天基信息支援指揮控制體系運行機制及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模*

羅小明,朱延雷,何　榕

(裝備學(xué)院,北京　101416)

?

天基信息支援指揮控制體系運行機制及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模*

羅小明,朱延雷,何榕

(裝備學(xué)院,北京101416)

天基信息支援是當(dāng)前聯(lián)合作戰(zhàn)的主要樣式之一,指揮控制體系是天基信息支援聯(lián)合作戰(zhàn)的核心和神經(jīng)中樞,構(gòu)建天基信息支援指揮控制體系運行機制和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型有助于提升天基信息支援乃至聯(lián)合作戰(zhàn)體系效能。探討了天基信息支援云作戰(zhàn)的基本概念和主要特點、天基信息支援云作戰(zhàn)體系的構(gòu)成和運行機制、以及天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的構(gòu)成和流程,勾畫了天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制的理論框架,并結(jié)合示例構(gòu)建了天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型,并進行了主要參量分析,對開展天基信息支援指揮控制體系建設(shè),指導(dǎo)天基信息支援以及聯(lián)合作戰(zhàn)體系需求論證、結(jié)構(gòu)設(shè)計、評估優(yōu)化等具有積極而現(xiàn)實的參考價值。

天基信息支援;指揮控制體系;運行機制;云作戰(zhàn);復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

指揮控制體系是對各級作戰(zhàn)部隊實施指揮和對各類武器系統(tǒng)實施控制的天基、臨基、空基、?；㈥懟畔⑾到y(tǒng)構(gòu)成的有機整體,它將各種作戰(zhàn)要素、作戰(zhàn)單元、作戰(zhàn)系統(tǒng)綜合集成為功能聯(lián)動、結(jié)構(gòu)敏捷、組織協(xié)同、行動控制、效能涌現(xiàn)的作戰(zhàn)體系,因而成為提升作戰(zhàn)體系作戰(zhàn)能力的“孵化器”、“黏合劑”或“倍增器”[1]。天基信息支援是指通過天基信息系統(tǒng)的情報監(jiān)視與偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測、衛(wèi)星通信、定位導(dǎo)航與授時等5項任務(wù),為聯(lián)合作戰(zhàn)提供信息支援的一種作戰(zhàn)行動[2]。天基信息支援是當(dāng)前聯(lián)合作戰(zhàn)的主要樣式之一,指揮控制體系是天基信息支援聯(lián)合作戰(zhàn)的核心和神經(jīng)中樞。靈活、適應(yīng)、敏捷的天基信息支援指揮控制體系有助于為聯(lián)合作戰(zhàn)行動提供戰(zhàn)場偵察、監(jiān)視、預(yù)警、通信、導(dǎo)航、定位、環(huán)境監(jiān)測等信息支援,是關(guān)系到聯(lián)合作戰(zhàn)能力生成、結(jié)構(gòu)演化和效能涌現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。文獻[3-5]研究了“云作戰(zhàn)”(Cloud Operations)的基本概念、制勝機理、作戰(zhàn)模式、能力生成、運行機制等問題,為“云作戰(zhàn)”的實踐運用奠定了理論基礎(chǔ)。本文基于云作戰(zhàn)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)(Complex Networks)理論,開展天基信息支援指揮控制體系運行機制和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型研究,對創(chuàng)新航天指揮控制理論,推進航天指揮控制體系建設(shè),指導(dǎo)天基信息支援以及聯(lián)合作戰(zhàn)體系需求論證、結(jié)構(gòu)設(shè)計、評估優(yōu)化等具有積極而現(xiàn)實的參考價值。

1　天基信息支援云作戰(zhàn)的基本理論

1.1基本概念和主要特點

“云作戰(zhàn)”是指將所有分散的相關(guān)作戰(zhàn)資源迅速、靈活地聚焦于一個(或多個)目標(biāo)實施攻擊或防御的作戰(zhàn)理論與方法體系?！霸谱鲬?zhàn)”既是一種理念,也是一種戰(zhàn)法,它提供了一種基于作戰(zhàn)目標(biāo)的作戰(zhàn)資源高效組織和實踐運用的具體路徑。

