装备试验现状及发展趋势

付朝博 段莉

摘要：分析了传统装备试验面临的挑战，指出了五个不相适应的问题，对比分析了实装试验、仿真试验和虚实结合试验的特点，提出了平行试验是虚实结合试验的最高应用模式，阐述了平行试验的理论起源和概念内涵，分析了平行试验的应用前景，为研究装备体系试验提供了理论指导和方法支撑。

Abstract： This paper analyzes the challenges faced by the traditional equipment test， points out five incompatible problems， and compares and analyzes the characteristics of the real loading test， the simulation test and the virtual-real combination test. This paper puts forward that parallel test is the highest application mode of virtual-real combination test， expounds the theoretical origin and concept connotation of parallel test， and analyzes the application prospect of parallel test， to provide theoretical guidance and method support for the research of equipment system test.

关键词：装备试验;体系试验;平行系统;平行试验

Key words： equipment test;system test;parallel system;parallel test

中图分类号：E917                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）27-0157-03

0  引言

传统的装备试验与信息化条件下体系作战对装备建设和体系试验的需求不相适应，亟须试验理论和方法的创新。平行试验是为适应装备体系效能检验的需求而提出的，是平行系统方法在装备试验领域的一个创新，为装备体系试验研究提供了理论和方法支撑，具有广阔的应用前景。

1  传统的装备试验面临的挑战

现代战争以信息技术为主导，体系作战特征明显，客观上要求装备体系化发展。装备体系建设需求，推动装备试验由传统的单装战技性能测试和作战适应性检验向体系试验转变。而传统的装备试验以军种和武器为中心的各靶场独立试验模式为主[1]，难以反映装备体系试验的系统性、复杂性、对抗性等特征，主要表现在五个方面：

①信息化战争注重装备体系作战效能的整体发挥，而传统的装备试验侧重单装单系统战技性能检验，对装备体系的整体作战能力难以做出有效检验。装备体系是由功能上相互关联的各种类各系列装备构成的整体，通常由战斗装备、综合电子装备系统、保障装备构成。近年来，我军一批性能先进的装备相继定型列装，虽然技术性能达标，但列装后暴露出不好用、不适用的问题，融入不了体系、在体系中发挥不了应有作用。问题在于传统的装备试验仍然停留在以技术性能考核为主的装备型号单项性能试验，难以对体系对抗条件下的装备作战适用性、作战效能、体系贡献率进行科学客观的检验和评估。

②信息化战争注重武器装备短周期研制模块化灵活改进，而传统的装备试验周期较长，难以适应信息化条件下装备快速研制定型列装的发展趋势。信息化条件下，武器装备释能效应明显，杀伤力、破坏力骤增，部队机动能力、打击能力和保障能力大幅提升，作战节奏明显加快。在1991年的海湾战争中，美军“诺曼底特遣队”从接敌到完成任务仅用4分半時间就彻底摧毁了伊军的2座雷达站，为多国部队“沙漠风暴”行动开辟了空中走廊。美军2017年引入了“M17模块化手枪系统”，通过一把手枪结合不同配件组装成4把不同尺寸和口径的手枪，达到了一枪四用的效果，做到了模块化设计和按需组装应用。信息化战争节奏快，对装备的小型化、模块化、“个性化”定制有着较高的需求，客观上要求较短的试验周期和灵活的试验模式，而传统的装备试验需要严格按照试验阶段和程序步骤进行，在应对装备小批量生产、模块化设计、“个性化定制”、快速定型列装方面灵活性不足。

③信息化战争注重装备全寿命过程试验论证，而传统的装备试验在定型列装后即行结束，难以适应装备“状态鉴定-定型列装-改进升级”循环迭代的发展趋势。信息化条件下，武器装备技术含量越来越高，各型之间的关联度、耦合度越来越强，体系运用特点越来越突出。武器装备的实战化运用对提高研制水平具有重要反向带动作用。传统的装备试验关注研制定型多、关注作战运用少，特别是在装备交付部队使用对装备的适用性、适编性、适配性、经济性、质量稳定性和作战（保障）效能等方面缺乏试验论证，导致近些年武器装备规模偏大，集成度和兼容性不高，主战装备、信息系统装备、保障装备比例不够合理等问题比较突出。

