作戰(zhàn)仿真實驗是解決復(fù)雜作戰(zhàn)問題的重要手段,仿真實驗設(shè)計與分析又是作戰(zhàn)仿真實驗中的核心技術(shù)。《作戰(zhàn)仿真實驗設(shè)計與分析》提出了仿真實驗設(shè)計與分析的二維理論框架體系,并在此基礎(chǔ)上探討了仿真實驗設(shè)計、仿真實驗控制、仿真實驗數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容的相關(guān)概念、模型與算法以及應(yīng)用實例。
《作戰(zhàn)仿真實驗設(shè)計與分析》可供從事作戰(zhàn)仿真、運籌學(xué)、系統(tǒng)工程以及作戰(zhàn)指揮等相關(guān)專業(yè)的人員參考用書,也可以作為軍事運籌學(xué),作戰(zhàn)指揮學(xué)等專業(yè)的研究生教材。
胡劍文等同志最近完成了《作戰(zhàn)仿真實驗設(shè)計與分析》一書,我有幸先睹為快。胡劍文博士在國防科技大學(xué)攻博期間,就一直從事有關(guān)武器裝備系統(tǒng)效能評估與實驗等方面的研究,畢業(yè)后到國防大學(xué)博士后流動站繼續(xù)從事相關(guān)工作,我是他的博士后合作導(dǎo)師之一。所以,我對他的研究工作還是比較熟悉的。雖然出站時間不到兩年,但他的研究又有了長足的進(jìn)步。胡劍文博士雖然跟我的時間并不很長,但他的理論思維和創(chuàng)新研究能力卻給我留下了深刻的印象。這一次也不例外。他讓我為這本書作序,我一方面深感才疏學(xué)淺不能擔(dān)此大任,但另一方面我又覺得身為師長有必要向大家推介引薦。所以,所寫的談不上序,只是針對作戰(zhàn)實驗問題談幾點感想而已。
作戰(zhàn)實驗問題是一個非常復(fù)雜的問題。它既與傳統(tǒng)科學(xué)實驗關(guān)系密切,但又與傳統(tǒng)科學(xué)實驗明顯不同。作戰(zhàn)仿真實驗作為作戰(zhàn)實驗的一個重要組成部分,目前已經(jīng)成為進(jìn)行作戰(zhàn)實驗的一種主要方法。但無論作戰(zhàn)實驗,還是作戰(zhàn)仿真實驗,仍有許多理論問題尚未解決,還需要我們進(jìn)行深入的思考:
第一,作戰(zhàn)實驗與傳統(tǒng)科學(xué)實驗的差異。傳統(tǒng)科學(xué)實驗一個最重要的要求是可重復(fù)性,但作戰(zhàn)實驗從本質(zhì)上講卻很難做到這一點。這是因為戰(zhàn)爭的復(fù)雜性導(dǎo)致戰(zhàn)爭本身是不可重復(fù)的,那么進(jìn)行作戰(zhàn)實驗其結(jié)果也不可能重復(fù),或者說不應(yīng)該重復(fù)。這就從本質(zhì)上對傳統(tǒng)的實驗理論提出了挑戰(zhàn)。我們怎樣去理解這種實驗的可重復(fù)性或不可重復(fù)性,必須從理論上找到相應(yīng)的解釋。
胡劍文,副教授,碩士生導(dǎo)師,1975年7月出生,江西景德鎮(zhèn)人,計算機科學(xué)學(xué)士。作戰(zhàn)手指揮學(xué)碩士,管理科學(xué)與工程博士,軍事運籌學(xué)博士后。國防科技大學(xué)C4ISR技術(shù)國防科技國家重點實驗室客座研究員,中國計算機學(xué)會高級會員,國家自然科學(xué)基金委項目同行評議專家。主要研究領(lǐng)域:作戰(zhàn)仿真實驗的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)能力工程。主持國家自然科學(xué)基金項目2項,參與國家與軍隊重點基金課題多項。在《IEEE Trans ON System,Man,Cybernetics Part A:》、
《I nternational Journal of OpenInformation System》、《中國科學(xué)》等國內(nèi)外雜志與會議上發(fā)表論文40余篇,其中10余篇進(jìn)入SCI、EI檢索;出版專著4部。
第1章 緒論
1.1 作戰(zhàn)實驗與作戰(zhàn)仿真實驗
1.2 作戰(zhàn)仿真實驗的一個實例
1.3 作戰(zhàn)仿真實驗的設(shè)計與分析
1.3.1 實驗?zāi)繕?biāo)
1.3.2 實驗?zāi)J?br>1.3.3 實驗環(huán)境模塊
第2章 2k因子實驗設(shè)計
2.1 因子設(shè)計的一般概念
2.1.1 基本概念
2.1.2 主效應(yīng)和交互效應(yīng)
2.1.3 因子設(shè)計的優(yōu)點
2.2 2因子設(shè)計
2.2.1 2k因子設(shè)計相關(guān)定義和表述
