基于虛實結合的陸軍數字化裝備體系試驗裝備體系構成研究

谷國賢++龍東魁

摘要： 針對日益凸顯的陸軍數字化裝備體系試驗研究需求，基于虛實結合的體系試驗已成為武器裝備試驗鑒定的一種新模式。文章通過對基于虛實結合的陸軍數字化裝備體系試驗裝備體系分析過程的闡述，給出了試驗裝備體系構成原則，分析了試驗裝備分類需求，最后通過構建費效比模型對體系構成方案進行了優化。

Abstract： In view of the increasingly test research needs of prominent army digital equipment system， system testing based on the virtual-real synthesis has become a new model for the test and evaluation of weapon equipment. Through describing the analysis process of test equipment system of army digital equipment system based on the virtual-real synthesis， this paper gives the principle of test equipment system， analyzes the classification requirements of test equipment and optimizes the system constitution scheme by constructing the cost efficiency ratio model.

關鍵詞： 虛實結合；體系試驗；裝備體系構成

Key words： virtual-real synthesis；system test；equipment system

中圖分類號：E91 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0177-03

0 引言

開展基于虛實結合的數字化裝備體系試驗，是指通過對數字化裝備體系試驗任務的分析，在非主要部位或非關鍵環節用模擬器代替實裝，用模擬器或數字仿真系統進行作戰指揮信息的收發與處理，既盡可能地減少試驗所需的實裝數量，解決了大量實裝難以集結的困難，又降低了試驗成本，縮短了試驗周期。它從根本上改變了以往完全依賴實裝試驗鑒定的方式，并提高了仿真試驗的可信度，是武器裝備試驗鑒定模式的創新發展。而試驗裝備體系中虛實要素如何確定便成為了亟需解決的問題。在本文中，試驗裝備體系特指被試裝備所構成的體系，其中被試裝備可能是實裝，也可能由模擬器和數字仿真系統所代替。

1 試驗裝備體系分析過程

分析滿足開展基于虛實結合的數字化體系試驗的裝備體系首先就是要明確其分析過程（如圖1所示）。

①通過分析數字化裝備體系在作戰中所擔負的主要任務和顯著特點，可得知數字化裝備體系具有戰場偵察與態勢感知、目標定位與火力引導、地域控制與地面突擊等使命任務。

②根據不同使命任務，確定體系試驗任務，而后采用事件樹分析方法按照時序邏輯分解試驗任務，以初始事件為起點，按照事件的發展順序進行分析，每一事件可能的后續事件只能取完全對立的兩種狀態（成功或失?。┑脑瓌t，逐步向結果方面發展，直到完成任務為止。因此，體系試驗任務分解可以根據數字化裝備體系作戰過程中各作戰階段的劃分情況，分解生成各作戰階段、作戰子階段的試驗任務或活動。

③為完成相應的試驗活動，需分析得出數字化裝備體系所具備的能力，諸如：戰場感知U1、指控通信U2、火力打擊U3、遠程機動U4、戰術機動U5、野戰防護U6、綜合保障U7等。這些能力是數字化裝備體系為完成作戰任務所具有的潛能，即可用分析得出的能力對應找出相應裝備并依據作戰編成構成裝備體系；再結合體系試驗實際情況和虛實結合的構成原理確定裝備體系中虛實要素的合理配置。

2 試驗裝備體系構成原則

2.1 規模適當，要素齊全 在構建試驗裝備體系的過程中，首先應根據數字化裝備體系所擔負的使命任務，在不影響考核數字化裝備體系作戰適用性和作戰效能的基礎上，確定滿足試驗需求的最小參試規模；其次應盡量體現數字化裝備體系的所有要素，使得在試驗中能夠按照實際裝備的作戰運用，保證指揮信息的及時收發與情況處置。同時，數字化裝備體系試驗裝備體系不是針對某一項試驗任務而構建的，而是在分析具體試驗任務重要度后，根據分要素試驗和整體試驗的具體實施科目進行綜合考慮構建的，應能夠根據不同試驗科目靈活搭配試驗裝備。

2.2 虛實結合，比例合理 基于虛實結合的數字化裝備體系試驗是通過虛擬現實技術，根據裝備體系作戰編成將實裝、模擬器與數字仿真系統相結合構建試驗裝備體系進行試驗的模式，這將是未來我軍裝備體系試驗重點采用的一種有效手段。但是，也存在著哪些使用實際裝備，哪些裝備要素使用模擬器，以及哪些使用數字仿真系統等問題，這些都是需要在構建試驗裝備體系過程中必須解決的。通常情況下，依照數字化裝備作戰運用原則，在能夠體現裝備作戰運用實際效果的前提下，盡可能少地使用實裝，非重點考核裝備和非關鍵部位裝備要素可以使用模擬器和數字仿真系統來代替，并且根據模擬器和數字仿真系統功能特點區別，合理地設置三者之間的比例關系，保證既能最大化地減少實裝的數量，又能表現出實際裝備的作戰運用方式，而且能夠保證重要指標的測試效果，從而形成一個結構合理、功能配套的試驗裝備體系，滿足進行數字化裝備體系試驗的需求。

