跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同中的聯(lián)合行動(dòng)控制概念淺析

王小軍，張修社，胡小全，韓春雷

跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同中的聯(lián)合行動(dòng)控制概念淺析

王小軍，張修社，胡小全，韓春雷

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所，西安 710068）

本文針對(duì)美軍提出的聯(lián)合全域作戰(zhàn)概念，對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)“跨域協(xié)同”在OODA循環(huán)中的具體實(shí)施——跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同中的聯(lián)合行動(dòng)控制進(jìn)行了定義，并對(duì)聯(lián)合行動(dòng)控制的對(duì)象、層次和目標(biāo)，聯(lián)合行動(dòng)控制的方法、效能等進(jìn)行了分析，旨在創(chuàng)新性地解讀聯(lián)合全域作戰(zhàn)中跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同的聯(lián)合行動(dòng)控制內(nèi)在機(jī)理，嘗試將殺傷鏈/網(wǎng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)與作戰(zhàn)要素協(xié)同理論應(yīng)用到聯(lián)合全域指揮與控制環(huán)節(jié)當(dāng)中。

聯(lián)合行動(dòng)控制；作戰(zhàn)要素；跨域協(xié)同；分布式作戰(zhàn)

0 引言

近年來(lái)，美軍先后推出馬賽克戰(zhàn)、海上分布式殺傷、空中分布式作戰(zhàn)和多域作戰(zhàn)等新興作戰(zhàn)概念，2019年推出聯(lián)合全域作戰(zhàn)（Joint All-Domain Operation，JADO）概念[1]，2020年又以空軍先進(jìn)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)（Advanced Battle Management System，ABMS）為技術(shù)基礎(chǔ)，提出聯(lián)合全域指揮與控制（Joint All-Domain Command and Control，JADC2），從頂層上設(shè)計(jì)全域聯(lián)合作戰(zhàn)概念，其核心能力是在技術(shù)實(shí)現(xiàn)與運(yùn)用方面為前述各種新興作戰(zhàn)概念提供實(shí)踐的平臺(tái)，并驗(yàn)證諸如自適應(yīng)跨域殺傷網(wǎng)（Adapting Cross-domain Kill-webs，ACK）等項(xiàng)目的效能與決策輔助能力[2]。聯(lián)合全域作戰(zhàn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是“跨域協(xié)同”，就是指在海、陸、空、天、網(wǎng)等不同域協(xié)同運(yùn)用多種能力，給予完成任務(wù)所需要的行動(dòng)自由，使得各域之間互補(bǔ)增效，從而在全域內(nèi)建立作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。聯(lián)合作戰(zhàn)的概念已從傳統(tǒng)宏觀粗放式戰(zhàn)役級(jí)軍種部隊(duì)的聯(lián)合，歷經(jīng)基于網(wǎng)絡(luò)的集約式作戰(zhàn)裝備聯(lián)合的中間狀態(tài)，最終躍升為一種更快、更細(xì)、更低層級(jí)的內(nèi)聚式全域能力的聚合[3]。即是將全域內(nèi)所有部隊(duì)的分布式傳感器和射手等要素相連接，通過(guò)在規(guī)模、速度和各層級(jí)的分布式任務(wù)式指揮，以任務(wù)為中心，以分布式智能作戰(zhàn)為目標(biāo)，打破傳統(tǒng)軍兵種之間界線，從所有作戰(zhàn)域中有人/無(wú)人作戰(zhàn)單元（編隊(duì)）精選可用作戰(zhàn)要素進(jìn)行快速組合或重組，追求作戰(zhàn)效果最優(yōu)化。據(jù)此指揮與行動(dòng)控制的粒度精細(xì)到作戰(zhàn)要素。