2.2.2 2k因子設(shè)計的主效應(yīng)與交互效應(yīng)的計算
2.3 2k-P分式因子設(shè)計
2.3.1 2k因子設(shè)計的二分之一分式設(shè)計
2.3.2 分辨度
2.3.3 2k-P分式因子設(shè)計
第3章 Nk抽樣實驗設(shè)計
3.1 正交抽樣
3.1.1 多因子實驗與正交表
3.1.2 無交互作用情況下的正交實驗設(shè)計
3.1.3 有交互作用情況下的正交實驗設(shè)計
3.2 拉丁方抽樣
3.2.1 拉丁方
3.2.2 拉丁方實驗設(shè)計及分析
3.2.3 正交拉丁方實驗設(shè)計及分析
3.3 均勻抽樣
3.3.1 均勻設(shè)計與均勻設(shè)計表
3.3.2 均勻設(shè)計實驗及其數(shù)據(jù)分析
第4章 動態(tài)仿真實驗控制
4.1 尋優(yōu)仿真實驗控制
4.1.1 基于最速上升法的仿真實驗尋優(yōu)
4.1.2 基于全局優(yōu)化策略的仿真實驗尋優(yōu)
4.2 尋需探索性仿真實驗控制
4.2.1 連續(xù)型能力指標(biāo)空間仿真實驗尋需控制:獲取能力需求空間
4.2.2 離散能力空間的尋需實驗控制
4.3 實驗因子篩選仿真實驗控制
4.4 實驗因子空間敏感區(qū)域分析實驗控制
4.5 并行仿真實驗控制
第5章 仿真實驗結(jié)果的分析
5.1 仿真結(jié)果的統(tǒng)計分析
5.1.1 隨機仿真輸出結(jié)果的統(tǒng)計量估算
5.1.2 仿真結(jié)果的比較分析
5.2 仿真結(jié)果的OLAP與數(shù)據(jù)挖掘分析
5.2.1 0LAP分析
5.2.2 數(shù)據(jù)挖掘規(guī)則發(fā)現(xiàn)功能
5.3 仿真結(jié)果的克里格回歸預(yù)測分析
5.4 尋需仿真實驗中的支撐向量機方法
第6章 作戰(zhàn)仿真實驗設(shè)計與分析案例研究
6.1 超視距空戰(zhàn)仿真實驗案例
6.1.1 超視距空戰(zhàn)效能模型的建立
6.1.2 仿真模型的設(shè)置和關(guān)鍵能力指標(biāo)的篩選
6.1.3 離散能力空間指標(biāo)仿真實驗分析
6.1.4 仿真實驗結(jié)果的0LAP分析
6.1.5 仿真實驗結(jié)果的克里格模型預(yù)測分析
6.1.6 連續(xù)能力指標(biāo)空間仿真實驗分析
6.2 概念上的精確制導(dǎo)武器體系仿真實驗需求論證
6.2.1 問題背景
6.2.2 實驗環(huán)境的結(jié)構(gòu)
6.2.3 基于多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)的能力指標(biāo)分析結(jié)果
6.3 某軍事政治危機下戰(zhàn)略決策仿真實驗研究
6.3.1 問題與背景
6.3.2 過程與方法
參考文獻(xiàn)
韋伯斯特的《新世界詞典》中的實驗,是指“為發(fā)現(xiàn)求知事物或驗證已知事物而進(jìn)行的一切行動或過程”。在自然科學(xué)領(lǐng)域,實驗是探索自然奧秘的一把鑰匙,大量的新發(fā)現(xiàn)與新規(guī)律都是從實驗當(dāng)中獲得或者在實驗中得到驗證。現(xiàn)代社會科學(xué)的研究也廣泛運用了實驗的手段。例如,對于復(fù)雜的社會問題如社會經(jīng)濟(jì)問題、社會變革問題、心理學(xué)問題等可以運用實驗方法加以研究,這一研究方法產(chǎn)生了一系列重大成果。
軍事科學(xué)既有自然科學(xué)的特點又有社會科學(xué)的特點。對于武器裝備系統(tǒng)的研究屬于自然科學(xué)范疇,而對于人與人之間的協(xié)作與對抗的研究則屬于社會科學(xué)范疇。科學(xué)實驗概念和方法在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用為軍事問題研究提供了新的思路和方法。近年來,國際戰(zhàn)略環(huán)境和軍事斗爭形勢已變得空前復(fù)雜,戰(zhàn)略戰(zhàn)役決策科學(xué)性的要求更是達(dá)到了前所未有的程度。作戰(zhàn)實驗逐漸擔(dān)負(fù)起未來戰(zhàn)爭設(shè)計、創(chuàng)新理論研究、創(chuàng)新體制編制、創(chuàng)新指揮人才培養(yǎng)、創(chuàng)新裝備體系發(fā)展等重要功能①,而這些功能的實現(xiàn),必須依托完善的作戰(zhàn)實驗體系、科學(xué)的實驗方法、先進(jìn)的實驗技術(shù)作為支撐?梢哉f作戰(zhàn)實驗方法和技術(shù)正在為軍事科學(xué)研究提供了一條新的、有效的探索之路。