基于兵棋推演系统的装备保障效能评估方法研究.pdf

总第350期1引言装备保障效能是指装备保障系统在完成保障任务中发挥出的实际效果，从安全的意义上来说，它可以被称为作战最坚实的基础1。装备保障是军队维持和复原的关键支持，它贯穿于军队的整个战斗进程，关系到军队战斗力的整体效能。及时、准确、客观地评价保障效能，有助于决策人员对设备和保障的资源进行科学、合理的分配，并制定出最佳的保障计划，提高战时装备保障的战斗力和稳定性23。传统的效能评价一般都是通过模型模拟的方式进行的，但是现有的模型技术难以精确地模拟出人机互动所引起的各种复杂的变化，而且其规模、成本和实施时间都受到了制约45。本文采用“兵棋演练”的方式，推导出了一套装备与保证的作战计划，并对该作战计划的有效性进行了评价，并探索了一种以“兵棋推演”为基础的装备保障效能评价的途径与步骤。收稿日期：2023年2月10日，修回日期：2023年3月7日作者简介：崔爽，女，硕士研究生，助理工程师，研究方向：装备保障兵棋推演。李保刚，男，副教授，研究方向：装备综合保障。董德鹏，男，研究方向：装备维修保障。王婷婷，女，硕士研究生，助理工程师，研究方向：通信装备保障。陈升伟，男，硕士研究生，研究方向：物联网。基于兵棋推演系统的装备保障效能评估方法研究崔爽1李保刚1董德鹏2王婷婷3陈升伟2（1.海军航空大学烟台264001）（2.31660部队中宁755100）（3.93786部队张家口075000）摘要现代信息化战争对装备保障的依赖性越来越高，装备保障效能的高低对作战进程及结果有着愈加重要影响。基于兵棋推演的装备保障效能评估运用探索性仿真分析方法设计具有代表性的推演方案，利用兵棋系统模拟实战的特点规律对方案进行详细推演复盘，获取数据并统计分析，得出效能评估结论，给出方案改进建议。对部队装备保障效能的提高具有现实意义。关键词效能评估；兵棋推演；装备保障效能；探索性仿真分析中图分类号TM743DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2023.08.003Research on Evaluation Method of Equipment SupportEffectiveness Based on Tactical Missile Chess Deduction SystemCUI Shuang1LI Baogang1DONG Depeng2WANG Tingting3CHEN Shengwei2（1.Naval Aviation University，Yantai264001）（2.No.31660 Troops of PLA，Zhongning755100）（3.No.93786 Troops of PLA，Zhangjiakou075000）AbstractWith the increasing dependence of modern information war on equipment support，the efficiency of equipment support exerts a rather significant impact on the process and results of operations.The paper mainly discusses the evaluation of equipment support effectiveness based on military chess deduction.It first designs a representative deduction scheme with the exploratorysimulation analysis method，and then carries out a detailed deduction and replay of the scheme by drawing upon the characteristicsof simulation of actual combat.Finally，based on the data obtained，the paper draws a conclusion of the evaluation of equipment support effectiveness and offers suggestions for improvement，which is of practical significance to improve the efficiency of militaryequipment support.Key Wordsevaluation of effectiveness，military chess deduction，efficiency of equipment support，exploratory simulationanalysisClass NumberTM743舰 船 电 子 工 程Ship Electronic Engineering总第 350 期2023 年第 8 期Vol.43 No.810舰 船 电 子 工 程2023 年第 8 期2兵棋演练在装备保障中对战性能评价的基本特征兵棋推演，所代指的是运用兵棋系统的模拟仿真、态势感知、战场报告、指令输入、实时信息和数据规则等功能，在导演部统一控制下，按照实际作战指挥流程，展开一系列筹划组织作战以及指挥控制行动的对抗演练行动6。