面向軍事行動的后勤保障系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

周慶忠　段志遠　沙曉江

摘 要： 為了解決傳統(tǒng)系統(tǒng)忽略后勤保障與軍事行動間交互作用的局限性，從后勤保障對軍事行動的感知與響應視角，對面向軍事行動的后勤保障系統(tǒng)進行研究。在分析系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建響應靈敏和柔韌健壯的系統(tǒng)架構(gòu)，給出系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)，動態(tài)捕捉后勤保障對軍事行動的協(xié)同效應。該系統(tǒng)的研究可為后勤保障提供決策信息，對于提高后勤保障力度具有重要作用。

關(guān)鍵詞： 后勤保障； 軍事行動； 感知； 響應； 信息

中圖分類號：TP399 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）06-20-03

Abstract： In order to break the limitations that the traditional system ignores the interaction between logistics support and military operations， from the perspective of sense and response of logistics support to military operations， the military action oriented logistics support system is researched. Based on the analysis of the system requirements， to build a system architecture which is response agility， flexibility and robust， the key technology is given， so that the synergies between logistics support and military operations are dynamically captured. Research of the system can provide decision-making information for logistical support. It plays an important role in improving the logistics support efforts.

Key words： logistics support； military operation； sense； respond； information

0 引言

面對來自全球、地區(qū)區(qū)域或局部層面上的新興非對稱威脅，部隊在執(zhí)行軍事行動中，需要跨軍兵種和軍民融合的強有力后勤保障，在分布式和自適應多維非線性軍事行動環(huán)境中，動態(tài)地適應不確定的后勤保障需求。軍事行動的成功，離不開后勤保障對軍事行動的敏捷感知與快速響應。以往，后勤保障被層次地和線性地組織，不能適應動態(tài)軍事行動場景。因后勤保障場景的非線性性質(zhì)和難以捉摸的因果關(guān)系，如何動態(tài)捕捉后勤保障對軍事行動的協(xié)同效應，成為后勤保障領(lǐng)域研究難點之一。傳統(tǒng)的后勤保障系統(tǒng)，側(cè)重于解決局部某一保障域問題，沒有充分地將后勤保障與軍事行動兩者作為一個交互集成體來考慮，所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)存在一定局限性[1]。

本文從關(guān)注后勤保障對軍事行動的感知與響應視角進行研究，構(gòu)建面向軍事行動的后勤保障系統(tǒng)架構(gòu)，嵌入自動化流程，促進數(shù)據(jù)組織、訪問與信息檢索，應用知識工程理論和先進技術(shù)與方法，使各級后勤人員對軍事行動環(huán)境具有強洞察力，提供科學量化的后勤保障決策依據(jù)。

1 系統(tǒng)需求分析

1.1 研究后勤保障單元的集成問題

面向軍事行動的后勤保障，從規(guī)劃到任務執(zhí)行，涉及眾多保障單元，各自具備特定的保障能力。根據(jù)軍事行動作戰(zhàn)決心、整體原則、行動方針、后勤保障規(guī)則及其任務配置，將各保障單元的能力集成為一體，綜合考慮，同時融入保障單元位置和移動、后勤物資資源和地理場景等因素來進行仿真。

1.2 研究基于網(wǎng)絡信息的后勤保障問題

基于網(wǎng)絡信息的后勤保障成效取決于高度自適應、自同步以及動態(tài)響應過程，這將從三方面改革動態(tài)環(huán)境的后勤保障：一是在網(wǎng)絡化分布式后勤保障運作中增強指揮和響應速度；二是以后勤保障任務、使命和效能為中心，而不是以后勤供應優(yōu)化為中心來聚集保障力量；三是全方位關(guān)注面向軍事行動目標的快速響應后勤保障。

