CN110231777A - 基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法 - Google Patents
基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法，包括依次进行的如下步骤：一、构建对抗双方的决策点体系；二、设置决策点发生的前提条件，对执行决策点的行动实体进行编组配置；三、确定决策点与前提条件的关联条件；四、建立决策点触发规则；五、确定自动控制机制；六、进行仿真。本发明实现了对陆军合同战斗方案的自动仿真控制。本发明适用于陆军合同战术模拟技术领域。
Description
技术领域
本发明属于作战模拟领域，涉及陆军合同战术模拟技术，具体的说是一种基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法。
背景技术
在军事理论研究和作战筹划过程中，常常需要对作战方案进行自动控制仿真来对理论进行验证和辅助决策。仿真自动控制是在初始条件确定后，仿真过程自动运行并输出结果，在运行过程中不需要人的干预。目前，仿真自动控制主要通过基于复杂适应系统理论的Agent建模和基于作战指挥理论的指挥控制建模两个技术途径。前者通过定义个体的向前移动、向后移动、交换信息、向敌人射击等简单行动控制规则，大量预定义的个体，可在模拟运行环境中基于规则自动相互作用并适应性学习，其最终形成具有整体效果的兵力攻击、撤退、突破和集结等宏观战场态势。这种方法只是一种对复杂适应性系统的研究方法，不适合陆军合同战斗方案的仿真自动控制。
指挥控制建模目的是模拟作战指挥人员理解任务、评估态势、制定行动方案和产生任务命令等行为，使得能够在没有人工干预的条件下对战场态势做出实时反应，对所属行动实体下达控制指令，从而推动仿真进程的自动进行。指挥控制建模主要采用有限状态机、专家系统、基于Agent建模以及结合案例、贝叶斯方法的混合式建模等技术方法。但由于指挥控制建模本质上是模拟指挥员的指挥过程，在仿真过程中代替人的指挥决策，由于人的思维和行为的复杂性，这些建模技术无论是在理论上，还是在技术设计实现上，都面临着许多困难和挑战，目前还处在发展的初期阶段，不能解决陆军合同战斗方案的自动控制仿真问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法，实现对陆军合同战斗方案的自动控制仿真。
本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：
一种基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法，包括依次进行的如下步骤：
步骤一：构建对抗双方的决策点体系；
步骤二：设置决策点发生的前提条件，对执行决策点的行动实体进行编组配置；
步骤三：确定决策点与前提条件的关联条件；
步骤四：建立决策点触发规则；
步骤五：确定自动控制机制；
步骤六：进行仿真。
作为限定，步骤二中所述前提条件包括作战阶段的属性和对抗双方的情况预想；所述作战阶段属性包括作战性质、目的以及测度达到目的指标标准。
作为进一步限定，步骤五中所述自动控制机制如下：
(1)建立用于感知、判断当前战场态势的模拟指挥实体；
(2)模拟指挥实体将感知到的战场态势与提前设置的前提条件进行匹配，如匹配成功，则判断与该前提条件相关联的决策点依据规则能否触发；
(3)如果决策点触发，则针对该决策点制定的一系列行动方案转换为相应的一组行动指令下发给相应的行动实体，同时监控行动实体的行动过程；
(4)行动实体接收到行动指令后，判断有无执行的条件，如有则进行相应动作；同时行动实体将作战情况和结果报告给模拟指挥实体；
(5)如此循环往复，直至满足提前设置的结束条件。
作为更进一步限定，所述步骤六的仿真具体步骤如下：
①将对抗双方的决策点体系、前提条件、关联条件以及决策点触发规则进行数据化处理，形成数据化的作战方案格式；
