作战仿真实验中的实验参量空间分析

何 明，李志荣，姚 洪，贺红心

（1.军事科学院，北京 100091；2.94865部队，浙江 杭州 310021; 3.海军后勤部，北京 100841）

作战仿真实验的核心功能是探索各种作战要素、影响因素之间的因果关系，而探索这种因果关系的一个重要前提就是要在实验设计时尽可能找出关系和影响作战的各种“因”，特别是各种关键性的作战要素、影响因素。然而，战争是充满不确定性和偶然性的领域[1]，不仅涉及到地形、气象、战场环境以及武器的杀伤力、参战双方的人员素质等诸多因素，还涉及到作战力量的指挥关系、相互协同等因素，更涉及到人的主观能动性因素。这些因素及其取值的各种可能组合形成了庞大而复杂的多维不确定性实验方案空间，即想定空间。本文试图通过探索性分析方法确定想定空间的主要变量及其取值组合。

1 作战仿真实验参量空间分析

探索性分析是一种从整体上对各种不确定性因素所造成的结果进行研究的思想。它通过考察和分析大量不确定条件下各种方案的不同结果，理解和发现复杂现象背后数据变量之间的影响关系，进而探索出满足不同需求的各种解决方案。进行作战仿真实验设计时，按照探索性分析的思路，可以将战争的不确定性因素分成三类，并以此构成了三类探索性参量空间[2]:

一是决策参量空间，用于探索各种策略对作战结果的影响关系，以全面把握各种策略的优劣及其适用条件。通常可以理解为如何运用已有的作战能力去完成相应的作战目标的一系列战法及兵力使用方案的集合。

二是能力参量空间，是作战兵力潜在作战能力的综合描述。通常取自于人与武器装备所组成作战实体的某个属性值或者战术技术性能指标，例如“弹道导弹数量、能否机动变轨、有无末端制导”等。由于它们往往具有多个取值点，通过参量的水平变化就可探索该实体能力的变化与最终作战目标的关系。

三是环境参量空间，关系影响作战实体实现作战目标的各种有影响的外部要素集合。通常包括战场环境、作战规则、敌方以及其他方的能力与策略等各种要素。

以上三类空间，是进行作战仿真实验时重点考察的内容，也是能否正确获取实验结果、得出实验结论的关键，它们从不同的层面与作战效能、行动效果、任务完成程度、作战方案优劣等各层级的实验评估指标体系共同建构了仿真实验深入考察的各种复杂因果联系。

2 决策参量空间

决策参量空间反映了作战指挥员决策的灵活性和博弈性。由于涉及人的主观能动性，因而是一个最具不确定性的参量空间。它主要体现在战法的运用上，而战法作为作战的指导方法，说到底都是在特定作战目标的牵引下，以一定的作战力量为基础，通过充分利用地形、天候和兵力资源（即人与武器装备所形成的作战实体），实施一系列的作战行动来达成预定的作战目的[3]。换言之，通过作战目标的实现、作战时空的利用、作战力量的使用、作战行动的实施等不同方面战法的灵活运用，构成了指导作战、克敌制胜的不同策略。

1）作战目标直接实现参量。作战目标是指所要打击的对象或者要夺占的地方以及作战所要达到的预期效果。这种预期效果主要表现为打击具体作战对象、夺占或者控制特定作战地区的预定程度。作战目标的实现离不开作战时空的利用、作战力量的使用、作战行动的实施，尤其依赖于直接行动的实施。而作战目标的直接实现方法，讲的就是作战部队通过若干间接行动后，已进至指定的作战对象附近或者已占领既定的地区，在此基础上，再次采取更为直接的行动方法，实现预定的作战目标。主要有歼灭、占领、扼守、击溃、迟滞等实现方法[3]。

该参量一般包含具体作战对象、毁伤程度两方面内容。以对敌机场联合火力打击任务为例，用 BNF范式（即Backus-Naur Form 巴斯科·诺尔范式）可形式化描述为:＜作战目标＞∷＝“作战对象”|“毁伤程度”；＜作战对象＞∷＝“A机场”|“B机场”，＜毁伤程度＞∷＝“袭扰”|“压制”|“瘫痪”|“摧毁”。

2）作战时间利用参量。作战时空是敌我双方作战力量展开部署和实施行动的依托，是作战行动赖以发生与存在的基本条件，也是谋略运用的主要方面。作战时间的选择，对作战任务的实现和作战效果的达成具有非常重要的影响。而作战时间的把握和利用，又主要体现在作战时机和作战持续时间上[4]:作战时机是指适于作战的机会，通常用时刻或态势表示，具有时间点的含义，比如作战行动的起止时间、各种作战行动在时间上的衔接点、对具体目标的打击时间等；作战持续时间是指作战延续的时间，通常用时间长度来表示，具有时间段的含义，比如作战阶段的划分等。

