面向军事行动的后勤保障系统架构与关键技术

周庆忠　段志远　沙晓江

摘 要： 为了解决传统系统忽略后勤保障与军事行动间交互作用的局限性，从后勤保障对军事行动的感知与响应视角，对面向军事行动的后勤保障系统进行研究。在分析系统需求的基础上，构建响应灵敏和柔韧健壮的系统架构，给出系统实现关键技术，动态捕捉后勤保障对军事行动的协同效应。该系统的研究可为后勤保障提供决策信息，对于提高后勤保障力度具有重要作用。

关键词： 后勤保障； 军事行动； 感知； 响应； 信息

中图分类号：TP399 文献标志码：A 文章编号：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

面对来自全球、地区区域或局部层面上的新兴非对称威胁，部队在执行军事行动中，需要跨军兵种和军民融合的强有力后勤保障，在分布式和自适应多维非线性军事行动环境中，动态地适应不确定的后勤保障需求。军事行动的成功，离不开后勤保障对军事行动的敏捷感知与快速响应。以往，后勤保障被层次地和线性地组织，不能适应动态军事行动场景。因后勤保障场景的非线性性质和难以捉摸的因果关系，如何动态捕捉后勤保障对军事行动的协同效应，成为后勤保障领域研究难点之一。传统的后勤保障系统，侧重于解决局部某一保障域问题，没有充分地将后勤保障与军事行动两者作为一个交互集成体来考虑，所构建的系统架构存在一定局限性[1]。

本文从关注后勤保障对军事行动的感知与响应视角进行研究，构建面向军事行动的后勤保障系统架构，嵌入自动化流程，促进数据组织、访问与信息检索，应用知识工程理论和先进技术与方法，使各级后勤人员对军事行动环境具有强洞察力，提供科学量化的后勤保障决策依据。

1 系统需求分析

1.1 研究后勤保障单元的集成问题

面向军事行动的后勤保障，从规划到任务执行，涉及众多保障单元，各自具备特定的保障能力。根据军事行动作战决心、整体原则、行动方针、后勤保障规则及其任务配置，将各保障单元的能力集成为一体，综合考虑，同时融入保障单元位置和移动、后勤物资资源和地理场景等因素来进行仿真。

1.2 研究基于网络信息的后勤保障问题

基于网络信息的后勤保障成效取决于高度自适应、自同步以及动态响应过程，这将从三方面改革动态环境的后勤保障：一是在网络化分布式后勤保障运作中增强指挥和响应速度；二是以后勤保障任务、使命和效能为中心，而不是以后勤供应优化为中心来聚集保障力量；三是全方位关注面向军事行动目标的快速响应后勤保障。

1.3 研究后勤保障行动计划生成问题

后勤保障行动与多项行动计划和行动次序相关联。根据后勤保障组织配备准则和后勤装备使用规范，创建后勤保障单元，将它们映射到执行军事行动后勤保障任务的组织架构中。将后勤保障任务分解多阶段有序的子任务，向各保障单元派发子任务，并配置所预设的任务参数集。为了缩小后勤保障信息范围，对常用军事行动后勤物资（如生存用品、通用耗材、燃料、施工材料、车辆、发电机等装备、医疗材料、维修备件等）进行分类建档，建立相应数据库。

1.4 研究灾难性事件应急后勤保障问题

灾难性事件被特征化为不对称威胁，以局部地域武装冲突、恐怖活动为首要威胁。由于涉及定义威胁环境的变量之间关系，可利用的数据集多而复杂，非对称威胁域中可借鉴实例很少，且涵盖随机变化的事件，致使这些威胁的早期发现极为困难，灾难性事件预报或预测问题难于解决，对于支持这类军事行动的应急后勤保障建模难度较大。为此，应用人工智能理论，采用类比假设来仿真与建模，通过数据采集、信息融合与智能分析，提高检测潜在恐怖威胁的水平，从而提高应急后勤保障需求预测精确度。

