论作战实验

蒋亚民

(军事科学院 作战理论和条令研究部，北京100091)

1 引言

纵观历史，作战实验从早期的撒豆研兵、庙算运筹开始，经历了中国墨家的守城对弈，围棋、象棋等抽象战争博弈，热兵器时代兵棋实验，机械化战争向量对抗实验等形态，在21 世纪进入了一个新的发展时期。1811 年，普鲁士人冯·莱斯维茨父子发明严格式兵棋，提供了一种较为稳定的作战实验模式;1901 年，以美国海军舰炮实验为代表，英国、德国和美国等西方国家开始进行规模化作战实验;1954 年，人们把兰彻斯特方程第二线性定律(即兰彻斯特面开火模型)［1］与平方律(集中率)结合起来，考察正规军与游击队不同的战法和力量需求，作战实验向精确向量分析的方向演进;1999 年，美军成立联合作战实验室，开始进行战争层面和联合作战的实验;新世纪到来以后，联合作战实验在各军事强国普遍开展起来，我国也加入了这一进程。至此，作战实验已有200 年左右的发展历程。

2 作战实验的本质和作用

作战实验，就是针对作战的重点、难点和疑点问题，营造近似实战的真实或虚拟环境，进行的作战行动实验或作战对策量化分析。实验的目的，无非是用实验结果数据，论证作战的胜败、得失、效率和风险。2011 年12 月出版的《中国人民解放军军语》，在军事技术部分将作战实验定义为:“在可控、可测、近似真实的模拟对抗环境中，运用作战模拟手段研究作战问题的实践活动。”［2］这一定义，强调了作战实验的科学性，有利于作战实验的有序发展。实际上，在军事技术范畴之外，广义的作战实验，还包括军队以实兵实装进行的行动实验。

因此，作战实验的内核与实质，包括三层意义:一是在社会层面，是一种对未来对抗性战争行动的预先勾画和评估，具有行为预实践的属性。二是在哲学层面，是一种在特定的环境中进行的要素间影响关系的动态测评，具有逻辑推理的属性。三是在数理层面，是一种基于算法关系的建模与模型运算过程，具有基于精细计算进行量化分析的属性。

行为预实践属性、逻辑推理属性和量化分析属性，决定了作战实验是一门科学。同时，还需要以尽可能的结构适应能力，努力涵盖部分战争艺术的影响成份。

清醒的作战实验组织者和参与者，需要利用其行为预实践属性，尽量将未来作战的可能情况构想出来，不断向穷尽各种对抗形态和交战过程的方向努力。利用其逻辑推理属性，尽量将未来作战要素的影响关系勾画清楚，不断向发现和聚焦关键影响因素的方向努力。利用其量化分析属性，尽量将未来作战的对抗事件和过程演示出来，不断向精细计算作战胜败、得失、效率和风险的方向努力。

作战实验，是以战术实验为原型和基础的。很长一段时间内，分队战术实验，都是作战实验的主流和典型代表。21 世纪来临以后，作战形态向信息化体系对抗的方向演进，促使作战实验由战术实验为主，逐步演进到以规模化的战役实验为主。集成战术行动仿真结果，规则化推演战役行动特别是联合作战行动，成为作战实验的时代主流。同时，针对某一作战问题进行的聚焦式量化分析实验，也在各军事强国的作战实验中逐步占据了重要地位，形成了新的实验增长点。

作战实验是一个不断向真实战争情况接近的科学实践过程，实验过程永远不可能与未来战争的情况一模一样，但又不断趋向于未来的作战结果，进而对作战研究起着越来越重要的作用。

