通信系統(tǒng)受干擾條件下合成部隊(duì)作戰(zhàn)指揮能力評估

魏 元，賈仁耀，翟 翔

(電子工程學(xué)院，合肥 230037)

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通信系統(tǒng)受干擾條件下合成部隊(duì)作戰(zhàn)指揮能力評估

魏 元，賈仁耀，翟 翔

(電子工程學(xué)院，合肥 230037)

對通信受干擾條件下部隊(duì)作戰(zhàn)指揮能力進(jìn)行分析、評估，將作戰(zhàn)指揮能力劃分為情報(bào)能力、決策能力、組織能力和控制能力，分析通信干擾威脅下作戰(zhàn)指揮的薄弱環(huán)節(jié)，最后運(yùn)用“聯(lián)合指數(shù)法”建立作戰(zhàn)指揮能力的聚合模型。

通信干擾；作戰(zhàn)指揮；能力評估

0 引 言

指揮信息系統(tǒng)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的“神經(jīng)中樞”，而其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是通信。受敵通信干擾時，通信系統(tǒng)效能下降，導(dǎo)致情報(bào)、決策、組織和控制等一系列作戰(zhàn)指揮活動的有效、及時程度下降，作戰(zhàn)指揮能力受到嚴(yán)重影響。

通信受干擾條件下，對部隊(duì)作戰(zhàn)指揮能力的評估可分為2個層次進(jìn)行:第一是在受干擾條件下，對通信系統(tǒng)的可靠性、有效性進(jìn)行評估；第二是在指揮通信受干擾時，對我作戰(zhàn)指揮能力下降程度進(jìn)行分析。本文在當(dāng)前通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能研究的基礎(chǔ)上，對作戰(zhàn)指揮能力進(jìn)行分析研究。

1 合成部隊(duì)作戰(zhàn)指揮能力評估指標(biāo)

作戰(zhàn)指揮能力的評估指標(biāo)體系，按作戰(zhàn)指揮活動中各個環(huán)節(jié)職能的不同劃分為情報(bào)能力、決策能力、組織能力和控制能力4項(xiàng)。指揮通信系統(tǒng)受干擾時，情報(bào)、控制能力被削弱是敵通信干擾的直接影響，指揮機(jī)構(gòu)、指揮員所受影響是間接的[1]。

情報(bào)通信受阻，影響的是情報(bào)活動的及時程度和全面程度，導(dǎo)致情報(bào)能力被削弱。指揮通信受阻，影響到的是指令下達(dá)的及時程度和可行性，導(dǎo)致控制能力被削弱。情報(bào)、控制都是作戰(zhàn)指揮能力的重要行動環(huán)節(jié)，其能力受到削弱必將導(dǎo)致作戰(zhàn)指揮能力的下降[2]。

2 對情報(bào)能力的評估分析

情報(bào)活動指的是指揮所收集與處理情報(bào)信息的活動，是決策活動的基礎(chǔ)。對情報(bào)能力的評估可以從情報(bào)的及時程度和全面程度兩方面進(jìn)行[3-4]。

情報(bào)活動的延時包括獲取延時、傳輸延時、處理延時三部分。情報(bào)活動的組織實(shí)施過程中，情報(bào)源獲取和處理情報(bào)的速度、情報(bào)通信的誤碼率共同決定了指揮員獲取戰(zhàn)場情報(bào)的及時程度，即情報(bào)的及時程度TQB。隨著干擾信號強(qiáng)度增大，情報(bào)通信誤碼率升高，數(shù)據(jù)的傳輸速率逐漸下降；誤碼率過高的情況下，通信鏈路被阻塞，情報(bào)信息需多次中轉(zhuǎn)傳輸至指揮所。2種情況都將導(dǎo)致情報(bào)傳輸延時增大，情報(bào)活動的及時程度下降。指揮所從不同情報(bào)源獲取情報(bào)信息，各情報(bào)源使用的情報(bào)通信手段、受通信干擾的程度不同，延時也不相同，情報(bào)源i情報(bào)活動的及時程度可表示為:

(1)