2 系统架构

感知和响应后勤保障以其跨组织、跨服务的能力，提供后勤保障资源和能力的“终端至终端”、“行动效应节点到保障源”网络。在这个网络中的每个实体，无论是军队、政府或商业部门，被认为既是潜在的后勤资源消耗者，也是后勤保障资源提供者。采用响应灵敏、健壮柔韧的后勤保障系统架构，支持各种军事行动。将Agent技术、网络信息技术、基于案例的推理（Case based reasoning， CBR）技术、知识管理、数据挖掘、模式识别、机器学习和其他知识决策支持工具应用到后勤保障战略环境，从而产生分布式半自治的后勤保障能力联盟，通过协作联勤保障，产生强有力的保障效应。面向军事行动的后勤保障系统架构如图1所示，由指挥与控制中心、虚拟后勤保障网络、分布式行动虚拟场景等组成。

指挥与控制中心是实现感知和响应后勤保障的关键，通过发送所过滤的后勤资源需求信号给后勤保障网络，实时地处理基于标准的后勤保障信息，控制从后勤保障网络发送到需求网络的信息。随着时间的推移，这些信息（例如，后勤保障经验教训，循环反馈的经验数据等）将有助于后勤保障策略的调整，以便满足动态变化的环境。实时信息流将连接到具有后勤资源和保障流程可见性的全局保障网络、全局预测需求网络，以支持基于效应的军事行动，提供不间断的自适应后勤保障能力。

虚拟后勤保障网络，包括物资采购供应与调运网络、后勤装备维修网络、后勤保障训练与评估网络等。其内含有众多储存如历史信息、经验教训、或从过去经验所获得知识的后勤保障信息库。通过联网，各级决策者可获取这些定量或定性的后勤保障信息，用来指导未来后勤保障决策。

军事行动与后勤保障虚拟场景是感知和响应后勤保障效能的具体呈现。采用基于Agent的建模技术将传统军事行动建模与后勤保障建模方法集成为一体，并行地对军事联合行动及其后勤保障活动进行建模，将其仿真为一系列离散事件，这些离散事件由后勤保障资源属性和产生环境模型的特征所构建。借助Agent与其周围环境之间的交互作用产生宏观行为，将使得物资消耗与分配得到充分实现。

所创建的开源架构允许创建军事行动及后勤保障力量部署、保障资源调配、应急后勤物资保障等多个场景，设置所表示的场景参数。具有对架构本身的修改与调整功能，以满足所给定后勤保障需求。采用人机交互界面与接口，使仿真架构的使用限制最小化，便于各级后勤人员能自治地响应军事联合行动态势变化来定制对应的后勤保障方案。所创建的总Agent决策引擎，实现局部和高水平的军事后勤保障决策自动化。

该架构在整个军事行动空间，通过所增强的远程数据通信、便携式卫星通信终端和集成自动识别技术，提供非视距的视线连接[2]。将军事行动场景与后勤保障网络整合，融入系统平台，启用多式联运物资平台，完善战略布局过程。为减少后勤保障预测和规划中的不确定性，针对保障单元集成、保障网络信息化、保障行动计划生成、应急后勤保障、半自治自适应分布式行动等问题域，创建相应后勤保障模型和创新技术。

3 系统实现技术

3.1 基于Agent的建模技术

研究简化元规则如何产生在实际军事联合行动态势中所观察到的复杂模式，建立用于单个后勤装备如何对其目前态势响应的简单元规则，包括当前位置、周边环境、保障目标、将导致的复杂突发行为，为在仿真中所存在的每个Agent创建个性。管理与控制由Agent来生成预期行为的模型，涉及包括地理环境、运输路线、物资收发场所、物资储存仓库等仿真。

研究军事行动和后勤保障实际场景仿真工具，增添功能到Agent行为，调整其对行动场景和保障任务能力，解决后勤保障要求，如大规模后勤保障能力配置、大量行动场景动态分析、对未来后勤保障资源、后勤装备性能的预测。对于动态变化和难于定义的军事行动态势，根据Agent或较复杂行为进行后勤保障决策。提供灵活的Agent集成框架，对具体需求进行交互式修改。该框架的敏捷性，不会因融入后勤保障活动细节而被削弱。该框架允许给定具体场景参数，一旦这些参数被创建，为了避免创建场景的时间过长，用于Agent的信息只在受限制的数据库中提供。

3.2 网络信息技术

基于网络信息的后勤保障系统具有网络化、智能化、环境管理、速度或耐力、风险承受能力和持久力。其关键因素是后勤基础设施和架构结构，可面对动态后勤保障需求而运作。架构连接关键保障物流节点，例如物资仓库、补给点和配送中心等，将各级后勤人员所必需的信息相连接。利用网络信息渐进改善后勤保障力量，确保军事行动与后勤保障交叉能见度，预测军事行动需求，以协作方式实施快速后勤保障，解决诸多问题，例如：由战略性后勤保障部署、日常大规模储备、供应指标、历史数据汇总等所形成的指标来确定库存规模和组成[3-4]。