作战实验在未来信息化战争的筹划和实施阶段，都将具有十分重要的辅助决策、辅助指挥作用。一是可以量化分析关键作战行动的风险和代价，为计划战术行动提供参考数据和分析结论。二是可以量化推演合同战术、合同战役和联合战役过程，为计划复杂的战术和战役行动提供支持。三是可以计算指挥效率和武器装备控制效率，为指挥对抗活动提供支持。四是可以在网络对抗环境中，进行信息化武器装备的对抗联试。这一条十分重要，因为网络化信息系统支持下的武器装备，很难进行实兵实装的对抗实验，只能进行联通实验和局部对抗实验，依托作战实验室的虚拟作战环境进行对抗联试，是目前检测信息化武器装备体系实用潜力的可行方法。五是可以进行国家战争资源的动态分析，为战略层次的筹划计划活动提供支持。六是可以进行新型作战力量战场应用的预先实验。利用虚拟的信息化战场环境，可以为特种作战、电子对抗、网络作战、太空作战、深海作战、聚能武器作战、生物武器防护等方面的新型作战力量，提供一个实验场，进行行动适应性实验和与其他作战力量协同的实验。

3 信息化作战实验的特点

信息化条件下的作战实验，与机械化时代相比较，具有一些以往没有或并不突出的特点。

一是集成性要求不断提升。信息化战争的实质，是信息网络支持下的作战，也就是高级阶段的体系整体作战，作战体系的各个组成部分可以精确高效地一体行动，因此，作战实验也要向这种趋势靠拢，形成网络化的体系对抗实验形态。

二是精确度要求日益趋高。以往机械化时期的作战，是力量规模型军队释放战斗力的作战，通常以火力密度和强度衡量战斗力的大小。信息化战争时代，这种情况有了很大的改变。战斗力水平，主要体现在火力打击和作战行动的精度和效率上，尤以中远程火力打击和作战行动的精确程度作为衡量战斗力水平的重要指标。因此，作战实验也需要向精确打击、精确行动的方向发展，由算火力密度和强度为主，转变为算火力与行动的精确度和效率为主。

三是指挥控制成为重要实验内容。信息网络支持下的作战，指挥效率和对武器装备的控制效率，是重要的网络作战能力指标，需要在对抗环境下，认真进行指挥控制对抗实验。同时，也需要将指挥控制效率的比拼，作为体系对抗的一个至关重要的领域。

四是战场高精度动态演示成为增长点。随着多媒体、大数据、云计算和3D 演示、全息摄影等技术的快速发展，一个与计算机游戏相类似的作战推演技术领域正在悄然形成。生成的战场景况越来越立体逼真，作战对抗的微观描述越来越精到，作战态势的宏观展现越来越全面，逐步形成了一种以高精度、多层次电子沙盘为代表的新兴作战实验平台。全维描述全球空间环境和军事相关情况的数字化地球技术，也是作战实验技术的一个重要发展方向。

五是形成了新的作战实验体系架构。由于作战实验的集成性提升、精确度趋高、指挥控制强势入围、动态立体显示能力增强，信息化条件下新型作战实验体系的架构，逐渐浮出水面。信息化作战实验的根基，是以云计算、大数据技术为支撑的网络数据库系统。作战实验模型的基础，仍然是作战仿真模型，并以实兵实装的作战实验为佐证对象。作战实验的前沿技术有两个发展方向，一个是战役层次特别是联合层次的作战推演模型，一个是针对重难点作战问题的作战分析模型。作战实验技术系统的校验，已经向科学化、系统化的方向演进，模型校验VV＆A 系统成为模型建设领域的质量监察要素，数据校验VV＆C 系统成为数据建设领域的质量监察要素。作战实验的演示，已经向全维立体和全程可视化的方向发展，打破了以往多数实验计算过程不可视的黑箱实验状况，追查作战计划和实验技术缺陷的能力大大提升。

4 信息化作战实验室的功能要求

在信息化网络的集成和增益作用下，作战实验室的功能，越来越趋向于体系集成和灵活组合式的系统应用。更直白一点说，就是作战实验室越来越像一家医院，有内科、外科、五官科、放射科、病理科、急诊室等，作战实验室则一般建有作战仿真、作战分析、作战数据，战场显示、综合评估等功能部位，作战实验需求用到哪几个部分，哪几个部分就组合起来发挥实验作用。

