后装保障态势感知及辅助决策系统的研究_栾静.pdf

总第345期1引言未来联合作战是典型的信息化一体作战，其装备保障也必将高度依赖陆、海、空、天、电、网等广阔战场的数据分析与指挥员决策之间的配合13。由于战场态势瞬息万变，装备保障行动在“计划式、预案式”协同的基础上，更加注重动态调整，实时掌控战场情况，快速分析决策，最大限度地满足联合作战需求48。随着装备的飞速发展，以及先进生产、制造技术的广泛应用，装备系统的复合度、集成度、自动化、信息化程度大幅度提高，各个系统关联度、耦合度不断增强，管装中的“技术含量”也在不断提升。面对未来信息化装备保障力量多元、保障空间广阔、保障时效性强的特性，如何快速准确地获取装备保障信息，掌握保障态势，实施精确后装保障，提高装备指挥决策效率和科学化水平等辅助决策能力，是我们今后信息化时代研究的重点，基于此，提出了后装保障态势感知及辅助决策系统的研究工作，该系统将是以装备数据为中心，动态感知为中枢架构，再根据辅助决策等先进技术为一体的智能装备保障平台。2系统总体设计系统提出旨在开展装备状态的感知与辅助决收稿日期：2022年9月3日，修回日期：2022年10月10日作者简介：栾静，女，硕士，工程师，研究方向：计算机及计量测试。后装保障态势感知及辅助决策系统的研究栾静（中国人民解放军92493部队葫芦岛125003）摘要随着信息化装备保障能力的迅速发展，后勤装备也在向自动化管理趋势迈进，其相应的保障系统也将利用智能化技术设计实现。针对现代后装保障的需求，提出了以态势感知和辅助决策技术为核心的装备保障系统。研究了系统的总体设计框架，分析了态势感知功能分类，以及信息获取功能的设计流程和方法，提出了相应的辅助决策技术，最后对系统进行效果评估，为后装保障态势感知及辅助决策系统研制与应用，进而为实现快速、准确、有力的保障提供了支持。关键词后装保障；态势感知；辅助决策中图分类号TP18DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2023.03.010Research on Situation Awareness and Auxiliary Decision-makingSystem of Logistics SupportLUAN Jing（No.92493 Troops of PLA，Huludao125003）AbstractWith the rapid development of information equipment support capability，logistics equipment is also moving towards the trend of automatic management，that is the corresponding support system will also be designed and realized by using intelligent technology.For the needs of modern，rear loading support，an equipment support system based on situation awareness andauxiliary decision-making technology is proposed，the overall design and framework of the system are studied，stitution awarenessfunciton classification is analysised，and the design process and method of information acquisition function，the corresponding auxiliary decision-making technology is proposed.Finally，the effectiveness evaluation of the system is conducted，providing support forthe development and application of a situational awareness