信息化背景下军事运筹的变革与发展

信息化背景下军事运筹的变革与发展

随着高科技在战争中的应用，以信息为指导的军事改革正在简化和发展。在未来的信息战争背景下，军事运行计划和军事计划将带来巨大的推进。学校的建设和发展面临着重大的历史机遇和前所未有的挑战。近年来,军内外相关专家从多个不同视角探讨了军事运筹学建设与发展中的相关问题,文献研究并提出了一些当前军事运筹学遇到的突出问题:不适应问题、难以应用问题、不好用问题、与实际脱节问题和学科特色问题等;文献等从军事运筹学教学改革的角度,指出了军事运筹学教学中存在的问题:教学内容不恰当、教学方法不科学和实用性不强等。因此,本文以信息化条件下军事运筹学在军事航天领域的创新发展为主题,从军事运筹学学科建设与发展的宏观层面上,结合理论方法的创新发展、扩展实践应用及学科建设的教学改革和高素质新型指挥技术人才培养,研究并回答军事航天特色领域军事运筹学发展什么、怎么发展的问题。1军事运行业在军事和航空航天领域的应用1.1航天装备作战效能评估方法军事运筹学在航天装备发展中的应用主要包括在立项与研制前分析航天装备的军事需求,评估航天装备的预期作战效能以及航天装备体系效能。目前,对航天装备的军事需求分析主要采用的是定性分析方法,少有定量分析方法。在评估航天装备的预期作战效能方面目前采用的方法主要包括解析计算方法(如兰彻斯特方程等)、基于指标体系的综合评估方法(如多属性效用分析、模糊综合评判、价值中心法等)和基于仿真的方法。其中,解析计算方法需要确定航天装备的各项技术指标对作战效能的影响关系,建立数学模型,而航天装备涉及的分系统多、作战运用环境复杂、相互之间关系复杂,所建数学模型应能充分反映这些因素。目前解析方法还难以对航天装备作战效能进行评估;基于指标体系的综合评估方法主要是建立航天装备作战效能指标体系,并在获取底层指标值的基础上经过综合得到综合的作战效能,该方法的主观性较强,评估结果不易解释,对指标间的影响关系及动态性考虑不足,因此难以适合航天装备作战效能评估;基于仿真的方法是指用建模仿真技术建立系统的仿真模型并进行仿真实验,由实验得到系统数据,经过统计处理后得到效能指标评估值。基于仿真的方法是评估航天装备作战效能的有效方法,目前已运用于航天装备作战效能评估。在航天装备体系效能评估方面主要采用的方法包括系统动力学方法、探索性仿真分析方法以及基于Agent建模仿真方法等。这些方法的应用都离不开可信的模型,目前所建模型在可信性、实用性方面还存在差距,如运用系统动力学方法中建立变量之间微分方程时往往带有一定的主观性;探索性分析方法中从底层模型向高层模型聚合建立多分辨率模型时也是基于经验知识或假设条件实现的,还不能很好地反映实际问题中复杂的相互影响关系。1.2航天装备试验测控资源调度问题描述运筹学在军事航天试验中的应用主要包括航天装备试验计划制定、航天装备试验测控资源调度和航天装备试验评估等。目前航天装备试验计划制定主要采用网络计划图方法,通过网络计划图可以清晰表示各项工作之间的先后顺序及每项工作所需的时间或费用。航天装备试验测控资源调度目前采用的方法主要是建立问题的规划模型,采用遗传算法、启发式搜索算法等进行模型求解。在航天装备试验过程中,有限的测控资源不仅要保障试验任务的顺利进行,还需要监测其它在轨航天装备的状态,而且在试验过程中存在许多不确定性因素。如何在规划调度模型中综合考虑这些复杂动态因素是航天装备试验测控资源调度有待解决的问题。航天装备试验评估目前采用的方法主要是在关键节点比较试验得到的功能性能指标与相应的设计指标。1.3影响三维建模的重新设计空间作战,是为争夺、保持和利用制天权而进行的一系列作战行动。空间作战作为一种崭新的作战样式,其作战目标及作战方式的选择、作战方案评估优化、作战任务规划等都需要运筹学理论与方法的支撑。目前关于空间作战方案评估优化所采用的方法主要是静态评估方法,所用模型有一定的局限性,考虑的因素还不够全面。在空间作战任务规划方面主要进行了任务规划算法研究,在任务规划建模方面还存在一定差距。