CN110210115A - 基于决策点和分支仿真的作战仿真方案设计及运行方法 - Google Patents

Abstract

一种基于决策点和分支仿真的作战仿真方案设计及运行方法，该作战仿真方案包括决策点和在决策点后的多个决策分支，决策点包括决策点触发事件，决策点触发事件包括对后续作战行动产生较大影响的事件；决策分支是在决策点后的多个方案分支，每个方案分支是由一系列相互独立的作战行动单元按一定的时序和条件关系构成行动序列。本发明在作战方案推演过程中，综合各类战场不确定性因素，生成不同的方案执行过程分支，推演出不同的执行结果，并综合分析作战方案的可行性和效能，优化分析作战方案的关键行动和薄弱环节，极大提高作战方案推演的效率，优化评估结果，减少了仿真评估时间，为指挥员实现先敌行动、临机决断提供了依据和条件。

Description

基于决策点和分支仿真的作战仿真方案设计及运行方法

技术领域

本发明涉及仿真领域，具体的，涉及一种基于决策点和分支仿真的进行作战推演设计及运行方法，从而找到最优的作战方法。

背景技术

作战方案推演是指在作战行动实施前或者实施过程中，按照作战方案规定的作战意图、顺序和进程，对作战方案中各个作战阶段的作战部署和作战行动所产生的状态进行演练分析的过程。为了明确作战任务、分析作战方案、检验作战计划、预估作战效果，在作战行动实施之前，有必要进行作战方案仿真推演，在利用建模仿真手段构建的虚拟实验环境中，通过推演、分析、评估、优化等实验手段，研究作战方案关键要素变化、战果战损和风险变化，通过定性和定量的综合分析研究，得出实验结论，为作战筹划提供依据或直接提出决策建议。

传统的作战方案推演方法包括经验分析法、计算机仿真模拟、图上(沙盘、现地)推演法和实兵检验法等，大多是基于静态周密预设方案、缺乏动态调整交互机制、串行仿真等传统方法，难以满足信息化条件下，战场情况复杂多变，指挥员决策时间有限的现实需求。

而现实的作战中，在战场中存在着各种不确定的因素，包括天气、海洋、电磁、长官作战意志、敌方指挥员指挥特点等等，这都可能对敌我双方的作战方式产生影响，从而产生不同的作战结果，因此，如何能够基于不同的情况生成不同的推演分支，基于多样本进行推演，从而得到最优的作战方案，提高作战效率，优化评估结果，减少仿真时间，成为现有技术亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于决策点和分支仿真的作战推演设计及运行方法，能极大提高作战方案推演的效率，优化评估结果，减少了仿真评估时间，为指挥员实现先敌行动、临机决断提供了依据和条件。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于决策点和分支仿真的作战仿真方案设计方法，其特征在于：

所述作战仿真方案包括决策点和在决策点后的多个决策分支，

其中，所述决策点是仿真时间中的一个点，指在某个作战行动单元执行过程中或执行完毕后，面临着不同的行动选择；

所述决策分支指的是在决策点后的多个方案分支，每个方案分支是由一系列相互独立的作战行动单元按一定的时序和条件关系构成行动序列；

作战行动单元是仿真的基本构成，每个作战行动单元都有对应的仿真模型。

可选的，决策点包括决策点触发事件，所述决策点触发事件包括对后续作战行动产生较大影响的事件。

可选的，决策点在设计要考虑敌方可能行动方案和战场环境数据；

所述敌方可能行动方案包括对敌方行动规律的大量统计、敌方作战指挥理念和敌方指挥员指挥特点；

所述战场环境数据包括战场的大气、海洋、电磁。

可选的，决策分支的设计考虑根据敌方进攻方向、敌我双方兵力编成编组、和战场环境因素。

可选的，在决策分支中也能够包括决策点。

可选的，作战行动单元是独立的、不可再分的作战行动，作战行动单元与作战方案推演执行指令相对应，作战行动单元的参数可以驱动作战行动仿真。

本发明还公开了一种对上述方法设计的作战仿真方案进行运行的方法，其特征在于：

(1)启动主仿真线程，初始化决策点状态变量值，从第一个作战行动单元开始仿真，监控决策点是否触发新的行动分支；

(2)当前仿真的作战行动单元结束，判断仿真分支是否结束，即判断是否满足结束条件，如果未结束，激活下一个作战行动单元；

(3)如果当前为决策点，实时修改决策点状态值，根据决策点条件，进入新的方案分支，触发以当前仿真状态为基准，复制当前仿真状态，创建新的仿真进程，运行到决策点前状态，并使用新仿真进程进入后续行动单元仿真，决策行为以一系列对仿真中特定实体的事件干预操作输入新建的仿真进程，与原仿真进行沿不同决策进行仿真推演，引发不同的战场态势变化。