式中:τQB-i為第i個情報(bào)源的傳輸延時；τQBmin為情報(bào)傳輸延時的下限閾值，情報(bào)傳輸延時不超過該值時，情報(bào)價值最大，時效性不受延時影響；τQBmax為情報(bào)傳輸延時的上限閾值，情報(bào)傳輸時延超過該值時，情報(bào)將無法體現(xiàn)其價值，失去時效性。

圖1 情報(bào)通信平均延時對情報(bào)活動及時程度的影響趨勢

部分情報(bào)受指揮員關(guān)注程度高，對戰(zhàn)場形勢的影響大，這部分情報(bào)對于指揮所的情報(bào)能力影響也大。因此，使用情報(bào)通信延時的加權(quán)均值以體現(xiàn)情報(bào)活動的整體特征。設(shè)ωQB-i為反映情報(bào)源重要程度的權(quán)值，情報(bào)源提供的情報(bào)越受指揮員關(guān)注，對戰(zhàn)場局勢影響越大，ωQB-i值越大。對各情報(bào)通信的及時程度進(jìn)行加權(quán)平均得到合成部隊(duì)的情報(bào)活動及時程度：

(2)

式中:0<ωQB-i<1,∑ωQB-i=1。

敵我雙方關(guān)注的焦點(diǎn)目標(biāo)也是敵通信干擾的重點(diǎn)，ωQB-i越大，τQB-i也就越大。前沿部署的偵察部隊(duì)、先頭部隊(duì)及主要作戰(zhàn)方向上的主力部隊(duì)通信系統(tǒng)受干擾時，對應(yīng)的ωQB-i·τQB-i項(xiàng)變化程度較大，導(dǎo)致獲取情報(bào)延時τQB的大幅增加，情報(bào)及時程度受較大影響。

情報(bào)全面程度RQB衡量的是指揮所獲取情報(bào)信息反映敵情我情、戰(zhàn)場態(tài)勢的全面程度，由各情報(bào)源所搜集情報(bào)的全面程度和情報(bào)傳遞的可靠性決定，表達(dá)式為：

(3)

式中:SQB為情報(bào)搜集的全面性;n為情報(bào)源數(shù)目;N(0≤N≤n)為通信被壓制的情報(bào)源數(shù)目。

通信干擾條件下，各條通信鏈路的誤碼率都會不同程度地增大，誤碼率超過門限值的通信鏈路被壓制。

成功傳遞情報(bào)是情報(bào)價值得以實(shí)現(xiàn)的前提，當(dāng)所有情報(bào)通信暢通時，情報(bào)活動的全面程度與各情報(bào)源情報(bào)搜集的全面程度相等。而隨著通信系統(tǒng)效能的下降，被壓制的情報(bào)源無法傳遞，情報(bào)的全面程度也相應(yīng)下降。若所有情報(bào)通信都被壓制，指揮所無法接收情報(bào)，則情報(bào)活動就無全面程度可言了。

情報(bào)活動的及時性、全面性衡量的是2個不同方面的屬性，兩者都是情報(bào)能力得以發(fā)揮的保證，因此，情報(bào)能力EQB表達(dá)式為：

EQB=TQB·RQB

(4)

3 對控制能力的分析評估

控制能力指的是指揮所對下屬部分隊(duì)作戰(zhàn)行動進(jìn)行控制的能力，控制能力的評估可從控制及時程度、控制可行性兩方面進(jìn)行。

控制的及時程度TKZ與指揮所處理情報(bào)、決策、下達(dá)指令等環(huán)節(jié)的效率有關(guān)。通信干擾條件下，指令下達(dá)過程受干擾影響最大。受干擾影響，指揮通信誤碼率增大，通信延時相應(yīng)增加，指令下達(dá)延時增加。設(shè)第i條指令的傳輸延時為τKZ-i，該指令的及時程度為:

TKZ-i=

(5)

式中:τKZmax,τKZmin為指令下達(dá)延時的上限閾值和下限閾值。

指揮通信延時對控制及時程度的影響趨勢如圖2所示。

圖2 指揮通信延時對控制活動及時程度的影響趨勢

延時小于τKZmin則視為延時對控制的及時程度無影響;延時處于τKZmin、τKZmax之間時，τKZ越大，控制的及時程度越差；延時超過τKZmax時，下屬部分隊(duì)所接收的已成為過時的作戰(zhàn)指令，不具備戰(zhàn)場控制的作用，控制的及時程度最差。指令下達(dá)延時τKZ-i是受干擾條件下通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率受限的表現(xiàn)。設(shè)共傳輸指令m條，控制的及時程度即為:

(6)

控制的可行性QKZ由指令傳輸?shù)目煽啃院椭噶畋旧淼目尚行越M成，只有當(dāng)指令本身可行、指令傳輸手段也可靠時，控制的可行性才得以體現(xiàn)。每個部分隊(duì)使用的通信手段、所傳遞的指令內(nèi)容不盡相同，綜合考慮控制過程中指揮員發(fā)出的所有指令的可行性，有：

(7)

式中:rZL-i為第i條指令傳輸手段的可靠性，即指揮通信的可靠性，是通信系統(tǒng)誤碼率的函數(shù)；qZL-i為指令本身的可行性，即指揮員所作決策的正確性和指令的準(zhǔn)確性。

式(5)中通信系統(tǒng)的有效性下降，導(dǎo)致延時增加、控制及時程度下降；式(6)中，通信系統(tǒng)可靠性下降，導(dǎo)致控制可行性下降。在敵通信干擾力量的威脅下，通信裝備抗擾性較差或?qū)惩{度高的部分隊(duì)，其指揮通信受影響的程度也較深，rZL-i下降程度大。

控制活動同時對指揮的及時性和有效性提出了較高要求，兩項(xiàng)指標(biāo)同時滿足要求才能保證控制活動的順利實(shí)施。因此，控制能力EKZ可表示為：

EKZ=TKZ·QKZ

(8)

4 合成部隊(duì)作戰(zhàn)指揮能力聚合模型

作戰(zhàn)指揮過程是情報(bào)、決策、組織、控制4種階段性活動有序、周期性重復(fù)實(shí)施的過程，每一環(huán)節(jié)是其他后續(xù)各項(xiàng)活動開展的基礎(chǔ)。沒有情報(bào)活動，決策時就無據(jù)可依；沒有決策過程定下作戰(zhàn)決心，后續(xù)的組織工作和戰(zhàn)場控制就無從談起。因此，作戰(zhàn)指揮能力是情報(bào)、決策、組織、控制4種能力的有機(jī)結(jié)合，而不是簡單的線性疊加。傳統(tǒng)的線性加權(quán)平均方法不能將各項(xiàng)能力之間相互依存、緊密銜接的關(guān)系體現(xiàn)出來，本文采用“聯(lián)合指數(shù)法”對作戰(zhàn)指揮能力進(jìn)行聚合，將作戰(zhàn)指揮能力看作一個由不同能力指標(biāo)構(gòu)成的向量，向量的模值作為作戰(zhàn)指揮能力值。計(jì)算公式如下：

(9)

式中:EQB、EJC、EZZ、EKZ分別為情報(bào)能力、決策能力、組織能力和控制能力。

通信受干擾時，情報(bào)能力EQB和控制能力EKZ受影響程度較大，作戰(zhàn)指揮活動中這2個環(huán)節(jié)受阻，部隊(duì)作戰(zhàn)指揮能力E也將下降。若情報(bào)活動受阻，后續(xù)的一系列指揮活動都建立在不完整的情報(bào)信息之上，效能必然會下降，但根據(jù)上級指示、前期偵察和預(yù)定決心，指揮員仍能起到指導(dǎo)部隊(duì)行動的作用。而控制活動受阻時，下級指揮員可根據(jù)上級的既定決心和作戰(zhàn)方案，結(jié)合已掌握的情報(bào)自行指揮部隊(duì)。戰(zhàn)前的決策結(jié)果仍能在一定程度上起到指導(dǎo)作用。

5 仿真分析

某合成師，其指揮所的情報(bào)來源主要包括：上級戰(zhàn)區(qū)聯(lián)指組織的敵情報(bào)知，友鄰部隊(duì)的情報(bào)支援，處于一線的偵察部隊(duì)，戰(zhàn)場預(yù)置的聲、光、電傳感器。根據(jù)各情報(bào)源提供信息的重要程度對4種情報(bào)源的權(quán)重賦值為0.2,0.15,0.3,0.35。使用0-1函數(shù)表示不同敵我態(tài)勢情況下，師指揮所與各情報(bào)源之間通信被壓制情況，0表示未受壓制，1表示受到壓制。師指揮所與各情報(bào)源之間的情報(bào)通信延遲見表1、表2，師指揮所共發(fā)送5條指令，發(fā)送指令時的指揮通信連通率、延遲見表3、表4。