and auxiliary decision-making system for rear loading support，therebyachieving fast，accurate，and powerful support.Key Wordsrear losding support，situational awareness，auxiliary decisionClass NumberTP18舰 船 电 子 工 程Ship Electronic Engineering总第 345 期2023 年第 3 期Vol.43 No.340舰 船 电 子 工 程2023 年第 3 期策管理，重点围绕后勤保障和装备保障实施过程，构建一套面向装备使用、维修和管理等业务感知和决策支持的信息管理平台，实现装备数据采集与管理、装备技术鉴定、故障诊断、性能评估、装备态势可视化等功能，建立装备技术状态“大数据”，达成装备使用、维修与管理的优化决策能力，为装备建、管、保、修提供客观准确依据，以提升后装装备完好性、准确率和任务成功率。图1系统总体框架系统软件主要框架采用 B/S 架构，分为应用层、服务层以及资源层，主要包含态势感知、辅助决策、可视化人机交互等应用层活动，其中态势感知和辅助决策功能是核心功能，感知装备健康状态、作战任务需求、装备部署情况、保障资源需求等信息，为智能保障决策提供输入，并且通过辅助决策技术，自行或辅助解决保障问题，最终系统通过可视化人机交互界面所呈现。系统中综合数据管理平台部署在数据中心的服务器端，作为系统运行的数据管理平台，为系统提供数据存储、修改、查询等操作支撑。总系统由后装保障数据管理平台、可视化展示平台组成，同时实现装备数据感知模块、装备技术状态辅助决策模块的功能。可视化展示平台采用web浏览器的方式访问，管理维护人员通过账号登录至服务器，在页面中调用各个可视化展示模块，系统总体架构如图1所示。3保障态势感知态势感知是一种基于环境的、动态地、整体地洞察安全风险的能力，是以安全大数据为基础，从全局视角提升对安全威胁的发现识别、理解分析、响应处置能力的一种技术，最终为决策与行动，是安全保障能力910。借助系统全面感知装备的数量、健康状态、作战任务需求、装备部署情况、保障资源状态和需求等信息，为辅助决策保障提供输入。3.1信息获取功能3.1.1功能分类装备态势感知分为装备态势感知和后装态势感知，具体如图2所示。装备保障对象包括通用装备、舰艇装备、试验专用装备。其中具体包含：1）实力管理，包括装备类型、数量、质量、配属情况以及入列、退役等状态信息进行管理；2）技术管理，包括装备初始技术状态、实时技术状态、物理场状态（温湿度、光照、电磁波和电场防护等）、维修情况进行管理；3）技术鉴定：包括装备定期技术鉴定、专门技术鉴定，对装备技术状态进行全面的检查、测定、分析，提出对装备使用、修理、退役、报废的鉴定意见。后勤保障态势感知保障对象包括兵力投送、经费保障、物资油料、伤病员救护、伙食、卫生防疫等。具体分类包括战勤保障态势感知、经费保障态势感知、物资油料保障态势感知、医疗卫生保障态势感知和军港营房保障态势感知。图2保障态势感知功能图41总第345期3.1.2流程设计将后装保障信息进行分类存储，便于下一步处理使用。首先，选择分类的数据集作为感知源，一般系统选择警告信息进行判别源；再次，感知响应后，状态判断进入系统的分析过程，从已分类的数据集合中感知辨识所用信息，提取至当前数据分析区；随后，进行综合逻辑分析演算；最后，得到装备态势感知状态，并通过交互界面展现出来，获取功能流程如图3所示。为了进行更多、更好地在大量复杂的信息中，感知出我们需要的有用信息，对于装备信息我们在这里不做标准化描述，不规定固定模型，不采用统一的方法进行信息评估，为此，提出基于感知信息的模糊辨识的装备信息获取的辨别方法，如图 3 中的信息分类及信息识别的存储方式。图3信息获取流程图态势感知装置上送信息是通过对文本表示进行区别的，即使是同型号的装备，不同版本程序上也需要不同的标识区分，因此需要建立相应的名称与类型之间的映射表，方便系统遍历和计量。首先，对后装态势感知对象包含的设备进行命名，在数据库中对装备进行描述与文本建立相关性，在通过逻辑词条定位，如图3所示。