②仿真初始化，将数据化的作战方案载到仿真环境中，形成仿真初始态势；
③设置仿真推进时间步长，启动仿真；
④每一步长，模拟指挥实体逐一遍历方案中的前提条件，并调用相应的决策点自动控制机制判断前提条件是否达成，如达成，则将围绕与该前提条件关联的决策点制定的一组行动方案转换为单个行动实体的任务指令分别下发给相应行动实体；
⑤行动实体接收到指令后，判断任务在执行上有无冲突，如无则暂停原有任务的执行，转向执行新任务，判断当前任务有无执行条件和执行时机，如有且满足则将任务指令转换为行动序列，即一组带有行动参数的行动指令，并发送给相应的行动实体依次执行，模拟作战行动过程和效果，并将作战情况及时报告给模拟指挥实体；
⑥行动实体的反应性自动控制机制实时监控战场情况，对突发情况驱动相应行动实体进行自主处置；如不能自主处置，则将作战情况及时报告给模拟指挥实体；
⑦如满足仿真结束条件，则退出仿真运行，否则转向步骤④。
本发明由于采用了上述的方法，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
本发明首先从对抗双方视角建立决策点体系、决策点发生的前提条件、前提条件与决策点的关联条件以及决策点触发规则，并确定了自动控制机制，然后将决策点和围绕决策点的行动方案预置在行动实体行动过程中的各个环节，由自动控制机制根据预置决策点和行动方案控制仿真计算自动运行；通过指挥员对作战过程设计和预想预判，用决策点的方式体现指挥控制行动，并融入到作战行动方案中，代理指挥员控制指令的产生和下达，达到对方案的自动仿真，从而充分发挥人的判断能力和机器的计算优势，避免构建复杂的知识库及由此引起的仿真结果的可信性和决策的可解释性等问题。
综上，本发明实现了对陆军合同战斗方案的自动仿真控制，适用于陆军合同战术模拟技术领域。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本实施例的自动控制机制的框图；
图2为本实施例的自动控制仿真流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法
本实施例包括依次进行的如下步骤：
步骤一：按照陆军作战条令和合同战术原则，从进攻方和防守方的视角分别建立以作战阶段为牵引的决策点体系,可参考表1和表2；
表1进攻方的决策点体系
表2防御方的决策点体系
步骤二：设置决策点发生的前提条件：
(1)确定作战阶段的相关属性
本实施例的作战阶段的属性包括性质、目的和测度达到目的指标标准，其目的是为战场态势判断提供规则标准，可参考表3和表4；
表3进攻方作战阶段属性
表4防御方作战阶段属性
(2)对执行决策点的行动实体进行编组和配置
本实施对行动实体的编组信息包括实体的名称、唯一标识、类型(如步坦、炮兵、陆航、空航、防空、通信、对抗、工兵、防化、后装等)、人员数量、装备型号和数量、弹药型号和数量、位置经纬度坐标、方向、状态、军队标号、损耗情况等。
(3)对敌我双方可能出现的情况进行预想
本实施例中对敌情况预想主要有敌坚守抗击、敌撤出阵地、敌快速设障封闭我通路、敌机降、敌反冲击(反击)、敌袭击、敌化学袭击、敌增援、出现次生核危害等；我情况预想主要有我开进遇阻、我通路被敌快速设障封闭、我按时发起冲击、我火力毁伤未达预定毁伤指标、推迟发起冲击、我大部通路未成功开辟、推迟发起冲击、我前沿攻击分队未按时到位、推迟发起冲击、我前沿攻击态势、我纵深攻击态势、我抗反失利、我遭敌化学袭击和我机降等。然后对相应的预想情况采用便于军事人员分析、阅读和进行数据转换的表格式表达方式。
举例说明，例如对敌情况预想：敌坚守抗击、敌撤出阵地、敌快速设障封闭我通路的表格表达方式如表5-7，我情况预想：我开进遇阻、我通路被敌快速设障封闭、我按时发起冲击的表格表达方式如表8-10。
表5敌坚守抗击情况预想格式
表6敌撤出阵地情况预想输入格式
| 撤出地域 |
| 地点(单点坐标)|地域(多点坐标) |
