作戰仿真實驗中的實驗參量空間分析

何 明，李志榮，姚 洪，賀紅心

（1.軍事科學院，北京 100091；2.94865部隊，浙江 杭州 310021; 3.海軍后勤部，北京 100841）

作戰仿真實驗的核心功能是探索各種作戰要素、影響因素之間的因果關系，而探索這種因果關系的一個重要前提就是要在實驗設計時盡可能找出關系和影響作戰的各種“因”，特別是各種關鍵性的作戰要素、影響因素。然而，戰爭是充滿不確定性和偶然性的領域[1]，不僅涉及到地形、氣象、戰場環境以及武器的殺傷力、參戰雙方的人員素質等諸多因素，還涉及到作戰力量的指揮關系、相互協同等因素，更涉及到人的主觀能動性因素。這些因素及其取值的各種可能組合形成了龐大而復雜的多維不確定性實驗方案空間，即想定空間。本文試圖通過探索性分析方法確定想定空間的主要變量及其取值組合。

1 作戰仿真實驗參量空間分析

探索性分析是一種從整體上對各種不確定性因素所造成的結果進行研究的思想。它通過考察和分析大量不確定條件下各種方案的不同結果，理解和發現復雜現象背后數據變量之間的影響關系，進而探索出滿足不同需求的各種解決方案。進行作戰仿真實驗設計時，按照探索性分析的思路，可以將戰爭的不確定性因素分成三類，并以此構成了三類探索性參量空間[2]:

一是決策參量空間，用于探索各種策略對作戰結果的影響關系，以全面把握各種策略的優劣及其適用條件。通常可以理解為如何運用已有的作戰能力去完成相應的作戰目標的一系列戰法及兵力使用方案的集合。

二是能力參量空間，是作戰兵力潛在作戰能力的綜合描述。通常取自于人與武器裝備所組成作戰實體的某個屬性值或者戰術技術性能指標，例如“彈道導彈數量、能否機動變軌、有無末端制導”等。由于它們往往具有多個取值點，通過參量的水平變化就可探索該實體能力的變化與最終作戰目標的關系。

三是環境參量空間，關系影響作戰實體實現作戰目標的各種有影響的外部要素集合。通常包括戰場環境、作戰規則、敵方以及其他方的能力與策略等各種要素。

以上三類空間，是進行作戰仿真實驗時重點考察的內容，也是能否正確獲取實驗結果、得出實驗結論的關鍵，它們從不同的層面與作戰效能、行動效果、任務完成程度、作戰方案優劣等各層級的實驗評估指標體系共同建構了仿真實驗深入考察的各種復雜因果聯系。

2 決策參量空間

決策參量空間反映了作戰指揮員決策的靈活性和博弈性。由于涉及人的主觀能動性，因而是一個最具不確定性的參量空間。它主要體現在戰法的運用上，而戰法作為作戰的指導方法，說到底都是在特定作戰目標的牽引下，以一定的作戰力量為基礎，通過充分利用地形、天候和兵力資源（即人與武器裝備所形成的作戰實體），實施一系列的作戰行動來達成預定的作戰目的[3]。換言之，通過作戰目標的實現、作戰時空的利用、作戰力量的使用、作戰行動的實施等不同方面戰法的靈活運用，構成了指導作戰、克敵制勝的不同策略。

1）作戰目標直接實現參量。作戰目標是指所要打擊的對象或者要奪占的地方以及作戰所要達到的預期效果。這種預期效果主要表現為打擊具體作戰對象、奪占或者控制特定作戰地區的預定程度。作戰目標的實現離不開作戰時空的利用、作戰力量的使用、作戰行動的實施，尤其依賴于直接行動的實施。而作戰目標的直接實現方法，講的就是作戰部隊通過若干間接行動后，已進至指定的作戰對象附近或者已占領既定的地區，在此基礎上，再次采取更為直接的行動方法，實現預定的作戰目標。主要有殲滅、占領、扼守、擊潰、遲滯等實現方法[3]。

