装备保障力量复杂适应配置策略

刘俊杰，刘艳军，张春润，刘亚东，钱铁山

(1.军事交通学院 研究生管理大队，天津300161;2.军事交通学院装备保障系，天津300161;3.69213 部队，新疆 喀什844900 )

信息化战争背景下，以计划方案为中心的保障方式难以适应多变的战场环境，特别在原有协同关系被打乱、保障需求出现重大变化等特殊情况下更是如此。这就需要在强调保障时效性的今天，装备保障力量能够根据战场态势主动协同保障，此时装备保障力量的自适应行为主要体现为自适应协同保障行动。因此，对具备良好“感知—响应”能力的自适应行为进行重点研究则显得尤为重要。

1 基本内涵

1.1 复杂适应系统(CAS)理论

1994 年，遗传算法的创始人J. Holland［1］正式提出了复杂适应系统(complex adaptive system，CAS)理论，该理论的提出构筑了一个新的系统思想。其基本内容和观点:具有适应能力的主体，由于学习与进化的存在，随着演化，主体间存在着差异;主体和环境的交互作用是主体进化与学习的动力，是系统演化的动力;主体的演化过程是一个动态的自然选择过程。由于主体的适应性演化、主体与环境的交互导致了系统的演化;而主体的适应性，又造就了系统的复杂性［1］。

1.2 复杂适应配置和鲁棒性

复杂适应系统理论的核心是“适应性造就复杂性”。所谓复杂适应配置，是指在需求复杂不确定的条件下，保障力量的空间布局对保障环境的变化具有较强的适应能力，对不同方向需求及变化能够较好地应对，系统具有一定的“鲁棒性”。鲁棒性是指控制系统在其特性或参数发生摄动时，仍可使品质指标保持不变的性能。

原有的装备保障力量体系是一个开放系统，自身内部因素影响限制其能力的生成，战场环境等外部因素影响其功能发挥。装备保障力量配置始终以战场作战态势为依据，有什么样的作战部署就有什么样的装备保障力量配置，并随着作战样式、作战阶段和作战行动的不同发生变化。

1.3 装备保障系统复杂性

复杂系统常常是相对简单的一些构件通过改变组合方式而形成的［2］。战时装备保障涉及多层次、多属性的保障力量，根据作战企图、保障任务和战场环境等影响因素，遵循一定规则。装备保障力量分布在战场形成各个装备保障组队，保障过程可以看作是具有适应性、由主体构成、处于不断演化的复杂系统。一定的域内装备保障，可以看作是由大量保障力量组成的呈网链结构的“保障能量”输送系统。保障复杂性主要表现在5 个方面。

(1)层次性。装备保障力量由于空间的分布、范围和距离等差异，导致保障力量分布具有很强的层次性，形成一个由上到下、由点到面的多层次和多功能的空间网络体系。区内涉及到众多装备保障力量，规模庞大。

(2)非线性。装备保障系统各要素之间或各子系统之间存在多种多样的非线性关联形式，各组成之间及不同层次之间相互关联、相互制约，以某种或多种方式发生复杂的非线性作用，表现在内容上是物质、能量和信息的交换。

(3)开放性。装备保障系统在不断接收上级保障力量加强补充的同时，不断为作战力量提供保障，即存在不断消耗的过程。另外，外界环境通过交互作用不断对装备保障力量行动产生影响，系统的开放性导致系统演化的复杂性。

(4)动态性。为解决综合保障与专业化分工的矛盾，根据需求的变化，通过功能模块组合，保障力量结构不断发生变化;另外，为应对保障需求方向上的变化，保障力量空间分布拓扑结构也处于不断调整之中。

(5)不确定性。不确定性源于装备保障系统中存在大量随机的模糊因素，使得系统发展具有不可预见性。系统的不确定性与军事作战活动的复杂性紧密相关。

2 复杂适应配置特点

在信息化战争时代，由于战争节奏的加快、战场环境的复杂，以及部队共享感知战场态势能力和指挥速度的提高，使得装备保障力量复杂适应配置的协同能够以更为灵活有效的方式进行，从而呈现出与以往不同的特点。

(1)协同主体的自主性增强。保障力量单元可以在指挥机构统一意图的引导下，围绕统一的保障目标，于不同的战场空间或时间实施独立性和自主性很强的保障行动，而不需要上级指挥机构对保障力量进行直接控制。

(2)协同手段和方式更为多样化。从协同的控制手段看，除以往主要采用的时节控制手段外，以任务、目标、时节、规则、空间等为准则的控制手段将得以实际应用;从协同方式看，计划协同与临机协同仍然是装备保障力量复杂适应配置协同的2 种最基本的方式，但由二者结合并着眼计划与变化和保障效果相互利用所派生出来的协同方式会大为增加。

