進(jìn)行空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估是進(jìn)行威脅評(píng)估、目標(biāo)分配和機(jī)動(dòng)決策的前提條件。由于現(xiàn)代空戰(zhàn)中目標(biāo)機(jī)動(dòng)性的增強(qiáng)和戰(zhàn)術(shù)意圖的不確定性增大，如何在復(fù)雜空戰(zhàn)環(huán)境下準(zhǔn)確進(jìn)行態(tài)勢(shì)評(píng)估，幫助飛行員做出正確決策，成為目前研究的熱點(diǎn)。

隨著新型武器裝備的快速裝備運(yùn)用，以及理論戰(zhàn)法的創(chuàng)新使用，空戰(zhàn)環(huán)境日趨復(fù)雜，發(fā)展智能態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)，滿(mǎn)足飛行員對(duì)空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估的質(zhì)量和可靠性的要求，已經(jīng)成為共識(shí)。特別是在分布式空戰(zhàn)中，智能態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)收集和處理的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，并且不同飛行員對(duì)態(tài)勢(shì)的需求是不一致的，特別是受到敵方干擾等影響，態(tài)勢(shì)評(píng)估趨于復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。現(xiàn)有的態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)在計(jì)算能力、準(zhǔn)確性、可靠性、可視化等方面難以滿(mǎn)足現(xiàn)有空戰(zhàn)發(fā)展需求。構(gòu)建一個(gè)高效的智能態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)，增強(qiáng)對(duì)空戰(zhàn)復(fù)雜環(huán)境的態(tài)勢(shì)感知能力已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。通過(guò)態(tài)勢(shì)感知，可以獲得對(duì)整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的準(zhǔn)確把握，并根據(jù)態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行態(tài)勢(shì)運(yùn)用，為提高空戰(zhàn)的智能化調(diào)整和控制水平提供支撐。

空戰(zhàn)智能態(tài)勢(shì)評(píng)估技術(shù)研究與展望

智能態(tài)勢(shì)評(píng)估的內(nèi)涵

態(tài)勢(shì)評(píng)估作為數(shù)據(jù)融合領(lǐng)域的一種新概念，目前并沒(méi)有形成統(tǒng)一的定義，各種文獻(xiàn)針對(duì)不同的空戰(zhàn)環(huán)境，給出的概念也不盡相同。但被大多數(shù)人所接受的一種理解是：態(tài)勢(shì)評(píng)估是指在特定時(shí)空環(huán)境中的要素感知，并給予要素理解，估計(jì)態(tài)勢(shì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)。

為了適應(yīng)復(fù)雜空戰(zhàn)環(huán)境下態(tài)勢(shì)評(píng)估的要求，使空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估從單獨(dú)評(píng)估當(dāng)前時(shí)刻靜止態(tài)勢(shì)，割裂個(gè)體和群體之間的態(tài)勢(shì)關(guān)系，逐步向群體之間態(tài)勢(shì)評(píng)估，并且能夠根據(jù)當(dāng)前空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間的空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)，為飛行員決策提供支撐?？諔?zhàn)智能態(tài)勢(shì)評(píng)估技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：對(duì)空戰(zhàn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)評(píng)估，準(zhǔn)確快速判斷己方當(dāng)前所處態(tài)勢(shì)，并基于己方態(tài)勢(shì)的歷史狀態(tài)記錄，為己方飛行員或指揮員提供較為準(zhǔn)確的空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)；具備超前預(yù)測(cè)功能。即在某一個(gè)重大態(tài)勢(shì)轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)生之前，能夠給飛行員提前預(yù)測(cè)，為飛行員制定合理的攻擊策略和防御措施提供依據(jù)，做到提前防范和應(yīng)對(duì)；通過(guò)采用先進(jìn)智能算法，如監(jiān)督學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、遺傳模糊樹(shù)算法等，使態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)能夠具備自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，而且可以智能評(píng)估空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估的智能化；能夠根據(jù)態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果，動(dòng)態(tài)靈活的產(chǎn)生各種指令，讓飛行員進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和控制，使空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)朝著有利于己方方向發(fā)展。