天基信息支援云作戰(zhàn)是指在聯(lián)合指揮機構(gòu)的統(tǒng)一指揮下,綜合運用云作戰(zhàn)聚散、機變、隱形等原理,利用天基信息獲取系統(tǒng)、天基信息傳輸系統(tǒng)、天基時空基準(zhǔn)系統(tǒng)和天基資源綜合應(yīng)用管理系統(tǒng)為聯(lián)合作戰(zhàn)行動提供信息支援的一種作戰(zhàn)行為。

天基信息支援云作戰(zhàn)具有以下基本特點:

1)作戰(zhàn)力量構(gòu)成多元。天基信息支援云作戰(zhàn)力量既包括軍用、民用、商用天基信息支援力量(或常備、后備天基信息支援力量),還包括陸軍、海軍、空軍、導(dǎo)彈部隊、網(wǎng)絡(luò)部隊等聯(lián)合作戰(zhàn)力量。陸軍、海軍、空軍、導(dǎo)彈部隊、網(wǎng)絡(luò)部隊與天基信息支援部隊進行力量組合,不僅可形成一個嚴密、無縫的作戰(zhàn)力量聯(lián)合體,還能衍生出諸如“天海一體云作戰(zhàn)”、“天網(wǎng)一體云作戰(zhàn)”、“網(wǎng)天空一體云作戰(zhàn)”等新型作戰(zhàn)模式及創(chuàng)新戰(zhàn)法。

2)作戰(zhàn)任務(wù)以信息支援為重點。天基信息支援云作戰(zhàn)主要是為己方陸軍、海軍、空軍、導(dǎo)彈部隊、網(wǎng)絡(luò)部隊等聯(lián)合作戰(zhàn)力量提供戰(zhàn)場偵察、監(jiān)視、預(yù)警、通信、導(dǎo)航、定位、環(huán)境監(jiān)測等信息支援,而且支援行動貫穿聯(lián)合作戰(zhàn)全過程。天基信息支援通過奪取戰(zhàn)場信息優(yōu)勢、實現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制、以及提供所需的聯(lián)合作戰(zhàn)支持,從而成倍增強聯(lián)合部隊的體系作戰(zhàn)效能。

3)作戰(zhàn)行動聚散、機變、隱形?！熬凵ⅰ薄ⅰ皺C變”、“隱形”既是“云作戰(zhàn)”的基本特征和核心思想,也是由航天器(衛(wèi)星)系統(tǒng)的運動特性,以及天基信息支援作戰(zhàn)時機選擇、作戰(zhàn)節(jié)奏把握、作戰(zhàn)指揮控制的精度及其靈活性、適應(yīng)性、敏捷性要求所決定的。只有實施“尚謀機變、資源協(xié)同、多維攻防、聚散無形”的天基信息支援云作戰(zhàn),實現(xiàn)各種作戰(zhàn)資源的優(yōu)化部署、協(xié)同聚散和能量釋放,才能適應(yīng)天基信息支援作戰(zhàn)的任務(wù)及要求,才能發(fā)揮快出戰(zhàn)力、擴大戰(zhàn)域、提升效能、隱蔽意圖、揚己所長等云作戰(zhàn)優(yōu)勢。

4)作戰(zhàn)結(jié)果影響大。太空既是軍事上的“制高點”,又是國家安全的“高邊疆”。一方面參戰(zhàn)各方對天基信息支援作戰(zhàn)行動高度敏感;另一方面天基信息系統(tǒng)在聯(lián)合作戰(zhàn)的情報偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、指揮控制、戰(zhàn)場機動、火力打擊、綜合保障等各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮著越來越重要的作用。離開天基信息支援,將在很大程度上削弱參戰(zhàn)各方作戰(zhàn)體系的作戰(zhàn)效能。因此,實施天基信息支援云作戰(zhàn),一要知天、用天、控天、防天并充分考慮到可能的作戰(zhàn)后果,二是采取協(xié)同打擊或全效防御的方式方法,實現(xiàn)毀點破網(wǎng)的作戰(zhàn)功效。