可选的，当决策点条件不符合方案分支启动规则或者方案分支不符合指挥员意图是，去除该不可行的决策分支。

可选的，在仿真中，会确定当前作战行动单元的执行前置条件的变量参数集是否满足条件，在满足条件的情况下，调用仿真计算服务进行仿真，仿真过程中不断修改仿真实体状态参数并判断作战行动单元是否符合结束状态。

可选的，在作战仿真方案所有可行分支推演完成之后，将各分支推演结果以对比的方式进行显示，供指挥员选择最佳方案。

本发明利用决策点和分支仿真技术开展作战方案推演，能够实现基于决策点的动态分支并行仿真，在作战方案推演过程中，综合各类战场不确定性因素，生成不同的方案执行过程分支，推演出不同的执行结果，并基于多样本的推演结果及过程数据，综合分析作战方案的可行性和效能，优化分析作战方案的关键行动和薄弱环节，能极大提高作战方案推演的效率，优化评估结果，减少了仿真评估时间，为指挥员实现先敌行动、临机决断提供了依据和条件。

附图说明

图1是根据本发明具体实施例的基于决策点和分支仿真的仿真方案的示例；

图2是本发明具体实施例的基于决策点和分支仿真的作战推演设计方法的示例；

图3是本发明具体实施例的基于决策点和分支仿真的作战仿真推演运行方法的示例；

图4是本发明具体实施例的基于决策点和分支仿真的作战仿真方案的具体示例.

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明在于在仿真方案中设立决策点，使得仿真方案具有不同的行动选择，即每个决策点后具有多个决策分支，通过决策点描述，推演仿真可以根据决策条件和规则自动或通过人工交互方式进入或启动下一个方案分支的并行仿真，从而推演针对不同情况的不同的作战方案。一个作战方案可能包含多个决策点，生成不同的方案执行过程分支，推演出不同的执行结果，并基于多样本的推演结果及过程数据，以优化结果评估。

参见图1，示出了根据本发明具体实施例的基于决策点和分支仿真的仿真方案的示例。

一种基于决策点和分支仿真的作战仿真方案设计方法，所述作战仿真方案包括决策点和在决策点后的多个决策分支，

其中，所述决策点是仿真时间中的一个点，指在某个作战行动单元执行过程中或执行完毕后，面临着不同的行动选择；

通过决策点描述，推演仿真可以根据决策条件和规则自动或通过人工交互方式进入或启动下一个方案分支的并行仿真。一个作战方案可能包含多个决策点，如果没有决策点，则为确定性单分支方案。

在一个具体实施例中，决策点包括决策点触发事件，一般选取对后续作战行动产生较大影响的事件作为产生决策点的触发条件。

例如，决策点触发事件包括发现敌方目标、敌方发起攻击、我方兵力或设施遭受敌方打击等关键事件。

所述决策分支指的是在决策点后的多个方案分支，每个方案分支是由一系列相互独立的作战行动单元按一定的时序和条件关系构成行动序列。

作战行动单元是仿真的基本构成，每个作战行动单元都有对应的仿真模型，作战行动单元是独立的、不可再分的作战行动，作战行动单元与作战方案推演执行指令相对应，即作战行动单元的参数可以驱动作战行动仿真。

例如，作战行动单元包括：①预警侦查行动②空中截击行动③水面舰艇机动行动④水面舰艇对海打击行动。

多个作战行动单元构成了某决策分支，该决策分支包括：在预警侦查后，我方派出2架某型掩护飞机，前往敌某型飞机预定航线，进行空中拦截，掩护我方舰艇到达指定发射阵位，由我方舰艇发射某新型导弹2枚进行打击，突击兵力行动不做出调整。

在进行作战方案的决策分析时，不仅要考虑我方的作战方案，还要考虑到针对我方的每一步作战行动敌方可能采取的应对措施。不仅要能横向分析各种不同作战方案，而且要能纵向探索每种作战方案内各种可能的并行分支。

在现代战争中，敌方行为的动态性和复杂性为分析我方的作战行动方案增添了困难。一个作战行动方案的第一步实施后，后续步骤的实施必须依据敌方的反应以及新的战场态势来决定。因此，在一个行动方案内存在一系列的“决策点”，每一个“决策点”会导致敌我作战行动不同的决策分支。