智能態(tài)勢(shì)評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)

在復(fù)雜空戰(zhàn)環(huán)境中，飛行員要根據(jù)當(dāng)前空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的變化情況，準(zhǔn)確的進(jìn)行決策，這就需要?jiǎng)?chuàng)立一個(gè)系統(tǒng)化、層次化、集成化的態(tài)勢(shì)評(píng)估模型，對(duì)來(lái)自各個(gè)方面的多源信息進(jìn)行融合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空戰(zhàn)環(huán)境的態(tài)勢(shì)評(píng)估、實(shí)現(xiàn)對(duì)于未來(lái)的態(tài)勢(shì)發(fā)展的超前預(yù)測(cè)，并進(jìn)行態(tài)勢(shì)表達(dá)，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)運(yùn)用。

態(tài)勢(shì)感知技術(shù)是根據(jù)己方合理配置信息探測(cè)工具，以獲取所需要的數(shù)據(jù)。態(tài)勢(shì)感知技術(shù)主要包括：探測(cè)設(shè)備優(yōu)化配置技術(shù)、數(shù)據(jù)分級(jí)管理技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境下探測(cè)系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)。

空戰(zhàn)實(shí)際數(shù)據(jù)是智能態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行態(tài)勢(shì)感知的基礎(chǔ)，通過(guò)機(jī)載探測(cè)設(shè)備和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)完成多源信息的采集，通過(guò)某種規(guī)則進(jìn)行組合，為態(tài)勢(shì)理解、預(yù)測(cè)、表達(dá)、運(yùn)用提供支撐。

但是，現(xiàn)有的復(fù)雜空戰(zhàn)環(huán)境下，各種探測(cè)設(shè)備難以對(duì)整個(gè)空戰(zhàn)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，即并不能保證態(tài)勢(shì)感知的完整性。因此，對(duì)于空戰(zhàn)雙方而言，如何利用有限的探測(cè)資源，得到盡可能多的、有效的空戰(zhàn)數(shù)據(jù)，以提高態(tài)勢(shì)感知的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，為空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。所以，空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)感知技術(shù)的核心就是考慮實(shí)際探測(cè)系統(tǒng)性能，綜合考慮信息獲取精度、可靠性、魯棒性和數(shù)據(jù)安全等多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)資源的合理分配和使用，通過(guò)各種探測(cè)設(shè)備混合配置，增強(qiáng)探測(cè)系統(tǒng)的魯棒性。

態(tài)勢(shì)理解是對(duì)空戰(zhàn)環(huán)境的等能力進(jìn)行評(píng)估，獲取所收集數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的潛在信息。態(tài)勢(shì)理解技術(shù)主要包括：分布式的多源信息融合技術(shù)、分布式的多源信息預(yù)測(cè)技術(shù)、態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)的生存能力和靈活性技術(shù)、態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)的云計(jì)算技術(shù)。其中，分布式的多源信息融合和預(yù)測(cè)技術(shù)是態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)的基礎(chǔ)工具。

為了處理海量數(shù)據(jù)，需要開(kāi)發(fā)計(jì)算速度快和數(shù)值穩(wěn)定的高性能算法，也需要考慮以下方面的內(nèi)容：高精度的狀態(tài)估計(jì)、探測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈所得信息的不確定性、空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)模式識(shí)別和戰(zhàn)機(jī)參數(shù)辨識(shí)。

態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)的生存能力，主要是指面對(duì)突發(fā)自然氣象條件、己方探測(cè)設(shè)備降低效能和敵方進(jìn)行電子干擾時(shí)對(duì)空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的負(fù)荷處理能力和恢復(fù)能力，可以理解為態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)主動(dòng)采取措施保證系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，恢復(fù)系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算能力。