其区别于其他模拟活动的最主要特点是实现首长机关全过程、全要素的对抗。2.1强调人的指挥控制对装备保障效能的影响传统对装备保障效能进行评估的方式，主要是对保障过程及装备本身效能进行仿真，对于装备指挥员在全局把握和保法运用的影响上考虑较少。兵棋推演系统模拟真实战场环境，各要素齐全，反映出战场态势瞬息万变，装备指挥员在下达实时指挥命令时会受到多种条件制约，且指挥员的指挥谋略、控制手段等决定着装备保障效能的发挥并很大程度上直接影响着战争走向。2.2体现体系作战的整体效应对装备保障效能的影响现代战争形式趋于多样化，以信息技术为主导的高新技术在军事领域广泛运用，作战行动样式更加复杂，必须随之积极转变装备保障模式，以适应未来作战需要。兵棋推演系统中，作战空间涵盖陆、海、空、天、电五维战场空间，范围广阔，且能够提供复杂战场环境，模拟信息化条件下陆战、海战、空战、导弹战、心理战等全面的战斗活动。兵棋推演系统充分反映了以情报为基础的系统间的对战特征，能够表达出体系作战的整体效应对装备保障效能的影响。2.3突出精确保障对整体装备保障效能的影响装备保障的目标是实现精确保障，科学地运用兵棋推演系统可以实时感知战场态势，合理调配保障资源，最大限度地实现对装备保障行动的精确控制。兵棋推演系统可以使指挥员全面地掌握己方态势，部队级别、类型、位置以及战损状况等信息，了解保障对象状态，科学判断装备维修、弹药供给形势，精确调配保障资源，及时高效地完成保障任务，突出表现精确保障对整体装备保障效能的影响。3基于兵棋推演的装备保障效能评估的基本原理和方法利用兵棋推演方法对装备保障效果进行评价，其基本原则是利用兵棋推演获取最终的数据，并对其进行分析，得出评价的结论。要获得较高的评价效果，必须对大量的数据进行统计和分析，从而使兵棋局的运算范围越来越广，从而造成计算时间的延长、成本的提高。运用探索式模拟分析的方式，对具有代表性的作战计划进行推理，能够获得具有代表性的作战行动计划，以获得具有代表性的作战行动的综合作战能力。探索式模拟与分析是把模拟试验和探索研究相融合而成的一种新型的试验分析方法，该方法综合了两者的优点，既能够考虑体质内外动态交互，又能对不确定条件下所有合理假设进行分析，对于复杂系统，例如本文研究的装备保障效能评估非常适用7。在不确定的情况下，综合考虑各种可能的因素，对各种问题进行综合的计划，通过模拟验证，对各种因素进行分析，寻找更具敏感性和影响力的试验结果。总而言之，利用兵棋模拟技术进行设备保障效率评价，即采用探索式模拟试验和解析的方式，对其进行多次细致的模拟和演练，最终得到相应的结果，进而来确保后续的工作内容能够顺利开展，在效果上也能够实现有效的保障，这对于行动而言能够产生极为直观的影响。4基于兵棋推演的装备保障效能评估的基本步骤分为前期准备阶段、正式推演、推演后统计分析共三个阶段。前期准备阶段，确定效能指标、设定评估条件、准备相关数据、筛选实验敏感变量、确定重点推演方案。正式推演阶段，录入指令、进行仿真推演以及对数据进行采集。统计分析阶段，对推演得到的数据进行分类梳理分析，最终得出评估结论。4.1前期准备阶段1）决定性能指数。通过对装备装备的整个生产过程的综合分析，归纳出装备维修效能、装备指挥效能、物资供应效能、装备机动效能、装备管理效能和装备防御效能8，如图1所示。图1装备保障效能评估指标11总第350期图2评估流程图崔爽等：基于兵棋推演系统的装备保障效能评估方法研究12舰 船 电 子 工 程2023 年第 8 期2）设定条件及准备数据。针对装备保障效能的评估，设定评估条件：战场环境、我方态势、我方保障力量配属、相关要素等。推演评估需具备基础的数据，基于兵棋推演系统进行效能评估，需将评估条件及相关武器装备、维修能力、受损目标状况等以数据形式提前输入系统。3）开展实验因子的提取。这一过程，需要探索变量空间，推导，分析结果，提炼筛选变量，循环反复几次，最终提炼筛选出对实验结果变化较为敏感的几个实验因子，缩小变量空间。4）确定最终推演方案。基于之前多次优化和过滤后的各种敏感试验因素的不同结合，对之前的诸多推理进行了修改，最终确定出几个方案进行详细推演。4.2正式推演阶段正式推演阶段，需要将已知的推理方法通过命令录入到兵棋推理中，再由该算法执行相应的保护推理。基于所设置的性能指数和评价标，设计好数据采集标准，以确保采集到的数据能够较有效地反映效能指标变化。4.3统计分析阶段将采集到的数据进行统计汇总，根据效能评价指标量化对比出装备保障效能的改变。并且，根据兵棋局推演的特点，可以实现对整个推理的关键环节和整个流程的可视化回放，从而得到更加精确的评价结果。5实例分析按照基于兵棋推演的装备保障效能评估步骤流程，以陆军炮兵勤务保障分队为对象，评估保障人员规模扩大一倍后，装备保障效能的提升问题。整体评估流程图见图2。5.1确定装备保障效能指标首先，对设备的保障效果进行评价。火炮修理、物资保障、后勤保障三个方面是三个指标，经过与各单位和军事专业人士的讨论，确定了三个评价标准，详细情况如下所示：维修坏损火炮效能为修理后堪用火炮比例；物资供应保障效能为单位时间内可向部队提供的弹药器材数量与需求数量比值；运输投送保障效能为物资运送到指定地域所耗时长，综合装备保障效能为三项效能进行加权平均9。