基于仿真试验的防化保障行动能力评估*

2021-03-24左钦文田旭光孙茂盛黄李洲韩维涛

火力与指挥控制 2021年2期

左钦文，田旭光，孙茂盛，黄李洲，韩维涛，仲妍

（军事科学院防化研究院，北京 102205）

0 引言

当前，由大国竞争及地区利益冲突导致的传统核生化威胁依然存在。以核生化恐怖活动、核生化灾害、核生化事故、核生化设施遭袭等为代表的非传统核生化威胁，呈现日益加剧的趋势［1］。为应对未来可能的核生化威胁，减少人员伤亡、消除污染后果、尽快恢复战斗力，必须加强装备技术及作战理论研究。

仿真是继理论研究和科学实验后，人类认识世界的第三种范式，作战仿真公认为是和平时期装备体系论证、战法研究、效能评估的有效手段。通过对战场环境、作战实体、作战行为进行建模仿真，不仅为作战人员提供了一种体验战争的途径，也为研究战争、分析战争搭建了平台。

使用仿真推演手段对作战行动过程进行定量研究，目前有类似工作。文献［2-4］并未具体针对特定的作战背景及模型进行研究。文献［5-7］提出了陆军体系作战仿真试验的基本框架及要素，但并未涉及防化相关内容。文献［8-9］未深入研究模型及体系构建方法。目前还未见从作战整体行动角度，通过仿真手段定量分析防化保障整体行动效能方面的研究。

本文以典型条件下防护作战保障行动为背景，利用某仿真平台建立关键作战实体、战场化学环境的仿真模型。基于一定作战规则和指挥流程，开展了仿真实验。通过对仿真结果数据统计分析，分析作战保障行动中的关键指标和敏感因素，为针对性提高作战保障能力提供参考。

1 总体研究思路

作战仿真实验实施过程如图1 所示，主要包括5 部分［9］：1）仿真实验设计。包括仿真需求分析、指标体系设计、想定设计和实验方案设计；2）仿真实验准备。包括作战实体和环境仿真模型的设计与开发，作战想定的设计与开发；3）仿真实验运行。依据作战想定，调用各类仿真模型、军事规则和基础数据，对行动全过程进行仿真，收集试验产生的数据，并在态势图中显示仿真过程；4）仿真结果分析。根据仿真目的，对实验产生数据进行统计分析，得到所需的定量结论；5）仿真结果应用。分析结论可供装备研制部门进行装备需求论证和关键指标确定以提高装备实战化水平，可供指挥决策部门进行分析以优化作战理论。

图1 作战仿真试验实施过程图

2 仿真试验设计

2.1 防化作战保障行动想定设计

本文以简化的典型保障行动［10-11］为例开展研究。防化保障行动主要由预警探测、防护、侦察和洗消等组成。同时，指挥信息系统负责收集各类探测和侦察信息、发布警报信息、生成保障方案，下发至专业分队实施保障行动。主要想定流程为：1）在部署地域上风方向发生化学袭击事件，化学监测哨发现后，立即向指挥所发布NBC-1 报告。NBC-1 报告是初步观察报告，包括发现者的位置、观测的开始时间、所发现的概率袭击位置等；2）指挥所综合来自不同渠道（传感器、友邻部队等各渠道）NBC-1 报告后，分析形成NBC-2 报告。如需要，根据NBC-2报告并结合气象、地形、人员分布信息，形成NBC-3报告。并将NBC-2 和NBC-3 报告分发至化学侦察车和可能受到危害的作战单元；3）当收到NBC-2、NBC-3 报告时，化学侦察车开赴染毒区域，执行化学侦察。完成侦察后，化学侦察车使用NBC-4 报告向指挥所报告侦察结果；4）指挥所分析侦察情况后制定去污洗消方案，并下达命令至洗消分队；5）洗消分队开赴污染地区执行洗消任务；6）洗消分队完成任务，上报指挥所，防化作战保障行动结束。