1.2天基信息支援云作戰(zhàn)體系構(gòu)成

按照基于SCAS(Sensor—Controller—Actuator-Supporter)的柔性建模方法,天基信息支援云作戰(zhàn)體系可分解為信息系統(tǒng)(傳感器類(Sensor),即天基信息獲取系統(tǒng)、天基信息傳輸系統(tǒng)、天基時空基準(zhǔn)系統(tǒng)和天基資源綜合應(yīng)用管理系統(tǒng))、指揮控制系統(tǒng)(控制器類(Controller),包括聯(lián)合指揮機構(gòu)和指揮信息系統(tǒng))、武器系統(tǒng)(執(zhí)行器類(Actuator),主要指聯(lián)合作戰(zhàn)力量的火力打擊平臺和主戰(zhàn)武器系統(tǒng))、航天工程支持與保障系統(tǒng)(支持器類(Supporter),包括航天運輸系統(tǒng)、航天發(fā)射系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、太空服務(wù)系統(tǒng)、以及作戰(zhàn)綜合保障系統(tǒng)(作戰(zhàn)保障、裝備保障、后勤保障系統(tǒng))[6-8],如圖1所示。

圖1　天基信息支援云作戰(zhàn)體系構(gòu)成

1.3天基信息支援云作戰(zhàn)體系運行機制

從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度看,“云作戰(zhàn)”體系可視為一個以各種作戰(zhàn)資源和作戰(zhàn)力量為節(jié)點,各種指控關(guān)系、組織關(guān)系和運行機制為邊,并由這些節(jié)點和邊鏈接而成的“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”,是具有多層次(multi-level)、多維度(multi-dimension)、多準(zhǔn)則(multi-criterion)、多指標(biāo)(multiple index)、多方案(multi-plan)等“5多”或“5M”特征的超網(wǎng)絡(luò)。具體而言,“云作戰(zhàn)”體系是由具有自適應(yīng)/自協(xié)同特性的聯(lián)合指揮部、天基信息系統(tǒng)能力綜合分析/天基信息需求綜合分析/天基信息產(chǎn)品整編集成/云偵察與監(jiān)視/云導(dǎo)彈預(yù)警/云環(huán)境監(jiān)測/云導(dǎo)航定位/云衛(wèi)星通信/太空態(tài)勢感知及顯示/指控信息管理及協(xié)同、作戰(zhàn)(目標(biāo)/方案)設(shè)計部、戰(zhàn)力生成部、戰(zhàn)效評估平臺等多個功能系統(tǒng),按照一定的指控關(guān)系、組織關(guān)系和運行機制組成的有機整體,如圖2所示。

圖2　天基信息支援云作戰(zhàn)體系運行機制

具體過程為:1)聯(lián)合指揮部作為天基信息支援云作戰(zhàn)的核心機構(gòu),它負責(zé)匯聚天基信息系統(tǒng)提供的目標(biāo)(毀傷)偵察信息、導(dǎo)航定位信息、氣象信息、測繪信息、預(yù)警信息以及敵方衛(wèi)星過頂預(yù)報信息,提供信息傳輸(通信保障)服務(wù),確定作戰(zhàn)任務(wù),并通過在技術(shù)層面上建立天基信息系統(tǒng)能力綜合分析、天基信息需求綜合分析、天基偵察與監(jiān)視、天基導(dǎo)彈預(yù)警、天基環(huán)境監(jiān)測、天基導(dǎo)航定位、天基信息產(chǎn)品整編集成、太空態(tài)勢感知及顯示、衛(wèi)星通信保障、指控信息管理及協(xié)同等業(yè)務(wù)平臺和網(wǎng)絡(luò)連接,實現(xiàn)對天基信息系統(tǒng)的統(tǒng)一任務(wù)管理[9];2)天基信息支援云作戰(zhàn)設(shè)計部根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù),設(shè)計作戰(zhàn)目標(biāo)和作戰(zhàn)方案(包括原案和變案),詳細規(guī)劃偵察與監(jiān)視云、導(dǎo)彈預(yù)警云、環(huán)境監(jiān)測云、衛(wèi)星通信云、導(dǎo)航定位云、天基資源綜合管理云、太空態(tài)勢感知云、聯(lián)合指揮控制云以及航天工程支持云的功能配置、任務(wù)部署和分散消隱途徑及步驟,最終提交天基信息支援云作戰(zhàn)聯(lián)合指揮部定下決心,下達作戰(zhàn)命令和調(diào)控戰(zhàn)局;3)天基信息支援云作戰(zhàn)戰(zhàn)力生成部領(lǐng)受聯(lián)合指揮部下達的作戰(zhàn)目標(biāo)和作戰(zhàn)方案后,依據(jù)編成的陸軍、海軍、空軍、導(dǎo)彈部隊、網(wǎng)絡(luò)部隊等聯(lián)合作戰(zhàn)力量、主戰(zhàn)裝備及作戰(zhàn)綜合保障體系,融合生成多種類型的作戰(zhàn)云以適應(yīng)聯(lián)合作戰(zhàn)需求,并反饋至聯(lián)合指揮部;4)經(jīng)綜合分析與決策,通過天基信息支援云作戰(zhàn)指控信息管理及協(xié)同平臺執(zhí)行作戰(zhàn)方案,實時(近實時)指揮控制各類型作戰(zhàn)云實施協(xié)同打擊和全效防御,并經(jīng)天基信息支援云作戰(zhàn)戰(zhàn)效評估平臺向聯(lián)合指揮部和設(shè)計部反饋作戰(zhàn)態(tài)勢,由天基信息支援云作戰(zhàn)設(shè)計部和戰(zhàn)力生成部實時修訂原定方案或啟用新生變案,動態(tài)調(diào)整作戰(zhàn)力量及指揮方式或手段,再經(jīng)指控協(xié)同平臺完成天基信息支援云作戰(zhàn)的實施。