应用网络信息技术来实现：①争取信息优势，利于加快后勤保障指挥速度；②促进信息获取，共享感知，使用非连续行动的分布式后勤保障力量；③精简或压缩军事行动及其后勤保障过程，合并串行执行的组织、部署、使用、维持、行动、情报、物流等各个职能环节。

3.3 基于案例的推理技术

对于灾难性事件应急后勤保障问题，采用类比假设来仿真与建模方法。使用基于案例的推理（Case Based Reasoning， CBR）准则给出威胁假设，该假设直接取决于证据的相关部分，关注具有理由的假设。与传统CBR区别是，所设计的案例不需要被构造来与大量证据进行有效匹配。但这些案例应包括与假说一致的证据种类、以及证据支持假设的理由。研究涉及三个要素。①检索：鉴于所提出的假设、表示所研究活动的案例库，获取最佳匹配模型。②提出：鉴于上述匹配模型和证据，产生与证据最佳匹配的实例。③微调：鉴于逻辑和证据，分析证据所描述的状态，产生支持或反对结论[5]。

开发模型流程和基本功能框架，向后勤人员提供信息，进行数据处理，做出威胁评估。提供图形用户界面，通过由不同假设和论证所组成的搜索树，来浏览与每个假说相关联的半正式或非正式论证，它们反过来被连接到论证的证据上。

3.4 自适应分布式军事行动后勤保障建模技术

半自治自适应分布式军事行动表征为：以小规模、训练有素、装备精良的自主军事力量协同行动，不断适应变化的环境。采取自下而上的方法，使用自适应基于Agent的建模和仿真工具，用自治Agent来模拟个体行动单元或后勤保障单元行为和个性，对军事行动及其后勤保障进行建模。为行动单元或后勤保障单元设置下列特征。①规则：缺省局部规则集指导在常规环境中的行动。全局规则集确定行动减员、重建、后援。②使命：目标引导行为。③态势感知：传感器产生环境的内部地图。④适应性：改变行为或规则的内部机制[6]。局部和全局指挥官具有各自指挥影响半径，遵守控制与指挥等级规则的不断变化。

所模拟的复杂军事行动场景包括：地形特征、具有一系列个性特征的个体Agent、变化的通信、指挥与控制能力。用离散点的二维点阵表示军事行动场景，在某时刻只有一个Agent占据一个点[7]。应用混沌与复杂性理论，将整个军事行动场景所涉及的许多无形资产的某些部分融入到模型，这些无形资产的组成并不受限于态势感知、由增强型传感器能力所提供的信息优势、指挥和控制的某些方面。

4 结束语

信息化条件下的军事行动环境中，新兴非对称威胁具有无状态、多维、分布式以及信息感知等特点。军事行动的成功取决于后勤保障的敏捷感知与快速响应。本文将后勤保障对军事行动的协同作用视角，提出面向军事行动的后勤保障系统研究目标，构建系统架构，分析论述系统实现关键技术。该系统的研究对于提高后勤保障对军事行动的感知和响应力度具有重要作用。

参考文献：

[1] 周庆忠.油料勤务[M].国防出版社，2008.

[2] 周庆忠，王冰，陆思锡.面向油料保障的自治协同建模[J].四川兵工学

报，2013.34（9）：52-55

[3] Matthias Dehmer. Information-Theoretic Concepts for the

Analysis of Complex Networks[J].Applied Artificial Intelligence，2008.7-8（22）：684-706

[4] 周庆忠，曾慧娥.基于改进微粒群神经网络的油料储备预测[J].计算

机仿真，2013.30（9）：314-317

[5] Park， J.， Seager， T.， and Rao， P. Lessons in Risk- Versus

Resilience-Based Design and Management[J]. Integrated Environmental Assessment and Management，2011.7（3）：396-399

[6] McQuay， W.K. Distributed collaborative environments for systems

engineering[J]. IEEE Aerospace and Electronic Systems，2005.8（20）：7-12

[7] 周庆忠，曾慧娥.基于多智能体的装备动态优化调拨系统研究[J].机

械工程学报，2005.41（2）：97-101