中国指挥与控制学会会刊 
在岸港条件下,利用仿真训练设备进行武器运用和战法训练,是潜艇战斗力形成的重要环节,也是艇员进入海上训练的必经之路。因此,历来受到潜艇部队的高度重视。
以往由于潜艇所使用武器的功能相对简单(如直航和声自导鱼雷),所以,在研制仿真训练设备时通常把工作的重点放在艇上武器系统的功能和人机界面等方面,并力求达到和艇上实际装备一比一的逼真程度,这固然是非常重要的。
然而,作为用于战术训练的仿真系统,仅仅具备这些是远远不够的。原因在于现今各种武器装备(鱼雷、导弹和各种软武器)的功能和性能发生了深刻的变化,海上作战的复杂性、对抗性和随机性越来越突出,如果不能为艇员提供逼真的作战环境,并按照现今武器装备和作战环境的客观实际评判出其战术训练的效果,那么,利用这样的仿真训练系统进行战术和战法训练将是没有实质意义的。
对此,近年来有关部门提出了强烈要求,希望提供与现代装备和贴近实战相适应的仿真训练手段或者改造升级现有潜艇战术训练模拟系统,以满足现代作战训练的需要。针对这一情况,本文依据装备发展和作战训练的现状,系统研究了潜艇岸港战术训练仿真系统所必须具备的技术功能及其相关的问题。
1 战术仿真训练系统应具备的基本功能[1]
岸港日常训练的根本目的是培养艇员熟练应用所执掌武器装备的技术技能,准确把握战场情况,灵活处置作战过程中各种战术情况下的战术意识。并且在循序渐进中不断积累经验,为海上实战方法和战术运用效果的最优化和最大化奠定基础。为了实现这样的目的,对于一个技术密集、战场环境复杂而透明度小的水下作战单元——潜艇来说,构成其战术仿真训练系统不可缺少的要素(或功能)便是:平台装备、作战背景和作战训练效果评价。
平台装备是提供潜艇作战手段的相关武器装备。主要包括构成作战系统各种功能设备的功能、性能及其相互关系,以及与执掌实际装备相一致的功能、性能和操作界面,这是实现训练目的的基本条件。为此,要求用于仿真训练的潜艇作战系统内部的指挥关系(主要战位)、所具备的攻防手段(使用武器和武器使用条件)、控制关系(信息流程)、主要设备(功能、性能及原理)、传感器及其探测使用方式和平台的机动性能等,都在最大程度上保持与实际装备的一致,以提供逼真的潜艇作战功能和性能。
作战背景就是贴近实战的作战目标信息和作战海域的自然条件,这是针对性训练的必要条件。要想培养和提高艇员海上作战的实战能力,就需要对海上目标环境(目标类型、反潜兵力配置、反潜战术行动原则、武器使用性能和使用准则等)、水文地理环境(海情、海况、水体分层、波动及其对敌我双方探测与反探测,以及制导武器制导性能等的影响)等作战背景做出满足实战要求的模拟,以便通过训练而培养指挥员主观能动的战术意识,熟练掌握内部指挥协调和决策方法。
作战训练效果评价就是以作战任务、客观环境和训练目的为目标而建立的评价指标体系,以及在该指标体系条件下对参训者的技术技能和战术运用水平的具体评估方法。这是总结训练经验、提高训练水平的关键依据和前提。显而易见,如果仿真训练系统不具备这种训练效果评定功能,那么就难以对艇员的训练水平进行检验,也就不能为其总结提高提供依据,进而限制其参训的积极性。所以,要想规范化和可持续地提高艇员的训练水平,必须按照训练要求,提供训练效果的评价功能。
除此之外,为了便于管理,当然也需要类似观摩、训练背景设置等其他应用功能,但这些与上述三大功能相比,只是一般的辅助性功能问题。
2 平台装备仿真问题