5.2影响部队装备保障效能因素的筛选基于兵棋推演系统进行评估，设定评估条件，假定环境为真实战场环境，形成基于该实例的推演实验变量空间，确定保障兵力规模、器材备件满足率、目标损伤程度、机动能力、指挥协同能力、器材备件保障延迟、维修装备性能和装备防护程度这8类影响装备保障效能的因素。从兵棋推演系统角度出发，想要达到与其目的，则需要设定评估条件，假定环境为真实战场环境，形成基于该实例的推演实验变量空间，确定保障兵力规模、器材备件满足率、目标损伤程度、机动能力、指挥协同能力、装备备件保障延迟、维修装备性能、装备保护能力八大要素10。通过部分因子设计的方法，开展筛选工作中，需要考虑到不同影响因素与对28-5分式因子之间的关系，并探究当分辨率为IV时，所涉及到的分式因子涉及应当满足怎样的标准，并以此为基础开展相关实验，完成后续的推演工作。通过对各试验场的反复试验，排除了各种偏差，最后得到的结论是：保障兵力规模、目标损伤程度、机动性是制约部队保障效能的主要因素。因此，本文选择保障技术人员规模、我方火炮装备受损程度和机动途中受影响程度为影响因素和变量，相应取值空间见表111。表1变量取值空间影响因素与变量保障技术人员规模火炮受损程度机动途中受影响程度取值修理工3x+驾驶员2x修理工7x+驾驶员3x半数以上火炮需不同程度维修少部分火炮需进行维修路况差+火力袭扰强度大路况较好+火力袭扰强度小5.3确定详细推演方案通过对上述三个因子的综合分析，可以得出8种不同的推演方法，通过分析统计结果，最后选定3种进行具体的推理，内容见表2。表2推演方案名称方案一方案二方案三保障技术人员规模修理工3x人驾驶员2x人修理工7x人驾驶员3x人修理工7x人驾驶员3x人火炮受损程度半数以上火炮需不停程度维修半数以上火炮需不停程度维修少部分火炮需进维修机动途中状态路况差火力袭扰强度大路况较好火力袭扰强度小路况较好火力袭扰强度小5.4数据采集详细推演上述3个方案，将方案内容格式化为行动指令录入兵棋推演系统，并由装备保障指人员操作该系统，将随机因素影响基本消除后，采集到的数据汇总如下，见表3表5。13总第350期表3维修坏损火炮结果名称方案一方案二方案三维修后火炮堪用比例0.540.750.87表4物资供应保障结果名称方案一方案二方案三弹药器材供需比0.81.51.9表5运输投送保障结果名称方案一方案二方案三运送物资耗费时长/h3.62.21.85.5统计分析以方案1中效能值作为标准值进行归一化处理后，得出各方案的效能值见表6。表6归一化后的单项保障效能名称方案一方案二方案三维修坏损火炮11.391.61物资供应保障效能11.882.38运输投送保障效能11.642设火炮维护效能、后勤保障效能、保障效能与保障效能之比值为1 1 1，标准化后，陆军炮兵勤务保障分队装备保障效能值见表7。表7归一化后装备保障效能名称方案一方案二方案三维修坏损火炮效能11.391.61物资供应效能11.882.38运输投送保障效能11.642综合效能11.641.995.6评估结论根据表7可知，在保障人员规模扩大一倍后，陆军炮兵勤务保障分队装备保障效能提升有关结论如下：1）如果仅是技术人员数量翻倍，由于机动输送能力、人员技术水平及相关作战因素限制，勤务保障分队维修坏损火炮、物资供应保障效能、运输投送效能分别提升为原来的 1.39 倍、1.88 倍和 1.64倍，综合效能为原来的1.64倍。可见，随着人员规模扩大，陆军炮兵部队勤务保障分队装备保障效能并非随之现行提升。2）如保障分队前出执行任务机动途中所受干扰较小，机动能力、防护能力稍作提高，则各项效能分别提升为原来的1.61倍、2.38倍和2倍，综合效能提升为原来的1.99倍。可见在扩大人员规模基础上提升装备的机动性能、防护性能。虽小幅度牺牲物资供应效能，但综合效能得到有效提升12。6结语兵棋推演现已广泛应用于作战指挥领域，在装备保障领域并未受到太多青睐，随着现代战争对装备保障的依赖性越来越大，兵棋推演在装备保障领域的应用越来越受到重视。本文运用兵棋推演系统对装备保障效能进行评估，在综合考虑各方影响因素后，确定效能评估指标，提炼筛选出敏感实验因子。利用模拟试验和分析的方式，对典型的装备保障计划进行了细致的推导，并通过对所获得的数据进行了分析，最后得到了相应的评价结论。参 考 文 献1郑金忠，陆四海，李友虎.基于效用函数的航材保障效能评估 J.物流技术，2007，26（8）：246-249.2郭煌，郭建胜，惠晓滨，等.灰色理论和模糊数学相结合的装备保障能力评估模型 J.火力指挥与控制，2010，34（3）：75-78.3代海飞，刘小方，张永天，等.基于DEA的装备保障方案评估 J.四川兵工学报，2013，34（5）：58-61.4吴伟，吴琳.基于兵棋推演的作战效能评估方法研究J.军事运筹与系统工程，2013，27（2）：16-20.5王琴琴，宋太亮，汤伟达，等.基于效用函数的装备保障效能评估方法 J火力指挥与控制，2014，39（11）：76-79.6王富营，刘云辉，后建银.基于兵棋系统对抗演练装备保障问题探要 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