④信息化战争注重装备实战环境下的体系对抗能力，而传统的装备试验侧重标准环境下的单方试验，难以适应信息化战争全维立体高强度对抗条件装备建设需求。比如，基于对抗环境的检验性演习和实战化考核已经成为部队常态化的演训活动，跨军兵种的联合战役演习也逐渐唱响主角，这些新情况对装备试验提出了新要求，但囿于思维定势、固有模式和路径依赖，传统的装备试验往往设定“标准条件”，搞“自我设计”，“自导自演”，对信息化战争全维一体、高强度体系对抗特点研究不深不透，与实战环境贴合不紧密，对作战试验和在役考核关注比较少，与部队作战训练和装备建设发展趋势不相适应。

⑤信息化战争注重装备大规模组网环境中的集团化作战能力，而传统的装备试验侧重小规模网络系统性能试验，对战术互联网环境装备互联互通及网络抗毁能力难以检验。信息化条件下的装备体系是由具备信息感知、指挥控制和机动、打击、防护、保障等功能的装备构成的装备作战体系，通过信息网络实现各作战平台、作战要素、作战系统、作战单元等实体高度融合，各类武器系统实现互联互通互操作，形成整体对抗力量，以大规模复杂信息网络构建的指挥信息系统为体系作战提供了有力支撑。军事信息网络系统是规模宏大的异构网络系统，包括信息栅格系统、战场移动通信系统以及各种嵌入式信息系统，网络拓扑高度动态、网络路由复杂多变、网络终端种类多样，具有显著的复杂性特征。而传统的装备试验往往只对少数网络单元构成的小规模网络系统的性能进行测试，割裂甚至忽视了局部网络同全局系统的有机联系，难以反映出网络阻塞、路由重构等大规模网络特征，存在着短板和弱项。

2  平行试验的提出

由于传统的装备试验面临诸多困难和挑战，促使装备试验向体系试验转变。装备体系试验从方法上可分为实装试验、仿真试验和虚实结合试验。实装试验的数据可靠性高、实战贴合度好，但试验代价高昂;仿真试验安全性高、易于组织、经济性强并且可重复，但模型的可信度不高;虚实结合试验是兼具实装试验和仿真试验的优点而又避免各自缺陷，是装备体系试验的发展趋势。平行试验是虚实结合试验的最高运用模式，是复杂性科学理论、系统工程理论与方法、计算机建模仿真技术和装备试验理论相结合的产物，是装备体系试验的最新研究方向。

2.1 平行试验的理论起源

平行试验的思想源于平行系统理论。中科院自动化所王飞跃科研团队针对复杂系统控制与管理问题，提出了将人工社会（Artificial Societies）、计算实验（Computational Experiments）和平行执行（Parallel Execution）相结合的ACP平行系统理论[2]。ACP方法通过复杂系统建模、多Agent仿真技术、智能控制等理论方法构建与现实复杂系统相对应的虚拟的或理想的人工系统，在人工系统中利用计算实验方法进行各类实验，研究与设计现实复杂系统的行为，对复杂系统进行模拟、试验、分析与控制，ACP方法将虚拟复杂系统与现实系统进行在线同步执行，对二者的行为状态进行控制与管理并对其发展演化做出预测与优化，从而完成学习与培训、实验与评估、控制与管理等功能[3]。

平行系统理论已经在交通物流系统[4]、农业制造系统、人口动态管理和控制系统、社会经济系统[5-6]等民用领域得到应用。将复杂系统理论与方法引入到军事领域，通过建立与实际军事组织对应的平行军事系统体系，使平行军事分析、实验、训练、作战、评估成为常态化的军事行动，是研究军事复杂性问题的有效途径[7]。

2.2 平行试验的概念内涵

平行试验是借鉴平行系统理论，构建一个与现实靶场（或物理靶场）同步运行的人工靶场，将现实靶场中的实际装备实时地映射到人工靶场，在人工靶场中构建要素齐全、功能完备的装备试验体系及对抗环境，由人工靶场同步处理现实靶场中物理试验的行动及状态信息，并将计算试验的结果反馈到现实靶场，从而实时控制装备试验的行为和过程，评估装备体系试验效能。由于现实靶场试验因受试验条件、试验环境、试验周期、试验经费等因素制约，装备体系难以构建、试验难以开展，而人工靶场不受物理条件制约，可以对实际对象进行抽象和建模，在数字物理环境平行状态下构建一个完备的体系试验环境，使装备试验体系构建得以完备、体系对抗条件得以形成、作战效能得以检验，能够实现装备的技术性能测试向体系对抗效能评估拓展。