1.3 研究后勤保障行動計劃生成問題

后勤保障行動與多項行動計劃和行動次序相關(guān)聯(lián)。根據(jù)后勤保障組織配備準則和后勤裝備使用規(guī)范，創(chuàng)建后勤保障單元，將它們映射到執(zhí)行軍事行動后勤保障任務的組織架構(gòu)中。將后勤保障任務分解多階段有序的子任務，向各保障單元派發(fā)子任務，并配置所預設的任務參數(shù)集。為了縮小后勤保障信息范圍，對常用軍事行動后勤物資（如生存用品、通用耗材、燃料、施工材料、車輛、發(fā)電機等裝備、醫(yī)療材料、維修備件等）進行分類建檔，建立相應數(shù)據(jù)庫。

1.4 研究災難性事件應急后勤保障問題

災難性事件被特征化為不對稱威脅，以局部地域武裝沖突、恐怖活動為首要威脅。由于涉及定義威脅環(huán)境的變量之間關(guān)系，可利用的數(shù)據(jù)集多而復雜，非對稱威脅域中可借鑒實例很少，且涵蓋隨機變化的事件，致使這些威脅的早期發(fā)現(xiàn)極為困難，災難性事件預報或預測問題難于解決，對于支持這類軍事行動的應急后勤保障建模難度較大。為此，應用人工智能理論，采用類比假設來仿真與建模，通過數(shù)據(jù)采集、信息融合與智能分析，提高檢測潛在恐怖威脅的水平，從而提高應急后勤保障需求預測精確度。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

感知和響應后勤保障以其跨組織、跨服務的能力，提供后勤保障資源和能力的“終端至終端”、“行動效應節(jié)點到保障源”網(wǎng)絡。在這個網(wǎng)絡中的每個實體，無論是軍隊、政府或商業(yè)部門，被認為既是潛在的后勤資源消耗者，也是后勤保障資源提供者。采用響應靈敏、健壯柔韌的后勤保障系統(tǒng)架構(gòu)，支持各種軍事行動。將Agent技術(shù)、網(wǎng)絡信息技術(shù)、基于案例的推理（Case based reasoning， CBR）技術(shù)、知識管理、數(shù)據(jù)挖掘、模式識別、機器學習和其他知識決策支持工具應用到后勤保障戰(zhàn)略環(huán)境，從而產(chǎn)生分布式半自治的后勤保障能力聯(lián)盟，通過協(xié)作聯(lián)勤保障，產(chǎn)生強有力的保障效應。面向軍事行動的后勤保障系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，由指揮與控制中心、虛擬后勤保障網(wǎng)絡、分布式行動虛擬場景等組成。

指揮與控制中心是實現(xiàn)感知和響應后勤保障的關(guān)鍵，通過發(fā)送所過濾的后勤資源需求信號給后勤保障網(wǎng)絡，實時地處理基于標準的后勤保障信息，控制從后勤保障網(wǎng)絡發(fā)送到需求網(wǎng)絡的信息。隨著時間的推移，這些信息（例如，后勤保障經(jīng)驗教訓，循環(huán)反饋的經(jīng)驗數(shù)據(jù)等）將有助于后勤保障策略的調(diào)整，以便滿足動態(tài)變化的環(huán)境。實時信息流將連接到具有后勤資源和保障流程可見性的全局保障網(wǎng)絡、全局預測需求網(wǎng)絡，以支持基于效應的軍事行動，提供不間斷的自適應后勤保障能力。

虛擬后勤保障網(wǎng)絡，包括物資采購供應與調(diào)運網(wǎng)絡、后勤裝備維修網(wǎng)絡、后勤保障訓練與評估網(wǎng)絡等。其內(nèi)含有眾多儲存如歷史信息、經(jīng)驗教訓、或從過去經(jīng)驗所獲得知識的后勤保障信息庫。通過聯(lián)網(wǎng)，各級決策者可獲取這些定量或定性的后勤保障信息，用來指導未來后勤保障決策。