(3)保障力量单元的主动性明显增强。战场环境下，装备保障对象和装备保障力量都处于动态环境下，装备保障单元根据战场动态及时调整保障策略，将有效地提高装备保障效率。因此，除了保障指挥具有一定适应性以外，还要求保障力量单元本身具有一定的“智能”，能够对外界变化主动作出反应。

3 复杂适应配置策略

3.1 策略分析

装备保障力量配置策略，是装备保障分队按照计划到达指定位置的一种作战保障方案，主要采用时间标准和业务工作标准。装备保障力量快速机动，及时准确地到达装备保障配置地域，完成装备保障任务，即可完成一次装备保障力量复杂适应配置。为了使整体保障效果达到最佳，必须强化保障过程中的“能量流”。特别在战时条件下，装备保障力量复杂适应配置应以保障完成时间至上为原则，及时完成应急保障任务，充分体现自适应的能力。

3.2 策略优化

装备保障力量复杂适应配置策略优化，是在初始配置策略背景下，根据各自配置的战场环境信息和作战行动变化，对配置进行灵活的调度，采用自适应和复杂适应相结合的策略进行优化。特别在战时条件下，针对战场态势，相互间可以采取多种协同动作。如在来不及等待上级协同指令的情况下，凭借评价筛选机制，对采取的协同行为作出方向性指导，从而降低保障活动间的“无序性”和“排斥性”，保证自适应保障行动的有序，从而保证最终采取协同动作的最优化。

3.3 动态再配置与动态联盟

信息化条件下，随着战场态势的变化，保障系统也需要相应地作出某种形式的调整，如力量空间分布拓扑结构、重点资源布局等，这里称之为动态再配置，强调事前积极主动的准备;同时，在装备保障过程中，各种新的保障需求随时会出现，具有明显的随机性，保障条件也会有变化，许多时候需要协同保障。对装备保障系统来说，除传统协同方式外，还需要计划外的积极临机协同，这需要本级指挥机构灵活安排保障力量，即通过力量动态联盟完成多样化任务，目标是在尽可能短的时间内将所需的保障资源输送至指定地点。

3.3.1 动态再配置

装备保障力量复杂适应配置，兼顾效率和公平，解决了初始态保障力量空间布点优化问题，目的是为自适应行为创造良好条件。随着态势的发展，再配置成为不得不考虑的问题之一。再配置主要基于以下目的:①通过空间位置调整，满足保障任务所要求的相应约束时间;②在预测基础上，能够提供可能所需种类和规模的保障资源;③充分提高现有保障资源的利用率。

再配置通过调整保障资源空间分布结构，满足一定范围内(潜在)保障需求变化。按照再配置保障资源来源，可以分为系统内再配置和跨系统再配置，为便于说明问题，给出一典型再配置实例(如图1 所示)。其中，☆为作战部队配置位置，○为装备保障群配置位置，Z1、Z2为作战部队，由于担负2 个作战方向装备保障，S1和S2、S3分别构成2 个方向基本保障群，S0为支援保障群，由于情况的变化，△S12、△S31和△S01分别组成系统内和跨系统再配置保障资源。

图1 保障资源再配置示例

耗散结构理论［3］从热力学第二定律出发认为平衡态时熵最大，是在给定条件下的系统最无序的状态，只有在非平衡状态下，外界对系统由负熵的输入，才可能使系统的总熵减少，使系统由相对无序向相对有序状态转化。实例中，△S01可理解为外界对系统由负熵的输入，扩大保障资源的使用范围而使保障资源得到了充分利用，本质上是一种数量上的增加，是通过挖掘出没有得到利用的保障资源并充分利用而提高了整体的效能;△S12、△S31是在保障资源得到充分利用的基础上，通过整体的资源相互共享和重用，使整体和个体提高了对保障资源的利用效率，本质上是一种质量上的提高，是通过对整体以及各个组成部分的隐性资源的利用，而使单位保障资源能够发挥更大的作用。

动态再配置是在预测基础上，针对任务变化而在资源分布方面作出的提前调整和准备，强调保障系统资源分布结构与保障需求变化的主动关联。再配置时机是作战间隙或感知作战情况生变造成保障任务变化的情况下，要求指挥机构在一特定窗口期就力量配置作出相应调整，避免因资源布局调整滞后而造成的保障被动局面。动态再配置过程如图2 所示。