因此，一个方案分支代表着一个子方案，一个完整的作战方案由多个方案分支集合构成。因此，基于决策点和分支仿真的作战仿真方案包括了至少一个对后续作战行动产生较大影响的事件，以及在该时间发生后可能的多个应对方案。通常，一个作战方案可能包含多个决策点，如果没有决策点，则为确定性单分支方案。基于决策点和分支仿真的作战仿真方案是多个子方案的集合。

在图1所示的作战方案中，基本作战方案中具有决策点1，随后分支出三个分支方案A、B、C，而在分支方案A和分支方案B中又分别有决策点2和决策点3，有分别分支出多个方案。

参见图2，示出了基于决策点和分支仿真的作战推演设计方法的示例。

在进行决策点和决策方案设计时，首先要形成基础的数据库。所述基础数据库包括敌方可能行动方案和战场环境数据库。

所述敌方可能行动方案考虑了对敌方行动规律的大量统计、对敌方作战指挥理念的理解及敌方指挥员指挥特点的掌握。所述敌方可能行动方案可以为进行敌方可能的行动设计提供支撑。

所述战场环境数据库包括大气、海洋、电磁等一系列的战场环境参数。

在一个具体的实施例中，决策点在考虑敌方可能行动方案和战场环境数据库的基础上设计而成。

决策分支的设计考虑根据敌方进攻方向，例如敌方航向、航速,导弹的来袭方向,敌我双方兵力编成编组，例如敌方兵力是两驱一护编队或一驱两护编队，我方航空兵情况，海军编队构成等等，战场环境因素，例如海洋环境如风速、浪高、水温、盐度、密度等，天气环境等因素，设计产生分支方案，例如分支方案XML文件。

针对存在决策点的分支方案，继续进行决策点设计，直至完成所有决策点的设计，最终形成作战方案的决策分支图。

参见图3，示出了基于决策点和分支仿真的作战仿真推演运行方法的示例，包括如下步骤：

(1)启动主仿真线程，初始化决策点状态变量值，从第一个作战行动单元开始仿真，监控决策点是否触发新的行动分支。

可选的，在仿真中，会确定当前作战行动单元的执行前置条件的变量参数集是否满足条件，如是否探测到目标、是否稳定连续跟踪、是否达到武器发射距离、战场环境是够满足武器发射条件等，在满足条件的情况下，调用仿真计算服务进行仿真，仿真过程中不断修改仿真实体状态参数，如经纬度、速度、武器使用情况、毁伤情况等，判断行动单元是否符合结束状态。

(2)当前仿真的作战行动单元结束，判断仿真分支是否结束，即判断是否满足结束条件(如目标跟踪丢失、武器弹药耗尽、目标死亡等)，如果未结束，激活下一个作战行动单元。

(3)如果当前为决策点，实时修改决策点状态值，根据决策点条件，进入新的方案分支，触发以当前仿真状态为基准，复制当前仿真状态，创建新的仿真进程，运行到决策点前状态，并使用新仿真进程进入后续行动单元仿真，决策行为以一系列对仿真中特定实体的事件干预操作输入新建的仿真进程，与原仿真进行沿不同决策进行仿真推演，引发不同的战场态势变化。

进一步的，在仿真中能够去除不可行的决策分支，某一方案的决策分支符合以下情况则结束，

(1)决策点条件不符合方案分支启动规则；

(2)方案分支不符合指挥员意图。

更进一步的，在作战仿真方案所有可行分支推演完成之后，将各分支推演结果以对比的方式进行显示，供指挥员选择最佳方案。

本发明利用决策点和分支仿真技术开展作战方案推演，能够实现基于决策点的动态分支并行仿真，在作战方案推演过程中，综合各类战场不确定性因素，生成不同的方案执行过程分支，推演出不同的执行结果，并基于多样本的推演结果及过程数据，综合分析作战方案的可行性和效能，优化分析作战方案的关键行动和薄弱环节，能极大提高作战方案推演的效率，优化评估结果，减少了仿真评估时间，为指挥员实现先敌行动、临机决断提供了依据和条件。

实施例：

参见图4，示出了根据本发明具体实施例的基于决策点和分支仿真的作战仿真方案的具体示例。在如下的方案中，XX表示一种型号或者名称的省略，即相当于某型飞机、某型导弹等等。

