刘艳平

（91404部队，河北秦皇岛066000）

假想敌部队被称之为蓝军。在航空兵训练中，为了突出训练的对抗性、实战性，演习中，通常采用己方航空兵映射模拟敌航空兵，模拟映射出的航空兵被视为“蓝军”。模拟出的航空兵“蓝军”与实际的敌航空兵是存在一定差异的。因此，引出航空兵蓝军模拟相似度匹配的问题。在己方航空兵模拟敌航空兵时，是否具备模拟映射条件？具备模拟条件后，相似度又几何？相似度如何计算？这些问题在航空兵训练中的蓝军模拟映射中应予以正视。不考虑这些问题，由己方航空兵模拟出来的蓝军缺乏真实性和说服力，红蓝对抗性演习也就缺乏支撑，不具备科学性和实战性。

本研究基于实装战术技术指标（简称战技指标）特征提出蓝军模拟方法、构建相似度评价体系、搭建相似度模型和给出计算方法，从而可计算单系统、单平台蓝军模拟过程中两型装备的相似度，解决己方装备与原型装备（敌军装备）“像不像”的问题，为红蓝对抗演习蓝军装备模拟提供参考依据。

1 蓝军模拟方法

蓝军模拟方法主要是基于隔离思想的，将蓝军装备分解成若干个战技指标特征，分别进行模拟映射，从而达到蓝军模拟的目的。

1.1 研究现状分析

要模拟映射出相似度较高的蓝军就必须熟悉蓝军。蓝军主要包括蓝军战术和蓝军装备2个层面。蓝军战术主要是蓝军作战原则、战术思想、战法理论等；蓝军装备方面主要是作战飞机、航空兵器、电子设备等。蓝军战术是一些规律性东西，看不见，摸不着，但可以从蓝军的作战案例、战术训练以及情报信息等中总结归纳出来。目前，国内对此研究的较多[1-7]，对蓝军的战术思想摸得较为透彻，但如何模拟映射以及相似度计算等仍需要深入研究；对蓝军装备研究的也较多[8-11]，有些单位甚至开始研制生产蓝军装备，无论是研制生产的蓝军装备，还是通过己方装备模拟映射出的蓝军装备，这都需要考虑相似度问题。目前从训练效果评估方面考虑逼真度的较多[12-17]，但从装备平台角度方面考虑相似度的少。

在蓝军构建中，通过仿制、研发等手段生产出蓝军装备，这种蓝军装备通常是按照蓝军装备的具体参数进行设置开发的，相似度较高。由于生产研制蓝军装备的成本高、周期长以及对蓝军装备的具体信息掌握程度要求较高，使得蓝军装备研制受到了极大的限制。在日常训练中，常用办法是利用装备性能旗鼓相当的己方装备模拟映射蓝军，这种办法一定程度上能解决蓝军装备短缺、其他方法不能满足实战对抗训练需要的问题，但在相似度上存在较大差异。这种差异有的可以通过一定方法解决，有的是现有条件无法补齐的。在模拟映射蓝军时，需要解决的就是相似度计算问题，相似度的大小决定了蓝军模拟成功与否。

当前的演习中，常采用等效模拟的方法，利用己方的装备映射模拟敌军装备。在航空兵实装方面，等效模拟就是同类型装备模拟，基本采用的机型对机型的原则，己方预警机模拟敌预警机、己方战斗机模拟敌战斗机等。该办法的缺点是没有建立计算两者之间相似度的模型，也没有计算相似度方法，从而没有解决两型装备“像不像”的根本性问题。因而，在航空兵实装映射中采用等效模拟的方法是缺乏科学依据的，虽然能够满足“红蓝对抗”的基本需要，但是扮演的“蓝军”与真实蓝军像不像的问题没有根本性解决。

1.2 基于特征映射的模拟方法

航空兵装备主要指作战飞机、武器装备、机载吊舱等，根据作战任务需要，可能需要模拟映射某一装备，也可能只需要模拟映射该装备上的某一项功能或特征。对此，采用隔离思想，将需要模拟映射的蓝军装备所具备的功能拆解成若干战技指标特征，针对每一项战技指标特征分别模拟映射，或者采取一对多的方法映射，具体模拟映射方法如下。