3  平行试验模式的应用前景

平行试验是一种新的装备试验理论，为改进传统装备试验提供了理论指导和方法支撑，能够解决现实靶场试验中装备体系难以完整构建、战场环境和对抗体系难以“逼真”呈现、试验评估难以实时进行、导调控制和现实靶场试验难以融合一体等难题。

①平行试验环境能够构建功能要素齐全完备的体系试验条件。现实的试验靶场由试验对象、试验环境、指挥通信系统、测量测控系统、综合保障系统等要素构成，在面向体系作战的试验需求方面存在着装备体系难以完整构建、复杂战场环境难以真实呈现、作战对手行动难以有效模拟等问题，而虚拟战场空间能够对靶场对象进行抽象和建模，在数字物理环境平行状态下构建一个包含装备体系、物理空间、复杂电磁网络、社会经济环境等在内的要素齐全、功能完备的虚拟空间，既能开展单装单系统试验，又能进行对抗环境下的全要素全系统作战试验。

②平行试验能够适时灵活地对试验进程进行控制与优化。平行试验是将现实靶场中的物理试验与虚拟战场空间中的计算实验结合起来进行的试验，物理试验主要以检验装备战术技术性能指标为主，计算试验主要以发现和验证规律为主，通过不同试验规则组合认识和把握系统涌现行为，在虚拟战场空间可以处理现实的靶场难以处理的火力打击、装备战损、效能评估等动作和状态信息，并将体系对抗试验的结果反馈到真实的试验靶场，从而可以实时控制试验行动和进程，对试验过程按需进行规划和灵活的优化调整。

③平行试验能够节约试验资源和降低试验风险。现代化装备特别是大型装备科技含量高、造价高，对该型装备在体系中的作战能力做出检验是装备试验的重要内容，但该型装备往往难以反复进行实装试验，代价大、风险高，组织实施难度大，采用平行试验的方法，对部分实装部件可以采取半实装模拟，对该型装备可以建立仿真模型，在平行层进行映射和叠加，这样组织试验可以在满足试验要求的情况下，有效减少实装试验的次数，降低试验组织的难度，节约试验资源和试验成本。

4  结束语

平行试验是基于复杂系统理论，在计算机技术发展、人工智能和计算科学进步的基础上探索提出来的，是解决装备体系效能评估问题的有效途径。目前关于平行试验的理论与方法仍处在研究探索中，学者关于平行试验的认识和理解也不尽统一，但构建平行靶场研究解决装备体系试验问题的思路和方法是可行的，是装备体系试验的重要发展趋势。

参考文献：

[1]曹裕华，张连仲，等.装备体系试验与仿真[M].北京：国防工业出版社，2016.

[2]王飞跃，杨坚，等.基于平行系统理论的平行网络架构[J].指挥与控制学报，2016，2（1）：71-77.

[3]段伟.平行仿真的内涵、发展与应用[J].指挥与控制学报，2019，5（2）：82-86.

[4]张会，于泉，等.平行系统理论在交通工程中的应用探索[J].交通信息与安全，2009，1（27）：32-35.

[5]Zimerman G，Neuneier R.Multi-agent market modeling of foreign exchange rates[J].Dalam Advances in Comples Systems，2001，4（1）：29-43.

[6]Tesfatsion L，Agent-based Computational Economics Growing Economics from the Bottomup，ISU Economic Working Paper No.1[M].Ames，Low a Low a States University，2002.

[7]香山科學会议办公室.香山科学会议简报[R].2012：424.

基金项目：军队科研计划项目（2017YY05）。

作者简介：付朝博（1983-），男，陕西兴平人，硕士研究生，研究方向为军事装备需求论证和装备试验;段莉（1976-），女，山东德州人，高级工程师，主要研究方向为军事信息通信。