對(duì)于聯(lián)合全域作戰(zhàn)而言，“跨域協(xié)同”是精髓，也是關(guān)鍵，更是其薄弱環(huán)節(jié)[4]。而聯(lián)合行動(dòng)控制是聯(lián)合全域作戰(zhàn)行動(dòng)環(huán)節(jié)的重要組成部分，是支撐跨域協(xié)同的基礎(chǔ)，其傳統(tǒng)定義也因“跨域協(xié)同”下的聯(lián)合作戰(zhàn)概念內(nèi)涵的躍升不再與之相適應(yīng)，而成為其薄弱環(huán)節(jié)中的“痛”點(diǎn)之一。因此，需要針對(duì)新型的“跨域要素協(xié)同”這種作戰(zhàn)需求，通過(guò)探索和研究這個(gè)作戰(zhàn)要素粒度的協(xié)同機(jī)理，來(lái)重新解析或更細(xì)粒度地定義聯(lián)合行動(dòng)控制的概念。

1 聯(lián)合行動(dòng)控制概念

在專業(yè)術(shù)語(yǔ)中，行動(dòng)控制隸屬于指揮與控制范疇。聯(lián)合行動(dòng)在美軍《聯(lián)合作戰(zhàn)概念》文件中定義為：運(yùn)用一支相互依賴的聯(lián)合部隊(duì)，在一系列連續(xù)與非連續(xù)的作戰(zhàn)行動(dòng)中同時(shí)和依次迅速運(yùn)用強(qiáng)于對(duì)手的力量；在所有必要的行動(dòng)點(diǎn)上運(yùn)用聯(lián)合力量[5]，即在行動(dòng)上從互不沖突發(fā)展到協(xié)調(diào)一致，作戰(zhàn)行動(dòng)在時(shí)間上從依次展開(kāi)為主發(fā)展到同步展開(kāi)。

在國(guó)內(nèi)一些著名軍事理論學(xué)術(shù)研究中，聯(lián)合行動(dòng)控制被解釋為：在一體化聯(lián)合作戰(zhàn)中，以?shī)Z取制信息權(quán)、聯(lián)合火力打擊、快速精確機(jī)動(dòng)和全維一體防護(hù)為目的，聯(lián)合作戰(zhàn)指揮員和指揮機(jī)關(guān)對(duì)所屬兵力、兵器的駕馭和協(xié)調(diào)活動(dòng)[6-7]。

依此，聯(lián)合行動(dòng)控制被具體定義為：所屬各兵力、作戰(zhàn)平臺(tái)和裝備等緊緊圍繞決策目標(biāo)，采取實(shí)時(shí)、同步、并行和互動(dòng)的協(xié)調(diào)控制方式，針對(duì)包括作戰(zhàn)目標(biāo)、作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)時(shí)間、作戰(zhàn)空間、作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)手段、作戰(zhàn)信息和作戰(zhàn)進(jìn)程等主要控制內(nèi)容，協(xié)調(diào)一致地行動(dòng)，發(fā)揮好整體作戰(zhàn)效益。同時(shí)，聯(lián)合行動(dòng)控制是由一系列協(xié)調(diào)控制活動(dòng)組成的一個(gè)過(guò)程。聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)在多域內(nèi)展開(kāi)，參戰(zhàn)力量和作戰(zhàn)編組多樣復(fù)雜且動(dòng)態(tài)變化，時(shí)效性要求很高，因此協(xié)調(diào)與控制必須是連續(xù)不間斷地貫穿于全過(guò)程，這樣才能達(dá)成聯(lián)合行動(dòng)控制的目的。

至此，聯(lián)合行動(dòng)控制的概念闡述傾向于宏觀和粗略，僅僅是在戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)層面對(duì)兵力和平臺(tái)級(jí)別的“人在回路”聯(lián)合行動(dòng)或協(xié)同行動(dòng)的表述和定義，指揮與控制二者之間交織模糊。

