指挥自动化系统对辅助决策的需求分析
中国人民解放军91001部队 王 叶
在指挥自动化系统中，决策问题始终贯穿其所有的运作过程和各个环节。随着决策问题的复杂性、不确定性的增强以及加入考虑人类思维的模糊性等，已有的决策方法已经不能完全满足求解要求，这就迫切需要有新的或者是改进的决策方法与工具来帮助人们解决新遇到的难题。
1.引言
由于先进的科学技术广泛应用于军事领域，现代作战条件还出现了很多新的变化，如远距离传感系统和卫星监视系统，极大增加了获取敌方纵深情报的能力计算机的广泛应用，扩大了战场信息处理的规模；远程精确制导武器空前地增大了火力打击范围和精度；新型战机、舰艇、战车等平台的普遍装备，显著提高了战场机动能力；电子战手段的发展，使指挥协同和战场信息传输面临具威胁的复杂电磁环境。这一切使现代战争具有全纵深、立体化、快速多变、协同复杂、指挥困难以及伤亡巨大等特点，更增强了指挥决策任务的艰巨性，单独靠人进行手工作业形成快速、可靠的作战计划已经不能满足现代化作战的需求，需要更加智能化的手段来辅助人工进行决策分析。
2.事指挥决策问题
2.1 军事指挥决策的特征
由于决策个体的知识结构、逻辑思维、能力等因素不同，决策的简单和复杂具有相对性。对同一决策问题，决策个体不同，对简单决策、复杂决策的认识也不同。军事指挥决策也是如此，主要具有如下特性：
(1)决策目的具对抗性
（2）“一园”即建设现代农产品综合物流园区。从单纯的销售场所向更为全面的多元化功能转变，逐步形成物流交易中心、示范基地、产品展示中心、服务中心等平台系统。
(2)决策准则具层次性；
(3)敌我双方具相互制约性；
未来，中国食品工业将面对更为广阔的前景。实现网络化、高科技化将会成为越来越多中国食品企业的选择。它们要参与到全球资源配置与全球市场竞争中去，真正实现国际与国内业务的包容、整合，这也要求我国食品企业逐渐具备系统整合与文化融合、吸收对方先进技术、经验、提升业务共识、融合多方优势等方面的能力。
(4)强调指挥官的权威性；
(5)军事决策具敏捷性；
(6)指挥决策具艺术性；
(7)可用资源具约束性；
(8)信息具有局限性和不完备性；
(9)决策条件具不确定性；
(10)决策环境具严峻性；
共现矩阵呈对称性，非对角线上的数值指代两关键词同时出现在同一篇文献中的频次。通常而言，词篇矩阵(即关键词出现于文献中的次数高低)不能精准揭示论文研究主题，但若两个关键词同时出现于同一篇文献中便可大致推断该论文的研究方向，也能依据两两关键词共现频数寻觅论文研究热点[14]。导入高频关键词至Bicomb 2.0，频次阈值设置为≥3(3≤F≤54)，形塑一个22×22的共现矩阵。见表3。
虽然同样是在追求超然物外的精神境界，参加西园饭局的文人墨客们所关注的却是如何在复杂的新、旧党派斗争中，让心灵暂时忘却尘世的喧嚣而获得些许愉悦。他们远离官场、远离世俗，在流水潺潺、青烟袅袅、草木馨香的自然环境中，与心灵相契的友人弹阮、挥毫、题诗、作画、谈禅论道，排遣内心的苦闷。
军事指挥决策往往需要制定多个可能作战方案，并由指挥员在多个可能作战方案中做出选择。它是指挥员的用脑行为、智力思维活动。指挥员的思维活动是一个复杂的过程，分为经验思维、心理思维、辨证思维、形象思维和灵感思维。想用一个或某些自动化系统完全代替人的思维来做决策，实现作战指挥决策的完全自动化，理论上是荒谬的，实践上注定要失败。也就是说，军事指挥决策本质上讲是指挥员的决策，其具有明显的预测性、优选性和实战性。（周献中，对C3I系统中辅助决策问题的几点思考：系统工程与电子技术，1997）
2.2 军事指挥决策的分类
在决策分析的基础上，梳理关键点，并将其用数学、规则等结构化的形式描述出来，并编写计算机程序将这些模型加以实现，作为辅助指挥员决策的工具。
疗效评价标准分为治愈、有效、无效，其中治愈标准为呕血、黑便等相关临床表现全部消失，生活质量明显提高；有效标准为临床表现大部分消失，生活质量有所提高；无效标准为临床表现无变化，病情不变甚或加重[5]。总有效率=有效率+治愈率。
14台注水泵的泵机组效率平均值66.96%，与标准GB/T 31453—2015《油田生产系统节能监测规范》指标大于或等于72%比对，仅有4台达到指标，泵机组效率偏低，偏低原因主要有负荷低、泵效率低的原因。针对注水机组效率低的原因具体进行分析。对10台低效率泵机组进行统计，其运行参数汇总如表3。
结构化决策是指某一军事决策问题可以各方面比较确定，关键节点和逻辑过程明晰，可以用确定的数学模型进行描述，固化为标准的计算机程序，实现脱离人的完全自动化决策。