潜艇作战系统是其胜任作战使命的物质基础,但并不是作战取胜的充分条件,这是因为作战系统只是艇员实现作战的工具。作战系统各个战位或者各种功能设备之间是有机联系、相互作用的,这些组成部分之间存在着各种信息与控制的依赖和制约关系[2]。系统内部的这种依赖与协调关系,如果不能通过相关战位或设备操作者的密切协同,就不能发挥出系统的整体作战效能。所以,岸港训练的首要任务就在于使系统各战位的操纵与控制者熟悉实际装备的运行机制、信息流程和控制关系,明确本职任务和完成各项任务的技能,才能在作战运用过程中正确理解指挥员的战术意图,达成各战位之间的默契配合。达到这样的程度,在潜艇战术活动过程中,系统各环节上的操作员将不仅仅成为指挥员口令的被动执行者,还能及时而准确地为指挥员提供有效的决策信息,乃至为其战术决策起到参谋作用。
由此,无论过去,还是现今,潜艇战术仿真训练系统的重要组成部分之一就是与潜艇作战系统相一致的功能设备。
提供潜艇作战系统的作战功能和操作应用界面,可以采用实际装备,也可以采用仿真装备。目前主要存在两种趋势:
一种趋势是朝着大而全的方向发展,这种系统通常是大量采用实装设备。使得系统的规模大、功能全,整个系统包含了囊括观测、导航、通信、操纵、武器系统及其发射系统等潜艇作战系统的大多数战位和设备。其结果是建造一型仿真训练系统需要巨大的经费开销,而且当所采用实装设备发生任何状态改变时,只能重新更新换代。
另一种趋势是朝着简而精的方向发展,这类系统通常采用仿真的方法提供潜艇作战系统的功能和操作界面,并且只设置与潜艇攻击和防御行动密切相关的主要战位和设备作为仿真训练的主体,潜艇作战系统的其他岗位则采用辅助手段仅仅为训练提供必要的功能。从而大量减少保障训练的辅助人员,有针对性地对主要岗位人员进行培训,可满足因需而随时组织训练的使用要求,且使用灵活方便简捷。由于这类系统采用仿真的方法模拟艇上实装设备而不采用实装设备,还可使系统运行在超实时状态,进而保证类似于作战预案推演、战法研究等耗时巨大的战术科目能够快速完成。
3 作战背景仿真问题
在新技术、新思想不断进入潜艇装备,特别是海上复杂作战训练背景越来越难以保障的今天,一个突出的问题就是如何为受训者提供逼真的战场环境,以保证训练的逼真性和针对性。在训练仿真系统中,如果不能生成贴近实战的战术背景,也就无从谈及战术训练的问题[3]。
作战背景仿真需要着重解决两方面的问题:一是蓝方兵力作战任务及其作战样式的仿真,并把仿真的结果通过视觉或信息提供给潜艇平台装备作为仿真的驱动和受训人员战术决策的输入;二是战场水文地理环境的仿真,并通过能否获取信息体现其对探测装备的客观影响,进而表征客观环境对双方探测与反探测的约束。
在单向(只训练潜艇艇员)的仿真训练系统中,目标及其作战行动是训练的配合者。为了使参训人员和组训人员把主要精力集中在潜艇作战问题的研究上,目标兵力的决策通常采用两种仿真控制方式,即全仿真控制和半仿真控制。所谓全仿真控制是利用程序的方法,由系统自动按照所设置的蓝方作战任务,作战原则等,生成兵力态势,战术决策及武器使用过程(如反潜兵力的派出、反潜作战方式和武器的使用等)的作战行动。而半仿真控制则是采用开放的控制方式,把蓝方兵力和武器使用控制留有人工干预的手段,在训练过程中由专门的人员充当蓝方兵力的指挥决策者,操控蓝方兵力的战术行为。显然,由于后者需要这一专门人员具有丰富的作战知识,才能胜任这一工作而很难满足训练的保障。
为了有效地解决上述问题,而利用计算机仿真技术自动生成兵力的问题历来受到业内的广泛关注,并且取得了许多理论成果。但直到目前为止,如何将目标兵力作战任务及其作战样式的仿真应用于一个完整的作战过程,尚无工程应用的成功先例。
相比较之下,在目前大多数工程运用中,战场水文环境的仿真要好很多,而针对蓝方兵力及其战术行动的仿真,往往仅仅限于初始时刻兵力配置、敌我态势等方面的设计上,而作战过程中实时描述蓝方兵力的战术决策和武器运用行为则过于简单,以至于缺乏对抗的真实性而成为战术仿真训练系统研制和运用的瓶颈问题。