2在信息条件下，军事运输工人在军事航空航天领域面临的主要挑战2.1军事航天作战党建分析的难点军事航天具有高技术、高消费、高难度等特点,且战场远离地球,作战环境复杂,不确定性因素多。军事航天对军事运筹学理论方法的特殊要求主要包括以下几个方面:(1)军事航天作战运筹分析模型复杂。军事航天作战运筹分析需要建立不同分辨率的数学模型。这些模型约束条件众多,相互之间影响关系复杂,目前常规运筹方法难以适用。(2)模型求解算法效率要求更高。军事航天作战运筹分析模型维度多、计算精度要求高,造成模型计算量巨大,现有求解算法效率无法满足要求,需要提出新的智能算法。(3)模型验证困难。在军事航天领域内开展军事运筹理论方法研究,既难以在实际物理空间内进行,也难以承受实际物理空间的作战试验与训练所需成本,模型验证困难。2.2联合作战中航天装备运用的关键问题军事运筹学是军事科学的技术理论层次。装备作战运用是军事运筹学研究的重要领域。信息化条件下联合作战是未来主要作战样式。航天装备在信息化条件下联合作战中具有重要的地位与作用。因为,战场的指挥控制、通信联络、战场数据库、用户终端等各个系统都离不开空间系统的支持,重大信息作战行动也须通过空间系统来实施。航天装备既是获取战场信息的主要手段,也是指挥控制系统的神经中枢,还是远程精确打击武器的效能倍增器。航天装备全面支持战略、战役、战术各个层次作战行动,进入各类作战单元。遂行联合作战已不能没有航天装备的支援与保障,有效地组织运用航天装备是发挥联合作战效用的关键。信息化条件下联合作战中航天装备运用的关键问题对军事运筹学提出了新要求。信息化条件下联合作战中航天装备运用的关键问题主要有以下几个方面:(1)科学合理的任务规划是航天装备发挥最大效用的前提。航天装备的任务规划主要包括两个层次:一是为多个航天装备进行任务分派,即将有限的航天装备资源分配到不同的时间段上访问不同的目标区域;二是对单个航天装备的工作程序(如机动、调姿、采集信息、传输信息、接收信息等)进行规划。航天装备资源有限,且其运行速度快、访问目标区域时间短、执行任务的机会转瞬即逝。因此,必须通过科学合理的任务规划提高航天装备的工作效率。(2)为作战指挥提供高效稳定的信息保障是联合作战中航天装备的任务重点。在作战系统中,指挥为第一要素。作战指挥是军队形成整体力量的“粘合剂”,是高技术武器发挥作用的关键因素,是战斗力的增减器。而实施高效作战指挥的基础是全面可靠的信息保障。航天装备具有高边疆、宽视野、不受国界限制等特点,在战场信息获取与传输方面具有巨大优势。因此,联合作战中航天装备的重点是满足作战指挥需求,为作战指挥提供高效稳定的信息保障。(3)协同运用是航天装备发挥效能的关键。信息化条件下联合作战中航天装备的协同运用包括两个层次:一是航天装备与其它装备(如空中作战装备、海上作战装备、地面作战装备等)需要大力协同,航天装备只有与其它装备保持协同才能有效为其它装备提供信息支援;二是不同航天装备之间(如卫星系统、地面测控系统、应用系统等)需要密切配合,卫星系统在采集信息、传输信息、接收信息等过程中都离不开地面测控系统、应用系统等的支持。此外,多颗多种卫星协同工作能够实现优势互补。伊拉克战争中,美军投入了包括6颗成像侦察卫星在内的90多颗各类军用卫星,另外还租用了IKONOS和QuickRird2颗商用成像卫星,形成了侦察卫星与商用卫星相结合、光学成像与雷达成像相配套的全天候、全天时、宽频谱的综合侦察能力。此外,美军注重将成像侦察卫星和电子侦察卫星、海洋监视卫星、导弹预警卫星及各种保障卫星结合使用,充分发挥它们的优长,并与地面情报应用系统相贯通,形成集侦察监视、信息传输、情报处理、作战使用、打击效果评估于一体的完整的航天侦察体系。2.3评价结果的有效性、可信性不高军事航天的作战性试验投入大、风险高、政治敏感性强,因此关于军事航天的运筹研究成果主要是理论研究和仿真研究。所取得的研究成果没有经过实际检验,可信性不高。同样,虽然目前采用评价方法所考虑的因素越来越全面,评价模型越建越复杂,但如何对评价结果的有效性、可信性进行验证尚没有完善的方法,没有得到足够的重视,得出的评价结果很难获得广泛的认可。这方面的工作还有待加强。