2 跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同的聯(lián)合行動(dòng)控制

目前，美軍已經(jīng)開(kāi)始在JADC2中驗(yàn)證馬賽克戰(zhàn)等新興作戰(zhàn)概念的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。根據(jù)馬賽克戰(zhàn)概念，“跨域要素協(xié)同”的必要條件是各域內(nèi)平臺(tái)作戰(zhàn)要素解聚（Disaggregation），即傳感器—武器等解除綁定，形成作戰(zhàn)要素之間的松耦合關(guān)系，同時(shí)將各域內(nèi)作戰(zhàn)平臺(tái)分解為像馬賽克那樣功能各異、高度分散的“碎片”（要素），根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)性質(zhì)與規(guī)模，拼接成跨域協(xié)同、自主適應(yīng)的殺傷網(wǎng)。即在如此條件下，可重構(gòu)的殺傷網(wǎng)是以作戰(zhàn)要素[8]為粒度動(dòng)態(tài)構(gòu)建而成。

同時(shí)，聯(lián)合全域作戰(zhàn)將會(huì)廣泛運(yùn)用自主化無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)，使得指揮與控制方式發(fā)生變革，任務(wù)式指揮和事件式指揮方式更加符合分布式跨域聯(lián)合行動(dòng)控制的要求，這就使得聯(lián)合行動(dòng)控制更加注重底層要素級(jí)的控制粒度。更進(jìn)一步說(shuō)，為了使遂行聯(lián)合行動(dòng)的各參戰(zhàn)部隊(duì)在計(jì)劃層面上達(dá)成協(xié)調(diào)一致，需采取非傳統(tǒng)指揮方式和AI技術(shù)輔助來(lái)制定方案和決策，以最大限度地減少人為因素影響。無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)的集群控制和群體協(xié)同，有人/無(wú)人平臺(tái)的協(xié)同運(yùn)用，“人在回路上”（Human on the loop）而不是“人在回路中”（Human in the loop）的監(jiān)督控制，成為聯(lián)合全域作戰(zhàn)行動(dòng)控制的重點(diǎn)[9]。而在這種“人在回路上”的跨域作戰(zhàn)要素的協(xié)同中，如何確定指揮決策與控制之間的界線，來(lái)更高效地實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能融合也是其關(guān)注的要點(diǎn)。

2.1 聯(lián)合行動(dòng)任務(wù)

聯(lián)合行動(dòng)的主要任務(wù)是，跨域聯(lián)合各參戰(zhàn)要素，全維、動(dòng)態(tài)地采用攻防一體化的手段，著眼目標(biāo)薄弱環(huán)節(jié)，以高速度、高精度方式對(duì)其實(shí)施結(jié)構(gòu)癱瘓。

2.2 協(xié)同控制的對(duì)象

在聯(lián)合行動(dòng)中，按戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)斗層次，協(xié)同控制的對(duì)象逐步由粗化細(xì)、由大轉(zhuǎn)小，這里暫且分為兵力、作戰(zhàn)平臺(tái)和作戰(zhàn)要素三個(gè)級(jí)別。本文研究的協(xié)同控制對(duì)象主要是第三個(gè)級(jí)別，即分散于各域內(nèi)的作戰(zhàn)要素。依照美軍馬賽克戰(zhàn)概念，此處作戰(zhàn)要素就是殺傷網(wǎng)中的馬賽克塊。

2.3 協(xié)同控制的層次

雖然多域戰(zhàn)屬于戰(zhàn)役級(jí)，全域戰(zhàn)可能上升到更高的戰(zhàn)略級(jí)，但是無(wú)論哪個(gè)級(jí)別，均尋求通過(guò)“跨域協(xié)同”將現(xiàn)有的聯(lián)合作戰(zhàn)推向更低、更快和更細(xì)致的層次[3,10]。而較高層次的協(xié)同控制目標(biāo)，均逐次向下，圍繞底層而為之，即以最低層作戰(zhàn)要素的協(xié)同控制目的可達(dá)為目的，進(jìn)行本層次的協(xié)同控制。因此，跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同控制屬于聯(lián)合行動(dòng)控制中位于底層的控制，即較微觀的、要素級(jí)粒度的控制。

2.4 協(xié)同控制的目標(biāo)

針對(duì)分布于各域內(nèi)的作戰(zhàn)要素，協(xié)同控制目標(biāo)主要是：殺傷網(wǎng)的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)、作戰(zhàn)要素行動(dòng)一致和協(xié)同作戰(zhàn)效果最佳。

