對抗模擬（對抗模擬）

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研究作戰(zhàn)和對抗過程的仿真實驗，起源于18世紀末普魯士軍隊中的兵棋游戲，后來經(jīng)過改進和完善，發(fā)展成為沙盤演習。19世紀下半葉，世界各國軍隊普遍采用它作為軍官戰(zhàn)術訓練和研究作戰(zhàn)方法的重要手段。模擬作戰(zhàn)指揮的一般方法如下：扮演紅、藍兩方的指揮員及參謀人員在標志有地形、地貌和適當比例尺的沙盤或地（海）圖上，根據(jù)事先給定的任務和情況，設想以及導演仲裁人員的指導，利用各種代表兵力、兵器或軍艦，飛機并涂有顏色的小模型來部置兵力、分析戰(zhàn)況、制定決心計劃，且以適當?shù)耐ㄖ绞秸埵緢蟾婧拖逻_命令、指示等。導演仲裁人員通常同時扮演雙方上級領導及下級部隊，且負責整個模擬過程的時間控制、推演指導、評定每次作戰(zhàn)行動中雙方勝敗和傷亡結(jié)局以及情況通報等。在傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模擬中，一切推理判斷、數(shù)學計算，圖像顯示都是手工或機械輔助的，20世紀50年代以來，則逐步由電子計算機輔助所代替。

1951～1959年美國約翰·霍普金大學的R.E.齊默爾曼等人首次研究成功了“CARMONETTE-I”模型。這是描述營級坦克戰(zhàn)的計算機化對抗模擬。以后，經(jīng)過不斷的擴充、修改，先后建立了2～6版模型。這門技術在一些國家中已經(jīng)發(fā)展成相當規(guī)模，如美國就有戰(zhàn)略的、陸海空軍的、聯(lián)合軍兵種的、后勤的以及電子戰(zhàn)等方面的模型，在70年代后期至少有一百幾十種之多。

對抗模擬主要用于發(fā)現(xiàn)武器系統(tǒng)的缺陷，評價作戰(zhàn)方案，檢驗某些新概念在不同的緊急情況下的可能效果、參量的靈敏度分析，為更高一級的或解析的模型提供數(shù)據(jù)、訓練指揮人員、實兵演習的預演等。按其目的可分為教育訓練的和分析研究的；按其規(guī)?？煞譃閼?zhàn)略的、戰(zhàn)役的和戰(zhàn)術的；按模擬中人機結(jié)合程度可分為有人干預的和無人干預的；按結(jié)局判定方法可分為嚴格的（即由數(shù)學方法計算的）和經(jīng)驗的；按所模擬的行動性質(zhì)可分為確定型的和隨機型的。

無人干預的戰(zhàn)術模擬通?？杀硎鋈缦拢杭僭O甲、乙兩方分別擁有兵力（兵器）類集i∈{1,2,…,I}和j∈{1,2,…,J}。每一兵力在任一時刻的狀態(tài)，由生存狀態(tài)、空間狀態(tài)和行動狀態(tài)組成，其中首要的是生存性，令甲方第i類兵力和乙方第j類兵力的現(xiàn)存數(shù)分別為非負整數(shù)Ui(t)和Vj(t)。其次是由雙方互相跟蹤、開始或停止射擊、搜索和規(guī)避等組成的行動狀態(tài)，甲方記為Ai(t),乙方記為Bj(t)。每一現(xiàn)存兵力還伴隨有一定的空間狀態(tài)，由位置坐標、航速、航向等組成，甲方記為Wi(t)，乙方記為Zj(t)。上述各種狀態(tài)在t=0時初始值都是給定的。模擬從初始狀態(tài)出發(fā)，在包括諸如運動、觀察、火力運用等三種決策規(guī)則集{RM,RS,RF}的控制下按時間向前推演。由于每一方的決策隨時影響著另一方的決策，所以一般采用固定時間步長Δt的推演。每種決策控制一組幾何的、代數(shù)的、概率的、方程的或邏輯的解算，使每一方的現(xiàn)在狀態(tài)轉(zhuǎn)移為新的狀態(tài)。運動規(guī)則RM（包括引導占位、迂回規(guī)避的運動方程、運動誤差等的計算）對空間狀態(tài)Wi或 Zj起作用；觀察規(guī)則RS(包括觀察方式、發(fā)現(xiàn)目標判定、空間狀態(tài)測量等計算) 對行動狀態(tài)Ai或Bj起作用；火力規(guī)則RF（包括目標威脅估計、武器分配、射擊效果判定等計算）對生存狀態(tài)Ui或Vj以及其他有關狀態(tài)起作用。模擬過程可歸結(jié)為如下的遞推公式：

,,

,,

這里α、β及λ、μ分別表示甲、乙兩方在時刻t的對抗狀態(tài)。因受決策規(guī)則集{RM,RS,RF}的作用而引起的單位時間內(nèi)消滅數(shù)和空間狀態(tài)增量。每次模擬到時刻T,如果下列終止條件之一成立，即

①某種現(xiàn)存兵力少于規(guī)定限額，即有某個；或者有某個，其中γi,δj是給定的非負整數(shù)；

②甲方或乙方的所有現(xiàn)存兵力的空間狀態(tài)進入了規(guī)定的終止對抗區(qū)域W壟或Z壣，即對于所有滿足Ui(T)≠0的i,;或?qū)τ谒袧M足Vj(T)≠0的j,；

③模擬時間T超過規(guī)定值T,即T≥T,則模擬推演結(jié)束，且轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理；否則將模擬時刻T增加一時間步長ΔT到新的模擬時刻T再返回上列遞推式算出新狀態(tài)，依此推演直到一終止條件成立為止。由于雙方的武器射擊、發(fā)現(xiàn)目標的結(jié)果以及空間狀態(tài)誤差等因素是隨機的，因此, 各種狀態(tài)Ui、Vj、Wi、Zj和模擬時刻T等皆屬隨機變量，模擬過程屬隨機過程。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計方法和規(guī)定的置信度要求，可合理地確定模擬的總次數(shù)。由于模擬中使用的許多常數(shù)往往是假定的，故模擬所得結(jié)果的解是近似預測性的。

參考書目

R.L.Ackoff, ed.,Progress in Operations Research, John Wiley & Sons, New York, 1961.

P.W.Zehna, at al.,Selected Methods and Maclels in Military Operations Research, U. S.Naval Poslgraduale School, Monterey, California,1972.