該參量一般包含具體作戰對象、毀傷程度兩方面內容。以對敵機場聯合火力打擊任務為例，用 BNF范式（即Backus-Naur Form 巴斯科·諾爾范式）可形式化描述為:＜作戰目標＞∷＝“作戰對象”|“毀傷程度”；＜作戰對象＞∷＝“A機場”|“B機場”，＜毀傷程度＞∷＝“襲擾”|“壓制”|“癱瘓”|“摧毀”。

2）作戰時間利用參量。作戰時空是敵我雙方作戰力量展開部署和實施行動的依托，是作戰行動賴以發生與存在的基本條件，也是謀略運用的主要方面。作戰時間的選擇，對作戰任務的實現和作戰效果的達成具有非常重要的影響。而作戰時間的把握和利用，又主要體現在作戰時機和作戰持續時間上[4]:作戰時機是指適于作戰的機會，通常用時刻或態勢表示，具有時間點的含義，比如作戰行動的起止時間、各種作戰行動在時間上的銜接點、對具體目標的打擊時間等；作戰持續時間是指作戰延續的時間，通常用時間長度來表示，具有時間段的含義，比如作戰階段的劃分等。

該參量主要是作戰發起時間、作戰結束時間、作戰目標打擊時間、作戰行動銜接時間、作戰節奏及作戰持續時間等具體參量。以作戰發起時間為例，可形式化表示為:＜作戰發起時間＞∷＝“xxxx年xx月xx日xx時xx分xx秒”|“xxxx年xx月xx日xx時xx分xx秒”。

3）作戰空間利用參量。實踐證明，作戰空間內的客觀條件不同，它們對作戰行動實施、作戰任務完成等的影響程度各不相同。只有善于利用一定的作戰空間所提供的客觀條件，正確地運用兵力兵器，采取有效的戰法，才能達到預定的作戰目的。作戰空間的利用方法主要有直接利用法、間接利用法、動態利用法、重點利用法、奇正利用法等[3]。該參量與作戰時間利用參量相互依賴，在一定條件下還可以相互轉換；同時，該參量基于一定的作戰空間利用方法，又主要通過作戰力量配置參量來具體體現。

4）作戰力量編組參量。作戰力量是決定作戰勝負的主要因素，作戰力量的使用方法是戰法的主要內容。各種作戰力量作為聯合作戰的客觀物質基礎，主要是依據集中重點、聯合協調、快速機動、隱蔽突然、奇正相生等原則，完成對作戰力量的具體編組與配置，并在作戰行動中具體運用。指揮員通常要把具有不同的作戰功能和特點的各軍兵種作戰力量有機地組成一個整體，來達成最大的體系作戰能力。目前主要有加強式、聯合式和成建制式等編組方式[3]。

該參量主要是通過一定的作戰力量編組方式，實現作戰兵力編成的類型變化、數量增減等內容，從而形成不同的因子水平值組合。比如聯合火力打擊行動中該參量的示例性描述:＜聯合火力打擊力量＞∷＝“常規導彈力量”|“空軍航空兵”；＜常規導彈力量＞∷＝ “SS-N-x1”|“SS-N- x2”， ＜ 空 軍 航 空 兵 ＞ ∷ ＝“F-16”|“F/A-18”|“F-22”；＜SS-N- x1＞∷＝“6 枚”|“12枚”|“24 枚”，＜F-16＞∷＝“x1”|“x2”|“x3”。

5）作戰力量配置參量。作戰力量配置就是根據作戰任務、敵情以及戰場環境等，將編組好的聯合作戰兵力兵器部署到適當位置，從而形成對敵有利的初始作戰態勢。指揮員對作戰力量部署的決策，要以形成有利的作戰態勢為著眼點，根據各軍兵種力量和兵力兵器的作戰功能、優勢和行動特點，來確定相應的待機地域、進入方向以及各種戰術陣位。作戰力量的配置主要有縱深梯次、相對獨立、重點、立體多維等配置方式[3]。

