海军武器装备体系对抗仿真系统研究_荆涛

第14卷第12期系统仿真学报 Vol. 14 No. 12 2002年12月JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION Dec. 2002 文章编号：1004-731X (2002) 12-1635-03海军武器装备体系对抗仿真系统研究荆涛，丁晓明（海军装备论证研究中心，北京100073）摘要：海军武器装备体系对抗仿真系统是以提高海军武器装备宏观论证质量和效率为目的，以武器装备体系结构优化、作战效能评估为主要研究内容的仿真系统。

该系统由模型管理分系统、战术推演分系统、战役仿真分系统、综合评估分系统、演示汇报分系统和数据管理分系统六部分组成。

本文提出了系统的建设思路和仿真结构，论述了各分系统的主要功能和特点，并对系统与宏观论证研究之间的对应关系进行了分析。

关键词：体系对抗仿真; 武器装备体系; 海军; 效能评估中图分类号：TP391.9 文献标识码：AThe Research on the Naval Weapon and Equipment System-of-systemsOperational Simulation SystemJING Tao, DING Xiao-ming(Navy Research Center, Beijing 100073, China)Abstract：The Naval Weapon and Equipment System-of-systems (SoS) Operational Simulation System primarily focuses on the structure optimization and the effectiveness evaluation of naval weapon and equipment SoS, for the purpose of improving the quality and the efficiency of naval weapon and equipment integrated demonstration. The system consists of the model-management subsystem, the tactical exercise subsystem, the campaign-simulation subsystem, the integrated evaluation subsystem, the demonstration subsystem, and the data--management subsystem. This paper puts forward the conceptual design and the simulation architecture of the system, discusses the main functions and characteristics of each subsystem, and analyses the corresponding relation between the system and the integrated demonstration.Keywords：system-of-systems operational simulation; weapon and equipment system-of-systems; navy; effectiveness evaluation引言随着军用高技术的迅猛发展以及作战理论的不断变革，未来战争的体系对抗特征越来越明显。

海军武器装备体系构建得是否科学合理高效可靠，将直接关系到海军武器装备的综合作战能力和经费的投向投量。

作为对海军武器装备体系进行系统性、针对性和超前性论证研究的有效手段，海军武器装备体系对抗仿真系统的建设已成为海军武器装备发展建设之路的现实需要和必然趋势。

1 系统建设的思路海军武器装备体系对抗仿真系统是以提高海军武器装备宏观论证质量和效率为目的，以武器装备体系结构优化、作战效能评估为主要研究内容的仿真系统。

在理想情况下，我们需要开发一个一体化变分辨率的、能够满足上述需求的仿真系统。

但是由于海军兵力结构十分复杂，装备类型基本收稿日期：2001-11-27 修回日期：2002-04-27作者简介：荆涛(1968-), 男, 山东龙口人, 助理研究员, 研究方向为作战模拟系统建设与海军武器装备体系效能评估方法; 丁晓明(1949-), 男, 山东诸城人, 高工, 研究方向为海军武器装备宏观论证与科研管理。

涵盖了全军其它各个军种，并且海军不同兵种以及兵种之间的作战思想、作战原则以及未来联合作战对海军及海军各兵种的要求等存在较大的差别。

而现有的技术储备和现实的紧迫需求之间存在较大的矛盾，因此需要探询符合实际情况又能够基本满足需要的建设思路。

依据分层建模的设计思想，我们将海军武器装备体系对抗仿真系统划分为战役层、战术层和交战层三个层次，不同层次的问题由不同层次的仿真系统来完成。

(1) 战役层次战役层次上需要重点解决的问题包括两个方面：一是检验现有武器装备体系对不同战役样式的适应能力；二是为了达成作战目的，我们需要什么样的武器装备体系。

只有解决上述问题，才能对武器装备体系方案的调整进行评估，才能够实现多方案选优，从而满足武器装备体系优化研究的需求。

由此可见，能否提高战役层次仿真系统的运行效率是能否实现上述目标的关键。

考虑到战役周期通常比较长，因此必须设法实现闭环的超实时仿真，并且需要回避战术层次的细节问题。

(2) 战术层次DOI:10.16182/ki.joss.2002.12.020系统仿真学报 2002年12月• 1636 •战术层次上需要重点解决的问题包括两个方面：一是武器装备的作战效能评估；二是武器装备的作战使用研究。

由于海军作战样式、作战原则存在多样性以及满足新装备作战使用研究的需要，要求战术层次的仿真系统在使用上要十分灵活，既能够适应不同的作战样式，体现不同的作战原则，又能够对作战原则进行创新。

