在给定时间内可分析的选项数量限制了对行动方案 (COA) 的考虑。计算机在这一过程中提供了帮助,提高了计算能力,相当于分析了更多的行动方案。然而,每个行动方案的详细程度和需要时的计算能力限制了这一过程。确定方案的显著特征--即驱动每个 COA 之间的差异和影响的特征--可以抽象为更直接的形式,从而更容易进行比较,并以更少的资源实现更快的优化。在时间和计算资源有限的军事行动中,提高 COA 的效率至关重要。本文回顾了与 COA 开发和比较相关的摘要技术文献,并考虑了这些技术在军事行动条件下的适用性。

在机器人、决策理论规划和博弈论等不同领域,决策和规划面临的主要挑战是处理大量详细信息所涉及的高计算复杂性和大量内存需求。这种复杂性使计算资源紧张,决策速度减慢,在实时和动态环境中往往不切实际。例如,在机器人技术中,处理和存储大量环境数据的需求会阻碍机器人系统的效率和适应性[1]。同样,在决策理论规划中,纳入不确定性和计算效用会增加复杂性,从而使寻找最优或接近最优解决方案的工作变得计算密集[2],[3]。在博弈论中,由于需要考虑的可能性和结果的规模巨大,在详细、复杂的博弈中寻找均衡点可能会令人生畏[4]。问题的关键在于如何在管理这种复杂性的同时做出明智、知情的决策。在军事行动环境中,战斗的速度是时间的限制,而设备的机动性和有限的云访问限制了处理能力的可用性,这使得摘要成为辅助决策的宝贵工具。摘要不仅可以在资源有限的情况下考虑行动方案 (COA),还可以考虑更多可能的行动。

摘要是对特定问题或情景进行概括的过程,通常是通过消除与问题逻辑无关的细节来实现[5]。Cheng 举了一个文字问题的例子:“如果有人给了你一块饼干,然后又给了你一块饼干,你可能有两块,但也可能吃了一块”[5]。读者要解决的问题是 “1 ”和 “1 ”的加法;现实世界中可能发生的事情,比如有人可能吃掉了你的一部分,都与此无关。从情景中摘要出逻辑,就消除了这种模糊性 [5]。对于军事 COA 这样的真实情况,摘要的过程就是将细节缩减为与分析和比较相关的特征。

本文将根据下文第 1 节所述情况,分三个阶段介绍这一挑战。第 2 节回顾了摘要技术;第 3 节讨论了这些技术在军事 COA 中的适用性;第 4 节介绍了未来的工作,包括一般规划摘要以及如何将其应用于军事决策环境。

行动方案的摘要方法

摘要的本质是精简和简化复杂的过程,通过聚焦于最相关的信息,使决策更加有效。这对于机器人、决策理论规划和博弈论等数据和可能性错综复杂的领域至关重要。这些领域采用的摘要方法和算法多种多样,每一种都是针对特定的挑战和目标量身定制的。

每种方法和算法对于将复杂信息提炼成更易于管理和操作的形式都至关重要。专注于关键要素和模式可显著提高各自领域决策过程的效率和效果。下文将按照开发或提出的时间顺序,进一步详细讨论每种技术。需要注意的是,这些技术并不相互排斥--它们往往建立在先前技术的基础上,或侧重于规划的不同方面(例如,马尔可夫决策过程中的摘要状态空间就是决策理论规划的一种完善)。

COA 摘要技术的适用性

在第 2 节描述的技术中,有几种似乎有望在 MDMP 框架内提高军事行动目标规划和评估的效率。例如,分层解决问题法适合军事梯队的分层组织结构,在这种结构中,下级梯队在更细的层次上执行上级梯队的意图。高层梯队的计划应更加摘要,以便将意图转化为下层梯队的行动[32]。Bennett 等人[33]确定了从 “目标、目的和限制 ”到 “物质对象的外观、位置和配置 ”的摘要层次。博伊德的 “冲突模式”[6]在特定的实施层次上似乎是通用的,尽管每场战争的参与者和目标可能不同,每种情况下的车辆、装备和武器也可能不同。层级对规划的 “嵌套 ”性质也至关重要,因为规划是逐级进行的。高层的控制范围更广,能对总体战略问题(如长期影响)做出反应。相比之下,下层则更关注陆军公理:“射击、移动和沟通”。

考虑到军事行动中相互竞争的目标(包括实现军事目标、在特定时间内完成目标、保护生命和资源以及更广泛的外交目标),以及不可控情景中固有的不确定性,决策理论规划是一种有价值的技术。Aberdeen 等人[24]建议使用马尔可夫决策过程来模拟计划情景,包括一个有限的状态空间(如行动区域)、一组有限的行动(COA)、一个初始状态(位置、可用资源)、一组终端状态(任务目标)以及每个 COA 实现任务目标的概率。虽然这最初只是一个简单的模型,但这些状态的详细程度可以更详细或更抽象。

博弈论摘要[4]可模拟对立双方(如友军与敌军)之间的互动。这可用于决策理论规划,以详细说明考虑到对方部队可能采取的反击行动的作战行动方案的成功概率。在 MDMP 第 2 步的任务分析过程中,可通过战场情报准备工作获得有关对方部队的信息。

COA 评估标准也是在第 2 步中制定的,它定义了每个 COA 的参数(如预期友军伤亡、不确定性、战术风险)。COA 的摘要必须包括驱动这些评分的行动,例如 ⋅ 什么行动会造成友军伤亡?是否有替代行动? ⋅ 哪些信息不确定?是否有行动可以核实该信息? ⋅ 什么行动会产生战术风险?哪些行动可以降低风险?

对评估标准无实质性影响的计划细节可以摘要化(即缩减维度)。重大行动及其替代方案可以优化作战行动,以满足评估标准的客观值。

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