Smart simulerar luftkriget från storanfall till internationella insatser

Datormodell hindrar människan från att göra ”logiska kullerbyttor”

Av Karin Mossberg

är tekn dr och ledare för projektet luftkrig. Hon har arbetat som operationsanalytiker på FOAs avdelning för försvarsanalys i fem år.

Hur omvärlden ser ut om 20 år kan vi bara ana. Vad vi däremot med säkerhet vet är att utformningen av vår framtida försvarsmakt beror av de beslut vi idag fattar om fortsatt utveckling av vapen och flygplan. För att kunna ta så bra beslut som möjligt krävs att vi kan göra oss en bild av vilka hot vi kan tänkas möta om 20 år, varifrån hotet kommer och hur tekniken kommer att utvecklas fram tills dess.

Komplexiteten och osäkerheten i framtida krigsscenarier är stor. Ett sätt att hantera detta är att bedriva spel. Spelen kan bedrivas med en karta som spelplan och sedan genom att göra successiva speldrag där både A- och B-sida förflyttar sina förband. Efter varje speldrag diskuteras den aktuella situationen och förluster döms av. Spelen gör att diskussionerna fokuseras kring konkreta exempel istället för att föras i generella termer. På högkvarterets strategiavdelning bedrivs kontinuerligt krigsförloppsspel inom perspektivplanestudierna (se sid 30). Spelen ligger till grund för beslut som tas om hur det framtida försvaret ska se ut.

Idealiskt uppdrag för en datormodell
I ett krigsförloppsspel kan antalet ingående enheter bli stort. Ett spel kan på flygsidan innehålla ett hundratal flygplan, flerdubbla antalet vapen, ett tiotal flygbaser och lika många radarstationer. Att manuellt hålla reda på alla dessa enheter är ett tidskrävande arbete som omöjliggör ett större antal spelvariationer. För en datormodell är detta däremot ett idealiskt uppdrag. Datorn kan, förutom att hålla reda på alla resurser, simulera krigsförloppet, presentera (tex geografisk fördelning av utslagna baser) och beräkna (tex radartäckningar). Datorn gör också att man systematiskt kan variera ingångsvärdena, parametrarna, i spelet vilket ger en värdefull kunskapsuppbyggnad inom spelgruppen. En datoriserad modell hindrar också människan från att göra ”logiska kullerbyttor”, exempelvis att tro att alla flygplan hinner flyga från sina flygbaser till stridsområdet, när i verkligheten kanske bara hälften hinner fram. Datorns många fördelar är ett bra komplement till människans slutlednings- och analytiska förmåga.

Luftkrigsmodellen Smart
FOA utvecklar just nu en simuleringsmodell, Smart, Simulation model of air warfare for research and training, som ska bli ett hjälpmedel i de krigsförloppsspel som bedrivs på högkvarteret. FMV stödjer modellutvecklingen på den datalogiska och tekniska sidan. Modellen ska presentera krigsförlopp, bokföra resurser och göra beräkningar och avdömningar. Målsättningen är att modellen ska kunna simulera alla typer av framtida och nutida hot- och krisscenarier, allt från det traditionella storanfallet mot Sverige till internationella insatser där enbart ett fåtal flygplan eller robotar ingår. Den första versionen av modellen, Minismart, blir klar i under våren -98.

Smart simulerar de funktioner som är avgörande för flygkriget: flygbaser, luftvärn, insatsledarens beslut (jakt, attack, spaning), stridsledning, sensorer, telekrig och avdömningar. Insatsledarens beslut simuleras genom ett regelverk inlagt i ett expertsystem. Detta innebär att datorn kan besluta om när flygplan ska sättas i högsta beredskap, när de ska starta och mot vilka fientliga företag de ska gå. Det är också möjligt för en operatör att gå in och ändra datorns beslut. Regelverken i modellen ska lätt kunna ändras.

Modellen är dubbelsidig, dvs både försvararens och angriparens sida kommer att simuleras på samma sätt. I tidigare krigsförloppsmodeller har det varit vanligt att angriparens anfallsplan har varit statisk och inte berott på vårt agerande. I Smart har både försvarare och angripare möjlighet att interaktivt ändra sitt taktiska uppträdande beroende på vad motståndaren gör för speldrag.

Kopplingar till andra modeller
Smart simulerar flygkriget på en taktisk/flygoperativ nivå. Syftet är att kunna överblicka ett helt krigsförlopp och inte studera tekniska och stridstekniska detaljer. Dock är teknik och stridsteknik ofta avgörande för hur ett krigsförlopp utvecklas och måste därför beaktas även om de inte simuleras i modellen. Smart får den informationen från andra, mer detaljerade, modeller.