非结构化决策是指某一军事决策问题比较复杂，不能用固定决策规则和通用模型进行解算，需要发挥指挥人员的主观能动性，根据情况掌握和数据分析判断进行决策。
半结构化决策问题是介于结构化和非结构化之间，能部分运用模型进行解算，部分依靠指挥人员的经验能力进行综合判断。
2.3 军事指挥决策问题的一般模型
军队指挥过程中的各类决策问题，可统一表述为下列决策模型(DM1)：
式中：
为综合效能，一维实变量；
为准则函数，n维实变量，即
为准则到效能的映射；X为备选方案集；Y为敌情要素集；Z为我情要素集；
为环境状态变量集。依决策者对决策所需信息(Y，Z，
)、备选方案X、准则函数F(·)和决策规则u(·)及它们之间关系的明确程度，可将由(DM1)表达的具体决策问题区分为结构化、半结构化和非结构化问题。
如决策者对所有决策要素的描述信息以及关系可用确定形式刻画，就称为简单模型(基本模型)。如任一决策要素的描述信息以及关系包含有复杂性，则称为复杂模型。
在求解技术方面，如侦察预警体系的最优配置、火力分配的最优选择及后勤保障优化等，可归为结构化决策问题，从而可采用军事运筹学(Operations Research，OR)技术求解，实用的方法有：线性规划、非线性规划、整数规划、网络计划技术(PERT、CPM等)和排队论等。如情报分析、目标识别和威胁判断、攻防战法确定、主攻方向和突破口的选择、兵力剖分等决策，需要决策者的大量经验、偏好和价值判断信息，均应看作半结构化决策问题，一般采用多属性决策(Multiple Attributes Decision Making，MADM)技术，实用的方法有：人机交互式定性定量相结合的MADM决策方法、贝叶斯推理技术和序贯决策技术，可根据新信息修正或改进设定概率分布（周献中，多属性决策理论方法及在C3I系统中的应用：南京理工大学博士学位论文，1996）。对于非结构化问题，普遍公认的有效求解技术是人工智能(AI)技术，包括向深蓝那样的专家系统和向alphago那样的神经网络系统。
根据决策者掌握的决策信息不同，采用的模型也不同。考虑复杂性时，不能回避人的作用，人在决策过程中表现出的经验、技巧、偏好等都具有复杂性。即与人相关的、包含不确定性的决策要素信息关系都是复杂模型形成的根源，比如战争中主攻方向的判断等。
一般情况下部队总是按照特定的战斗条令进行作战，在军事指挥中，各个方面的指挥也是按照特定的指挥规则实施，都是有章可循，指挥员也都是在条令框架内进行艺术发挥，因此决策至少可以达到很大一部分的结构化，纯粹的非结构化决策在战术层面并不多见，只有在战略分析时非结构化更依赖于人的思辨过程。
图1 决策步骤示意图
2.4 军事指挥决策问题的求解
解决军事指挥决策问题需经历的步骤如图1所示。
当然AI技术并不是求解非结构型决策问题的唯一方法，将AI与OR技术相结合，建立定性定量一体化问题求解策略，是满足更高决策支持要求的有效途径。在求解半结构化问题时，将MADM技术与AI技术相结合，也是值得着力研究的方向。现有各种MADM方法的共同信息基础是决策矩阵，即N个方案在M个属性(或准则)下的实现值或(定性)评定值。
(1)决策问题分析
决策问题分析的目的是为了建立决策模型创造条件，只有对所要解决的决策问题进行深入研究，才能透彻地理解解决问题的关键因素，进而开发出管用顶用的决策模型。
(2)建立决策模型
大脑袋多多赞叹了一句。那些在海藻之间穿行的圆的、扁的、呈放射状的，硬壳的、软体的，单色的、五彩缤纷的各种生物令他着迷。
按结构化程度划分：
(3)优选决策方案
依据决策者的偏好和经验，对备选的决策方案进行排序，然后从中选择一个综合意义(经济、时间、伤亡、效果、政治等)上的最满意方案。当然，什么方案都不选，也是一种决策。
(11)决策任务具艰巨性。
3.关于军事指挥决策问题求解技术的讨论
在先前的高速公路桥梁施工管理养护中，管理者和具体实施者之间的关系比较繁杂，对于管理或者养护的责任不明确，而且管理模式趋于封闭使得高速公路的桥梁养护信息不能及时传达出去，这样一来就会使得桥梁的养护工作相对滞后，也影响了先进养护技术的普及和落实。由于高速公路桥梁养护制度的相对滞后，导致了桥梁存在的问题不能被及时发现并且及时采取相应的措施进行处理，而对于老旧桥梁的加固工作也相对落后，对于桥梁的整体养护工作缺乏规划，更没有相应的资金投入，使得桥梁的养护工作形同虚设。