中国古代思想家、哲学家老子有“道法自然”之说，揭示了人类活动需要遵循自然规律的朴素科学理念。作战实验室，是一个复杂的集成体，可以参照人体的功能和结构，描述为“十大系统”组成的功能结构。

人有大脑，负责思考和指控。信息时代的作战实验室以集成实验为增长点，所以，也需要大脑，就是作战实验设计管理部门。这种部门，可专职，也可兼职。一切作战实验需求，都要通过这个设计部门转化为可以进行实验的样本。

人有双臂，完成主要的劳作。信息时代以体系对抗为主要实验对象，需要采取两种复杂计算手段。一种是面对作战过程的推演式实验手段，物化为作战推演模型系统;另一种是面对作战问题的分析式实验手段，物化为作战分析模型系统。不同的实验目的，需要推演模型群组和分析模型群组不同的算法支持。这两种手段，构成核心实验方法，几乎可以完成信息化作战80%左右的实验任务。其中，推演模型群组在教学领域可能发展为兵棋。不适应兵棋文化的军人们，则宁愿选择直接表述为军队标号向量对抗的作战推演形态。人的双臂长得基本一样，是因为有同样的肌肉组织。作战实验室的推演和分析两大类模型，也有同样的“肌肉组织”，就是仿真模型和传统的战役战术计算模型。

人有双腿，担负行走功能。作战实验室也需要双腿，就是担负联系实际功能的两类科研协作机制。一类是模型建设军内外协作机制，另一类是模型应用协作机制。除了单一的战术实验之外，从合同作战实验到联合作战实验，都需要建立较大范围的模型建设协作机制，形成全军一盘棋的建设格局。另外，就是建立深入到作战部队的实验应用机制，或者叫实验科研服务机制。建模协作和应用协作两条腿脚踏实地、交替向前，像人行走一样，促进着实验体系不断滚动发展。

人有消化系统，还有胃，负责摄入营养。作战实验室的消化系统就是数据引进系统，胃就是数据库。信息时代，简单的积累数据远不能满足实验室的数据需求。与人体的构成和分工一样，吃进数据只是第一步，将数据“消化”好，也就是处理成好用的数据形式，才是这个系统最重要的任务。不断的数据引入和消化整理，为作战实验室提供了源源不断的活动能量。

人有神经系统，负责大脑、神经中枢和身体功能系统之间的指令和信息传导。信息时代作战实验室的神经系统就是高效的实验管理网络，通常以没有信号延时现象的光纤实验网为代表，这是信息时代作战实验室区别于以往机械化时代作战实验室的客观物质条件。光纤局域网、小巨型机、云计算、精确管理引擎和网络防护等技术，将为作战实验室提供一个路由交织、资源整合、安全保密的实验环境。

人有血液系统，实质是一个供氧和补给系统。作战实验室的供氧和补给系统就是实验课题运作机制。有了这种机制，包括课题申请、开题、审查、结题和奖励、惩处等，就有了维持实验室正常活动的氧气和营养。

人有骨骼，负责支撑和结构人体，支持自身运动。作战实验室的骨骼，就是不断更新的计算机硬件系统。骨骼需要不断加入钙质等营养并悉心维护，硬件设备也需要维护和周期性更新。随着计算机技术、通信技术、显示技术的发展，硬件更新的需求也越来越迫切。

人有皮肤，展示人体的特征和容貌。信息时代作战实验室的皮肤，就是实验平台和操作界面，包括实验程序、方法、席位布设和模型交互界面的特色等，并以集成性的实验平台为典型代表。实验平台展示一个作战实验室的共性和个性特征，操作席位和界面不但是人机互动的接口，往往也是决定着一个作战实验室与外界交流效益是高是低的重要窗口。