2.5 協(xié)同動(dòng)作的一致

作戰(zhàn)要素行動(dòng)一致，主要表現(xiàn)在協(xié)同動(dòng)作一致，具體表現(xiàn)為：通過(guò)各狀態(tài)不一致的反饋，及時(shí)調(diào)整各要素自身動(dòng)作，如圖1所示，在作戰(zhàn)時(shí)間和作戰(zhàn)進(jìn)程方面確保指揮周期同步，在作戰(zhàn)信息和作戰(zhàn)目標(biāo)方面確保態(tài)勢(shì)一致，在作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)空間、作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)手段方面確保分布式?jīng)Q策一致和武器協(xié)同打擊一致。

圖1 作戰(zhàn)要素協(xié)同控制

3 聯(lián)合行動(dòng)控制方法

3.1 任務(wù)式指揮

美軍聯(lián)合全域作戰(zhàn)趨向于分散化，其分布式作戰(zhàn)特點(diǎn)要求多域內(nèi)作戰(zhàn)要素或作戰(zhàn)單元之間跨域有序協(xié)同，以應(yīng)對(duì)充滿不確定性的作戰(zhàn)任務(wù)。任務(wù)式指揮與全域作戰(zhàn)的使命任務(wù)變化高度吻合，因而成為首選的指揮控制方式[11-12]。

任務(wù)式指揮是指上級(jí)通過(guò)簡(jiǎn)潔的命令向下級(jí)明確任務(wù)和意圖，不規(guī)定完成任務(wù)的具體方法，最大限度地賦予下級(jí)在總?cè)蝿?wù)內(nèi)行使決策自主權(quán)和行動(dòng)自由權(quán)。任務(wù)式指揮的實(shí)質(zhì)并非單純的分散指揮，而是一種分散與集中融為一體的指揮方式[13]，可謂是“形散神聚”，即作戰(zhàn)要素被分散部署，指揮控制與行動(dòng)效果卻是高度聚合的。

3.2 控制代理

在任務(wù)式指揮方式下，對(duì)于參與分布式?jīng)Q策網(wǎng)絡(luò)中的C2（Command and Control）節(jié)點(diǎn)及決策要素，可以采用控制代理的模式，賦予每個(gè)C2節(jié)點(diǎn)指揮控制權(quán)限，使其完成相關(guān)作戰(zhàn)要素跨域協(xié)同的具體動(dòng)作?？刂拼矶x為：對(duì)于具體戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)，根據(jù)動(dòng)態(tài)重組的殺傷鏈/網(wǎng)對(duì)C2節(jié)點(diǎn)的需求，由某一決策要素行使決策控制權(quán)限，對(duì)某一特定的戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)進(jìn)行指揮控制。如此，譬如可實(shí)現(xiàn)地面單兵直接引導(dǎo)空軍戰(zhàn)機(jī)行動(dòng)（類似美軍持久近距空中支援系統(tǒng)（Persistent Close Air Support，PCAS）），戰(zhàn)斗機(jī)上的傳感器直接給水面監(jiān)控導(dǎo)彈武器提供精確目標(biāo)指示信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交戰(zhàn)（類似美軍對(duì)海綜合火控制空系統(tǒng)中的空中殺傷鏈（Naval Integrated Fire Control-Counter Air，NIFC-CA））等等。

3.3 決策與控制的人—機(jī)關(guān)系

隨著AI技術(shù)逐漸成熟，系統(tǒng)的自主性越來(lái)越強(qiáng)，根據(jù)人在控制流程中的地位和作用，針對(duì)半自主系統(tǒng)、有監(jiān)督的系統(tǒng)和完全自主系統(tǒng)三種情況，其控制回路相應(yīng)分為“人在回路中”、“人在回路上”以及“人在回路外”三種[14]，如圖2所示。