2　天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的構(gòu)建

根據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)的特點以及天基信息支援力量運用的使命任務(wù),天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的主要功能是對天基信息支援力量所參與的聯(lián)合作戰(zhàn)行動進行掌握和制約。從目前指揮控制體系的使命任務(wù)和主要功能來看,天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系主要由指揮決策系統(tǒng)、武器控制系統(tǒng)、作戰(zhàn)管理系統(tǒng)、信息處理與服務(wù)系統(tǒng)、通信保障系統(tǒng)、指揮監(jiān)控系統(tǒng)、文電支持系統(tǒng)、時統(tǒng)支持系統(tǒng)、數(shù)據(jù)支持系統(tǒng)等組成[1,8]。按照職責(zé)任務(wù)劃分,天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的指揮機構(gòu)主要由國家最高統(tǒng)帥部(國家戰(zhàn)略航天指揮機構(gòu))、(戰(zhàn)區(qū))聯(lián)合指揮部、戰(zhàn)略支援部隊(天基信息支援部隊)基本指揮所、天基偵察與監(jiān)視部隊指揮所、天基預(yù)警部隊指揮所、天基通信部隊指揮所、天基導(dǎo)航定位部隊指揮所、天基環(huán)境監(jiān)測部隊指揮所、太空態(tài)勢感知部隊指揮所、綜合保障部隊指揮所等組成[10]。從指揮活動和指揮控制流程來看,天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的主要任務(wù)有情況判斷、作戰(zhàn)決策、任務(wù)計劃(作戰(zhàn)設(shè)計)、協(xié)同組織、行動控制、戰(zhàn)效評估等[11]。天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系構(gòu)成如圖3所示。

圖3　天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系構(gòu)成

“結(jié)構(gòu)決定功能”是系統(tǒng)工程和系統(tǒng)論的基本認識。指揮控制結(jié)構(gòu)是作戰(zhàn)體系中的指揮控制實體及實體的屬性所形成的實體之間的關(guān)系(數(shù)量關(guān)系、空間關(guān)系、時間關(guān)系、信息連通關(guān)系、協(xié)同組織關(guān)系、行動控制關(guān)系)和實體行動關(guān)系的規(guī)則[12]。信息時代由于通信手段和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達,各個指揮控制實體之間的“距離”大大縮短,指揮員能夠指揮控制的部隊和武器系統(tǒng)數(shù)量大大增加,縱向的指揮層級被壓縮,橫向的指揮跨度趨于合理,整體指揮效能得到提升。文獻[10]將指揮控制體系的結(jié)構(gòu)分為三級、二級和一級3種形式,如圖4所示。無論哪一種指揮結(jié)構(gòu)形式,都必需經(jīng)歷“情況判斷、作戰(zhàn)決策、任務(wù)計劃、協(xié)同組織、行動控制、戰(zhàn)效評估”循環(huán)(即觀察(Observe)、判斷(Orient)、決策(Decide)、行動(Act)或偵(察)、控(制)、打(擊)、評(估)的過程,簡稱OODA環(huán))。因此,天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制的流程可用圖5進行描述。

