的出現(xiàn),將通過分析和預(yù)測過程得到新知識(shí),分析人員可以更新現(xiàn)有模型或添加/創(chuàng)建新模型。重要的是要理解,需要為用戶提供有助于其發(fā)現(xiàn)新的關(guān)系或模式的工具(例如數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)等),但是在許多情況下,它們也產(chǎn)生無意義的模式或噪聲。在這種情況下,重要的是人員將這些工具用作輸入,并驗(yàn)證結(jié)果。它們也僅限于收集/可用的數(shù)據(jù)。這樣的工具不能“創(chuàng)新”,或者當(dāng)沒有數(shù)據(jù)(或大多數(shù)情況下數(shù)據(jù)不相關(guān))時(shí)絕不會(huì)得到模式或關(guān)系。人仍然是目前最有能力建立這種模型的,任何技術(shù)/交互必須考慮到這點(diǎn)。

4 結(jié)論

如何開發(fā)戰(zhàn)役態(tài)勢評(píng)估智能輔助系統(tǒng),以輔助戰(zhàn)役指揮官動(dòng)態(tài)認(rèn)知戰(zhàn)役態(tài)勢是一個(gè)亟待解決的問題。確定戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知框架又是后續(xù)技術(shù)開發(fā)的前提。目前,還沒有專門對(duì)戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知框架的研究,相關(guān)研究也很少。本文對(duì)態(tài)勢認(rèn)知概念進(jìn)行了介紹,對(duì)戰(zhàn)役態(tài)勢概念和要素進(jìn)行了分析,根據(jù)戰(zhàn)役態(tài)勢特點(diǎn)構(gòu)建了戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知框架,以及描述了框架各個(gè)組成部分的功能、作用和主要模型。所提出的戰(zhàn)役態(tài)勢認(rèn)知的概念框架,可以為戰(zhàn)役態(tài)勢智能輔助分析系統(tǒng)提供指導(dǎo)。當(dāng)然,本文僅是研究的一個(gè)起點(diǎn),還需要在下一步技術(shù)開發(fā)過程中進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。

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