圖2 行動(dòng)控制系統(tǒng)分類

一是由人來(lái)控制整體控制流程，即指揮員負(fù)責(zé)做出決策和實(shí)施控制，即“人在回路中”的半自主系統(tǒng)控制回路，目前大部分指揮控制系統(tǒng)都屬于此類；二是人處于監(jiān)視者地位，機(jī)器主要負(fù)責(zé)做出決策和實(shí)施控制，即“人在回路上”的有監(jiān)督自主系統(tǒng)控制回路；三是人完全脫離整個(gè)控制流程，由機(jī)器做出自主決策和控制，即“人在回路外”的全自主系統(tǒng)控制回路。

現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上只有反應(yīng)神速才能做到“無(wú)快不破”。作戰(zhàn)要素跨域協(xié)同在實(shí)時(shí)決策的條件下，行動(dòng)的速度是首要因素，此時(shí)，“人在回路中”的遲滯反應(yīng)已不能適應(yīng)，而“人在回路上”的有監(jiān)督自主系統(tǒng)最為適用。但是，當(dāng)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境出現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)受阻情況，指揮員無(wú)法參與有效決策時(shí)，引入完全自主系統(tǒng)則是非常必要的。

3.4 決策與行動(dòng)的閉環(huán)

聯(lián)合全域作戰(zhàn)概念是一種作戰(zhàn)概念的大融合，仍然是基于OODA[15]理論，且不同于“通過(guò)加速OODA循環(huán)以達(dá)成作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)”的傳統(tǒng)理念，其更側(cè)重于控制決策（D環(huán)節(jié)）和行動(dòng)（A環(huán)節(jié)）的節(jié)奏。通過(guò)在決策和行動(dòng)之間建立自適應(yīng)的反饋過(guò)程（DA小循環(huán)）——決策效果體現(xiàn)在行動(dòng)上，并根據(jù)行動(dòng)結(jié)果調(diào)整決策，達(dá)成擾亂敵方?jīng)Q策目的，使敵方陷入“決策困境”[1]。根據(jù)美軍ACK自適應(yīng)殺傷網(wǎng)構(gòu)建機(jī)理以及本文前節(jié)所述的“協(xié)同控制目標(biāo)”，決策和行動(dòng)之間自適應(yīng)的反饋過(guò)程（DA小循環(huán)）就是殺傷鏈/網(wǎng)動(dòng)態(tài)的快速重構(gòu)、作戰(zhàn)要素一致行動(dòng)和獲取最佳作戰(zhàn)效果的有效過(guò)程，其實(shí)質(zhì)也是聯(lián)合行動(dòng)控制所追求的閉環(huán)過(guò)程，如圖3所示。

圖3 聯(lián)合行動(dòng)控制（DA小循環(huán)）

對(duì)于有監(jiān)督自主系統(tǒng)和完全自主系統(tǒng)這兩種自主系統(tǒng)控制回路而言，在任務(wù)式指揮方式下，指揮官負(fù)責(zé)指揮，AI賦能的自主系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制，根據(jù)目標(biāo)猝發(fā)和任務(wù)疾速變化，進(jìn)行自適應(yīng)反饋，完成殺傷鏈/網(wǎng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)和目標(biāo)殺傷，獲取作戰(zhàn)效能。DA小循環(huán)顯得簡(jiǎn)單易行。

對(duì)于半自主系統(tǒng)控制回路而言，各個(gè)環(huán)節(jié)均有指揮與控制人員參與，復(fù)雜程度就相對(duì)比較大。第一步是分布式聯(lián)合決策，針對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)突發(fā)情況，指揮人員通過(guò)異地決策、實(shí)時(shí)反應(yīng)、上下互動(dòng)和橫向協(xié)作等方式完成殺傷鏈/網(wǎng)重構(gòu)的指揮決策；第二步是對(duì)參與殺傷鏈/網(wǎng)不同域內(nèi)作戰(zhàn)平臺(tái)、作戰(zhàn)單元、作戰(zhàn)要素及其操作人員等作戰(zhàn)資源進(jìn)行平行同步組織；第三步是指控人員聚焦行動(dòng)任務(wù)，對(duì)作戰(zhàn)要素進(jìn)行精確協(xié)調(diào)，完成對(duì)目標(biāo)的殺傷，使作戰(zhàn)效能最大化。周而復(fù)始，動(dòng)態(tài)循環(huán)。