態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)的靈活性，是指在性能約束和時(shí)間約束條件下，態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)快速有效的調(diào)用現(xiàn)有資源，快速響應(yīng)空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)變化，調(diào)整空戰(zhàn)關(guān)鍵影響因素的能力。靈活性可以充分考慮到戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的變化情況，無(wú)論態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)負(fù)荷多少，都可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到需要的結(jié)果。

可視化技術(shù)能提高飛行員決策的效率和準(zhǔn)確度

隨著空戰(zhàn)環(huán)境日趨復(fù)雜和作戰(zhàn)模式的變化，空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)需要收集大量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，而分布式作戰(zhàn)理論的發(fā)展，數(shù)據(jù)鏈的接入，必然會(huì)為空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)提供更多數(shù)據(jù)。在如此復(fù)雜的數(shù)據(jù)中，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，整理、分選、融合、挖掘，從中獲得實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的態(tài)勢(shì)信息，并且深入挖掘內(nèi)在的潛在內(nèi)容，是態(tài)勢(shì)理解技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容。

態(tài)勢(shì)估計(jì)技術(shù)，也叫態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)技術(shù)，就是對(duì)空戰(zhàn)環(huán)境中各種態(tài)勢(shì)因素，如角度、距離、高度、軌跡、作戰(zhàn)意圖的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)警，并進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最終形成空戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)綜合態(tài)勢(shì)圖。態(tài)勢(shì)估計(jì)技術(shù)主要包括：態(tài)勢(shì)因素分級(jí)預(yù)測(cè)技術(shù)、不確定性因素影響預(yù)測(cè)技術(shù)、隨機(jī)性因素影響預(yù)測(cè)技術(shù)、空戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)分析和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警技術(shù)。

在進(jìn)行態(tài)勢(shì)估計(jì)時(shí)，需要充分考慮空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理和時(shí)空相關(guān)性，各作戰(zhàn)單元的建模和辨識(shí)，并估計(jì)不確定性因素對(duì)態(tài)勢(shì)評(píng)估的影響。

實(shí)際空戰(zhàn)過(guò)程中，由于受探測(cè)設(shè)備能力限制，數(shù)據(jù)鏈傳輸限制、復(fù)雜自然條件限制和敵方采取的各種欺騙、干擾措施的限制，實(shí)時(shí)獲取完備的空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)信息是不現(xiàn)實(shí)的。加強(qiáng)各作戰(zhàn)單元之間的信息共享，提高探測(cè)設(shè)備的探測(cè)能力和抗干擾能力，有助于及時(shí)準(zhǔn)確把握空戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，為飛行員及時(shí)發(fā)現(xiàn)威脅，作出相應(yīng)機(jī)動(dòng)決策，提高戰(zhàn)場(chǎng)生存能力，贏得空戰(zhàn)勝利提供必要條件。

態(tài)勢(shì)表達(dá)，也稱(chēng)態(tài)勢(shì)可視化，是態(tài)勢(shì)評(píng)估發(fā)展的高級(jí)階段。空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的可視化是一個(gè)從單純數(shù)據(jù)到抽象信息，再到獲取認(rèn)知的過(guò)程。在作戰(zhàn)過(guò)程中，飛行員對(duì)圖形的敏感程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)數(shù)據(jù)的敏感程度，采取傳統(tǒng)的文本方式，無(wú)法給飛行員提供一個(gè)直觀(guān)的空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)，而態(tài)勢(shì)表達(dá)技術(shù)可以將大量抽象的數(shù)據(jù)變成圖形，形成態(tài)勢(shì)分析建議并制作態(tài)勢(shì)圖，采用不同表現(xiàn)形式，使得飛行員可以直觀(guān)了解當(dāng)前空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，提高飛行員的決策效率和準(zhǔn)確度。因此，研究融合多源信息的空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)可視化技術(shù)，具有十分重大的意義。

