演习训练课题设计与评估方法研究

王丽颖,姜 宁,白 爽,周环宇

(海军大连舰艇学院,辽宁大连 116018)

训练课题设计为战争预实践提供重要手段,为训练顶层设计提供重要支撑,为推动按纲施训提供必要抓手,为部队复杂电磁环境训练提供指导,是打赢未来战争的必由之路。如何从战争实际出发,增强未来作战模式下的部队作战训练课题设计研究,是现阶段军事训练研究工作的重点[1]。在有些演习筹划中,训练课题设计缺乏系统指导,环境构设与调控难度高,训练课题设计缺少科学的评估方法,对训练课题的优化迭代指引性不强等问题,严重影响部队训练水平的提升,造成训练低水平重复。针对这些问题,本文探索了适用于部队演习的训练课题设计方法,并提出了针对性的训练课题设计评估方法,研究结果可为部队组织演习进行课题设计与评估提供方法参考。

1 训练课题设计分析

1.1 训练课题设计的基本内涵

训练课题设计必须以未来战争设计为基础,运用系统科学的设计方法,在现代信息技术的支持下,对可能发生的战争形态的探索与设计。通过训练课题设计,实现对未来作战场景的模拟,包括对作战中双方武器装备、作战运用等方面设计。概括来说,训练课题设计主要包含以下几个内容。

1)训练环境设计

训练环境主要是通过对未来作战概念的分析而设计的,包含未来作战的作战区域、背景环境、战场态势等,即未来作战是在“什么地方打”。训练环境设计一方面可以让部队切实体验未来战争的真实环境,另一方面,可以通过训练分析得到该环境下的作战特点,从作战环境“沉浸”式训练中发掘作战特点。

2)训练科目设计

训练科目是训练课题下的具体训练内容,是对训练课题的具体细化。在训练环境和任务的大背景下,训练科目的设计是对训练目的的具体体现,更是提高战斗力的具体实施过程。训练科目需要在分析未来作战样式的基础上,结合训练目的和要求,按照不同训练层次需求进行设计,既要涵盖总体训练目的,又要针对各层次按需设计。

3)训练资源设计

训练资源主要指参加训练或构设训练环境中所涉及的兵力、装备等。训练资源设计主要分为两个部分,其一是提供训练环境的装备及兵力设计,这一部分主要依据未来作战分析设计训练背景装备使用及作战对手的兵力及装备;其二是参训兵力及装备的设计,参训兵力及装备的训练设计是结合训练科目的具体训练需求设计的,在完成训练任务的同时检验参训兵力、装备作战能力。

4)训练评估设计

在以往的训练评估中主要是对参训兵力、装备的能力进行评估,而训练课题设计中的训练评估还包括对训练任务、训练目的的完成情况进行评估,即针对训练课题的完成度评估设计。训练完成度评估设计是在评估参训兵力、装备作战运用能力的基础上基于训练任务及目的对整体作战行动的评估。训练完成度评估能够体现参训兵力、作战装备的整体运用情况,也能为未来作战进行预判,从而优化训练课题,提高部队训练效果。

1.2 训练课题设计要求

1)训练科目确立要面向未来作战样式

训练科目是训练课题设计的核心内容,解决演习“训什么”的问题。训练科目确定要满足未来作战需要,提高训练的针对性和科学性。训练科目确定是否合理,直接影响部队作战模式对未来智能化信息作战战场的适用程度。通过分析最近几场美军主导的信息化战争,可以预见未来战争会随着新型武器装备发展和创新的作战理论应用呈现出新的规律[2-3],因此,要实现军事训练对于战争的预实践,真正做到“训战一致”,在进行训练课题设计时必须保证训练科目确定的合理性。

2)训练手段要强调信息技术运用

训练手段是达成“训战一致”目标的媒介,在演习过程中承担着联结各个训练要素的桥梁作用,解决了“怎么训”的问题。为了确保以最大的概率赢得战争胜利,需要将未来战争进行预先模拟训练,而利用虚拟现实、仿真等先进信息技术,采取模拟训练手段,构造未来作战环境和战场态势,一定程度上能够使作战模式能在近似未来作战的场景下得到检验[4]。此外,在先进的信息技术支持下,可以最大程度优化训练流程,提高训练效果,提高训练效益。

3)训练环境构设要逼真预设战场

训练环境是实施战争预实践的场所,训练课题设计的训练环境以设计为牵引,以实战化为支撑,以面向未来战场为准绳,所以,在构设时必须逼真预设战场,才能满足部队适应未来战场的作战需求[5]。构设环境逼真预设战场可以使部队真切地感受未来作战环境,一方面可以增强部队的适应性,以更好的状态面对未来战场波谲云诡的环境变化,应对战场上的不确定性;另一方面可以增强训练的针对性,聚焦未来的作战对手,对预设战场进行针对性的改造,模拟蓝军进行对抗,最大限度接近实战。

