伯伊德與OODA環(huán)理論
伯伊德與OODA環(huán)理論
眾所周知，空軍是各國軍事力量的精華所在，向來有“天之驕子”的美譽(yù)，空戰(zhàn)技術(shù)被視為一門藝術(shù)。朝鮮戰(zhàn)爭中，美國空軍噴氣式F-86飛機(jī)的基本戰(zhàn)術(shù)和第二次世界大戰(zhàn)中的活塞式P-51飛機(jī)的基本戰(zhàn)術(shù)并沒有什么兩樣，無非就是拼速度、拼高度、拼轉(zhuǎn)彎、力爭咬尾、力爭先于敵人把航炮指向?qū)Ψ竭@種戰(zhàn)術(shù)被美國飛行員簡稱為“turn and burn”。由于美國擁有強(qiáng)大的工業(yè)實(shí)力和完善的訓(xùn)練體系,在二戰(zhàn)及朝鮮戰(zhàn)爭中一直保持了明顯的空中優(yōu)勢，世人也樂于把美國空軍的戰(zhàn)績歸功干美國飛行員的經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì)。
但是綽號(hào)“瘋子少校”的王牌飛行員約翰·伯伊德（John Boyd）不滿足于人云亦云，決心用科學(xué)的方法來研究空戰(zhàn)藝術(shù)問題。在眾多工程技術(shù)人員的配合下他搜集整理了大量的空戰(zhàn)實(shí)例，通過統(tǒng)計(jì)歸納分析和技術(shù)流程分解他逐漸認(rèn)識(shí)到常人津津樂道的速度、高度、轉(zhuǎn)彎半徑等并不是空中格斗的決定性因素。飛行員對(duì)戰(zhàn)斗環(huán)境的了解（Situational Awareness）和戰(zhàn)斗機(jī)迅速改變飛行狀態(tài)的能力才是空戰(zhàn)取勝的終極要素。這也就是說飛行員的個(gè)人能力與飛機(jī)平臺(tái)的綜合素質(zhì)相輔相成，優(yōu)秀的飛行員與優(yōu)秀的戰(zhàn)機(jī)搭配才能相得益彰，離開高性能的戰(zhàn)機(jī)再杰出的飛行員也逃脫不了“巧婦難為無米之炊”的尷尬。
隨著研究逐步深入, 伯伊德發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)斗機(jī)要想在空戰(zhàn)格斗中率先搶占優(yōu)勢位置不只取決于飛機(jī)單純的速度和高度參數(shù)優(yōu)勢，而是要依靠戰(zhàn)斗機(jī)整體的能量水平轉(zhuǎn)換優(yōu)勢。速度相應(yīng)于動(dòng)能，高度相應(yīng)于勢能，飛機(jī)爬升和俯沖的過程就是動(dòng)能和位能相互轉(zhuǎn)換的過程?？諔?zhàn)中,誰能更快、更準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換能量水平,誰就能增大獲勝的概率。
經(jīng)過無數(shù)不眠之夜,伯伊德終于推導(dǎo)出一個(gè)簡潔優(yōu)美的數(shù)學(xué)公式, 對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性給予了準(zhǔn)確、形象的科學(xué)說明。
此公式后來成為美國空軍“能量機(jī)動(dòng)性理論”（Energy-Maneuverability theory）的核心思想，它表明：翼負(fù)荷和能量這兩個(gè)因素決定了戰(zhàn)機(jī)的戰(zhàn)斗性能。翼負(fù)荷越低，則翼面能夠產(chǎn)生更多升力，讓戰(zhàn)機(jī)以更小的轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行機(jī)動(dòng)。能量越高,表示機(jī)翼能夠持續(xù)提供升能力越強(qiáng)。
“能量機(jī)動(dòng)理論”提出后，率先在北約國家的軍機(jī)設(shè)計(jì)中得到采用，西方第三代半和四代戰(zhàn)機(jī)普遍采用了大型的中度后掠梯型翼設(shè)計(jì), 以得到足夠的翼面積（即更低的翼負(fù)荷）。另一方面，這些戰(zhàn)機(jī)普遍裝備了推重比超過1的后燃渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，這讓戰(zhàn)機(jī)有足夠的能量持續(xù)轉(zhuǎn)彎。