目前，各國(guó)在態(tài)勢(shì)可視化方面都取得了一定成果。著名的如美國(guó)海軍研究所管理的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的“龍”戰(zhàn)場(chǎng)可視化系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用三維的方式來(lái)顯示戰(zhàn)場(chǎng)信息，這些信息可以在指揮官和參謀人員之間進(jìn)行信息共享。該系統(tǒng)可以接受相應(yīng)的情報(bào)信息，并且可以定期更新戰(zhàn)場(chǎng)可視化信息，用戶(hù)可以通過(guò)代入場(chǎng)景來(lái)獲得更好的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)體驗(yàn)，并查詢(xún)相關(guān)信息。

與傳統(tǒng)空戰(zhàn)相比，隨著第四代空空導(dǎo)彈、智能無(wú)人機(jī)和隱身飛機(jī)的大量使用，電子戰(zhàn)能力的廣泛運(yùn)用，以及體系化、一體化空戰(zhàn)的發(fā)展，戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)更加復(fù)雜，這對(duì)態(tài)勢(shì)可視化技術(shù)又提出了更高的要求?？諔?zhàn)不再遵循統(tǒng)一的框架，態(tài)勢(shì)圖不再是戰(zhàn)斗機(jī)之間簡(jiǎn)單的靜態(tài)對(duì)抗，如何借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，形成能夠快速識(shí)別和感知的動(dòng)態(tài)態(tài)勢(shì)結(jié)構(gòu)是未來(lái)的研究方向。此外，如何將多源數(shù)據(jù)的顯示有機(jī)結(jié)合起來(lái)，確定態(tài)勢(shì)顯示的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高顯示的互操作性和準(zhǔn)確度，增強(qiáng)人機(jī)交互能力，這都是態(tài)勢(shì)可視化技術(shù)下一步需要著重關(guān)注的問(wèn)題。

態(tài)勢(shì)運(yùn)用是在態(tài)勢(shì)評(píng)估的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)朝著有利方向進(jìn)行的動(dòng)態(tài)調(diào)整和控制?？諔?zhàn)智能態(tài)勢(shì)運(yùn)用技術(shù)的關(guān)鍵是如何現(xiàn)實(shí)飛行員、態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)、作戰(zhàn)飛機(jī)和多元用戶(hù)之間的協(xié)同配合，明確各自在態(tài)勢(shì)運(yùn)用中的作用以及相互配合。智能態(tài)勢(shì)運(yùn)用技術(shù)主要包括：智能目標(biāo)分配技術(shù)、智能路徑規(guī)劃技術(shù)、智能戰(zhàn)術(shù)選擇技術(shù)。

目標(biāo)分配，即在滿(mǎn)足技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)、作戰(zhàn)任務(wù)要求、武器性能約束和戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)術(shù)使用等前提下，將不同位置、價(jià)值和威脅的目標(biāo)合理的分配給編隊(duì)中的戰(zhàn)機(jī)，使得整體作戰(zhàn)效能最優(yōu)，損失最小。

隱形戰(zhàn)機(jī)、無(wú)人機(jī)、新一代導(dǎo)彈的應(yīng)用將增大態(tài)勢(shì)評(píng)估的復(fù)雜性

但是，現(xiàn)有的目標(biāo)分配算法存在以下缺陷。一是不考慮信息傳輸延遲和信息的正確性。實(shí)際上任何通信系統(tǒng)必然存在延時(shí)，而且隨著電子戰(zhàn)的運(yùn)用以及通信設(shè)備的能力限制，所得的信息不一定是完整的，甚至不一定是正確的。二是全局信息依賴(lài)大。現(xiàn)有的目標(biāo)分配系統(tǒng)過(guò)分依賴(lài)全局態(tài)勢(shì)信息，一旦態(tài)勢(shì)信息出現(xiàn)延遲和錯(cuò)誤，所得的目標(biāo)分配結(jié)果必將和實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)產(chǎn)生誤差。三是限制條件大。為了提高目標(biāo)分配的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，現(xiàn)有算法都會(huì)有比較多的假設(shè)條件，這嚴(yán)重降低了算法的通用性，不適合空戰(zhàn)的復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境。