圖4　天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的3種結(jié)構(gòu)形式

圖5　天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制流程

3　基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系建模

3.1復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基本理論

基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,將天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系各指揮控制實體抽象成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,實體之間的交互關(guān)系抽象成網(wǎng)絡(luò)邊?？紤]到指揮控制效能對完整性(Completeness)、準(zhǔn)確性(Correctness)和時效性(Currency)的要求,本文所研究的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建原則,天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型可描述為[13]

G=

式中，V={ν1,ν2,…,νN}表示指揮控制實體(聯(lián)合指揮機構(gòu)、指揮信息系統(tǒng))的集合;E={e1,e2,…,eM}表示指揮控制實體之間指控關(guān)系、組織關(guān)系和運行機制的集合,V、E為非空有限集,令|G|表示G的節(jié)點數(shù)(|G|=N),e(G)表示G中邊的數(shù)目(e(G)=M);Q=[qij]n×n為加權(quán)信息矩陣,qij表示相鄰節(jié)點之間的邊的權(quán)值,它可以是各節(jié)點之間的信息保障時效性(信息處理與服務(wù)時效性、信息傳輸(通信保障)時效性)，也可以是信息連通質(zhì)量(文字、語音、圖像的互聯(lián)互通能力),還可以是作戰(zhàn)協(xié)同能力(指揮控制周期(OODA環(huán)時長)、指揮容量、武器協(xié)同控制能力、作戰(zhàn)控制成功率),qij>0(i,j=1,2,…,n)。

表征復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性的特征參數(shù)有很多,其中最重要的參數(shù)是聚集系數(shù)、度分布、平均路徑長度、網(wǎng)絡(luò)效率等[14-16],這些參數(shù)在當(dāng)前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的研究過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

1)聚集系數(shù)

(1)

(2)

網(wǎng)絡(luò)G的聚集系數(shù)C：

(3)

式中,N為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù);且0≤C≤1,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點均為孤立節(jié)點,即沒有任何連接邊時,C=0;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任意兩個節(jié)點都直接相連時,C=1。

2)度分布

網(wǎng)絡(luò)G的平均度,記為〈k〉,即

(4)

式中,入度kiin表示從其他節(jié)點指向該節(jié)點的邊數(shù),出度kiout表示從該節(jié)點指向其他節(jié)點的邊數(shù);網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點入度和出度分布情況可分別用分布函數(shù)P(k)in和P(k)out來表示,表示網(wǎng)絡(luò)中其入度值和出度值剛好等于k的節(jié)點在整個網(wǎng)絡(luò)中所占的比例。

3)平均路徑長度

網(wǎng)絡(luò)中任意兩個節(jié)點之間的距離的最大值稱為網(wǎng)絡(luò)的直徑,記為D,即

(5)

網(wǎng)絡(luò)G的平均路徑長度L定義為任意兩個節(jié)點之間距離的平均值,即

(6)

式中,dij定義為連接兩個節(jié)點vi和vj之間的最短路徑上的邊數(shù)。一般地,平均路徑長度越大,說明該體系層次越多,體系中信息的流動、共享、同步將會越困難和低效。

4)網(wǎng)絡(luò)效率

網(wǎng)絡(luò)G的全局效能(網(wǎng)絡(luò)效率)的計算公式為

(7)

3.2天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型

以天基信息支援彈道導(dǎo)彈反航母作戰(zhàn)為示例,對其指揮控制體系結(jié)構(gòu)、指揮關(guān)系、信息流程及作戰(zhàn)過程進行分析,其復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型如圖6所示[17-19]。其中,21個系統(tǒng)單元組成了節(jié)點集V={ν1,ν2,…,ν21},31條有關(guān)目標(biāo)與環(huán)境、指控協(xié)同、支援保障等的信息交互關(guān)系組成了邊集E={e1,e2,…,e31}。