軍事行動與后勤保障虛擬場景是感知和響應后勤保障效能的具體呈現(xiàn)。采用基于Agent的建模技術(shù)將傳統(tǒng)軍事行動建模與后勤保障建模方法集成為一體，并行地對軍事聯(lián)合行動及其后勤保障活動進行建模，將其仿真為一系列離散事件，這些離散事件由后勤保障資源屬性和產(chǎn)生環(huán)境模型的特征所構(gòu)建。借助Agent與其周圍環(huán)境之間的交互作用產(chǎn)生宏觀行為，將使得物資消耗與分配得到充分實現(xiàn)。

所創(chuàng)建的開源架構(gòu)允許創(chuàng)建軍事行動及后勤保障力量部署、保障資源調(diào)配、應急后勤物資保障等多個場景，設置所表示的場景參數(shù)。具有對架構(gòu)本身的修改與調(diào)整功能，以滿足所給定后勤保障需求。采用人機交互界面與接口，使仿真架構(gòu)的使用限制最小化，便于各級后勤人員能自治地響應軍事聯(lián)合行動態(tài)勢變化來定制對應的后勤保障方案。所創(chuàng)建的總Agent決策引擎，實現(xiàn)局部和高水平的軍事后勤保障決策自動化。

該架構(gòu)在整個軍事行動空間，通過所增強的遠程數(shù)據(jù)通信、便攜式衛(wèi)星通信終端和集成自動識別技術(shù)，提供非視距的視線連接[2]。將軍事行動場景與后勤保障網(wǎng)絡整合，融入系統(tǒng)平臺，啟用多式聯(lián)運物資平臺，完善戰(zhàn)略布局過程。為減少后勤保障預測和規(guī)劃中的不確定性，針對保障單元集成、保障網(wǎng)絡信息化、保障行動計劃生成、應急后勤保障、半自治自適應分布式行動等問題域，創(chuàng)建相應后勤保障模型和創(chuàng)新技術(shù)。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)

3.1 基于Agent的建模技術(shù)

研究簡化元規(guī)則如何產(chǎn)生在實際軍事聯(lián)合行動態(tài)勢中所觀察到的復雜模式，建立用于單個后勤裝備如何對其目前態(tài)勢響應的簡單元規(guī)則，包括當前位置、周邊環(huán)境、保障目標、將導致的復雜突發(fā)行為，為在仿真中所存在的每個Agent創(chuàng)建個性。管理與控制由Agent來生成預期行為的模型，涉及包括地理環(huán)境、運輸路線、物資收發(fā)場所、物資儲存?zhèn)}庫等仿真。

研究軍事行動和后勤保障實際場景仿真工具，增添功能到Agent行為，調(diào)整其對行動場景和保障任務能力，解決后勤保障要求，如大規(guī)模后勤保障能力配置、大量行動場景動態(tài)分析、對未來后勤保障資源、后勤裝備性能的預測。對于動態(tài)變化和難于定義的軍事行動態(tài)勢，根據(jù)Agent或較復雜行為進行后勤保障決策。提供靈活的Agent集成框架，對具體需求進行交互式修改。該框架的敏捷性，不會因融入后勤保障活動細節(jié)而被削弱。該框架允許給定具體場景參數(shù)，一旦這些參數(shù)被創(chuàng)建，為了避免創(chuàng)建場景的時間過長，用于Agent的信息只在受限制的數(shù)據(jù)庫中提供。

3.2 網(wǎng)絡信息技術(shù)

基于網(wǎng)絡信息的后勤保障系統(tǒng)具有網(wǎng)絡化、智能化、環(huán)境管理、速度或耐力、風險承受能力和持久力。其關(guān)鍵因素是后勤基礎(chǔ)設施和架構(gòu)結(jié)構(gòu)，可面對動態(tài)后勤保障需求而運作。架構(gòu)連接關(guān)鍵保障物流節(jié)點，例如物資倉庫、補給點和配送中心等，將各級后勤人員所必需的信息相連接。利用網(wǎng)絡信息漸進改善后勤保障力量，確保軍事行動與后勤保障交叉能見度，預測軍事行動需求，以協(xié)作方式實施快速后勤保障，解決諸多問題，例如：由戰(zhàn)略性后勤保障部署、日常大規(guī)模儲備、供應指標、歷史數(shù)據(jù)匯總等所形成的指標來確定庫存規(guī)模和組成[3-4]。