4)训练考核评估突出实战化标准

训练考核评估是训练课题设计的重要环节,可以对训练效果和质量进行评价,也可以对训练课题的适应性进行评估。有效的训练考核评估可以带动训练实践与训练课题设计优化的良性互动。实战化标准是考核评估指标体系构建的基础,训练课题设计是对未来发生战争的预先设计,以实战化的考核标准对训练课题展开过程进行评估,使训练模式尽可能适应未来战争,发挥作战行动的最大效能。

现阶段的训练课题设计主要立足现有条件,并结合作战任务及训练任务,所生成的训练课题往往存在与未来作战贴合不紧密,训练环境与作战环境有差距,训练阶段模拟不逼真的问题。为了实现贴近未来实战的训练课题设计,达到训练课题的设计要求,提出了在对未来作战进行全面分析的基础上基于训练任务的训练课题设计方法。

1.3 基于任务的训练课题设计

所谓基于任务的训练课题设计是指通过对训练任务的层层分解,进行合理规划,设计任务部队专项训练科目,即面向任务实施训练。训练科目是组织任务指挥部门和任务部队指挥员协调指挥的基础,与完成作战任务息息相关。部队训练任务的选择并非一成不变,所以根据具体任务合理设计训练课题尤为重要。根据前文分析的训练课题设计的基本内涵,基于任务的训练课题设计主要涵盖以下几个内容。

1)任务分解

为了使训练任务的分解达到预期效果,通常采取3种方法进行反复分解[6]。一是按照作战阶段分解训练任务,根据作战进程中各作战行动任务的时间序列或逻辑关系顺序进行任务分解。二是按照任务部队的部署分解训练任务,根据任务部队指挥单元在战场上的部署区域进行任务分解。三是按照任务部队指挥职能分解训练任务,根据任务部队的专业、职级和构成要素进行任务分解。

2)设计训练科目

根据各军兵种部队分解后的任务,以及作战环境条件、作战方式和作战手段等关键要素进行分析,设计符合任务部队使命任务的训练科目,逐级细化至操纵单元,从上层到末端形成连贯严谨的训练科目体系,使训练课题设计具体化[7-8]。此外,在设置训练科目时还要立足于部队编制装备的实际,发挥各军兵种作战的优势,突出训有所长,训有所用。

3)设计训练环境

训练环境设计要有针对性,将训练部队置于逼真的作战环境中,可以提高部队的战场适应能力和战斗力[9]。在训练样式上,注重复杂电磁环境、全天候、背靠背训练;在训练手段上,充分发挥决策对抗、交战模拟、虚拟现实等先进手段,尽可能还原真实战场作战环境;在配套支撑上,加大环境构设的逼真度,设置训练环境构设标准,向真实战场靠拢,提高支持训练实战化的保障水平。

4)设计训练评估方法

训练评估是对参训兵力及装备的作战运用能力、训练任务完成情况的评估。基于任务的训练课题设计中所涉及的训练评估方法设计,是在检验参训兵力、装备作战能力的基础上,对训练任务整体完成情况的评估。训练课题设计是在训练开展前根据未来作战任务所设计的,因此在训练评估时,需要根据作战任务的指标参数对训练任务完成情况进行评估。通过训练完成度的评估,能够掌握参训部队的整体情况,在应对未来作战时做好统筹。

1.4 基于训练课题设计的训练模式

基于训练课题设计的训练模式构建基本设想如图1所示。

图1 基于训练课题设计的训练模式构建Fig.1 Construction of training mode based on training topic design

依据训练课题设计分析部队作战任务及能力目标,并将任务进行分解,设计成具体的训练科目,针对相应的训练科目选择合理的训练方法手段,构设逼真训练环境,通过训练实践来检验训练课题设计的科学性,并校正修改训练课题设计方案,优化作战任务、能力目标和训练科目,改进训练方法、手段和环境构设,进行训练、实践、优化的良性循环,可以使参训部队实现将“训练像打仗一样”和“打仗像训练一样”的融合,为赢得未来战争胜利奠定基础。同时,依据训练课题设计进行的训练实践还可以有效牵引武器装备的发展,促进训法战法的更新迭代[10]。

2 基于相似度的训练课题设计评估方法

根据前文中所述的训练课题设计内容,训练课题设计包括对训练环境、训练科目、训练资源以及训练评估方法的设计。从训练课题设计要求来说,理想且科学的训练课题设计理论上应该与未来战争相近,而训练环境与训练科目、信息化装备武器的使用都应贴近未来作战。为了评估训练课题设计的相似度,本文将理想的训练课题设计即未来战争看作一个真实的系统,将实际的课题设计看作对真实系统的建模,以模型和系统的相似度对训练课题设计进行评估[11]。