为了使军事运筹更好地为军事航天发展服务,亟需对所取得的研究成果进行验证。3决策优化理论和方法学科军事运筹学是应用计算技术研究军事问题的定量分析和决策优化的理论和方法学科。从这个定义出发,针对信息化条件下航天装备建设与运用的需要,提出军事运筹学在理论方法方面的发展方向主要包括以下几个方面:3.1航天装备企业营运中的技术难点和成本管理和分析科学决策的实现需要以客观依据为保障,需要对决策问题进行定性与定量分析。航天装备建设具有难度高、风险大、建设周期长、投资巨大等特点。而且,航天装备运行环境中不可预测因素多。因此,仅凭专家经验很难为航天装备论证提供科学决策依据,需要有可信的运筹分析方法预先进行效能评估研究。信息化条件下联合作战强调体系与体系的对抗,因此在进行航天装备论证时应从体系效能满足军事需求的角度出发。3.2参试单位的确定航天装备的高投入要求在试验过程中确保万无一失。而航天装备试验涉及的参试单位多、参试系统多,是一项复杂大系统。为了保证试验任务的顺利进行,确保试验的高可靠性,需要高效可行的任务规划算法进行航天装备试验的任务规划和资源调度,确定科学的任务组织指挥方案。3.3航天装备试验过程中的不确定性航天装备试验持续时间长、涉及内容多、影响因素复杂。传统评估方法没有考虑多种复杂因素的影响,没有考虑试验环境中的不确定性,难以对航天装备试验进行全过程进行科学评估。对航天装备试验进行科学评估从而为航天装备定型与发展提供决策依据需要针对航天装备试验的特点研究新的试验评估方法或改进现有评估方法。3.4航天装备作战运用方案航天装备资源有限且其作战运用受特定规律约束,因此,为了最大限度发挥航天装备的战斗力需要制定优化的作战运用方案。航天装备作战运用方案主要包括任务规划方案。航天装备任务规划与传统的规划问题有所不同,最明显的不同是卫星是围绕着地球旋转的,当任务可执行时,又增加了一系列的约束。航天装备任务规划是动态的,受多种不确定因素的影响。同时,在信息化条件下联合作战中航天装备的作战运用离不开其他装备的协同与配合。航天装备任务规划需要全面考虑各种影响因素。3.5军事运输需求的主要方法军事航天的特殊性使得作战模拟成为研究空间作战样式与指挥程序、预测未来战争对航天装备需求的主要方法。在这方面,我国军事运筹界已经有了一些可喜的成绩,但离实际需要还有距离,主要问题是模型校验工作欠缺、模型可信度不高。因此,亟需深化空间作战模拟模型的校验方法研究,提高模型的可信性,使通过作战模拟分析得出的结论真正能为决策服务。4需要提出的问题针对军事运筹学在军事航天领域的创新发展,前文提出了需要创新的问题,但如何创新需要我们认真研究和科学试验。下面提出几点措施和展望供参考。4.1创新发展，融合发展空间作战实验室(中心)的建设应紧紧围绕信息化条件下军事运筹学的创新发展。空间作战实验室(中心)是一个新生的事物,是最能体现信息化条件下军事运筹学创新发展的一种组织形式。因此,在空间作战实验室(中心)建设中应自始至终把握对信息化条件下军事运筹学的创新发展。4.2军事越界的运用与军事运算的运用军事运筹学的根本宗旨是为解决军事实际问题服务的。只有将航天装备运筹研究成果应用于军事航天建设与作战运用的实际才能真正体现军事运筹的价值,也才能促进军事运筹学发展。因此,军事航天领域军事运筹所研究的问题应来源于军事航天建设与发展的实际,同时研究的成果也应为军事航天发展服务。4.3军事航天学是军事科技的重要组成部分军事运筹是军事科学中技术层次的学科,是为军事学中其他学科提供技术理论支持或服务的。军事航天学是在空间技术的基础上,关于空间力量建设、发展和空间作战的理论知识体系。军事运筹学科的创新必须体现在对其他学科的服务上,反过来其创新也必须有军事学各学科的参与与支持。推动军事运筹学在航天领域的创新发展应加强军事运筹学与军事航天学的联合研究。4.4注重人才培养,更多地发挥青年的骨军事运筹学是一门交叉性极强的学科,涉及军事、数学、计算机技术、管理学、系统科学等,其创新发展急需大量具有多学科知识的复合型人才。与此同时,还要发挥年轻科研骨干的作用。年轻人具有思维敏捷、接受新事物快,基础好