表7敌快速设障封闭我通路情况预想格式
| 敌封闭通路地域 |
| 地点(单点坐标)|地域(多点坐标) |
表8我开进遇阻情况预想格式
| 遭破坏设施位置 | 遭破坏设施 |
| 单点坐标 | 桥梁|隧道|公路 |
表9我通路被敌快速设障封闭情况预想格式
| 被封闭通路所在区域1 | 被封闭通路所在区域2 | …… |
| 多点坐标 | 多点坐标 |
表10我按时发起冲击情况预想输入格式
| 发起冲击时刻 |
| C±X分|时刻 |
其中，文字中的“|”符号表示其中之一，“XXXX”是需要填入的内容。
步骤三：确定决策点格式的关联条件，决策点发生的前提条件为作战阶段属性、敌情况预想和我情况预想，将其与决策点关联对应，例如本实施例的进攻方的决策点关联条件格式如表11。
表11决策点关联条件格式
对抗双方建立的决策点体系，决策点也采用表格式表达，举例说明，进攻方的决策点“发起攻击”、“派出侦察”、“展开先期战斗部署”、“先期信息攻击行动”、“先期火力打击行动”、“歼驱掩护(警戒)之敌”、“派出开进掩护(保障)兵力”、“开始开进展开”、“开始信息攻击”均为时间型格式，如表12所示，还有其他决策点的格式见表13-14。
表12“发起攻击”等决策点输入格式
| 预定开始时间 |
| C±X分|时刻 |
表13“袭击敌重要目标”决策点输入格式
| 开始时间 | 袭击位置 | 袭击目标 |
| C±X分|时刻 | 单点坐标 | XXXX|单点坐标 |
表14“实施机降”决策点输入格式
| 开始时间 | 战斗编组 | 机降地域 |
| C±X分|时刻 | XXXX | 多点坐标 |
步骤四：建立决策点触发的规则
对每个决策点给出其触发的规则模型，例如针对进攻方的“发起攻击”、“派出侦察”、“展开先期战斗部署”、“先期信息攻击行动”、“先期火力打击行动”、“歼驱掩护(警戒)之敌”、“派出开进掩护(保障)兵力”、“开始开进展开”、“开始信息攻击”、“袭击敌重要目标”、“实施机降”的规则模型如下：
1.“发起攻击”、“派出侦察”、“展开先期战斗部署”、“先期信息攻击行动”、“先期火力打击行动”、“歼驱掩护(警戒)之敌”、“派出开进掩护(保障)兵力”、“开始开进展开”、“开始信息攻击”决策点判断规则。
(1)模拟系统运行的作战时间进至决策点规定时刻，即为达成行动方案中时刻决策点的条件。
(2)与该时刻对应的一组行动指令(行动方案中各实体的行动方案)即为所要执行的指令。
2.“袭击敌重要目标”决策点规则模型
(1)模拟系统运行的作战时间进至决策点规定时刻，即为达成行动方案中时刻决策点的条件。
(2)袭击地点坐标、重要目标类型：仅作为制定该决策点下行动方案的依据，不在模型中进行判定。
(3)与该决策点对应的一组行动指令(行动方案中各实体的行动方案)即为所要执行的指令。
3.“实施机降”决策点规则模型
(1)模拟系统运行的作战时间进至决策点规定时刻，即为达成行动方案中时刻决策点的条件。
(2)战斗编组名称、机降地域：仅作为制定该决策点下行动方案的依据，不在模型中进行判定。
(3)与该时刻对应的一组行动指令(行动方案中各实体的行动方案)即为所要执行的指令。
步骤五：确定自动控制机制，如下：
(1)建立模拟指挥实体，负责感知、判断当前的战场态势；
(2)将战场态势与确定的前提条件进行匹配，如果匹配失败，则重新感知战场态势，如匹配成功，则判断决策点是否触发；
(3)如果决策点触发，则针对该决策点制定的一系列行动方案转换为相应的一组行动指令下发给相应的行动实体，同时监控行动实体的行动过程；
(4)行动实体接收到行动指令后，结合自身状态和战术原则，判断有无执行的条件，如有则将行动指令进一步细分为动作序列，驱动相应的行动实体进行相应动作；同时行动实体将作战情况和结果报告给模拟指挥实体，作为模拟指挥实体下一步指挥决策的依据；
(5)如此循环往复，直至满足提前设置的结束条件。
步骤六：将上述建立的决策点体系、前提条件、关联条件以及决策点触发规则进行数据化，并运用自动控制机制的方法进行仿真，仿真流程可参考图2，具体仿真过程如下：