在商业银行理财产品的司法实践中，投资者权益遭受损害的案例屡见不鲜，商业银行忽视甚至侵犯投资者权益的问题主要体现在以下几个方面：
电化学原理是高中化学的重要理论之一，这部分的内容之所以为难点，原因之一是涉及面很广，其中包括：构成要素，电极反应，电子和电流方向判断，装置判别，能量形成转换，离子放电顺序，溶液的酸碱性，浓度变化等，还有电极放出气体量，阴极增重量，阳极材料消耗量，电解质溶液的浓度，pH值，电解时耗电量等计算。知识点如此复杂，似乎头绪难理，但教师只要深入探究这两种系统中的变化，就不难发现：这一切都离不开一个微观粒子——电子，而电子的行为正是电化学理论的核心所在。
4.指挥自动化系统辅助决策的需求分析
4.1 指挥自动化系统辅助决策本质要求
现代的信息采集分系统能提供海量关战斗进展和战场状态数据。面对信息化战场所涌现出来的海量数据，尽管信息处理分系统进行了挖掘和整编，但对于指挥人员来说信息量仍然过于庞大，难以基于数据形成可快速支撑指挥决策的知识，限制了数据资源应发挥的重要作用。
指挥员要解决这样广泛而复杂的决策问题，必然需要得到某种程度的辅助。指挥自动化系统实际上是基于计算机和网络的信息系统帮助指挥员掌握情况、分析情况、判断情况、制定作战方案、拟定作战计划和执行作战计划、下定决心。计算机按照事先选定的对抗模型和作战原则，进行信息处理、传递和显示，帮助指挥员迅速估计和预测作战态势，制定相应的静态的、动态的作战方案，以保证作战顺利进行。这就要求计算机所处理的信息是实时的、准确的，所采用的决策方法是科学的。
计算机辅助决策，实质上是用计算机模拟指挥人员的思维活动。然而，计算机永远不能完全代替人的思维活动，它只是进行数值运算和常规的逻辑推理，即便是人工智能系统也仅能模拟指挥员在特定问题情景下部分决策的思维过程。特别是对具有创造能力的思维活动，计算机是根本办不到的。因此，还必须在人的参与和交互情景下进行辅助决策。因为决策问题是广泛而复杂的，所以，计算机辅助决策的内涵随着科学技术的发展会越来越丰富，辅助参谋人员或指挥员的工作也会越来越多。
4.2 指挥自动化系统辅助决策需满足的基本要求
(1)有效性。决策模型计算得准确与否，直接决定了战场上的胜负，因此计算的有效性是辅助决策最重要的要求，在使用过程中，指挥员将根据自己的经验对辅助决策的有效性进行评判，管用不管用决定了指挥员对指挥自动化系统的信任程度，也是基于信息系统体系作战能力的关键。
(2)实时性。战场环境瞬息万变，战场态势不断更新，如果不能及时地做出决策，就会贻误战机，因此辅助决策的实时性要求非常高，在建立和求解战场态势和辅助决策模型时，需要采用满意的或简单的优化模型和求解方法，同时要求计算机具有快速处理能力。
(3)多样性。诸军兵种联合作战时，作战对象和目标各不相同，指挥原则和方法也千差万别。因此，也要求相应的辅助决策模型和使用方式必然走向多样化，解决辅助决策问题时，必须明确是哪一级哪一方面的辅助决策，应解决哪些问题。
(4)灵活性。在战役、战术进程中，由于战场态势千变万化，造成辅助决策不可能套用固定的模式解决辅助决策问题。这就要求辅助决策模型的输入和输出参数要充分、辅助决策模型要灵活多变，能适应辅助决策各阶段的相互交织性能够循环反馈。为了充分体现指挥员灵活多变的决心和意志，应具有良好的人机交互辅助决策能力。
1990年，我就读的师范学校每个月都安排观看电影。尽管还是胶片电影，可偶尔的烧片与缺失，并没有影响思想火花的燃烧。《焦裕禄》《大决战》《最长的青春》等一大批优秀的主旋律电影，彻底改变了我们这些农场娃的思想和观念，我们的眼界更宽了、奋斗目标更长远了。
(5)不确定性。作战过程是一个诸多因素不完全确定的过程，作战因素随时间的变化具有偶然性。因此，辅助决策具有不确定性，其解也不具有唯一性。从某种意义上讲，指挥员的哪种决策都可能是可行的、有道理的、不违反作战目标上级意图和作战原则的，决策的好坏取决于指挥员的指挥艺术。
(6)核心性。如同在战役战术进程中指挥员的决策指挥是主宰战场态势变化的核心行为一样，辅助决策系统在指挥自动化系统中也应处于核心地位。（张最良，当前军事运筹学研究的几个重要课题：军事系统工程，1994）
5.结束语
通过分析军事指挥决策人机结合的特点，介绍了各种辅助决策技术解决军事指挥决策问题的针对性，并给总结归纳出了指挥自动化系统建设中对辅助决策功能的总体需求，对于相关建设有一定指导意义。
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