重磅！2022最新发布《北约分析性兵棋推演--数据采集、分析和利用的创新方法》北约技术报告160页

2022 年 8 月 20 日 专知

执行摘要

为提高北约成员国作战力量的准备和有效性，需要努力使军事行动研究、分析和规划同步化。分析性兵棋推演是评估概念、探索分析性问题和演练有关作战战略、行动方案、作战计划和战术决定的成熟方法，是这些努力的一个重要组成部分。

北约SAS-139研究任务组（RTG）的目标是通过提高分析性兵棋推演能力来推进北约兵棋推演方法，以便更好地支持北约军事决策过程。该RTG成立于2018年5月，持续到2021年5月。三年来，SAS-139将分析性兵棋推演定义为一种独特的研究方法，并确定了创新挑战。他们研究了可用于推进分析性兵棋推演实践的补充研究方法以及工具和技术的进展。

SAS-139还建立了一个北约兵棋推演兴趣社区和相关的合作中心。成员们表示有兴趣在RTG结束后继续这个社区。偶然的是，在2021年，北约承诺发展一种 "大胆"的兵棋推演能力，它将建立和扩展团队的努力，并补充完善的"连接"兵棋推演系列会议。

本报告为确保分析性兵棋推演方法的严谨性和有意义的数据采集提供了指导方针，确定了补充兵棋推演的其他分析方法，并研究了实用工具和创新应用。该小组的主要发现包括以下内容，报告中对这些内容进行了更详细的讨论。

1）专业的分析性兵棋推演者使用规范的流程和标准操作程序（SOPs）来指定兵棋推演的研究问题，设计、开发和执行兵棋推演，并捕获兵棋推演中产生的数据。

2）在分析性兵棋推演过程的每个阶段都有创新的机会。有必要发展一门兵棋推演的科学，以纳入更广泛的分析方法。讨论产生了两个视角，通过它们来看待分析性兵棋推演中的创新想法。人们应该问，创新的想法是否会给制定更好的军事计划和决策带来价值，以及创新是否会有助于提高分析性兵棋推演结果的有效性和可靠性。

3）多年来，战争玩家一直在尝试分布式游戏的形式，然而，分布式流程给分析性兵棋推演（战争游戏）带来了一些控制和玩家体验的挑战。研究小组的调查表明，虽然很容易认为分布式战棋游戏比现场战棋游戏成本低、效果好，但没有什么经验证据来支持这一假设。需要大量的创新和投资来开发一种方法，以便在战术、作战和战略战争层面设计和执行严格的分布式军事战争游戏。

第1章 - 引言

为了提高北约成员国的战备和战斗力，需要努力使军事行动分析、研究和规划同步进行。分析性兵棋推演是评估和演练作战战略、作战概念、作战计划和战术决策的成熟方法，是这些努力的一个重要组成部分。

本章介绍了SAS-139研究任务组（RTG）研究分析性兵棋推演创新的方法，该小组的研究活动，COVID-19的缓解工作，以及本报告的组织方式。

1.1 背景

北约系统分析与研究小组认为有必要重振北约社区的兵棋推演能力。虽然北约组织和一些国家正在执行兵棋推演，但北约的兵棋推演实践是临时性的，没有总体的工作计划。认识到国家和组织的工作人员有很多个人经验，小组认为有必要分享最佳做法、经验教训和潜在的能力改进。SAS-ET-DN由北约盟军司令部转型（ACT）和美国在2017年组织和共同领导，并为本报告中描述的工作制定了技术建议。ET的重点是分析性兵棋推演的创新，以解决北约军事规划的广泛要求。该小组旨在调查数据采集和分析实践方面的进展，这些进展可以有效地应用于改善北约分析性兵棋推演的做法。北约科学技术组织委员会于2017年11月批准了拟议的为期三年的研究任务组活动，题为NATO SAS RTG-139北约分析性兵棋推演--数据捕获、分析和利用的创新方法（RTG）。该RTG于2018年5月开始，发出呼吁北约成员参与的信息。九个成员国、三个北约组织和澳大利亚同意赞助代表。该RTG在2021年5月结束。