假設(shè)示例GA為圖6所示的天基信息支援彈道導(dǎo)彈反航母作戰(zhàn)體系,示例GB為無天基信息支援的彈道導(dǎo)彈反航母作戰(zhàn)體系,示例GC為去掉導(dǎo)彈旅2指揮所的天基信息支援彈道導(dǎo)彈反航母作戰(zhàn)體系(模擬作戰(zhàn)時敵方對己方指揮機構(gòu)的指向性攻擊),示例GD為去掉發(fā)射點(車)6的天基信息支援彈道導(dǎo)彈反航母作戰(zhàn)體系(模擬作戰(zhàn)時敵方對基層作戰(zhàn)單元的指向性攻擊)。通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)各參量的計算方法,計算網(wǎng)絡(luò)的直徑、聚集系數(shù)、平均路徑長度和網(wǎng)絡(luò)效率,得到如表1所示的分析結(jié)果。

圖6　天基信息支援彈道導(dǎo)彈反航母作戰(zhàn)指揮控制體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型

節(jié)點數(shù)邊數(shù)直徑聚集系數(shù)平均路徑長度網(wǎng)絡(luò)效率GA213160.2043.1860.472GB141960.1433.3680.387GC162270.1253.4950.347GD203060.2043.1370.461

從表1的計算結(jié)果可以看出:

1)對比GA和GB。GA較GB具有更明顯的“扁平化”結(jié)構(gòu)、較小的平均路徑長度、較高的聚集系數(shù)和網(wǎng)絡(luò)效率,因而GA比GB呈現(xiàn)出更好的靈活性、高效性和健壯性。從提升網(wǎng)絡(luò)效率的角度來講,天基信息支援系統(tǒng)對彈道導(dǎo)彈反航母作戰(zhàn)體系的結(jié)構(gòu)相對貢獻度為

2)對比GA和GC。假若戰(zhàn)時己方作戰(zhàn)體系的指揮機構(gòu)遭受攻擊,導(dǎo)致降能或失能,將造成己方作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度的增加,聚集系數(shù)和網(wǎng)絡(luò)效率的降低,極有可能造成整個作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。因而,加強對戰(zhàn)時指揮機構(gòu)的防護或加固是提升整個作戰(zhàn)體系效能的核心環(huán)節(jié)。這也驗證了戰(zhàn)時開展云作戰(zhàn)的必要性和高效性。

3)對比GA和GD。假若戰(zhàn)時己方作戰(zhàn)體系的基層作戰(zhàn)單元遭受攻擊,導(dǎo)致降能或失能,此時整個作戰(zhàn)體系的網(wǎng)絡(luò)效率雖有降低,但效果不太明顯。這也驗證了加強戰(zhàn)時作戰(zhàn)設(shè)計和戰(zhàn)效評估工作,提升作戰(zhàn)體系協(xié)同組織和行動控制能力的重要性。

4　結(jié)束語

指揮控制體系是天基信息支援聯(lián)合作戰(zhàn)的核心和神經(jīng)中樞,構(gòu)建天基信息支援指揮控制體系運行機制和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型是提升天基信息支援乃至聯(lián)合作戰(zhàn)體系效能的重要舉措。本文將云作戰(zhàn)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本理論運用到天基信息支援指揮控制體系建模研究中,并對天基信息支援云作戰(zhàn)的基本概念和主要特點、天基信息支援云作戰(zhàn)體系的構(gòu)成和運行機制、以及天基信息支援云作戰(zhàn)指揮控制體系的構(gòu)成和流程等進行了初步探討。下一步需要重點研究航天云作戰(zhàn)模式、航天云作戰(zhàn)指揮控制機制、航天云作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)信息體系結(jié)構(gòu)建模及評估方法等問題,充分發(fā)揮航天指揮控制理論在未來航天作戰(zhàn)和聯(lián)合作戰(zhàn)中的先導(dǎo)作用。

[1]羅小明,朱延雷,何榕.裝備指揮控制系統(tǒng)效能試驗內(nèi)容設(shè)計[J].指揮控制與仿真,2015,37(3):94-100.

