计算机作战模拟的应用及其发展趋势

:计算机作战模拟的应用及其发展趋势Computer technology is already applied widely to the domain of the military operation simulation, and become an important tool in research of modern military operation and direction, with its development. The computer application in military operation simulation represents the highest level of computer simulation application. The general process, present application and development trend of computer military operation simulation are discussed in this paper.Key words:computer simulation；military operation and command；computer imitationNie Guihua：Assoc.Prof.,College of Business Administration,WUT,Wuhan 430070,China.计算机技术的飞速发展，使得计算机在作战模拟领域得到越来越广泛的应用，为现代条件下作战指挥研究提供了强有力的工具，也代表了计算机模拟的最高应用水平。

利用计算机模拟研究作战指挥不需要真刀真枪的实战演习便可比较精确地给出作战需要的各种有关信息，能进行动态的推演，给出任何时刻的战场态势，并可在短时间内进行各种不同方案的模拟，具有方便灵活和适应性强的特点。

1计算机作战模拟的一般过程计算机作战模拟是利用电子计算机和有关电学及光学显示设备，用数学和逻辑推理的方法建立描述作战过程中物质力量和精神力量的数学和逻辑模型，通过对模型的求解，推演实战中的各种活动及效能，导出最终的战斗结果，并以适当的形式显示输出模拟结果和对作战方案进行评估。

作战模拟系统是一项复杂的系统工程，它的研制过程一般而言可分为四个阶段，每个阶段又分为若干步骤。

1.1作战模拟总体设计阶段这阶段主要做如下工作：明确模拟的任务，主要明确模拟的规模、目的、要求和作战对象有关信息；确定目标，也即根据任务确定作战模拟的目标，如用什么数量指标表征目标理解；明确环境与战场条件，即在什么政治、经济、军事条件和什么战场环境下进行作战模拟，搜集表征各种作战因素和活动的数据及有关信息；对数据与信息进行识别、分类和处理，将一些原始数据加工成可用的中间或初始数据；组织军事专家进行作战对抗的初步设想；计算机模拟人员与军事人员设定接触，了解他们的设想，敌我双方的兵力、兵器、地形、地物、气象气候等条件，以及作战阶段及各阶段的军事行动等；计算机软硬件工作人员向建模者了解对计算机软硬件环境的要求；制定初步设计方案，并对方案反复讨论、修改。

1.2作战模拟建模阶段这是作战模拟的关键阶段。

这一阶段的工作主要有：制定模型的总体逻辑框图；利用系统方法找出作战模拟系统的各个关键因素，以及这些因素的关系，并用逻辑符号或算式标出；寻找描述上述关系的数学方法和逻辑推理规划；对系统中各要素的量化方法进行研究；对初始输入、中间结果和最终输出信息进行规划；制定人机会话要求细则；确定目标函数量化准则；写出模拟模型报告及计算机软硬件环境要求；对模型进行静态检查等。

1.3作战模拟实现阶段这阶段的主要工作是：进行软硬件设计；检查程序是否反映模型的思想；对软硬件进行调试、修改；对各方案进行模拟计算。

1.4作战模拟总结阶段最后阶段对模拟结果进行实用说明，写出模拟结果报告、模拟结果用途以及系统的使用说明书。

2计算机作战模拟应用现状计算机作战模拟是以计算机软硬件为基础，以军事运筹学等理论为指导，针对不同对象和目的所开发的对作战过程进行仿真模拟的计算机系统。

其应用领域随着军队现代化建设的需要和计算机软硬件技术的不断发展而日益扩大，目前在人员训练、预测作战效果、作战方案拟制、条令条例制定、武器装备论证等诸多方面都有了成功的应用系统。

2.1人员训练现代高技术战争对军队人员素质提出了很高的要求，掌握和运用好高技术兵器的关键在于训练。

但军队许多高技术兵器的训练不仅耗资巨大，有的在实际装备上不能进行，计算机作战模拟提供了技术操作训练和战役指挥训练的有效途径。

结过多年的不断开发，我军已在陆海空三军形成了门类齐全的技术操作模拟训练系统。

如坦克、军舰、飞机驾驶训练模拟系统，轰炸射击训练模拟系统，飞机空战模拟系统，兵器维修训练模拟系统等。

在指挥训练方面，从战术规模到战役规模，从单一军兵种到三军联合作战，都有了相应的指挥训练模拟系统，不仅可以训练指挥员，同时可以训练各级指挥班子。

一些发达国家的军队还经常进行多个国家联合参与的计算机作战模拟演习。

2.2预测作战效果在战役战斗开始前，预测击毁敌方的战果和已方的可能损失，是指挥决策中的重要依据。

由于影响作战效果因素的复杂性，许多难以用解析方法解决的问题，使用计算机模拟是十分有效的。

如轰炸机对机场轰炸时预期封锁效果的计算，舰艇躲避轰炸时不同机动方式的效果优劣分析，对快速机动目标跟踪射击时的弹着点散布和击毁效果计算等，均采用计算机模拟的方法，收到了十分满意的效果。

解析计算机所需要的各参数，除实战或实弹试验获取外，不少参数也需要通过模拟方法产生。

2.3作战方案评估分析世界各国特别是发达国家的军队十分重视在实施战役战斗行动前按作战方案对整个作战行动的过程进行计算机模拟。

它可以发现在不同阶段可能出现的意外情况，研究防范措施并补充到作战方案中。

在一些外科手术式的空中突击行动中，由于突然性强，一旦失利，很难再有重新进行的机会，从多个战例看，攻击一方通常预先都采用计算机模拟方法对作战方案进行了评估分析，对作战行动的获胜起到了重要的作用。