该参量主要是作战发起时间、作战结束时间、作战目标打击时间、作战行动衔接时间、作战节奏及作战持续时间等具体参量。以作战发起时间为例，可形式化表示为:＜作战发起时间＞∷＝“xxxx年xx月xx日xx时xx分xx秒”|“xxxx年xx月xx日xx时xx分xx秒”。

3）作战空间利用参量。实践证明，作战空间内的客观条件不同，它们对作战行动实施、作战任务完成等的影响程度各不相同。只有善于利用一定的作战空间所提供的客观条件，正确地运用兵力兵器，采取有效的战法，才能达到预定的作战目的。作战空间的利用方法主要有直接利用法、间接利用法、动态利用法、重点利用法、奇正利用法等[3]。该参量与作战时间利用参量相互依赖，在一定条件下还可以相互转换；同时，该参量基于一定的作战空间利用方法，又主要通过作战力量配置参量来具体体现。

4）作战力量编组参量。作战力量是决定作战胜负的主要因素，作战力量的使用方法是战法的主要内容。各种作战力量作为联合作战的客观物质基础，主要是依据集中重点、联合协调、快速机动、隐蔽突然、奇正相生等原则，完成对作战力量的具体编组与配置，并在作战行动中具体运用。指挥员通常要把具有不同的作战功能和特点的各军兵种作战力量有机地组成一个整体，来达成最大的体系作战能力。目前主要有加强式、联合式和成建制式等编组方式[3]。

该参量主要是通过一定的作战力量编组方式，实现作战兵力编成的类型变化、数量增减等内容，从而形成不同的因子水平值组合。比如联合火力打击行动中该参量的示例性描述:＜联合火力打击力量＞∷＝“常规导弹力量”|“空军航空兵”；＜常规导弹力量＞∷＝ “SS-N-x1”|“SS-N- x2”， ＜ 空 军 航 空 兵 ＞ ∷ ＝“F-16”|“F/A-18”|“F-22”；＜SS-N- x1＞∷＝“6 枚”|“12枚”|“24 枚”，＜F-16＞∷＝“x1”|“x2”|“x3”。

5）作战力量配置参量。作战力量配置就是根据作战任务、敌情以及战场环境等，将编组好的联合作战兵力兵器部署到适当位置，从而形成对敌有利的初始作战态势。指挥员对作战力量部署的决策，要以形成有利的作战态势为着眼点，根据各军兵种力量和兵力兵器的作战功能、优势和行动特点，来确定相应的待机地域、进入方向以及各种战术阵位。作战力量的配置主要有纵深梯次、相对独立、重点、立体多维等配置方式[3]。

该参量主要是通过一定的作战力量配置方式，实现作战兵力兵器的地理坐标变化，从而形成不同的因子水平值组合。比如某作战力量配置的示例性描述:

6）作战行动实施参量。作战胜利的最终取得要通过作战兵力实施一系列的作战行动来实现。作战行动贯穿于作战的始终，是作战过程中最活跃、最重要的一个因素，并使得它成为了战法中最具涌现性、复杂性的要素。联合作战行动缤纷多彩，通常有联合信息作战、火力作战、封锁作战、登陆作战、机动作战、防空作战、特种作战等行动；其实施方法也纷繁多样，主要包括机动、突击、抗击、引导等方法[3]。

该参量主要是通过一定的作战行动实施方法，来达到预期的作战效果。该参量通常可采用定性的属性描述作为实验点的选取。比如联合登陆作战中作战兵力突击行动的示例性描述:＜突击顺序＞∷＝“陆上部队先突”|“空上兵力先突”|“海上兵力先突”|“同时突击”；＜突击方式＞∷＝“单方向突击”|“多方向突击”；＜多方向突击＞∷＝“两方向”|“三方向”。

3 能力参量空间

信息化条件下联合作战是多种作战力量在陆、海、空、天、电等多维作战空间的整体行动，诸军兵种作战力量是实施联合作战活动的主体，是实现联合作战目的的客观物质基础。而能力参量空间反映的就是联合作战体系中各类作战力量的潜在作战能力对作战进程和结局的影响。该参量主要反映的是敌我双方由人和武器装备所聚合的作战兵力实体的某个属性值，比如特定武器装备的类型、数量、战术技术性能指标，参战部队的素质能力等。

