對(duì)抗模擬（對(duì)抗模擬）

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研究作戰(zhàn)和對(duì)抗過(guò)程的仿真實(shí)驗(yàn)，起源于18世紀(jì)末普魯士軍隊(duì)中的兵棋游戲，后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)和完善，發(fā)展成為沙盤演習(xí)。19世紀(jì)下半葉，世界各國(guó)軍隊(duì)普遍采用它作為軍官戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)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(lán)兩方的指揮員及參謀人員在標(biāo)志有地形、地貌和適當(dāng)比例尺的沙盤或地（海）圖上，根據(jù)事先給定的任務(wù)和情況，設(shè)想以及導(dǎo)演仲裁人員的指導(dǎo)，利用各種代表兵力、兵器或軍艦，飛機(jī)并涂有顏色的小模型來(lái)部置兵力、分析戰(zhàn)況、制定決心計(jì)劃，且以適當(dāng)?shù)耐ㄖ绞秸?qǐng)示報(bào)告和下達(dá)命令、指示等。導(dǎo)演仲裁人員通常同時(shí)扮演雙方上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及下級(jí)部隊(duì)，且負(fù)責(zé)整個(gè)模擬過(guò)程的時(shí)間控制、推演指導(dǎo)、評(píng)定每次作戰(zhàn)行動(dòng)中雙方勝敗和傷亡結(jié)局以及情況通報(bào)等。在傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模擬中，一切推理判斷、數(shù)學(xué)計(jì)算，圖像顯示都是手工或機(jī)械輔助的，20世紀(jì)50年代以來(lái)，則逐步由電子計(jì)算機(jī)輔助所代替。

1951～1959年美國(guó)約翰·霍普金大學(xué)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(yíng)級(jí)坦克戰(zhàn)的計(jì)算機(jī)化對(duì)抗模擬。以后，經(jīng)過(guò)不斷的擴(kuò)充、修改，先后建立了2～6版模型。這門技術(shù)在一些國(guó)家中已經(jīng)發(fā)展成相當(dāng)規(guī)模，如美國(guó)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(duì)抗模擬主要用于發(fā)現(xiàn)武器系統(tǒng)的缺陷，評(píng)價(jià)作戰(zhàn)方案，檢驗(yàn)?zāi)承┬赂拍钤诓煌木o急情況下的可能效果、參量的靈敏度分析，為更高一級(jí)的或解析的模型提供數(shù)據(jù)、訓(xùn)練指揮人員、實(shí)兵演習(xí)的預(yù)演等。按其目的可分為教育訓(xùn)練的和分析研究的；按其規(guī)模可分為戰(zhàn)略的、戰(zhàn)役的和戰(zhàn)術(shù)的；按模擬中人機(jī)結(jié)合程度可分為有人干預(yù)的和無(wú)人干預(yù)的；按結(jié)局判定方法可分為嚴(yán)格的（即由數(shù)學(xué)方法計(jì)算的）和經(jīng)驗(yàn)的；按所模擬的行動(dòng)性質(zhì)可分為確定型的和隨機(jī)型的。

無(wú)人干預(yù)的戰(zhàn)術(shù)模擬通?？杀硎鋈缦拢杭僭O(shè)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(shí)刻的狀態(tài)，由生存狀態(tài)、空間狀態(tài)和行動(dòng)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(fù)整數(shù)Ui(t)和Vj(t)。其次是由雙方互相跟蹤、開(kāi)始或停止射擊、搜索和規(guī)避等組成的行動(dòng)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(biāo)、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(shí)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(yùn)動(dòng)、觀察、火力運(yùn)用等三種決策規(guī)則集{RM,RS,RF}的控制下按時(shí)間向前推演。由于每一方的決策隨時(shí)影響著另一方的決策，所以一般采用固定時(shí)間步長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)規(guī)則RM（包括引導(dǎo)占位、迂回規(guī)避的運(yùn)動(dòng)方程、運(yùn)動(dòng)誤差等的計(jì)算）對(duì)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(biāo)判定、空間狀態(tài)測(cè)量等計(jì)算) 對(duì)行動(dòng)狀態(tài)Ai或Bj起作用；火力規(guī)則RF（包括目標(biāo)威脅估計(jì)、武器分配、射擊效果判定等計(jì)算）對(duì)生存狀態(tài)Ui或Vj以及其他有關(guān)狀態(tài)起作用。模擬過(guò)程可歸結(jié)為如下的遞推公式：

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這里α、β及λ、μ分別表示甲、乙兩方在時(shí)刻t的對(duì)抗?fàn)顟B(tài)。因受決策規(guī)則集{RM,RS,RF}的作用而引起的單位時(shí)間內(nèi)消滅數(shù)和空間狀態(tài)增量。每次模擬到時(shí)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(gè)；或者有某個(gè)，其中γi,δj是給定的非負(fù)整數(shù)；

②甲方或乙方的所有現(xiàn)存兵力的空間狀態(tài)進(jìn)入了規(guī)定的終止對(duì)抗區(qū)域W壟或Z壣，即對(duì)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(shí)間T超過(guò)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(shí)刻T增加一時(shí)間步長(zhǎng)ΔT到新的模擬時(shí)刻T再返回上列遞推式算出新?tīng)顟B(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(biāo)的結(jié)果以及空間狀態(tài)誤差等因素是隨機(jī)的，因此, 各種狀態(tài)Ui、Vj、Wi、Zj和模擬時(shí)刻T等皆屬隨機(jī)變量，模擬過(guò)程屬隨機(jī)過(guò)程。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)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(yù)測(cè)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.