該參量主要是通過一定的作戰力量配置方式，實現作戰兵力兵器的地理坐標變化，從而形成不同的因子水平值組合。比如某作戰力量配置的示例性描述:

6）作戰行動實施參量。作戰勝利的最終取得要通過作戰兵力實施一系列的作戰行動來實現。作戰行動貫穿于作戰的始終，是作戰過程中最活躍、最重要的一個因素，并使得它成為了戰法中最具涌現性、復雜性的要素。聯合作戰行動繽紛多彩，通常有聯合信息作戰、火力作戰、封鎖作戰、登陸作戰、機動作戰、防空作戰、特種作戰等行動；其實施方法也紛繁多樣，主要包括機動、突擊、抗擊、引導等方法[3]。

該參量主要是通過一定的作戰行動實施方法，來達到預期的作戰效果。該參量通常可采用定性的屬性描述作為實驗點的選取。比如聯合登陸作戰中作戰兵力突擊行動的示例性描述:＜突擊順序＞∷＝“陸上部隊先突”|“空上兵力先突”|“海上兵力先突”|“同時突擊”；＜突擊方式＞∷＝“單方向突擊”|“多方向突擊”；＜多方向突擊＞∷＝“兩方向”|“三方向”。

3 能力參量空間

信息化條件下聯合作戰是多種作戰力量在陸、海、空、天、電等多維作戰空間的整體行動，諸軍兵種作戰力量是實施聯合作戰活動的主體，是實現聯合作戰目的的客觀物質基礎。而能力參量空間反映的就是聯合作戰體系中各類作戰力量的潛在作戰能力對作戰進程和結局的影響。該參量主要反映的是敵我雙方由人和武器裝備所聚合的作戰兵力實體的某個屬性值，比如特定武器裝備的類型、數量、戰術技術性能指標，參戰部隊的素質能力等。

1）作戰兵力類型。就是在聯合作戰力量體系中，陸軍、海軍、空軍、常規導彈部隊等各種作戰力量編制的基本類型或者配屬的基本型號。在實際作戰中，通過選擇不同的作戰兵力類型，能夠編成不同的參戰兵力兵器組合，從而形成不同的作戰能力。作戰兵力類型是一個定性屬性描述因素，由于其物理意義明確，在實驗點選取時可考慮直接使用。在《恐怖的海峽》[5]和《恐怖的海峽Ⅱ》[6]中，都考慮了雙方空軍的力量編成情況。

2）作戰兵力數量。指在聯合作戰力量體系中，各軍兵種作戰力量編制或者配屬的基本數量。通常情況下，軍兵種部隊編制的兵力數量是基本確定的，某一作戰平臺或者武器裝備定型并投入使用時，其性能參數也是相對確定的。但在實際作戰中，通常要考慮通過選擇不同的作戰兵力數量，來構成不同的兵力規模，從而形成不同的作戰能力。兵力數量是有一定的取值范圍約束的定量因素，并且離散點很多，一般而言，應在其取值范圍內取幾個有顯著代表性的離散點作為其水平值。《恐怖的海峽》中，就考慮了雙方超視距中程空對空導彈、中短程彈道導彈、先進精確制導彈藥等先進兵器的規模數量，還考慮了雙方空軍的出動能力。

3）武器裝備戰術技術性能參數。聯合作戰涉及的武器裝備種類多、型號雜、性能各異，在實驗中應根據研究目標的具體需求，有針對性地選取相關的性能參數值，盡可能地只考慮主要裝備的主要戰術技術性能。性能參數的描述既有定性的，如導彈的戰斗部類型、制導方式等就是定性屬性；也有定量的，如導彈的飛行速度、圓概率偏差（CEP精度）等就是定量屬性。其中，有些參數也涉及在一定的取值范圍問題，應盡量只選取典型離散值來優化實驗點。《恐怖的海峽》和《恐怖的海峽Ⅱ》中，對武器裝備的性能也進行了相關設定，比如彈道導彈以及巡航導彈的質量等。