这就需要战术层次的仿真系统既能够进行超实时仿真，又能够进行实时仿真，并且需要采用战术推演的模式，将论证研究人员纳入到仿真系统中。

(3) 交战层次交战层次需要重点解决的问题是能够提供高层次仿真模型所需要的各类基础数据。

为此，交战层次的仿真模型要具有完备性，即交战层次的仿真模型应能基本覆盖海军装备的主要交战和任务形式。

我们强调仿真模型的完备性远远超过模型计算的准确性，原因是交战层次仿真模型所需要的数据，特别是敌方装备的准确数据，往往无从获得，只能根据掌握的情况进行设定。

因此在实际应用过程中，模型计算结果通常只能作为参考数据，需要经过定性分析的校验。

但如果仿真模型不具有完备性，则失去了参考的基础。

以上三个层次的仿真系统之间保持功能和使用上的相对独立性，可针对不同层次、不同性质的论证研究进行单独或联合使用。

战役层次将战术层次的仿真结果作为基本数据单元来使用，不再仿真具体的战术过程，以保证战役层次的运行效率。

同样，战术层次将交战层次的仿真结果作为基本数据单元来使用，并且在使用前需要经过研究人员定性分析的校验。

各系统在运行过程中不进行实时的数据交换，而非实时的数据交换则通过网络和共享数据库来完成。

2 系统的仿真结构针对以上的系统建设思路，海军武器装备体系对抗仿真系统（以下简称“体系对抗仿真系统”）由模型管理分系统、战术推演分系统、战役仿真分系统、综合评估分系统、演示汇报分系统和数据管理分系统六个分系统组成。

每个分系统在研究重点上各有侧重。

2.1 模型管理分系统模型管理分系统的研究重点是突出“完备性”，主要包含以下两个方面：(1) 模型管理分系统既具有管理功能，又具有应用功能。

管理功能包括完成各类基础交战模型的模型存储管理、模型分组管理和模型运行管理；应用功能就是直接为海军装备的作战效能评估提供支持。

(2) 模型管理分系统包含的基础模型应能基本涵盖海军装备的主要交战和任务形式，以满足战术推演分系统和战役仿真分系统对基础数据的需求。

同时，每一个基础模型具有一定的独立应用功能。

在基础模型的设计上，我们借鉴了计算机生成兵力（CGF）的设计思想，开发了一些包含智能仿真实体的交战模型。

目前模型管理分系统包含三十余个基础模型，能够基本满足涵盖了海军主要装备的作战计算等方面。

2.2 战术推演分系统战术推演分系统通过对战场环境、作战指挥和作战行动过程的描述以及兵力管理、信息查询等功能的实现，完成从战役过程中抽象出来的典型战术行动的图上推演。

战术推演分系统在整个体系对抗仿真系统中起到了承上启下的作用，一方面为模型管理分系统中的基础交战模型提供战术背景，并通过采集基础模型提供的数据，为海军武器装备的作战效能评估、作战使用研究以及重点型号装备的作战需求研究提供支持；另一方面，战术推演分系统产生的数据又是战役仿真分系统所必需的。

战术推演分系统的研究重点是突出“灵活性”。

为此，系统采用时间步推进的离散事件仿真机制，并采用分布式的实时或超实时运行模式。

系统借鉴了VPI公司STAGE软件的设计思想，为用户提供了十分灵活的战术想定生成功能以及推演进程的断点保存、回放功能，能够保证论证研究人员对不同战场环境下的不同战术行动进行图上推演或对拟制的战术行动方案进行检验。

2.3 战役仿真分系统战役仿真分系统是在模型管理分系统和战术推演分系统的支持下，通过兵力需求分析和作战效能分析为海军武器装备宏观论证提供支持。

该系统包括两个子系统：一是兵力需求分析子系统，其主要功能是在满足战役指标的前提下，确定海军武器装备的体系结构；二是作战效能分析子系统，其主要功能是对现有武器装备体系完成战役任务的能力进行检验。

战役仿真分系统的研究重点是突出“高效性”。

为此，系统采用事件步推进的离散事件仿真机制，并采用单机闭环超实时仿真的运行模式。

同时该系统中还包含一些数据处理和统计分析模型，以提高系统对战役仿真结果的分析与综合能力。

2.4 综合评估分系统根据海军装备宏观论证的特点，我们认为对武器装备体系的评估应包含以下三个层次：第一层的任务是在指定的战役样式下，针对战役仿真分系统一次仿真过程中使用的武器装备体系的可行性进行评估。

该层次的评估以统计分析为基础、以满足战役要求为目的，最终生成满足该战役样式的备选方案。

第二层的任务是在指定的战役样式下，在第一层次评估产生多个备选方案的基础上，增加经济可行性、技术可行性等指标，然后对备选方案的评估和优化。

其结果是辅助生成针对该战役样式的武器装备体系方案。

第三层的任务是在第二层次评估的基础上，针对不同战役样式的武器装备第14卷第12期荆涛, 等：海军武器装备体系对抗仿真系统研究• 1637 •体系方案进行评估和优化，从而能够辅助生成在不同程度上适应不同战役样式的武器装备体系方案。