Ett exempel på en modell som ska lämna underlag till Smart är Simcenter (se sid 10-12), som just nu byggs upp på FFA. I Simcenter kan en framtida luftstrid simuleras på en mycket detaljerad nivå och resultatet från den kan uttryckas i exempelvis antal nedskjutna flygplan och hemåtvändande attackflygplan.

Utfallet av luftstriden beror av många olika parametrar, tex antal och typ av flygplan, beväpning, geometri, telestörning, varnings- och motmedelssystem. Att göra upprepade bemannade simuleringar av en typ av luftstrid, för att få ett signifikant värde på utfallet, kan involvera 20 personer under en vecka. Det är givet att det inte finns tid att göra manuella simuleringar där en parameter i taget ändras, vilket en forskare skulle föredra. En viktig del av analysarbetet blir därför att definiera vilka parametrar som är viktigast att studera och hur resultatet från de simuleringarna sedan kan generaliseras att gälla alla de fall som uppstår i Smart.

Smart är beroende av Simcenter, men även Simcenter drar nytta av de simuleringar som görs i Smart. Antalet scenarier som kan spelas upp i Simcenter är i det närmaste oändligt. Genom att bedriva krigsförloppsspel i Smart får man en inriktning av vilka scenarier som är intressanta att studera mer i detalj i Simcenter. Andra exempel på modeller som kan ge underlag till Smart är luftvärnsmodellen FBSIM och Astor (se rutan nedan). LÄNK

Så används modellen
Till skillnad från en modell som simulerar ett tekniskt system (tex en radars räckvidd som funktion av atmosfärsanomalier) så kan Smart aldrig ge ett bestämt svar på ett problem. Syftet med modellen är istället att ge beslutsfattaren en djupare förståelse för olika krigsförlopp, som grund för sina beslut. Det är därför viktigt att man förstår varför modellen beter sig på ett visst sätt. Modellen får inte uppföra sig som en svart låda som genom ett ”hokus pokus” spottar fram en avdömning eller en företagsförflyttning. Det är också viktigt att modellen används på rätt sätt. Om vi exempelvis vill studera hur utfallet av ett krigsförlopp förändras om vi byter ut korträckviddiga jaktrobotar mot långräckviddiga, räcker det inte med att variera robotens räckvidd. Även vår taktik, liksom angriparens, kommer att förändras då tekniken (vapnen) ändrats. Analytikern har därför en viktigt uppgift att inse, och lära ut, hur parametervariationer kan göras.

Analytikerns roll i modellutvecklingen
En modell som Smart, vars största förtjänst är att den spar tid åt spelgruppen i sin roll som presentatör och bokförare, är paradoxalt nog komplicerad att ta fram. Det krävs en väl sammansatt grupp med kunskaper inom militära teknikområden (moderna vapen/motmedel), framtida tekniska/stridstekniska principer, flygtaktik, mänskliga beslutsregler, datorteknik och operationsanalys. All denna kompetens finns inte inom projektet på FOA. Det är därför nödvändigt med referenspersoner inom försvarsmakten och kontakter med andra projekt, på och utanför FOA. Att kunden, i detta fall högkvarterets strategiavdelning, deltar aktivt är också av största vikt.

Vad är då FOA-analytikerns roll i modellutvecklingen? Några ansvarsområden har redan nämnts, som att fastställa behovet av avdömningsunderlag som ska tas fram av modeller utanför Smart. Ett annat är att förstå vilken information som modellen behöver kunna redovisa för att en beslutsfattare ska kunna dra rätt slutsatser, och hur informationen ska presenteras.

Det är också väsentligt att avgränsa den del av verkligheten som ska representeras av modellen. Endast de parametrar som påverkar slutresultatet ska vara med. Hur ska exempelvis en pilot simuleras? Har vi ett obegränsat antal piloter kommer de troligtvis inte påverka utgången av spelet och behöver inte modelleras. Är piloterna däremot få är det viktigt att hålla reda på var de finns och om de är tillgängliga.

En annan viktig uppgift för analytikern är att validera modellen och dokumentera under vilka förutsättningar den, med hänsyn till syftet, är en tillräckligt god approximation av verkligheten. Detta arbete görs parallellt med modellutvecklingen i övrigt. Analytikern har också en viktig roll då modellen är klar med att hjälpa till i analysarbetet, bla genom förstå vilka parametrar som är beroende av varandra och hur man kan variera de olika scenarierna som simuleras och hur resultatet av dem ska tolkas.

Karin Mossberg är tekn dr och  ledare för projektet luftkrig. Hon har arbetat som operationsanalytiker på FOAs avdelning för försvarsanalys i fem år.

Från FOA-tidningen nr 1-1998 - www.foi.se/framsyn