1）作战兵力类型。就是在联合作战力量体系中，陆军、海军、空军、常规导弹部队等各种作战力量编制的基本类型或者配属的基本型号。在实际作战中，通过选择不同的作战兵力类型，能够编成不同的参战兵力兵器组合，从而形成不同的作战能力。作战兵力类型是一个定性属性描述因素，由于其物理意义明确，在实验点选取时可考虑直接使用。在《恐怖的海峡》[5]和《恐怖的海峡Ⅱ》[6]中，都考虑了双方空军的力量编成情况。

2）作战兵力数量。指在联合作战力量体系中，各军兵种作战力量编制或者配属的基本数量。通常情况下，军兵种部队编制的兵力数量是基本确定的，某一作战平台或者武器装备定型并投入使用时，其性能参数也是相对确定的。但在实际作战中，通常要考虑通过选择不同的作战兵力数量，来构成不同的兵力规模，从而形成不同的作战能力。兵力数量是有一定的取值范围约束的定量因素，并且离散点很多，一般而言，应在其取值范围内取几个有显著代表性的离散点作为其水平值。《恐怖的海峡》中，就考虑了双方超视距中程空对空导弹、中短程弹道导弹、先进精确制导弹药等先进兵器的规模数量，还考虑了双方空军的出动能力。

3）武器装备战术技术性能参数。联合作战涉及的武器装备种类多、型号杂、性能各异，在实验中应根据研究目标的具体需求，有针对性地选取相关的性能参数值，尽可能地只考虑主要装备的主要战术技术性能。性能参数的描述既有定性的，如导弹的战斗部类型、制导方式等就是定性属性；也有定量的，如导弹的飞行速度、圆概率偏差（CEP精度）等就是定量属性。其中，有些参数也涉及在一定的取值范围问题，应尽量只选取典型离散值来优化实验点。《恐怖的海峡》和《恐怖的海峡Ⅱ》中，对武器装备的性能也进行了相关设定，比如弹道导弹以及巡航导弹的质量等。

4）参战部队素质能力。在实际作战中，指挥员的指挥效能、谋略水平、指挥艺术、组织才能、经验素质，作战人员的军事素质、训练水平、操作技能、精神状态、心理能力、战斗士气等对作战结果的影响是非常明显的。据美日等国军队统计，从未参加过实战的飞行员，首次执行任务时生存的概率只有60%，经过模拟训练后，其生存概率可提高到90%[7]。《恐怖的海峡》和《恐怖的海峡Ⅱ》都选取了双方飞行员素质作为参量，《恐怖的海峡Ⅱ》中还选取了台湾地空导弹部队的生存能力作为变量，说明了 Rand公司研究人员对此类变量的重视。我军对这类因素的评估，通常是采用诸如“＜军事训练质量＞∷＝‘优秀’|‘良好’|‘及格’|‘不及格’”等定性软指标来描述，在想定空间设计中，可将其参数化为类似“＜军事训练质量＞∷＝‘[0-0.6]’|‘[0.6-0.7]’|‘[0.7-0.8]’|‘[0.8-1]’”能 力 区 间 的 定量硬指标加以表示，或者直接作为常量进行处理。

4 环境参量空间

环境参量空间反映的是各种外部环境因素、约束条件对作战实体、行动过程、作战结果、作战效果的影响。该参量一般是不以人的意志为转移的，但在实际作战中又是可以充分利用的，主要包括战场环境参量和作战规则参量。

1）战场环境参量。战场环境是指战场及其周围对作战活动有影响的各种情况和条件，主要包括自然环境、社会环境和电磁环境三大类[8]。其中，自然环境包括地理、水文、天候、气象、生物等；社会环境包括人文、经济发展状况、交通运输网等；电磁环境包括自然电磁辐射、民用电磁辐射、军用电磁辐射、敌对双方相互对抗的电磁信号等。

战场环境因素涉及的子因素非常多，其水平值也非常复杂。因此，在对战场环境因素进行参量化设计时，应根据具体作战样式、作战任务和作战行动特点，选择与兵力编组、作战行动、作战效能具有较高相关度的环境子因素作为参量化因素，然后再依据各子因素的特点以及对特定作战行动所产生的可能影响，来确定各子因素的具体水平值。对于非参量化战场环境子要素的取值，通常取某一常量。否则，选择过多的子因素，并把各子要素水平值取值点划分过细，必定产生组合爆炸现象。另外，一些因素可直接采用定性属性，比如作战目标类型因素，不仅物理意义明显，实验水平值也少。