2.1 训练课题设计的相似度概念

数学模型M通常由结构H和参数θ组成,可表示为M=M(H,θ)。若以符号X和G分别表示理想的训练课题设计和实际的训练课题设计,则有MX=(HX,θX)和MG=(HG,θG)。其中,MX中结构HX代表了训练课题设计内容,如训练资源设计相似度、训练科目完整度等,参数θX代表了各个内容中的指标参数,比如训练资源中兵力、装备的相似度等。

训练课题设计的本质要求是理想的训练课题设计与实际的训练课题设计结构与参数相一致[5],即

MX=MG或HX=HG,θX=θG

(1)

事实上,实际构造的训练课题不可能完全满足(1)式,其满足程度称为训练课题设计的相似度。

2.2 相似度的求解算法

令θX=θX(θ1,θ2,…,θn),θG=θG(θ′1,θ′2,…,θ′n),其中,θi,θ′i(i=1,2,…,n)为训练课题设计中的指标参数。

1)选取训练课题设计相似元Ui

Ui=Ui(θi,θ′i),i=1,2,…,n

(2)

2)确定训练课题设计相似元相似度qi

(3)

3)计算训练课题设计某一模型相似度θj

(4)

4)计算训练课题设计的相似度θ∑

为了更准确地确定训练课题设计的相似度,应合理地建立由不同辨识模型组成的系统结构,将对应求得的辨识模型相似度θj进行加权平均,方法如下:

(5)

图2为上述训练课题设计相似度算法流程。

图2 训练课题设计相似度算法流程Fig.2 Similarity algorithm flow of training topic design

3 实例分析

首先根据某演习训练课题设计的特点,建立如表1所示的层次结构关系。

表1 某训练课题设计相似度模糊评估结构关系Tab.1 Structural relationship of fuzzy evaluation of design similarity of a training topic

表中括号内的权重系数由层次分析法得到,模糊评价矩阵通过多名专家评判获得。

相似度模糊综合评判计算流程如图3所示。判断算法选取的参数p来自于对评估模糊矩阵模糊性的度量,影响模糊度判定的精度。

图3 相似度模糊综合评判计算流程Fig.3 Calculation process of similarity fuzzy comprehensive evaluation

根据Minkowski模糊度判定公式:

(6)

Dp(A)为A的模糊度。A为论域U上的一个模糊集,u∈U。若隶属度A(ui)接近1,肯定的程度越高,模糊性就小;若隶属度A(ui)接近0,否定的程度越高,模糊性就小;若隶属度A(ui)在0.5附近,u对A的隶属

关系最不稳定,相应的模糊性也就越大。参数p影响模糊度判定的精度。

如果p=1,采用算法M(∨,∧),则二级指标科目设置U11的模糊评估向量为

(7)

同理,一级指标完整性U1下其他二级指标的模糊评估向量为

(8)

(9)

(10)

同理,计算其他一级指标的模糊评估向量,得到模糊评估矩阵如表2所示。

表2 p=1时,一级指标评估模糊矩阵Tab.2 p=1,first level indicators evaluation fuzzy matrix

p=1时,计算得到训练课题设计相似度评估结果为

根据隶属度最大原则,该训练课题设计的相似度属于良好,但是与相似度为优秀的隶属度差距较小,实际情况很难判断。

按照p的取值大小选取不同算法M,得到一级指标评估模糊矩是不同的,选取p>4时算法M(·,+),得到模糊评估矩阵如表3所示。

表3 p>4时,一级指标评估模糊矩阵Tab.3 p>4,The first level index evaluation fuzzy matrix

p>4时,计算得到训练课题设计相似度评估结果为

根据隶属度最大原则,该训练课题设计的相似度属于优秀,且远高于其他评价的隶属度。

p=1时,评估矩阵模糊度计算精度较低,算法较为粗糙,对于结构简单,权重分配均匀的系统可以快速得到评估结果。训练类课题的设计结构复杂,对评估矩阵模糊度计算精度要求高,如果采取低精度的算法,就会造成指标贡献度的淹没,造成评估结果的不准确。

4 结束语

通过分析课题设计在训练科目、训练手段、训练环境、考核评估等方面的需求,研究了基于任务的训练课题设计方法,该方法根据任务分解、科目设计、环境设计和训练评估设计四个重要环节完成课题设计,提出了基于训练课题设计的训练模式,通过训练课题设计到训练实践再到训练课题设计优化的良性循环,可提高部队训练质效,并针对训练模式中的评估环节提出了基于相似度的训练课题设计评估方法,可为训练课题设计优化提供指导。下一步需要针对部队训练效果对训练流程和训练课题的完成度评估方法进行深入研究,提高训练课题设计的科学性和指导性。