[2]美軍參聯(lián)會,美空軍,美陸軍.太空作戰(zhàn)[M].李智,侯妍,張占月,譯.北京:國防工業(yè)出版社,2014:25.

[3]戴峰,魏亮,吳松濤.“云作戰(zhàn)”理論初探[J].中國軍事科學(xué),2013(4):142-151.

[4]戴峰,魏亮,吳松濤.再論“云作戰(zhàn)”[J].中國軍事科學(xué),2014(3):129-138.

[5]戴峰,魏亮,吳松濤.三論“云作戰(zhàn)”[J].中國軍事科學(xué),2015(1):135-146.

[6]王滿玉,藺美青,高玉良.基于算子的武器裝備作戰(zhàn)效能評估柔性建模方法與應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2012:1-3.

[7]楊娟,何榕,朱延雷.基于SCAS的防空反導(dǎo)裝備體系作戰(zhàn)能力指標(biāo)設(shè)計[J].指揮控制與仿真,2015,37(2):111-115.

[8]羅小明,何榕,朱延雷.基于SCA和改進ADC的裝備作戰(zhàn)效能試驗方案研究[J].裝備學(xué)院學(xué)報,2015,26(3):105-109.

[9]秦大國,陳凌云,邴啟軍.天基信息獲取系統(tǒng)一體化指揮控制研究[J].裝備學(xué)院學(xué)報,2016,27(1):64-68.

[10]朱延雷,羅小明,何榕.基于信息系統(tǒng)的航天指揮控制機制構(gòu)建[J].裝備學(xué)院學(xué)報,2015,26(6):89-93.

[11]秦永剛.指揮工程化[M].北京:國防大學(xué)出版社,2014:145-197.

[12]魚靜.基于信息系統(tǒng)的指揮控制能力需求要素分析及應(yīng)用[J].指揮控制與仿真,2015,37(2):18-22,26.

[13]劉洋,胡曉峰.基于仿真數(shù)據(jù)的作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)層次分析[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程,2014,28(1):65-69.

[14]孫璽菁,司守奎.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)算法與應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2015:22-28.

[15]陽東升,張維明,張英朝,等.體系工程原理與技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2013:131-133.

[16]朱延雷,羅小明.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的指揮控制系統(tǒng)體系貢獻度結(jié)構(gòu)分析模型研究[J].陸軍軍官學(xué)院學(xué)報,2015,35(5):53-55.

[17]何榕,羅小明,朱延雷.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的空天防御作戰(zhàn)指揮體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J].裝備學(xué)院學(xué)報,2016,27(2):78-82.

[18]藍羽石,毛少杰,王珩.指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)理論與優(yōu)化方法[M].北京:國防工業(yè)出版社,2015:94-96.

[19]管清波,馮書興.天基信息服務(wù)體系與作戰(zhàn)應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2014:165-177.

Command and Control System’s Operating Mechanism of Space-based Information Support and Complex Network Model

LUO Xiao-ming,ZHU Yan-lei,HE Rong

(Academy of Equipment,Beijing 101416,China)

Space-based information support is one of the main joint operation style.Command and control system is the core and nerve center of the Space-based information support’s joint operation.Constructing operating mechanism of command and control system and network structure model can help improving the operational effectiveness of the Space-based information support’s joint operation.The paper discusses the some key problems of the Space-based information support’s cloud battle including the basic concept and main features,operational system construction and operating mechanism,the construction and the process of command and control system.It also delineates the command and control theoretical framework of the cloud battle,and then,it builds the complex network model of command and control system’s architecture with examples.Finally,the paper analyzes the main parameters.It has positive and realistic reference value for command and control system of Space-based information support and guiding system requirement demonstration,structural design and evaluation optimization of Space-based information support’s joint operation.

space-based information support; command and control system; operating mechanism; cloud battle; complex network

1673-3819(2016)05-0001-07

2016-04-26

2016-06-20

總裝武器裝備軍內(nèi)科研重點項目

羅小明(1966-),男,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向為軍事運籌、作戰(zhàn)模擬。

朱延雷(1983-),男,博士研究生,工程師。

何榕(1983-),女,博士研究生,講師。

E072

ADOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.05.001