人有免疫系统，有白血球，负责与病菌等有害物质做斗争。作战实验室的免疫系统和白血球，就是模型校验和安全保密系统。模型校验VV＆A 系统，负责筛查模型系统中的差错、缺陷并督促纠正。对数据进行校验的VV＆C 系统，可包含在VV＆A系统之中一体管理。安全保密机制也十分重要，包括防泄密、防损毁的技术和管理手段。

人有内分泌系统，负责促进生长和协调机体功能。作战实验室的内分泌系统，就是实验工具、方法和实验管理的创新机制。没有这个不断完善更新的机制，作战实验室建设就会停滞并出现激励指数的负增长。必须单独建立计算模型、数据库、可视化系统、硬件系统、实验网络和实验人才管理等方面的创新机制。

将上述功能综合运用，可以营造一个信息化条件下的作战实验环境，狭义上可称为“作战模拟平台”，是一种对兰彻斯特多对多格斗模型的升级和发展，其框架如图1 所示。

图1 作战模拟平台框架示意图

5 提高作战实验效益应把握的几个问题

信息时代的作战实验室，多数已具有较丰富的数据积累和实验样本积累，处于实验能力的提高阶段，需要把握机会，在提升能力、方便应用、支持对抗、检验评估、求证原理等方面多做一些工作。

5.1 提升功能

有五个方面的功能，需要在信息时代作战实验室建设的过程中，不断提升，创新发展。

一是提升建模计算功能。此功能的高低，是一个作战实验室整体水平的基本衡量尺度。在信息化条件下，多对多格斗仿真成为重要的发展领域，兰彻斯特方程集中率、游击战或混合交战率、可变交战率和战斗效率指标因素等［3］，起到了越来越重要的作用。

建模计算功能包括仿真功能、推演功能和分析功能三个基本领域。作战仿真，深入到战术和技术层面，尽量对作战事件的物理现象进行数学再现，通常是实验颗粒度最精细的实验功能，也是最基础、最传统的功能。没有仿真功能的作战实验室是不可想象的，就像建立在沙滩上楼阁，会失去科学实验的依托。推演功能，更适用于合同战术到联合战役层面，在高层次的作战实验中，通常使用中、粗颗粒度的推演模型。分析功能，适用于战术到战役各个层面，尤其是联合战役层面，是量化分析某一类作战问题的针对性算法软件。作战分析是建模的活跃领域，将随着作战实验的深入发展叠加增长。

二是提升数据支持功能。就是利用数据直接支持作战研究。可以分为原始数据支持、轨迹数据支持、比较数据支持、关联数据支持、图形支持、视(音)频支持、标绘支持等方面。提高数据支持效益的方法，主要是加强数据加工的群体合作，使海量的原始数据不断在实验网络上被加工成便捷直观的数据形态。

三是提升可视化功能。可视化已向作战实验的全过程发展，“黑箱”实验已过时。实验前期，需要实现模型影响因素的可视化，提高参与度和信任度;中期，实现算法逻辑的可视化，提高人为干预改进算法的程度，使计算方法越来越贴近现实;后期，实现计算成果的可视化，加快理解速度，加深直观印象。可视化技术，包括数据多通道显示、平面图形显示、3D 图形显示、沉浸式立体环境构建、裸眼3D、全息摄影等多个技术领域。

四是提升实验管理功能。作战实验室，已经是一个由作战模型系统、数据库系统、可视化系统、会议系统、外接实验系统、密码系统等综合集成的复杂作战研究环境。没有精确实时的管理能力，许多作战实验资源就可能长期闲置，难以有效发挥作用。作战实验，又是一个在不同时间，由不同参与者加入的工作环境，需要不断改变实验服务的方式方法，使实验效益得到最大限度的发挥。管理和引导到位，作战实验就会效率倍增，反之，就会长期处于需求与技术不断磨合的初级阶段，导致实验效益低下。