除了战场自然环境以外,事实上,作战背景包括多方面的内容,例如,蓝方的作战任务(航渡或反潜等)、兵力类型、配置数量、作战态势、武器使用时机和攻防策略等,而且这些配置及其战术行为之间都是相互联系的,并且体现在作战全过程的每一环节[4]。所以,在训练仿真系统研制中,目前真正需要的正是依据这些因素,系统而准确地解决整个攻防过程中蓝方兵力行为的仿真问题。由于这些工作所涉及的问题,除了计算机仿真技术之外,更多的还需要对蓝方军事思想、装备水平和战术策略等具体问题的了解。因此,必须通过工程技术人员和军事专家的密切结合,才能从根本予以有效的解决。
4 训练效果评估问题
作战的复杂性和不确定性决定了作战训练是一个循序渐进、不断总结和不断提高的过程。如果说战术仿真训练系统可以为部队训练提供手段的话,那么如何检验受训者所达到的训练水平,以及如何使受训者能够从训练结果中找出问题或总结经验则又是现今高强度训练条件下战术仿真训练系统所面临的又一突出和亟待解决的问题。
这就是说,一个完整的战术仿真训练系统不仅要为受训者提供训练的物质手段,而且还需要根据训练目的和攻防过程评定参训者的训练水平。欲达此目的,就必须解决评估的指标体系和评估方法两方面的问题,而且评估方法是以评估指标为前提。要想有针对性和准确地做出这种评估也是一个十分复杂和困难的事情。在此仅以潜艇鱼雷攻击训练为例予以分析。
近年来,针对潜射鱼雷作战效能评估的方法已有大量的研究,纵观见诸于相关学术刊物的文章可以看出,其中大量的研究仍然建立在基础理论的层面,诸如作战效能的理论体系和相关的因素等。而真正能够达到实用的,尤其是结合一定目的任务而提供具体方法的还相对较少,故而不足以用于解决相关的实际应用问题。
在讨论鱼雷攻击的效能指标时,必须首先明确所研究的效能涵盖于何种范围、用以解决什么问题。否则,必将带来概念混乱,以至于最终无法针对既定的应用目的提供有效的操作和解决方法。
众所周知,潜艇鱼雷武器的作战使用包括射击、攻击和战法三个层面的问题[6]。部队训练也不例外,也必须经历这样由简到繁的渐进过程。
射击(含线导导引)层,就是在艇上鱼雷武器系统配备的技术方法(探测误差、目标定位精度、射击方案、线导导引方法等)和鱼雷性能一定的条件下,训练艇员把握鱼雷武器射击控制方法和射击阵位选择问题。所以,作为艇员的基础训练——鱼雷射击训练,以鱼雷命中或发现目标的概率为指标,就可以为其比较总结提供依据,而其他问题则是无关紧要的。
攻击层,以射击效果为基础,依据既定平台的探测、机动能力和被攻击目标的特点,训练艇员尽早发现目标、隐蔽获取目标运动参数、及时准确占领射击阵位和正确选择射击控制方法等一系列问题的能力。显而易见,该层次需要评价的不仅仅是鱼雷能否命中或发现目标的问题,还将包括潜艇隐蔽性、攻击时间长短等其他问题。其整体特征是战术和技术结合密切,其目的是探究在发射平台战术技术性能一定的条件下、为了满足鱼雷及其武器系统的技术要求所需要采用的攻击使用方法。
战法层,以鱼雷攻击效果为基础,训练艇员在一定作战背景下,使用鱼雷武器达成给定作战目的的程度;或者为了达成一定的作战目的,研究适合的作战方法:目标选择、使用鱼雷数量、攻击次数,以及与其他武器配合使用的方法等,所包含的内容更为广泛。
综上可以看出,对于战术仿真训练而言,正确评价训练效果是提高部队训练水平的重要环节,而合理的评价指标并不是唯一的[6],而是和训练任务及训练背景密切结合的多因素体系。
5 结束语
提供贴近实战的作战背景,并依据训练目的要求评估艇员的训练水平,保证作战人员利用仿真训练系统灵活地解决各种复杂的作战问题乃是潜艇战术仿真训练系统设计和建造的根本目的。本文所述及的问题,正是为了实现这一目的而提出需要着重解决的问题,以期能够引起相关专家的讨论和共鸣,在观念上达成统一,并共同研究,最终促使潜艇战术仿真训练系统能够得到更好的发展。