一、基本作战方案

计划采用主突兵力XX飞机4架、XX驱逐舰1艘对R国XX驱逐舰进行合同导弹突击，共发射XX导弹XX枚，XX导弹X枚，在T时刻发起攻击。

备用兵力：XX岸导发射营，能够发射导弹XX枚，XX飞机4架，XX机场待战。XX型导弹艇4艘，XX岛屿隐蔽待战

掩护兵力：XX飞机4架，XX空域待战。

预警兵力：XX预警1架，空中警戒巡逻。

二、决策点及决策分支设计

(1)决策点1设计

预警机发现敌XX飞机2架，以XX航线XX航速飞行，初步判断，敌发现我XX主突舰艇，意欲对我水面舰艇发动空中袭击。

(2)决策分支设计

1.决策分支A设计

我方派出2架XX掩护飞机，前往敌XX飞机预定航线，进行空中拦截，掩护我方舰艇到达指定发射阵位，突击兵力行动不作出调整。

作战行动单元序列：

①预警侦查行动②空中截击行动③水面舰艇机动行动④水面舰艇对海打击行动

2.决策分支B设计

我方派出2架XX掩护飞机,前往敌XX飞机预定航线，进行空中拦截，XX兵力撤回，使用预备兵力2架XX飞机，XX型导弹艇快速出击，协同对敌攻击。

作战行动单元序列：

①预警侦查行动②空中截击行动③水面舰艇机动行动(撤回)④导弹艇机动行动⑤航空兵对海打击行动⑥导弹艇对海打击行动

3.决策分支C设计

我方派出2架XX掩护飞机,前往敌XX飞机预定航线，进行空中拦截，XX兵力撤回，使用预备兵力岸导，兵力岸导发射单元就位需XX分钟，协同计划向后推迟XX分钟，计划在T+X时发起攻击。

①预警侦查行动②空中截击行动③水面舰艇机动行动(撤回)④岸导兵力机动行动⑤岸导兵力对海打击行动。

表1：分支仿真结果分析

指挥员能够根据对敌方目标的损毁情况、我方损失情况以及我方攻击用时等多个参数，综合分析本次攻击的效果，从而选择最优方案。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。

Claims (10)

1.一种基于决策点和分支仿真的作战仿真方案设计方法，其特征在于：

所述作战仿真方案包括决策点和在决策点后的多个决策分支，

其中，所述决策点是仿真时间中的一个点，指在某个作战行动单元执行过程中或执行完毕后，面临着不同的行动选择；

所述决策分支指的是在决策点后的多个方案分支，每个方案分支是由一系列相互独立的作战行动单元按一定的时序和条件关系构成行动序列；

作战行动单元是仿真的基本构成，每个作战行动单元都有对应的仿真模型。

2.根据权利要求1所述的作战仿真方案设计方法，其特征在于：

决策点包括决策点触发事件，所述决策点触发事件包括对后续作战行动产生较大影响的事件。

3.根据权利要求2所述的作战仿真方案设计方法，其特征在于：

决策点在设计要考虑敌方可能行动方案和战场环境数据；

所述敌方可能行动方案包括对敌方行动规律的大量统计、敌方作战指挥理念和敌方指挥员指挥特点；

所述战场环境数据包括战场的大气、海洋、电磁。

4.根据权利要求1所述的作战仿真方案设计方法，其特征在于：

决策分支的设计考虑根据敌方进攻方向、敌我双方兵力编成编组、和战场环境因素。

5.根据权利要求1所述的作战仿真方案设计方法，其特征在于：

在决策分支中也能够包括决策点。

6.根据权利要求1所述的作战仿真方案设计方法，其特征在于：

作战行动单元是独立的、不可再分的作战行动，作战行动单元与作战方案推演执行指令相对应，作战行动单元的参数可以驱动作战行动仿真。

7.一种对权利要求1-6中任意一项设计的作战仿真方案的运行方法，其特征在于：

(1)启动主仿真线程，初始化决策点状态变量值，从第一个作战行动单元开始仿真，监控决策点是否触发新的行动分支；

(2)当前仿真的作战行动单元结束，判断仿真分支是否结束，即判断是否满足结束条件，如果未结束，激活下一个作战行动单元；

(3)如果当前为决策点，实时修改决策点状态值，根据决策点条件，进入新的方案分支，触发以当前仿真状态为基准，复制当前仿真状态，创建新的仿真进程，运行到决策点前状态，并使用新仿真进程进入后续行动单元仿真，决策行为以一系列对仿真中特定实体的事件干预操作输入新建的仿真进程，与原仿真进行沿不同决策进行仿真推演，引发不同的战场态势变化。

8.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于：

当决策点条件不符合方案分支启动规则或者方案分支不符合指挥员意图是，去除该不可行的决策分支。

9.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于：

在仿真中，会确定当前作战行动单元的执行前置条件的变量参数集是否满足条件，在满足条件的情况下，调用仿真计算服务进行仿真，仿真过程中不断修改仿真实体状态参数并判断作战行动单元是否符合结束状态。

10.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于：

在作战仿真方案所有可行分支推演完成之后，将各分支推演结果以对比的方式进行显示，供指挥员选择最佳方案。