應用網(wǎng)絡信息技術(shù)來實現(xiàn)：①爭取信息優(yōu)勢，利于加快后勤保障指揮速度；②促進信息獲取，共享感知，使用非連續(xù)行動的分布式后勤保障力量；③精簡或壓縮軍事行動及其后勤保障過程，合并串行執(zhí)行的組織、部署、使用、維持、行動、情報、物流等各個職能環(huán)節(jié)。

3.3 基于案例的推理技術(shù)

對于災難性事件應急后勤保障問題，采用類比假設來仿真與建模方法。使用基于案例的推理（Case Based Reasoning， CBR）準則給出威脅假設，該假設直接取決于證據(jù)的相關(guān)部分，關(guān)注具有理由的假設。與傳統(tǒng)CBR區(qū)別是，所設計的案例不需要被構(gòu)造來與大量證據(jù)進行有效匹配。但這些案例應包括與假說一致的證據(jù)種類、以及證據(jù)支持假設的理由。研究涉及三個要素。①檢索：鑒于所提出的假設、表示所研究活動的案例庫，獲取最佳匹配模型。②提出：鑒于上述匹配模型和證據(jù)，產(chǎn)生與證據(jù)最佳匹配的實例。③微調(diào)：鑒于邏輯和證據(jù)，分析證據(jù)所描述的狀態(tài)，產(chǎn)生支持或反對結(jié)論[5]。

開發(fā)模型流程和基本功能框架，向后勤人員提供信息，進行數(shù)據(jù)處理，做出威脅評估。提供圖形用戶界面，通過由不同假設和論證所組成的搜索樹，來瀏覽與每個假說相關(guān)聯(lián)的半正式或非正式論證，它們反過來被連接到論證的證據(jù)上。

3.4 自適應分布式軍事行動后勤保障建模技術(shù)

半自治自適應分布式軍事行動表征為：以小規(guī)模、訓練有素、裝備精良的自主軍事力量協(xié)同行動，不斷適應變化的環(huán)境。采取自下而上的方法，使用自適應基于Agent的建模和仿真工具，用自治Agent來模擬個體行動單元或后勤保障單元行為和個性，對軍事行動及其后勤保障進行建模。為行動單元或后勤保障單元設置下列特征。①規(guī)則：缺省局部規(guī)則集指導在常規(guī)環(huán)境中的行動。全局規(guī)則集確定行動減員、重建、后援。②使命：目標引導行為。③態(tài)勢感知：傳感器產(chǎn)生環(huán)境的內(nèi)部地圖。④適應性：改變行為或規(guī)則的內(nèi)部機制[6]。局部和全局指揮官具有各自指揮影響半徑，遵守控制與指揮等級規(guī)則的不斷變化。

所模擬的復雜軍事行動場景包括：地形特征、具有一系列個性特征的個體Agent、變化的通信、指揮與控制能力。用離散點的二維點陣表示軍事行動場景，在某時刻只有一個Agent占據(jù)一個點[7]。應用混沌與復雜性理論，將整個軍事行動場景所涉及的許多無形資產(chǎn)的某些部分融入到模型，這些無形資產(chǎn)的組成并不受限于態(tài)勢感知、由增強型傳感器能力所提供的信息優(yōu)勢、指揮和控制的某些方面。

4 結(jié)束語

信息化條件下的軍事行動環(huán)境中，新興非對稱威脅具有無狀態(tài)、多維、分布式以及信息感知等特點。軍事行動的成功取決于后勤保障的敏捷感知與快速響應。本文將后勤保障對軍事行動的協(xié)同作用視角，提出面向軍事行動的后勤保障系統(tǒng)研究目標，構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)，分析論述系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)的研究對于提高后勤保障對軍事行動的感知和響應力度具有重要作用。

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