图中左边“Eequip.txt”为数据库装备描述映射文本，其中“物资油料”、“保障经费”等为各个装备的描述名，对应的“Logic-1”等所对应的逻辑词条文本名称。根据同一类型装备，给出同一识别码，根据文本内容的不同，在利用识别码后边序号进行区别。如图3中的物资油料1的逻辑词条文本为Logic-1.txt，其中识别码为Logic；物资油料3的逻辑词条文本中含有与物资油料1不同描述的同含义信息条目，因此其文本名为Logic-2.txt，但识别码不变，仍为Logic。识别码代表推理逻辑，所以相同识别码具有相同的逻辑词条文本，这样设计可提高感知功能状态模块的复用性。逻辑计算时只需由装置名称的文本，从数据库中找到信息，这样提高效率避免重复搜索。图4功能状态映射3.2自主监测系统的自主监控功能，主要由自主监测预警、适应性评估、智能反馈改善三个功能组成。1）自主监测预警功能，包括装备保障损耗、缺失情况的监测与预警、装备保障范围监测与预警、保障流程及任务情势监测与预警。2）适应性评估功能，包括保障需求适应性评估、保障能力适用性评估、保障资源适应性评估等功能。3）智能反馈改善功能，包括系统性能反馈改善、维修反馈改善、使用反馈改善、保障反馈改善等功能。4辅助决策技术辅助决策功能主要用于装备管理过程中的评估分析，其分析结果用于维修检测人员，及时掌握装备保证能力是否满足装备保障需求。特别是在执行试验、作战任务时，进行维修保障资源的合理优化部署，减少资源浪费，具体具有如下功能。1）装备“状态维修”决策技术支持。采用数字孪生与深度学习技术，建立装备故障专家识别诊断推理机，根据装备技术状态实时感知数据，分析预测装备故障趋势，实现装备事前维修与计划维修有机结合。栾静：后装保障态势感知及辅助决策系统的研究42舰 船 电 子 工 程2023 年第 3 期2）设施“计划检修”决策技术支持。根据设施技术状态实时感知数据，对设施技术状态故障进行预警，定位故障位置、识别故障类型、预估维修时间、准备维修器材工具等，实现故障前计划性检修。3）基于任务的后装保障行动推演。根据任务需求与后装保障态势感知信息，分析装备遂行任务和物资供给筹措等能力，评估后装保障时效，推演快速反应和应急处突能力，实现保障过程各个节点的资源优化部署，具体包括：（1）装备遂行任务能力：依据装备实时技术状态，对照任务要求，提出装备运用、补充、更新、调运等优化方案。（2）物资供给筹措能力：依据物资油料保障态势，对照任务要求，提出器材筹措、存储分配、供应等优化方案。（3）评估后装保障时效：根据任务需求，结合装备遂行任务和物资供给筹措能力，解算后装保障行动的最佳路径和时间。（4）推演快速反应和应急处突能力：采用数据驱动仿真技术，推演优化后的后装保障方案。5系统效果评估系统建成后将形成数据管理规范、态势感知精准、辅助决策相伴的科学高效评估鉴定能力，实现对靶场后装保障全参数技术状态评估和装备全寿命周期管理目标，提升装备保障能力。本系统主要完成使命任务评估：1）后装保障信息数据采集与管理。利用信息化手段对后装备数据及实时技术状态数据进行采集，完成信息梳理及存储，实现技术状态基本信息综合管理，为后装保障态势感知及辅助决策提供基础数据。2）态势感知及辅助决策功能。在采集的基础数据及实时技术状态数据基础上，对装备保障和后勤保障进行态势感知，对装备的数量、动态、配属情况、技术状态等进行实时监测，确保装备达到监控的全覆盖。同时对装备的“状态维修”和“计划检修”进行决策技术支持，实现装备事前维修与计划维修有机结合，以及资源合理优化配置工作。3）系统的可视化。可实现装备状态和执行任务的可视化，包括装备种类、数量、技术状态、维修检测程度及使命任务执行等展示功能。6结语以人工智能、大数据、云计算等为代表的前沿技术正在引领诸多领域产生颠覆性变革，未来战争形态将向智能化战争转变，武器装备也在广泛探索应用智能化技术，智能化技术同样为装备保障系统的赋能和发展提供了先决条件1113。本文从后装保障需求出发，结合现代装备发展新趋势，将保障系统作为一个有机整体，提出了态势感知和辅助决策等智能化保障方式和实现方法，对以自动感知为特征的新一代辅助决策保障系统进行了探索研究，后续可基于态势感知和辅助决策技术的完成度，进一步呈现后装保障系统的实现成果。参 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