4）參戰部隊素質能力。在實際作戰中，指揮員的指揮效能、謀略水平、指揮藝術、組織才能、經驗素質，作戰人員的軍事素質、訓練水平、操作技能、精神狀態、心理能力、戰斗士氣等對作戰結果的影響是非常明顯的。據美日等國軍隊統計，從未參加過實戰的飛行員，首次執行任務時生存的概率只有60%，經過模擬訓練后，其生存概率可提高到90%[7]。《恐怖的海峽》和《恐怖的海峽Ⅱ》都選取了雙方飛行員素質作為參量，《恐怖的海峽Ⅱ》中還選取了臺灣地空導彈部隊的生存能力作為變量，說明了 Rand公司研究人員對此類變量的重視。我軍對這類因素的評估，通常是采用諸如“＜軍事訓練質量＞∷＝‘優秀’|‘良好’|‘及格’|‘不及格’”等定性軟指標來描述，在想定空間設計中，可將其參數化為類似“＜軍事訓練質量＞∷＝‘[0-0.6]’|‘[0.6-0.7]’|‘[0.7-0.8]’|‘[0.8-1]’”能 力 區 間 的 定量硬指標加以表示，或者直接作為常量進行處理。

4 環境參量空間

環境參量空間反映的是各種外部環境因素、約束條件對作戰實體、行動過程、作戰結果、作戰效果的影響。該參量一般是不以人的意志為轉移的，但在實際作戰中又是可以充分利用的，主要包括戰場環境參量和作戰規則參量。

1）戰場環境參量。戰場環境是指戰場及其周圍對作戰活動有影響的各種情況和條件，主要包括自然環境、社會環境和電磁環境三大類[8]。其中，自然環境包括地理、水文、天候、氣象、生物等；社會環境包括人文、經濟發展狀況、交通運輸網等；電磁環境包括自然電磁輻射、民用電磁輻射、軍用電磁輻射、敵對雙方相互對抗的電磁信號等。

戰場環境因素涉及的子因素非常多，其水平值也非常復雜。因此，在對戰場環境因素進行參量化設計時，應根據具體作戰樣式、作戰任務和作戰行動特點，選擇與兵力編組、作戰行動、作戰效能具有較高相關度的環境子因素作為參量化因素，然后再依據各子因素的特點以及對特定作戰行動所產生的可能影響，來確定各子因素的具體水平值。對于非參量化戰場環境子要素的取值，通常取某一常量。否則，選擇過多的子因素，并把各子要素水平值取值點劃分過細，必定產生組合爆炸現象。另外，一些因素可直接采用定性屬性，比如作戰目標類型因素，不僅物理意義明顯，實驗水平值也少。

戰場環境因素的影響比較復雜廣泛，它主要影響著特定作戰兵力的作戰效能，比如地形、地物影響著裝甲兵力的作戰效能，云層高度、能見度、風速影響著飛機的作戰效能，海洋噪聲、海水溫度、海水鹽度影響著潛艇的作戰效能[9]。同時，它作為量敵用兵的空間條件，在很大程度上也影響著兵力編組、兵力配置等其他因素，從而導致想定空間構成的改變。實驗中應盡可能地考慮多種戰場環境條件，以模擬作戰中地形、氣象、水文、交通、電磁等戰場環境要素的主要特征，計算作戰裝備在不同作戰環境中的效能變化，分析戰場環境對作戰行動的影響，從而體現出復雜環境對武器裝備、作戰行動的可能影響，實現戰場環境的逼“真”。

下面是對戰場環境參量的示例性描述:＜云層高度＞∷＝“大于 1000m”|“1000～400 m”|“400～200 m”|“小于 200 m”，＜能見度＞∷＝“大于 5000 m”|“5000～4000 m”|“4000～2000 m”|“小于 2000 m”，＜ 風 速 ＞ ∷ ＝ “8 m /s”|“8 ～ 12 m /s”|“12 ～ 16m/s”|“16～24 m /s”。