2.2 关键作战行动实体仿真模型设计

依据作战想定，将关键作战行动实体简化为6类模型［11-12］：化学毒剂模型、化学预警车模型、化学侦察车模型、指挥所模型、洗消车模型、作战单元模型。仿真开始后，化学毒剂模型根据设定的气象条件向作战单元模型移动。到达作战单元所在位置后，对作战单元造成伤害，造成其作战能力下降。当洗消命令下达后，洗消车到达作战单元所在位置实施洗消作业，当达到洗消时间后，化学毒剂浓度下降为0，洗消任务完成。原子模型之间的信息交互关系如图2 所示。

图2 原子模型信息交互关系图

2.2.1 化学毒剂模型

化学毒剂模型主要属性为位置、浓度。根据初始设置的化学事件发生位置和初始浓度值，在一定气象条件下（风速、风向）向作战单元移动。当化学毒剂移动至作战单元后，根据作战单元的防护等级，按照经验模型引起作战单元的作战能力的下降。

2.2.2 化学预警车模型

化学预警车模型主要属性为：部署位置、预警距离。化学毒剂飘移过程中，当与化学预警车的距离达到预警距离时，化学预警车立即向面临威胁的作战单位发送“警告”信息，同时向指挥所发布NBC-1 警报。

2.2.3 化学侦察车模型

化学侦察车模型主要属性为：位置、侦察时间。化学侦察车接收指挥车下达的侦察命令后，在指定的侦察时间内完成侦察行动并生成NBC-4 向指挥所报告。

2.2.4 指挥所模型

指挥车模型的主要属性为：警报生成时间、侦察命令生成时间、洗消命令生成时间。指挥车模型负责接收化学预警车的NBC-1 警报，分析向化学侦察车下达侦察命令，接收化学侦察车的NBC-4 侦察结果，分析后向洗消车下达洗消命令。

2.2.5 洗消车模型

洗消车模型主要属性为：洗消所需时间。洗消车模型接收指挥车模型的洗消命令，当洗消时间到达后，作战单元的化学毒剂浓度降为0。

2.2.6 作战单元模型

作战单元模型主要属性为：位置、防护所需时间、防护状态、作战能力。当作战单元接收到来自指挥车的报警信息后，将防护等级转换为2 级。当毒剂到达作战单位所在位置之前，将防护等级转换为4 级。未实施4 级防护等级前，作战能力下降主要由化学毒剂危害造成；实施全身防护后，作战能力下降主要由热效应造成。两类作战能力变化依据经验模型确定。

2.3 参数设置和性能度量

仿真参数包括静态参数和动态参数。静态参数为仿真过程中保持不变的输入参数，由于化学毒剂模型受气象影响，将气温、风速、风向和毒剂初始浓度作为静态参数。动态参数是仿真设计中动态输入的参数。通过分析想定中关键影响要素并进行简化，确立了6 个控制因素：1）探测范围：为化学预警车的属性。代表化学监测车的最大探测距离；2）防护等级转换时间：为作战单元的属性，代表了作战单元的训练水平；3）NBC 报告编制时间：防化侦察车、指挥所生成NBC 报告，指挥所拟制侦察、洗消命令所需的时间。反映了指挥车、侦察车的信息处理能力和指挥决策自动化水平。假设以上时间均相同；4）报告传递时间：报告（命令）传递至其他单位所需的时间。该指标反映了信息化水平与通信保障能力；5）化学侦察时间：化学侦察车完成侦察行动，标识污染范围，并形成NBC 报告所需的时间。该指标与化学侦察车的作业能力、人员训练水平、侦察路线的规划及侦察车数量等相关；6）洗消时间：洗消车完成洗消任务所需的时间。该指标与洗消车的作业能力、车辆数量等相关。

为了度量防化保障行动效果，选取了作战单元的“作战能力”指标。当完成防化保障行动后，通过比较作战单元所剩的作战能力来度量保障行动效果。