1.2 SAS-139的科学目标和成就

北约SAS-139研究活动的目标是通过提高分析性兵棋推演能力来推进北约兵棋推演方法，以更好地支持北约军事决策过程。RTG旨在为确保分析性兵棋推演方法的严谨性和有意义的数据采集提供指导方针，确定和分享兵棋推演的分析方法，并研究实际的工具和应用。

第一年的重点是明确研究问题和组织研究团队。RTG调查了分析性兵棋推演的能力，以确定最佳实践领域以及数据采集和分析方面的差距、不足和挑战。RTG成员最初于2018年5月在巴黎的北约合作科学办公室举行会议，组织研究项目和任务，并同意通过每年召开两次的现场会议--一次在欧洲，一次在美国--以及每季度召开的虚拟会议来继续他们的工作。在2018年10月由美国空军在弗吉尼亚州阿灵顿的基础研究创新与合作中心主办的会议上，该团队制定了一个框架来描述分析性兵棋推演过程，并开始调查能力，以确定兵棋推演数据采集和分析的最佳实践领域、差距和挑战。

在第二年，RTG对推进分析性兵棋推演方法和工具的机会进行了研究，寻求确定创新方法和解决方案，并观察这些解决方案的演示。该小组于2019年3月在意大利拉斯佩齐亚的海洋研究与实验中心（CMRE）举行会议，并于2019年12月在美国俄亥俄州代顿的莱特兄弟研究所的美国空军研究实验室主办的会议上举行会议。在这一年中，该小组确定了改进兵棋推演数据采集和分析的分析进展和方法，听取了关于可以为分析性兵棋推演的创新提供信息的专题简报，并观察了相关工具和技术的演示。CMRE会议与北约IST-141探索性视觉分析联合举行，以交流信息并确定协同作用和合作研究的机会。此外，SAS-139的一名成员组织了一次用于兵棋推演的工具和技术的互动演示，并在2019年9月在英国伦敦举行的连接英国兵棋推演会议上举行。

RTG在第三年的工作重点是提取研究结果并制定最终的技术报告，目标是专业的兵棋推演和其他作战分析人员、军事从业人员和决策者。荷兰应用科学研究组织（TNO）和美国海军战争学院提出在2020年主办会议，然而团队的工作因2020年初COVID-19大流行的发生而中断。RTG成功地转向了完全虚拟的会议，并使用内部同行评审程序来讨论和审查工作产品。COVID前的面对面会议提供了一个机会，以建立作为一个虚拟研究团队有效运作所需的关系。COVID-19影响了SAS-139展示更多兵棋推演技术的努力，但它也为研究分布式兵棋推演提供了一个独特的机会，这种做法在2020年之前在北约几乎闻所未闻，但随着亲临现场的兵棋推演几乎在一夜之间转变为虚拟兵棋推演，兵棋推演从业者迅速熟悉起来。最后，SAS-139建立了一个 "北约兵棋推演"合作网站，以覆盖整个北约更广泛的兵棋推演社区。

在SAS-139活动结束时，建立了北约大胆的兵棋推演倡议，以促进北约内部的兵棋推演能力和能力，并协调北约各司令部的努力。SAS-139兵棋推演的利益共同体将通过这一努力继续存在。

该小组的主要发现包括以下内容，在报告中会有更详细的讨论。

专业的分析性战争专家使用规范的流程和标准操作程序（SOPs）来指定兵棋推演的研究问题，设计、开发和执行兵棋推演，并在兵棋推演中捕获和生成数据[1]，[2]。如图1-1所示，这个过程包括初步分析、明确任务、指定问题、目的、目标和研究假设或问题、设计和开发兵棋推演以解决研究规范、管理和控制执行以实现研究规范。团队在分析性兵棋推演过程的每个阶段都发现了创新的机会，这在第一部分有更详细的描述。