五是提升安全屏蔽功能。主要是保密功能，包括密码屏蔽、信号屏蔽和涉密人员管理三个基本方面。此类功能为作战实验创造安全的运行环境，在信息网络和网络侦察技术高度发达的当今社会，这一功能保证着作战实验的整体安全。如果一支军队的作战实验不断被对手侦知，这种实验就等于向敌方批发作战情报。

5.2 方便应用

作战实验，是以复杂计算为核心的作战研究分析过程，需要对实验参与者进行多方面的帮助。主要包括:提供作战实验指南，修正聚焦军事需求，设计友好的实验界面，设置拼接式实验席位、伴随式说明引导，协助实验设计，辅导模型使用等。

实验机器人，可能成为信息时代作战实验的重要帮手。不同的作战实验，可为实验机器人加装不同的数据库，使其能为实验人员伴随提供流动数据支持。实验机器人还可担负讲解实验指南、介绍实验场地、推介专家和录音、录像、摄影等任务，并可以作为机动通信平台和室内演习助理使用。

5.3 支持对抗

作战实验支持三种对抗形态:一是人机对抗，就是营造一个游戏关卡式的实验环境，让实验者拟制作战计划，输入作战对抗模型，与计算机中的“敌人”打一仗，看一看胜败得失，并在不断修正作战实验方案的过程中，完善和提高方案。二是人人对抗，就是兵棋形态，红蓝双方或多方输入作战方案，在计算机中形成对阵形态，利用计算机的对抗规则判定胜败得失。三是半实体人装对抗，就是在计算机中营造一个相对完整的作战环境，在现实中营造一个局部(有限)作战环境，虚拟环境和现实环境联动，对武器装备特别是网络化武器装备的实战应用效果进行一定程度的检验。

5.4 检验评估

作战实验是一种特殊的战争预实践活动，可以对作战理论和作战方案进行一定程度的检验。从多年的实践情况看，作战实验的结论有些参考作用很强，有些可能存疑，但有一点是肯定的，就是可以促使作战研究人员将理论和方案向精细化的方向努力。一个粗放的理论和方案，作战实验室没有办法作为检验样本。作战实验的检验作用，主要以量化分析方法生成，包括作战指标体系的建立和应用。检验的对象，主要包括对抗条件下，作战力量分配是否合理，作战部署是否利于释放能量和便于协同，作战行动效果是否达到预期指标，作战代价是否可以承受，新型作战力量是否高效融入作战体系，作战指挥程序是否适应战争情况，作战资源是否能够保证作战的连续实施，以及作战风险的综合评估等。

5.5 求证原理

集成作战实验室的所有功能，就有可能形成一种集成性的核心实验能力——作战原理求证能力。这一能力，是作战实验室发展的顶级追求。有了经过量化论证的作战原理，才有可能更加科学地优化作战方案、行动和构想，也才有可能更好地支持前瞻性的作战理论研究和作战条令编修。

拥有智能化的作战实验能力，以实验数据、实验样本、实验规则和作战原理打天下，是信息时代各国军队都在争取拥有的高层次作战实验能力。中国的作战实验人，经历了艰难曲折的起步阶段，有得有失的模仿阶段，在拥有一定建模经验和人才积累的今天，需要合力攀登，走向自主创新的提速发展阶段，努力摘取庙算之巅那一朵最圣洁的雪莲。

［1］ 周赤非.新编军事运筹学［M］.北京:军事科学出版社，2011.

［2］ 全军军事术语管理委员会，军事科学院. 中国人民解放军军语［M］.北京:军事科学出版社，2011.

［3］ 张最良，李长生，赵文志，等. 军事运筹学［M］. 北京:军事科学出版社，1993.

［4］ 朱松春，张树义，韩春立，等. 军事运筹学［M］. 北京:解放军出版社，1988.

［5］ 军事科学院军事运筹分析研究所. 作战实验理论与实践［M］.北京:军事科学出版社，2008.

［6］ 李辉.美军作战实验研究教程［M］. 北京:军事科学出版社，2013.