而同時(shí)期的蘇式戰(zhàn)機(jī)，仍沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路以流暢輕巧的氣動(dòng)布局和小型發(fā)動(dòng)機(jī)來保持高空高速優(yōu)勢，雖然它們的翼負(fù)荷也很低，卻沒有足夠的能量連續(xù)進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)彎機(jī)動(dòng),空中格斗能力迅速下降。因此,從第四次中東戰(zhàn)爭開始直到第一次海灣戰(zhàn)爭結(jié)束的多次空戰(zhàn)中，蘇式戰(zhàn)機(jī)多次處于劣勢。蘇聯(lián)軍機(jī)設(shè)計(jì)師在實(shí)戰(zhàn)的教訓(xùn)下也開始全面采用“能量機(jī)動(dòng)理論”來改善自己落伍的設(shè)計(jì)理論。目前，全世界的第四代戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)普遍接受了“能量機(jī)動(dòng)理論”的設(shè)計(jì)概念，在超視距導(dǎo)彈技術(shù)日新月異的今天，仍依靠強(qiáng)大的空中機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)能力煥發(fā)出茂盛的生命力。
約翰·伯伊德（John Boyd）提出的OODA環(huán)理論（Observation，Orientation，Decesion，Action），提供了一種以偵查、判斷、決策、行動(dòng)循環(huán)來描述沖突的方法，從最初解釋空軍戰(zhàn)術(shù)的概念擴(kuò)展到解釋一般意義上的決策處理，被廣泛應(yīng)用于軍事問題研究。
OODA環(huán)理論指出指揮控制作戰(zhàn)的特點(diǎn)就是按照觀察—判斷—決策—行動(dòng)環(huán)路進(jìn)行戰(zhàn)斗，具體可分為如下四個(gè)階段：
第一階段為觀察（Observation），主要是通過各種傳感設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用進(jìn)行情報(bào)收集，例如，預(yù)警探測的信息、戰(zhàn)場環(huán)境的信息、敵方坐標(biāo)信息等。
第二階段為判斷（Orientation），戰(zhàn)場態(tài)勢瞬息萬變、并且有很大的不確定性，判斷就是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的信息，有效、快速地判斷結(jié)果能夠輔助指揮員做出正確的決策，甚至改變戰(zhàn)場態(tài)勢。
第三階段為決策（Decision），就是指揮員明確制定任務(wù)方案、下達(dá)作戰(zhàn)計(jì)劃。決策的迅速形成對(duì)戰(zhàn)場態(tài)勢有著決定性意義。
第四階段為行動(dòng)（Action），戰(zhàn)場上的行動(dòng)通常描述為根據(jù)上級(jí)下達(dá)的作戰(zhàn)計(jì)劃采取相應(yīng)的作戰(zhàn)部署，并進(jìn)行動(dòng)作行為。
OODA環(huán)具有周期性和嵌套性，周期性意味著一個(gè)環(huán)路結(jié)束時(shí)，另一個(gè)新的環(huán)開始，周期的大小與作戰(zhàn)兵力的規(guī)模、空間范圍、作戰(zhàn)樣式有關(guān)；嵌套性意味著環(huán)與環(huán)以嵌套的形式關(guān)聯(lián)，例如在戰(zhàn)術(shù)級(jí)作戰(zhàn)系統(tǒng)中，最小的OODA環(huán)是近距離武器系統(tǒng)的火力閉環(huán)控制環(huán)，在分隊(duì)層次上同樣有OODA環(huán)，這些指揮控制環(huán)相互嵌套，內(nèi)環(huán)周期短、外環(huán)周期長。
在作戰(zhàn)中，對(duì)抗各方會(huì)不斷觀察周圍環(huán)境、獲取相關(guān)信息、判斷威脅，即時(shí)調(diào)整、做出決策，并采取相應(yīng)的行動(dòng)，具體體現(xiàn)在OODA環(huán)的響應(yīng)能力的競爭上，如能努力縮短己方的OODA周期，并盡可能地增加敵方的OODA周期，在敵人對(duì)己方前次行動(dòng)作出反應(yīng)之前發(fā)起新的行動(dòng)，那么敵人很快就會(huì)應(yīng)接不暇，失去反應(yīng)能力，這樣就能掌握作戰(zhàn)的主動(dòng)權(quán)，獲得巨大的優(yōu)勢。
圖 對(duì)抗沖突雙方OODA環(huán)原理
因此，柏伊德給出了米格15在與F86搏斗的例子，米格15在機(jī)動(dòng)性上、單武器平臺(tái)的優(yōu)勢上，火力上均優(yōu)于F86，但信息處理不若F86迅捷，F(xiàn)86具有更廣闊的視野、更準(zhǔn)確的判斷、更迅速的決策和更敏捷的行動(dòng)，在作戰(zhàn)時(shí)具有很大的優(yōu)勢。一言以蔽之，就是“以快吃慢”。
進(jìn)入信息時(shí)代，OODA 環(huán)發(fā)揮越來越重要的作用，美國前國防部長科恩就說過，以往的戰(zhàn)爭哲學(xué)是大吃小，現(xiàn)在是快吃慢，“基于OODA 以快吃慢”成為信息時(shí)代重要的制勝機(jī)理，是信息化時(shí)代概念創(chuàng)新的支撐思想。