用于映射模拟蓝军的己方装备被称之为构设装备。如图1所示，构设装备作为输入端，通过模拟原型装备的相似度匹配，系统的输出端为蓝军装备。在蓝军装备模拟映射中，首先要选准模拟映射对象（原型装备），深入研究分析，运用隔离思想，将其作战性能分解成n个单元，例如战技指标特征b1、b2、…、bn；其次，选取可模拟的己方装备作为构设装备，被选取的装备应当与原型装备或者原型装备的某一战技指标特征性能基本相当。构设装备战技指标特征a1模拟原型装备战技指标特征b1，相似度δ1；构设装备战技指标特征a2模拟原型装备战技指标特征b2，相似度δ2；以此类推，构设装备战技指标特征an模拟原型装备战技指标特征bn，相似度δn。系统的相似度匹配过程中，计算出系统的整体相似度δ，通过对相似度的大小判断构设装备是否具备模拟原型装备的条件，是否能够成为真正的蓝军装备。

图1 基于隔离思想的蓝军装备模拟映射示意图Fig.1 Ketch map of blue army equipment simulation based on isolation thought

2 构建相似度评价体系

相似度评价体系基于平台下各系统战技指标之上，平台不一样，平台下的二级子系统也不一样，因而在构建相似度评价体系中不具体到每一项分系统，也不具体每一项战技指标，见图2，采用模糊化处理。

图2 相似度评价体系示意图Fig.2 Similarity evaluation system

在装备平台下，通常有若干个二级子系统，二级子系统下通常还有若干三级子系统，而作战平台的使命任务决定了各子系统的重要性不一样，因而可对子系统按关键、重要、一般进行区分。对于战技指标特征，按照在作战效能发挥或基于受体的体验感中的作用，可分为关键、重要、一般战技指标特征。

在构建相似度评价体系中，需要对装备平台分系统、战技指标等分层次分步构建，关键子系统或战技指标在蓝军模拟过程中优先考虑，相似度计算时重点考虑；重要子系统或战技指标则需要根据作战任务要求在蓝军模拟中进行体现，相似度计算时适当考虑；一般子系统或战技指标在蓝军模拟过程中视情况而定，相似度计算时选择性考虑。

在相似度计算时，注重对应关系，比如己方载机性能对敌方载机性能，己方预警雷达对敌方预警雷达，己方挂载武器对敌方挂载武器。在系统中，最底层为战技指标，考虑其相似度时，也应遵循对应关系。

3 相似度模型

3.1 单特征相似度模型

设A为构设装备，B为原型装备，二者为模拟和被模拟的关系。根据相似度原理可以建立如下相似度模型。

1）精确值相似度模型。A与B装备性能相似度第i个特征所对应的装备性能参数值分别为ai、bi，则相似度模型为：

这类模型可以计算两军作战飞机的实用升限、上升性能等特征的相似度。

2）区间值相似度模型。A与B装备性能相似度第i个特征所对应的装备性能参数取值范围分别为[ai，bi]和[a′i，b′i]，则相似度模型为：

式中，L为区间的长度。

这类模型可用于计算两军作战飞机的M数、机载雷达天线扫描范围等特征的相似度。

3）枚举值相似度模型。A与B装备性能相似度第i个特征所对应的装备性能参数取值范围分别为A[ai1,ai2,…,ain]，B[bi1,bi2,…,bij]，则相似度模型为：

式中，N为装备性能参数值的个数。

这类模型可用于计算两军作战飞机机载雷达扫描宽度选择中的俯仰、方位等特征的相似度。

4）是非值相似度模型。A与B装备性能相似度第i个特征取值属性分别为A′i、B′i，则相似度模型为：

这类模型可用于计算两军作战飞机是否有空中加油等参数的相似度。

3.2 系统级相似度模型

系统级相似度就是指构设装备模拟映射的蓝军装备与敌实际的装备（原型装备）之间的相似度。通过单特征相似度模型可以计算出N个特征的相似度，由于N个特征的相似度与系统的关联性，建立系统的相似度模型为：

系统级相似度模型依据饼图原理建立的。系统级相似度不是多个单特征相似度的线性叠加，而是引入了权重变量，从而使得相似度的精度更高。

4 权重确定方法

敌军装备作战性能涉及到多个方面，根据这些性能分解成了n个战技指标特征，b1、b2、…、bn，例如在模拟映射蓝军的歼击机时，可以将其分解为实用升限、飞行速度、盘旋性能、水平加速度、上升性能、最大作战半径等多个战技指标特征。根据作战任务的不一样，每一项特征在整个作战系统中的重要性是不一样的，从而其所占的权重也就不一样。权重的计算可以通过一致性排序方法确定。

4.1 一致性排序原理

同一上级系统中任意2个子系统Ci,Ck∈C（C为该上级系统所属的下一级子系统集合）关于模糊概念“重要性”做两两比较，规定：①若Ci比Ck重要，则aik=1，aki=0；②若Ci与Ck同样重要，则aik=aki=0.5；③若Ck比Ci重要，则aik=0，aki=1。这里aik用于评价系统C关于重要性的定性排序，称为定性排序标度[18]。于是构成二元定性排序度矩阵：