战场环境因素的影响比较复杂广泛，它主要影响着特定作战兵力的作战效能，比如地形、地物影响着装甲兵力的作战效能，云层高度、能见度、风速影响着飞机的作战效能，海洋噪声、海水温度、海水盐度影响着潜艇的作战效能[9]。同时，它作为量敌用兵的空间条件，在很大程度上也影响着兵力编组、兵力配置等其他因素，从而导致想定空间构成的改变。实验中应尽可能地考虑多种战场环境条件，以模拟作战中地形、气象、水文、交通、电磁等战场环境要素的主要特征，计算作战装备在不同作战环境中的效能变化，分析战场环境对作战行动的影响，从而体现出复杂环境对武器装备、作战行动的可能影响，实现战场环境的逼“真”。

下面是对战场环境参量的示例性描述:＜云层高度＞∷＝“大于 1000m”|“1000～400 m”|“400～200 m”|“小于 200 m”，＜能见度＞∷＝“大于 5000 m”|“5000～4000 m”|“4000～2000 m”|“小于 2000 m”，＜ 风 速 ＞ ∷ ＝ “8 m /s”|“8 ～ 12 m /s”|“12 ～ 16m/s”|“16～24 m /s”。

2）作战规则参量。作战规则是作战经验和军事知识的结构化表达，它以结构化的形式描述了作战理论、原则和方法等的丰富内涵，组成了一个完备的作战规则体系。它是对指挥员和武器装备使用方面知识、经验、判断、认识的一种概括、总结与抽象，主要用于描述各类军事行动、军事决策的要素及其之间的联系，以及支持和制约这些要素与联系的数据环境。作战规则也是仿真系统的核心组成部分，一般可分为背景条件规则、作战顺序规则、作战行动规则和裁决规则等，其构成要素有时间要素、空间要素、交互要素、实体状态与限制要素、战场环境要素等[10]。在想定空间参量选择中，就是通过这五类构成要素得以具体化，并贯穿于仿真实验其他各类参量设计与优化的始终。比如，作战力量的编成编组、打击目标的类别、武器装备的可使用数量等必须符合实体状态与限制要素的约束，作战力量的部署配置、对作战目标的打击等必须满足时空要素的要求。

以蓝军“爱国者”导弹营指挥决策为例:＜目标分配规则＞∷＝“尽早拦截”|“尽量由航路捷径小的火力单元拦截”|“尽量采用集火齐射的方式拦截”|“尽量多的拦截”；＜目标拦截规则＞∷＝“二拦一”|“一拦一”。

另外，敌方以及其他方的策略与能力也是一个重要环境参量，这实质就是决策参量、能力参量的内容，只是红方、蓝方不同。在《恐怖的海峡》和《恐怖的海峡Ⅱ》中，选取的“美国介入台湾防御的空中力量（包括陆基和海基空中力量）”想定变量，以评估其对台海双方制空权的影响，就属于该类型参量。

5 结论

对于战争复杂系统的仿真分析和实验，通过对作战目标、作战时间、作战空间、作战力量、作战行动等关键性要素，以及作战能力、战场环境、作战规则等影响因素进行参量设计，就可生成用于探索性分析的决策参量空间、能力参量空间和环境参量空间，得到由所有可能因子水平取值优化组合后所构成的、能够满足仿真实验需求的想定变量空间，从而与实验评估指标体系共同构成探索各种作战要素、影响因素的因果联系，并进而通过因果分析得出有价值的实验结果与研究结论，发现和形成新的科学认识。

[1]克劳赛维茨.战争论（第一卷）[M].北京:解放军出版社,2005.

[2]胡晓峰，杨镜宇,司光亚,等.战争复杂系统仿真分析与实验[M].北京:国防大学出版社,2008.

[3]克劳赛维茨.战争论[M].北京:军事科学出版社,2000.

[4]马志松.论战术设计[M].北京:国防大学出版社，2006.

[5]兰德公司.恐怖的海峡——中台对抗的军事问题与美国的政策选择[M].军事科学院外国军事研究部译.北京:军事科学出版社，2000.

[6]兰德公司恐怖的海峡Ⅱ——中台冲突政治背景和军事方面的平衡[M].军事科学院军事运筹分析研究所译.北京:军事科学出版社,2010.

[7]曹煜阳.关于战争预实践的哲学思考[J].中国军事科学，2007,20(3):30-38.

[8]中国人民解放军军语[M].北京:军事科学出版社,1997.

[9]袁华.海军战术仿真想定空间辅助生成研究[M].北京:海潮出版社,2010.

[10]叶雄兵，董献洲，季明，等.作战模拟规则探讨[J].军事运筹与系统工程，2009,23（4）:56-61.