從空戰(zhàn)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，當(dāng)前應(yīng)著重聚焦小規(guī)模機(jī)群編隊(duì)間的目標(biāo)分配，重點(diǎn)在于威脅評(píng)估的準(zhǔn)確度和區(qū)分度，協(xié)同攻擊時(shí)的戰(zhàn)術(shù)使用問(wèn)題和多目標(biāo)攻擊時(shí)的體系兼容問(wèn)題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，分布式目標(biāo)分配算法是趨勢(shì)，通過(guò)采用各種群智能算法，解決目標(biāo)規(guī)模和態(tài)勢(shì)變化的影響，提高目標(biāo)分配的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度。

傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法包括遺傳算法、人工勢(shì)場(chǎng)法、粒子群算法、蟻群算法和A*算法等，但是均存在相應(yīng)不足，如遺傳算法實(shí)時(shí)性不夠好，需要占據(jù)很大的存儲(chǔ)空間；人工勢(shì)場(chǎng)法容易陷入局部最優(yōu)而不能達(dá)到最佳的規(guī)劃效果；粒子群算法由于搜索空間有限，容易陷入局部最優(yōu)等。

智能路徑規(guī)劃技術(shù)的目的就是基于某一指標(biāo)函數(shù)，為己方飛行員規(guī)劃路徑提供參考，使作戰(zhàn)飛機(jī)按照該路徑執(zhí)行，將機(jī)動(dòng)決策產(chǎn)生的結(jié)果變成飛機(jī)的飛控系統(tǒng)能夠理解的軌跡指令或者導(dǎo)航指令，從而實(shí)現(xiàn)決策目標(biāo)。

國(guó)外學(xué)者很早就對(duì)空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)決策理論進(jìn)行了研究，并提出許多方法，如矩陣對(duì)策法、專(zhuān)家系統(tǒng)法、影像圖法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和微分對(duì)策法等。

戰(zhàn)術(shù)選擇本質(zhì)上是空戰(zhàn)決策，而智能戰(zhàn)術(shù)選擇系統(tǒng)就是通過(guò)人工智能，構(gòu)造一個(gè)模擬飛行員決策思維的系統(tǒng)，能夠根據(jù)最終實(shí)現(xiàn)智能決策和輔助決策。隨著人工智能的飛速發(fā)展和相應(yīng)算法的飛速發(fā)展，面對(duì)各種與空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)相關(guān)的參數(shù)，經(jīng)歷態(tài)勢(shì)感知、態(tài)勢(shì)理解、態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)和態(tài)勢(shì)可視化過(guò)程，智能態(tài)勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)能夠給飛行員提供戰(zhàn)術(shù)選擇決策支持，減輕飛行員的反應(yīng)時(shí)間和思維負(fù)擔(dān)。

結(jié)語(yǔ)

到目前為止，態(tài)勢(shì)評(píng)估技術(shù)的智能化程度還不夠高，其核心技術(shù)，如多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)等尚未取得實(shí)質(zhì)性突破，尤其是針對(duì)態(tài)勢(shì)估計(jì)技術(shù)的研究，由于缺乏對(duì)空戰(zhàn)決策機(jī)理的研究，估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確度難以得到保證。如何將態(tài)勢(shì)評(píng)估的各種技術(shù)進(jìn)行融合，并與態(tài)勢(shì)運(yùn)用技術(shù)相互配合，實(shí)現(xiàn)功能一體化是未來(lái)空戰(zhàn)的關(guān)鍵。

版權(quán)聲明：本文刊載于《軍事文摘》雜志，作者：胡 濤、王棟、姜龍亭、王超。
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