这里，aik仅在0，0.5与1中取值且满足：

a为二元对比定性排序一致性标度矩阵的充分必要条件是：

a的各行元素值之和Si由大到小排列可确定出属性集C关于重要性的一致性排序。

4.2 一致性排序方法

邀请专家X1,X2,…,XQ对系统集C={C1,C2,…,Cm}

将a中的各行元素值之和记为：的同一上级系统下任意2个同层子系统进行两两评价，按照一致性排序原理分别给出各自的二元对比定性排序一致性标度矩阵Ek(k=1,2,…,Q)，假定专家对排序的重要性相同，从而可以确定各专家Xk(k=1,2,…,Q)对目标集C的一致性排序。设φk(Ci)表示专家Xk(k=1,2,…,Q)对目标集C的一致性排序中位于目标Ci后的目标数目。记：

则分系统C（ii=1,2,…,m）的对上一层系统的权重为：

5 用例分析

以日本F-4EJKAI战斗机和中国台湾F-5F“虎II”战斗机为例，用中国台湾F-5F“虎II”战斗机映射模拟日本F-4EJKAI战斗机，计算两者之间的相似度。主要考察载机性能、主要武器、机载雷达、机载通信、敌我识别器5个二级子系统，最大飞行速度、作战半径、转战航程等15个三级战技指标特征（或子系统）以及若干个四级战技指标特征。根据相似度评价体系的划分，主要武器、机载雷达为关键子系统，敌我识别器为重要子系统，载机性能和机载通信为一般子系统。机载雷达的作用距离、主要武器的射程等为关键战技指标，主要武器的最大速度、载机的最大飞行速度等为重要战技指标，机载雷达、敌我识别器的工作频率等为一般战技指标。

表1、2分别为计算近距空空弹和机载雷达作用距离三级子系统相似度，计算结果分别用于和服务于主要武器和机载雷达2个二级系统相似度的计算。

表3为系统计算日本F-4EJKAI和中国台湾F-5F“虎II”两型战斗机的二级系统的相似度，邀请5位专家对载机性能、主要武器、机载雷达、机载通信、敌我识别器5个二级子系统的重要性进行两两比较，按照一致性排序的方法，确定其权重，如表4所示。

表1 两型战斗机近距空空弹相似度计算表Tab.1 Similarity calculation table for short range air to air missile of two type fighter

表2 两型战斗机机载雷达作用距离相似度计算表Tab.2 Similarity calculation table for range of airborne radar of two type fighter

表3 F-4EJKAI与F-5F“虎II”战斗机二级子系统相似度计算表Tab.3 Similarity calculation table for two level subsystem of two type fighter

表4 F-4EJKAI与F-5F“虎II”战斗机相似度计算表Tab.4 Similarity calculation table of two type fighter

本文中是从平台角度上考虑两型飞机的相似度，而不是根据作战任务角度，因而在权重确定上没有偏向性。根据系统级相似度模型，可计算出两型号战斗机的相似度。根据系统级相似度模型式（5）可计算出日本F-4EJKAI与中国台湾F-5F“虎II”战斗机相似度δ=72.0%。该计算是基于载机性能、主要武器、机载雷达、机载通信、敌我识别器5个二级子系统，以及若干个3级子系统（或战技指标特征）和若干4级战技指标特征，没有全部考虑两型飞机的战技指标特征，加之权重的确定中人为因素影响，因而F-4EJKAI和F-5F“虎II”两型战斗机的实际相似度应小于计算值。但在对抗演习任务中，映射模拟蓝军装备时，只需要考察其主要战技指标，这涉及不同任务时实装映射模拟战技指标优化问题，也就是说不同任务中，各项战技指标在系统中所占权重不一样，权重小的战技指标可以忽略不计。在系统相似度式（5）中，权重小的可以近似为0，这样可以突出重要战技指标，简化训练问题。因此，虽然相似度的计算值高于实际值，但仍可以作为判定两型机是否相似的依据，对蓝军装备映射模拟具有重要的指导意义。

6 结束语

在使用己方航空兵装备模拟映射假想敌的装备时，首先考虑的是相似度。本文提出了模拟映射敌航空兵蓝军的方法，建立了相似度评价体系，设置了两级相似度模型，确定了单指标特征在系统中的权重，从而求得精度较高的系统相似度，解决了蓝军模拟过程中“像不像”的问题，为航空兵装备是否能模拟映射蓝军找到了依据，并为构建蓝军的思路奠定了基础。