2）作戰規則參量。作戰規則是作戰經驗和軍事知識的結構化表達，它以結構化的形式描述了作戰理論、原則和方法等的豐富內涵，組成了一個完備的作戰規則體系。它是對指揮員和武器裝備使用方面知識、經驗、判斷、認識的一種概括、總結與抽象，主要用于描述各類軍事行動、軍事決策的要素及其之間的聯系，以及支持和制約這些要素與聯系的數據環境。作戰規則也是仿真系統的核心組成部分，一般可分為背景條件規則、作戰順序規則、作戰行動規則和裁決規則等，其構成要素有時間要素、空間要素、交互要素、實體狀態與限制要素、戰場環境要素等[10]。在想定空間參量選擇中，就是通過這五類構成要素得以具體化，并貫穿于仿真實驗其他各類參量設計與優化的始終。比如，作戰力量的編成編組、打擊目標的類別、武器裝備的可使用數量等必須符合實體狀態與限制要素的約束，作戰力量的部署配置、對作戰目標的打擊等必須滿足時空要素的要求。

以藍軍“愛國者”導彈營指揮決策為例:＜目標分配規則＞∷＝“盡早攔截”|“盡量由航路捷徑小的火力單元攔截”|“盡量采用集火齊射的方式攔截”|“盡量多的攔截”；＜目標攔截規則＞∷＝“二攔一”|“一攔一”。

另外，敵方以及其他方的策略與能力也是一個重要環境參量，這實質就是決策參量、能力參量的內容，只是紅方、藍方不同。在《恐怖的海峽》和《恐怖的海峽Ⅱ》中，選取的“美國介入臺灣防御的空中力量（包括陸基和海基空中力量）”想定變量，以評估其對臺海雙方制空權的影響，就屬于該類型參量。

5 結論

對于戰爭復雜系統的仿真分析和實驗，通過對作戰目標、作戰時間、作戰空間、作戰力量、作戰行動等關鍵性要素，以及作戰能力、戰場環境、作戰規則等影響因素進行參量設計，就可生成用于探索性分析的決策參量空間、能力參量空間和環境參量空間，得到由所有可能因子水平取值優化組合后所構成的、能夠滿足仿真實驗需求的想定變量空間，從而與實驗評估指標體系共同構成探索各種作戰要素、影響因素的因果聯系，并進而通過因果分析得出有價值的實驗結果與研究結論，發現和形成新的科學認識。

[1]克勞賽維茨.戰爭論（第一卷）[M].北京:解放軍出版社,2005.

[2]胡曉峰，楊鏡宇,司光亞,等.戰爭復雜系統仿真分析與實驗[M].北京:國防大學出版社,2008.

[3]克勞賽維茨.戰爭論[M].北京:軍事科學出版社,2000.

[4]馬志松.論戰術設計[M].北京:國防大學出版社，2006.

[5]蘭德公司.恐怖的海峽——中臺對抗的軍事問題與美國的政策選擇[M].軍事科學院外國軍事研究部譯.北京:軍事科學出版社，2000.

[6]蘭德公司恐怖的海峽Ⅱ——中臺沖突政治背景和軍事方面的平衡[M].軍事科學院軍事運籌分析研究所譯.北京:軍事科學出版社,2010.

[7]曹煜陽.關于戰爭預實踐的哲學思考[J].中國軍事科學，2007,20(3):30-38.

[8]中國人民解放軍軍語[M].北京:軍事科學出版社,1997.

[9]袁華.海軍戰術仿真想定空間輔助生成研究[M].北京:海潮出版社,2010.

[10]葉雄兵，董獻洲，季明，等.作戰模擬規則探討[J].軍事運籌與系統工程，2009,23（4）:56-61.