OODA 環(huán)理論提出之后，人們通過定性分析、理論思辯進(jìn)行研究，推導(dǎo)出一些新的軍事概念，像“快速?zèng)Q定論”，“分布式并行作戰(zhàn)”等，但規(guī)律研究深受環(huán)境制約，為此作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)的預(yù)實(shí)踐手段，也被用來對(duì)理論、概念進(jìn)行鑒別，論證真?zhèn)巍?/span>
針對(duì)OODA 模型，許多學(xué)者在其模型的信息收集、態(tài)勢評(píng)估以及輔助決策能力等環(huán)節(jié)進(jìn)行了相關(guān)研究，并取得了一定成果。但是在當(dāng)下隨著作戰(zhàn)信息的日益增長，如何有效利用海量數(shù)據(jù)信息改善模型效能，還未有深入研究。值得關(guān)注的是，美軍已率先提出了“從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策”的應(yīng)對(duì)策略，解決數(shù)據(jù)過載、提高數(shù)據(jù)分析智能化水平等問題，以輔助指揮官及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)作戰(zhàn)關(guān)節(jié)、縮短決策周期、選擇最佳行動(dòng)方案。
圖 OODA系統(tǒng)模型優(yōu)化框架
第一是在判斷階段引入專家系統(tǒng)，并將專家系統(tǒng)的規(guī)則庫與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合。首先，專家系統(tǒng)能夠輔助指揮員在信息處理過程中迅速、精準(zhǔn)地做出決策建議。其次，將作戰(zhàn)指揮數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照專家系統(tǒng)規(guī)則庫的規(guī)則模式存儲(chǔ)，利用作戰(zhàn)指揮數(shù)據(jù)庫信息豐富的優(yōu)勢擴(kuò)充專家系統(tǒng)的判斷范圍，進(jìn)而為作戰(zhàn)決策提供更為精準(zhǔn)的輔助指導(dǎo)。
第二是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)引入反饋機(jī)制，即通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力不斷豐富作戰(zhàn)指揮數(shù)據(jù)庫。將決策階段的作戰(zhàn)計(jì)劃和行動(dòng)階段的戰(zhàn)場實(shí)際態(tài)勢做差值計(jì)算得出誤差值，將誤差值按照一定規(guī)則輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過其自學(xué)習(xí)功能將本次作戰(zhàn)情況輸送至判斷階段用于輔助下一次作戰(zhàn)決策判斷?？梢钥吹?，引入反饋機(jī)制可將作戰(zhàn)情況及時(shí)地以某種方式傳遞給作戰(zhàn)指揮數(shù)據(jù)庫以豐富其信息量，從而有效縮短輔助判斷時(shí)間，并提高輔助決策的精準(zhǔn)度。
隨著戰(zhàn)爭信息化程度越來越高，現(xiàn)代戰(zhàn)爭網(wǎng)絡(luò)化體系對(duì)抗特征越來越突出，與此相應(yīng)的體系對(duì)抗作戰(zhàn)指揮也呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、體系化的OODA循環(huán)過程，戰(zhàn)爭的勝負(fù)取決于網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系對(duì)抗的整體效能。因此，將體系化的OODA 指揮循環(huán)速度作為評(píng)價(jià)體系能力整體效果的指標(biāo)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化體系對(duì)抗能力評(píng)估具有重要的參考價(jià)值。
以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為代表的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)為網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系建模奠定了理論基礎(chǔ)，將體系看成是“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”，作戰(zhàn)體系要素基于信息網(wǎng)絡(luò)耦合交互作用效果以及由此涌現(xiàn)出的整體效能（如信息優(yōu)勢），可通過網(wǎng)絡(luò)科學(xué)理論進(jìn)行更準(zhǔn)確深入的研究。
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