2.3 信息暢通，縱橫貫通 數字化裝備體系作戰試驗主要目的就是為了考核裝備體系整體作戰效能和適用性，是基于信息系統的作戰運用，那么開展基于虛實結合的數字化裝備體系試驗就必須要保證縱向的上級對下級指揮信息以及下級對上級反饋信息的暢通，同時按照作戰運用原則，也要保證橫向的同級之間協同信息的暢通。數字化裝備體系之所以更加能夠體現出裝備體系的整體性，就是在于具有了較為先進的一體化指揮信息系統，它能夠作為一個紐帶把各個裝備節點聯絡起來，從而成為單元整體作戰能力的“倍增器”。因此，在進行基于虛實結合的數字化裝備體系試驗裝備體系構建過程中，必須要實現實裝與虛裝之間信息流的高度流暢，這是開展試驗的關鍵環節。

3 試驗裝備體系構成需求分析

3.1 實裝數量需求分析

將數字化裝備體系試驗具體任務按照事件樹的方法區分t個階段，分別為T1，T2，……Tt；試驗任務經過分解后具有n個具體任務分別表示為R1，R2，……Rn。通過“任務—能力—裝備”的映射可得知，為完成試驗任務需要m種類型的裝備，裝備類型可表示為W1，W2，……Wm。試驗所需裝備可表示為：Xi=Xi1Xi2…Xim（1）

Ri（t）為在某一試驗任務階段Tk內需完成的任務，Xij（j=1，2，3……，m）是為完成Ri項任務所需第j種類型裝備的需求數量。在分析不同種類的裝備后可確定完成試驗任務的裝備體系需求實際裝備最小數量即為S：

3.2 實裝最小數量確定原則

①m種類型的裝備在同一時段內不能重復使用，但在不同時段內，部分裝備可以重復使用；②在一定的時段內，部分試驗科目之間存在一定的順序關系，如科目1必需在科目2之前進行；③某些試驗科目如兩個或多個試驗科目在同一時段內發生時，對某一種或某幾種類型裝備的需求量會在原有需求量的基礎上增加或減少；④在同一時段內，一個試驗科目可以采用一定數量的幾種不同類型的裝備來完成，一定數量的裝備也可以完成幾個試驗科目，但同一試驗科目對裝備的需求不能分割。

3.3 實裝最小數量的確定 運用3.1節的任務分析方法將數字化裝備體系試驗任務區分t個不同階段，即T1，T2，……，Tt針對每個階段運用3.2節中①-④的確定原則，分別對每個階段所進行試驗科目綜合分析可得出Gk={Ri（t）=Tk}即在k階段的任務綜合后對其所包含的xij進行有限步合成，可得出在Tk階段Gk試驗任務中的實際裝備最小數量需求Skj；最后求出完成體系試驗任務的最小實裝需求：3.4 虛擬裝備功能需求分析 按照數字化裝備體系實際運用情況和3.3節實裝最小數量確定方法，在實施基于虛實結合的數字化裝備體系試驗中，除主要考核的實際裝備和關鍵節點的裝備外，其他要素均可由模擬器和計算機仿真系統來代替。開展基于虛實結合的數字化裝備體系試驗就是要講虛擬裝備融入到實際裝備中，在一體化信息系統支撐下進行，因此構建虛實結合的裝備體系首先就是要構建虛實融合的戰術互聯網，這就要求虛擬裝備（模擬器、數字仿真系統）需具備與實裝互通的功能或可以橋接中繼接力節點來達到效果。另外，數字仿真系統還需要具備試驗環境生成功能、火力打擊功能、機動功能等。

4 基于費效比的試驗裝備體系構成優化方法

在分析實裝、模擬器和計算機仿真兵力的功能需求后可構設不同的虛實要素配置方案，但基于虛實結合的數字化裝備體系試驗裝備體系構成需要綜合考慮多方面因素，不僅要考慮最終考核的作戰效能，而且還要考慮試驗資源的限制因素等，本文通過對費效比的分析進行優化配置。所謂效費比分析即是根據不同方案最終效能和試驗所消耗費用的綜合分析優選比較的過程。

①因基于虛實結合的數字化裝備體系試驗費用包括內容相對較多，為簡化可僅考慮對實裝、模擬器和計算機仿真兵力三個要素的使用費用。

式中：Cdi為第i種裝備使用費用，Ndi為每種裝備的數量；d=1，2，3（分別代表實裝、模擬器、計算機仿真系統，其中N1？叟S）；Ci為試驗裝備體系裝備使用總費用。

②在分析數字化裝備體系使命任務時得出其所具備的7大能力，根據不同的試驗任務可將這7大能力進行細化分解為具體的指標體系，運用指數法確定數字化裝備體系作戰效能評估模型。

式中：§（0<§？燮1）為可信度修正系數，γ，β，α，σ，ν，μ，λ為權重系數。

③為確保體系試驗在資源可控條件下達到最大效能，即確保達到最優費效比，根據以上確定的使用費用和作戰效能評估模型可得出綜合費效模型。

5 結論

本文僅是基于虛實結合的數字裝備體系試驗裝備體系構成進行初步的探討，針對體系試驗過程中虛實要素比例具體實際計算，還需要考慮很多方面的因素，例如裝備體系具體試驗任務如何確定、裝備在實戰環境下使用費用的估算、作戰效能評估如何精準量化等等，下一步將繼續深入進行研究。

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