图1-1：分析性兵棋推演过程。

许多分析性兵棋推演者将作战计划和概念视为关于决策的理论，并设计游戏来研究这些理论的可行性和适合性。分析性兵棋推演是决策方面的准实验，帮助我们了解人们为什么会做出这样的选择，他们在特定的环境中面临什么样的限制，以及他们看到了什么机会来创造新的方法来解决特定的问题集[3]。然而，SAS RTG-139发现关于兵棋推演科学的文献非常少。大多数战争博弈文献将战争博弈视为一种实用艺术，而不是一种与其他军事研究相结合的科学研究方法，并将其置于当代决策或复杂性科学的学科中。虽然现有文献为如何设计、开发和执行兵棋推演提供了有用的建议和框架，但它并没有为重振北约分析性兵棋推演的创新提供严格的基础。因此，研究小组的第二个发现是，北约需要投资于发展兵棋推演的科学，并确定了两个视角来看待创新的想法。

1）人们应该问，创新想法是否会给制定更好的军事计划和决策带来价值；以及

2）人们应该问，创新是否有助于提高战争演习分析结果的有效性和可靠性。

SAS-139团队没有时间探索的其他方法论机会包括使用政策分析工具，如制度分析和发展（IAD）框架，作为指定兵棋推演设计的指导[4]。同样，计算和数据科学的工具和方法也可以在兵棋推演中使用，如可以爬行 "大数据 "的人工智能分析、网络分析、多维可视化工具和数据模拟方法[5] 。例如，战争玩家可能会发现数据挖掘和网络分析工具对分析兵棋推演数据很有用；蒙特卡洛和图论对诊断问题很有用；蜂窝自动机和基于代理的模型可用于数据建模；遗传算法和粒子群优化可能对合成有用。

最后，SAS-139团队发现，一些兵棋推演者多年来一直在尝试分布式游戏的形式。COVID的大流行引起了人们对不见面的兵棋推演方式的新兴趣。分布式兵棋推演的主要特点是参与者不在同一地点，他们依赖于虚拟的通信渠道。玩家和游戏控制器可以是地理上孤立的，也可以是集群的，他们可以在同一时间（同步）或间隔（异步）游戏。分布式进程给分析性兵棋推演带来了一些控制和玩家体验方面的挑战。该小组的调查表明，虽然很容易认为分布式兵棋推演比现场兵棋推演成本低、效果好，但商业和军事兵棋推演的目标是完全不同的。商业生产商的目标是盈利；他们寻求使他们的游戏具有娱乐性和上瘾性的方法。他们指望玩家尝试游戏，一旦上瘾就会回来购买新版本。相比之下，分析性兵棋推演制作者的目的是教育，提供决策和指挥方面的基本经验，并建立有关复杂战争问题的知识。此外，虽然现场和分布式兵棋推演的成本结构不同，但对这些差异的研究不足，无法支持对相对成本和收益的假设。

尽管如此，利用网络游戏收集经验证据以支持战略行为理论的学术成功，如查尔斯-霍尔特的Veconlab，显示了创建分布式分析性兵棋推演的前景。然而，要开发一种方法来设计和执行战术、作战和战略战争层面的严格的分布式军事兵棋推演，需要大量的创新和投资。

1.3 涵盖的科学课题

RTG最初追求的是九个重叠的研究课题，并组织成小组来追求每个课题。这些研究课题包括

1）将分析性兵棋推演定义为一种独特的实践，确定分析游戏的创新方法和工具，并收集和记录相关定义和术语。

2）将分析任务映射到兵棋推演过程中。

3）研究能够支持分析性兵棋推演的自动化和人工智能的发展。

汇编分析性兵棋推演的最佳实践。
识别和观察支持分析性兵棋推演的最先进的工具和技术的演示。
绘制利益相关者的地图，建立一个可持续的实践社区。

7）为分析性兵棋推演过程中的技术制定指导方针，并为严谨性制定实用的评估标准。

识别偏见的来源和缓解策略。

9）调查分析性兵棋推演的决策科学方面。

在工作过程中，RTG确定了他们研究主题领域的问题、挑战和冗余，并将他们的工作集中在兵棋推演分析和游戏的差距、不足和挑战上；利用兵棋推演的结果为决策提供信息；可用于兵棋推演的分析方法和技术；确保兵棋推演的分析严谨性；以及北约成员国之间的合作机会和最佳实践，以推进兵棋推演分析的先进性并为联盟提供一种能力。