图2 装备保障力量动态再配置过程

3.3.2 动态联盟

动态联盟强调系统随保障任务的变化而在保障力量构成上迅速反应的能力。特别在紧急情况下，需要本级指挥机构必须以最快的速度，在战场某一区域范围内寻求合适的保障力量，经组织协调并使其迅速结盟，构成所需的能力联合体进行支援协同，保障系统能力重构过程如图3 所示。其中，指挥机构甚至需要考察作战地域附近友邻部队的保障单元，经评估后如其能够满足本系统无法满足的保障需求，或者能以更快的反应速度、更高的保障效率满足，则在不影响其所属部队保障任务完成的情况下，可作为临时盟员加入该装备保障系统［4］。

在装备保障能力重构时，最为关键的问题是对加盟的保障单元进行科学的优选，在此基础上构建或更新保障单元组合，以适应变化的需要。战时，一般综合考虑任务匹配度、抵达时间等因素，设保障对象数量为m，保障单元数量为n，保障对象权重即为保障场引力模型中保障需求优先系数。由于已经考虑权重的影响，因此，最优组合必须满足:

图3 装备保障力量组成更新过程

式中:F为总引力;εi为保障对象i优先系数;εij为保障单元j与保障对象i的匹配度;Tij为保障单元j抵达保障对象i所需的时间;cij满足:

实际上，最大引力判断条件(式(1))全面考虑了保障需求优先系数、匹配度、抵达时间等要素的综合影响，在具体操作时，指挥机构可按此根据实际情况综合权衡后作出组合方案选择。

4 实例分析

4.1 实例

以某高炮群突遭敌方空中火力打击为例，装备损坏严重，群类配属的抢修力量无法短时间内修复，需要支援。高炮群由37 mm 高炮阵地A 和57 mm 高炮阵地B 组成;附近部署有高炮装备修理力量6 组，为了应付突发情况，需要保留2 组力量待命作为预备队。各组修理力量抵达两阵地的时间见表1，对应2 种装备的匹配度εij见表2，在掌握装备损坏机理及程度的基础上，表征为一种贡献率。

根据武器杀伤效能可设定优先系数，设57 mm高炮抢修权重0.6，37 mm 高炮抢修权重0.4，且一组修理力量同时只能保障一个阵地，将以上数据代入式(1)中，经标准化处理后，保障单元组合结果见表3。

可以看出，阵地A 主要由修理组1、3 进行保障，阵地B 则由修理组2、5 进行保障，修理组4、6担任保障预备队。具体保障方案可根据时效性、作业效率、战场动态、作战行动等因素灵活调整。

表1 抵达时间min

表2 匹配度统计

表3 cij计算结果

4.2 分析

可见，在保障指挥机构主动积极协调下，面向任务的保障力量单元动态联盟满足了多变的保障需求。有的情况下，通过多种行为的配合使保障能力快速增加，在重组过程中，单元的模块设计及保障力量模块化编组的优势在这里将得到充分体现，大大方便指挥机构搜索选择，也便于匹配度的计算评估。

战时节奏快，装备保障时效性强，随着保障单元自身的状态变化，当新的任务产生时，可能从一个保障对象的“吸引”范围进入另一个“吸引”范围。这种情况下，该成员可根据保障场引力大小加入另外一个聚集体，接收新的保障任务，从而使协同保障更加灵活。聚集体的分割与重组是基于保障场引力考虑发生的，在任务的初始分配和任务调整中，成员就“近”执行任务可以更快地进入工作状态，提高协同保障效率，尤其在战时对时间限制高要求的情况下［5］。

5 结 语

随着信息化战争战场空间扩大、保障实体和保障对象的多元，在集中统一指挥控制保障方式下，战术层次保障活动的“受控性”遇到了难题，即上级指挥机构的优化控制不可能精确延伸和照顾到大量的微观活动，加之战时装备保障环境复杂多变、保障时效性强，而采用复杂适应配置策略，既能提高装备保障指挥效率，又能有效地提升装备保障部分队配置的合理性和灵活性，且底层装备保障力量单元的主动性、能动性能被提到新的高度。

［1］ 罗批.战争复杂系统综合建模仿真方法、实践与思考［M］.北京:国防大学出版社，2011:40-43.

［2］ 宋敬华.基于复杂适应系统理论的装备试验过程管理研究［J］.计算机测量与控制，2012(1):158-160.

［3］ 秦继荣.指挥与控制概论［M］.北京:国防工业出版社，2012:68-69.

［4］ 文莎.可预测的动态联盟协同跟踪机制研究［J］，计算机仿真，2010(7):74-77.

［5］ 吴晓辉.战时装备分散配置现地修理人员编组研究［J］. 信息技术，2012(3):125-127.