①将对抗双方的决策点体系、前提条件、关联条件以及决策点触发规则进行数据化处理，形成数据化的作战方案格式；
②仿真初始化，将数据化的作战方案载到仿真环境中，形成仿真初始态势；
③设置仿真推进时间步长，启动仿真；
④每一步长，模拟指挥实体逐一遍历方案中的前提条件，并调用相应的决策点自动控制机制判断前提条件是否达成，如达成，则将围绕与该前提条件关联的决策点制定的一组行动方案转换为单个行动实体的任务指令分别下发给相应行动实体；
⑤行动实体接收到指令后，判断任务在执行上有无冲突，如无则暂停原有任务的执行，转向执行新任务，判断当前任务有无执行条件和执行时机，如有且满足则将任务指令转换为行动序列，即一组带有行动参数的行动指令，并发送给相应的行动实体依次执行，模拟作战行动过程和效果，并将作战情况及时报告给模拟指挥实体。
⑥行动实体的反应性自动控制机制实时监控战场情况，对突发情况驱动相应行动实体进行自主处置；如不能自主处置，则将作战情况及时报告给模拟指挥实体。
⑦如满足仿真结束条件，则退出仿真运行，否则转向④。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法，其特征在于：它包括依次进行的如下步骤：
步骤一：构建对抗双方的决策点体系；
步骤二：设置决策点发生的前提条件，对执行决策点的行动实体进行编组配置；
步骤三：确定决策点与前提条件的关联条件；
步骤四：建立决策点触发规则；
步骤五：确定自动控制机制；
步骤六：进行仿真。
2.根据权利要求1所述的基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法，其特征在于：步骤二中所述前提条件包括作战阶段的属性和对抗双方的情况预想；所述作战阶段属性包括作战性质、目的以及测度达到目的指标标准。
3.根据权利要求2所述的基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法，其特征在于：步骤五中所述自动控制机制如下：
建立用于感知、判断当前战场态势的模拟指挥实体；
模拟指挥实体将感知到的战场态势与提前设置的前提条件进行匹配，如匹配成功，则判断与该前提条件相关联的决策点根据决策点触发规则能否触发；
如果决策点触发，则针对该决策点制定的一系列行动方案转换为相应的一组行动指令下发给相应的行动实体，同时监控行动实体的行动过程；
行动实体接收到行动指令后，判断有无执行的条件，如有则进行相应动作；同时行动实体将作战情况和结果报告给模拟指挥实体；
如此循环往复，直至满足提前设置的结束条件。
4.根据权利要求3所述的基于决策点的陆军合同战斗方案自动控制仿真方法，其特征在于：所述步骤六的仿真具体步骤如下：
将对抗双方的决策点体系、前提条件、关联条件以及决策点触发规则进行数据化处理，形成数据化的作战方案格式；
仿真初始化，将数据化的作战方案载到仿真环境中，形成仿真初始态势；
设置仿真推进时间步长，启动仿真；
每一步长，模拟指挥实体逐一遍历方案中的前提条件，并调用相应的决策点自动控制机制判断前提条件是否达成，如达成，则将围绕与该前提条件关联的决策点制定的一组行动方案转换为单个行动实体的任务指令分别下发给相应行动实体；
行动实体接收到指令后，判断任务在执行上有无冲突，如无则暂停原有任务的执行，转向执行新任务，判断当前任务有无执行条件和执行时机，如有且满足则将任务指令转换为行动序列，即一组带有行动参数的行动指令，并发送给相应的行动实体依次执行，模拟作战行动过程和效果，并将作战情况及时报告给模拟指挥实体；
行动实体的反应性自动控制机制实时监控战场情况，对突发情况驱动相应行动实体进行自主处置；如不能自主处置，则将作战情况及时报告给模拟指挥实体；
如满足仿真结束条件，则退出仿真运行，否则转向步骤。
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