2.4条令条例制定军队的条令和条例是对历史经验的高度总结，也是对今后作战行动的规范。

条令中涉及到的一些作战样式可能是过去没有实践过，却又是今后很可能遇到的，条令中必须给出作战原则。

这些原则的确定仅靠翻阅资料，进行一般的定性分析远远不够，一些国家的军队为此建立了相应的模型和模拟软件，以原有的经验为基础，分析新的作战环境和样式将面临的情况和特点，把原则量化后进行反复的模拟检验，使其正确性得到足够的保证。

2.5武器装备论证军队武器装备的研制和生产具有周期长、耗资大的特点，一种新的进攻型武器出现后，新的防御型武器很快问世。

各国军队武器装备论证是一项非常复杂的工作。

目前所建立的用于武器装备论证的模拟模型，可以帮助决策机关制定近期、中期甚至长期的武器发展规划，确定优先发展哪一类武器，以及这些武器的具体战术技术性能指标。

这些模拟模型包括战术和战役等不同层次，现装备的和正在研制的武器可以同时出现在模拟系统中，通过随时改变研制中武器的性能参数，分析其对作战效果的影响，使武器装备的研制少走或不走弯路。

2.6战例分析计算机作战模拟已进入了军事历史的研究领域。

过去对战例的研究偏重于总结成功的经验或失败的教训，现在引入了作战模拟方法，可以在原有战例的基础上，改变用兵方案，如兵力换一种方式部署，主攻部队从别的方向进入，各部队的任务作一些调整等，通过模拟分析不同兵力使用的战果。

这样大大增强了战例分析的深度，使某些从特殊性的战例中总结出来的经验更具有普遍的指导意义。

3计算机作战模拟发展趋势3.1集多种技术与学科于一体计算机作战模拟是一个综合性很强的领域，计算机技术的突飞猛进为作战模拟的发展奠定了坚实的基础。

战场环境的复杂性和敌我态势的瞬息万变，尤其是空中战场，要求计算机有极高的处理速度；作战模拟系统中指挥机构设置的多层次、大范围以及错综复杂的信息交互，需要有功能强大的计算机网络支持；为了形成逼真的战场环境，必须充分利用文字、声音、图像、图形等多种媒体的功能；数据库技术、客户机/服务器技术、并行处理技术等都是作战模拟系统中不可缺少的。

近年来发展起来的虚拟现实（Virtual Reality）技术，能实现显示现实、模拟现实、创造现实三大功能，为作战模拟的人-机界面提供了先进的技术支撑，把大量的数据转换成图形或图像，给指挥员创造一种身临其境的感觉，还可以大大提高硬件设备的综合利用率。

研制和建立计算机作战模拟系统，需要多方面的专家和人才，需要运用多种学科的知识。

如在模型构造上，物理模型的提供要靠有丰富作战经验的军事人员；建立数学模型时，根据不同问题，使用概率论、射击学、数值计算、兰切期特方程、层次分析法、规划论、排队论、人工智能理论等。

由于各种方法都有一定的局限性，各种理论和方法的综合运用是必然趋势。

3.2人工智能理论和技术在计算机作战模拟中将得到广泛运用指挥作战是一门科学，同时也是一门艺术。

一位著名的军事家曾经说过，历史上找不出完全相同的两场战争。

由于战争是在敌我双方相互保密的条件下进行的，因此作战进程具有很大的不确定性。

在计算机作战模拟开始前，敌我双方的态势和兵力部署应当根据需要，每次初始背景可以相同，也可以不同。

如何随时的设置情况，既体现复杂性，又符合战场条件和敌我兵力运用原则，就需要采用专家系统的方法，有相应的知识库来支持。

在计算机处理用户输入的初始数据时，为了解决方便用户的问题，使输入量尽可能小，需要计算机具有自动根据一组数据推断另外几组数据的功能，还应具有自动判断用户数据中不合逻辑的错误，这不是简单意义上的超出某一范围即为错误的判断。

作战模拟中，指挥机关要接收和处理上级、下级、友邻部队送来的各种军用文书。

有些文书由手工来拟制，有些则需由计算机根据当时的具体条件，实现智能化文书自动生成。

对用对训练目的计算机作战模拟系统，还应当具备智能评估功能。

它利用军事专家经验和条令条例建立的知识库、推理机，对模拟中指挥员的处置情况进行讲评，指出正确与错误的方面，并可提示最有利的处置方案。

3.3建立异地分布式计算机作战模拟系统目前我军使用的计算机作战模拟系统，以集中式和专用型为主，随着通信技术和计算机网络技术的迅速发展、客户机/服务器的广泛应用，作战模拟系统硬件环境向分布式、通用型、各军兵种联合发展。

分布式作战模拟系统以远程通信和网络技术为基础，与集中式相比，具有多方面的优势。

它可以将分散在不同地域的部队，在同一设定背景下进行模拟演习，有利于实现未知条件和对抗；不同军兵种在分布式系统中模拟演习，可以有效地锻炼和提高联合作战及协同配合能力；运用客户机/服务器技术，可以实现数据、信息等资源的共享，陆军开发的模型软件，海空军都可以调用，反之也一样。