1.4 协同性和互补性

北约SAS-139RTG的目的是通过为确保兵棋推演中分析的严谨性和有意义的数据采集提供指导方针来提高北约的分析性兵棋推演能力。在工作过程中，RTG发现了与SAS-130 RTG "21世纪的行动方案分析"、NATO IST-141 "探索性视觉分析 "和SAS-170 "分布式兵棋推演"的协同和互补性。

SAS-139 RTG的工作提供了一个总体框架，可以补充并纳入SAS-130关于行动过程分析的工作。我们的发现为分析性战争行动过程分析的最佳实践提供了信息，并确定了在培训、流程、工具、设施和产品方面的创新和投资机会。

SAS-139 RTG发现了与北约IST-141的协同作用，IST-141旨在研究、开发和应用探索性视觉分析，以利用和理解大量复杂的数据，帮助使隐性知识显性化；并在网络、海事和社交媒体领域提供急性情况意识和决策支持。联席会议的目的是讨论如何应用可视化和视觉分析的进展来改善分析性兵棋推演。与会者指出，需要不断开发工具，以改善兵棋推演执行之前、期间和之后对相关信息的感知、理解和交流。两个工作组还确定了交互式可视化和可视化分析是从数据中提取知识和支持分析性兵棋推演的潜在有用方法。

SAS-139对分布式兵棋推演做了一些初步的研究，并与SAS-170分享，其目的是创建一个关于这个主题的最佳实践指南。

1.5 开发和影响

SAS-139 RTG的工作通过创建北约分析性兵棋推演兴趣社区，发展北约许多组织和国家的分析性兵棋推演能力，分享最佳实践，并确定和鼓励使用创新的数据采集和分析方法，来推进北约的战略和行动决策及同步化。

SAS-139的工作已经在连接兵棋推演会议和北约作战研究和分析会议上进行了介绍。未来有机会在会议上介绍特定的章节或将其改编为期刊文章。

随着SAS-139 RTG的逐渐结束，北约大胆的兵棋推演能力正在建立中。北约大胆兵棋推演将继续SAS-139的努力，以保持一个活跃的分析性兵棋推演社区，它的成员将继续满足和扩大基于该研究任务组开发的关系网络，并通过连接兵棋推演会议。北约大胆的兵棋推演将通过建立兵棋推演的能力，教育和培训，在北约建立兵棋推演的专业学科。

1.6 报告结构

本报告分为四个部分，十一个章节，以及两个附件。第一部分为后续部分和章节奠定了基础。各章讨论了分析性兵棋推演在军事规划中的使用，以及与实现严格性相关的挑战。总的来说，这一部分的各章提供了两个视角来看待分析性战争博弈的创新理念--建议在多大程度上改善了军事规划和决策，以及建议在多大程度上提高了战争博弈结果的有效性和可靠性。第二部分侧重于将人工智能（AI）和自动化的进展应用于分析性兵棋推演。第三部分的章节讨论了一系列补充分析性兵棋推演的分析方法，第四部分的两章则反映了与分布式分析性兵棋推演相关的问题和挑战。介绍性章节和各章讨论了团队对工具和技术的调查结论。附件A包含了一份作为分析性兵棋推演从业者的持续发展指南：兵棋推演专业指南北约版。附件B提供了一份本研究工作组使用的其他背景参考资料的清单。

虽然本报告篇幅较长，但每一章都可以作为独立的文件来阅读，所以读者可以自由跳到他们最感兴趣的领域。