表1 師指揮所情報(bào)通信被壓制情況

表2 師指揮所情報(bào)通信延遲

表3 師指揮所指揮通信連通率

表4 師指揮所指揮通信延遲

情報(bào)通信延時的上限閾值和下限閾值分別為0.2 s和5 s，指揮通信延時的上限閾值和下限閾值分別為1 s和5 s，情報(bào)搜集的全面程度和各指令的可靠程度都為1，則情報(bào)活動的及時程度、全面程度和情報(bào)能力如圖3(a)所示;指揮活動的及時程度、可靠程度、控制能力如圖3(b)所示;指揮活動的情報(bào)能力、控制能力、綜合作戰(zhàn)指揮能力如圖3(c)所示。

圖3 不同敵我態(tài)勢情況下部隊(duì)情報(bào)能力、控制能力、指揮能力

隨著被壓制通信的數(shù)量升高、情報(bào)傳輸延時的增加，情報(bào)能力也在持續(xù)下降，而當(dāng)傳輸延時過于嚴(yán)重時，情報(bào)的及時程度變化就不再敏感了。當(dāng)某一部分隊(duì)受到強(qiáng)烈通信干擾以至于指揮通信連通度大幅下降，延時增加時，指揮所的控制能力也受到較嚴(yán)重影響。指揮所的整體作戰(zhàn)指揮能力受影響時變化敏感程度更低，原因在于作戰(zhàn)指揮能力是由眾多因素共同影響決定的，情報(bào)能力、控制能力所產(chǎn)生的影響只是一方面。

6 結(jié)束語

綜上可知：(1)指揮員關(guān)注的焦點(diǎn)通常也是敵通信干擾的重點(diǎn)，前沿部署的偵察部隊(duì)、先頭部隊(duì)及主要作戰(zhàn)方向上的主力部隊(duì)通信系統(tǒng)受干擾時，作戰(zhàn)指揮能力所受影響具體表現(xiàn)為關(guān)鍵情報(bào)信息獲取困難、熱點(diǎn)區(qū)域監(jiān)視失效，作戰(zhàn)部隊(duì)指令接收困難、戰(zhàn)場控制手段失效。對每個下屬單位的控制能力下降都會嚴(yán)重影響指揮所對部隊(duì)整體的控制能力。(2)與強(qiáng)敵作戰(zhàn)時，電磁環(huán)境復(fù)雜，通信干擾嚴(yán)重，距離較遠(yuǎn)的部隊(duì)易受影響，導(dǎo)致情報(bào)不暢、指令不通。對前出作戰(zhàn)梯隊(duì)或迂回穿插分隊(duì)的指揮員來說，需要具備過硬的綜合素質(zhì)，可以獨(dú)立指揮部隊(duì)在上級決心的基礎(chǔ)上自行指揮部隊(duì)，完成既定任務(wù)。

本文描述了通信受干擾條件下合成部隊(duì)指揮控制能力的薄弱環(huán)節(jié)，對其情報(bào)能力、控制能力2項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行闡述，為進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境下陸軍作戰(zhàn)能力的評估和分析奠定基礎(chǔ)。通信系統(tǒng)效能下降，其影響不僅限于本文研究的兩方面，指揮機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率、指揮員的指揮意志、心理狀態(tài)等多方面所受影響都有待進(jìn)一步研究。

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Synthesis Operation Command Capability Evaluation of Troops UnderThe Condition of Jammed Communication System

WEI Yuan，JIA Ren-yao，ZHAI Xiang

(Electronic Engineering Institute,Hefei 230037,China)

This paper analyzes and evaluates the operation command capability of troops under the condition that the communication system are jammed,divides the operation command capability into intelligence ability,decision-making ability,organization ability and control ability,analyzes the weak link of operation command under the threat of communication jamming,finally uses the combination index method to establish the polymerization model of operational command capability.

communication jamming；operation command；capability evaluation

2015-03-15

TN914

A

CN32-1413(2015)04-0106-05

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.04.027