4 聯(lián)合行動(dòng)控制的效能

4.1 控制閉環(huán)的穩(wěn)定性

聯(lián)合行動(dòng)控制效能的高低，首先體現(xiàn)在控制閉環(huán)的穩(wěn)定性上。在感知—決策—打擊整個(gè)殺傷鏈條上，各要素通過(guò)聯(lián)合行動(dòng)控制要達(dá)到橫向融合和縱向貫通的境界。所謂橫向融合，就是各同類如感知類要素，通過(guò)協(xié)同控制可使各節(jié)點(diǎn)協(xié)同完成打擊態(tài)勢(shì)的認(rèn)知；又如決策類要素，通過(guò)分布式控制完成對(duì)多目標(biāo)協(xié)調(diào)分配；再如打擊類要素，通過(guò)協(xié)同控制可以實(shí)現(xiàn)軟硬武器運(yùn)用等的打擊協(xié)同。所謂縱向貫通，就是指各域內(nèi)感知、決策和打擊這三類要素之間，通過(guò)跨域協(xié)同控制，針對(duì)猝發(fā)目標(biāo)隨時(shí)動(dòng)態(tài)構(gòu)成殺傷鏈/網(wǎng)。從這些要素控制閉環(huán)上看，受控的狀態(tài)通常為態(tài)勢(shì)一致性、分布式?jīng)Q策結(jié)果一致性和武器控制的一致性，當(dāng)受控狀態(tài)不一致時(shí)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)控制時(shí)，該系統(tǒng)是穩(wěn)定的[16]。穩(wěn)定性越高，聯(lián)合行動(dòng)控制效能就越高。

4.2 分布式控制的一致性

聯(lián)合行動(dòng)控制的效能還反映在這三類受控狀態(tài)一致性的誤差上。各域內(nèi)作戰(zhàn)要素均以達(dá)成共同的作戰(zhàn)使命與目標(biāo)和追求“發(fā)現(xiàn)即摧毀”為目的，動(dòng)態(tài)快速構(gòu)成殺傷鏈/網(wǎng)，因此在構(gòu)成的殺傷鏈/網(wǎng)中的這三種要素必須在允許的時(shí)效內(nèi)協(xié)調(diào)一致。在OODA大循環(huán)中可以看出，從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到武器動(dòng)作為止，感知與打擊要素兩者間所體現(xiàn)的作戰(zhàn)反應(yīng)時(shí)間基本取決于一致性時(shí)延的長(zhǎng)短[16]。這就意味著感知—決策—打擊要素之間的一致性，在特定時(shí)間內(nèi)其誤差大小和一致性高低程度，是聯(lián)合行動(dòng)控制效能的關(guān)鍵。

4.3 達(dá)到最佳協(xié)同的閾值

殺傷鏈/網(wǎng)中作戰(zhàn)要素之間跨域協(xié)同的能力和效果，用一種理論模型來(lái)定量表示，也是聯(lián)合行動(dòng)控制效能的度量方法之一。根據(jù)哈肯的協(xié)同學(xué)原理，分布式作戰(zhàn)系統(tǒng)在遂行作戰(zhàn)任務(wù)過(guò)程中涌現(xiàn)出整體效果，及所謂“涌現(xiàn)性”，是系統(tǒng)同步和相變的結(jié)果，可以用序參量表示[16]，如式（1）所示：

式（1）為原序參量式簡(jiǎn)化后的轉(zhuǎn)化表述，式中“邊總數(shù)”為兩兩有連接關(guān)系的節(jié)點(diǎn)連接邊，“分配節(jié)點(diǎn)數(shù)”是指被分配打擊目標(biāo)的節(jié)點(diǎn)數(shù)總和，也是被分配目標(biāo)的總和。該式由相乘的三個(gè)部分組成，第一部分是網(wǎng)絡(luò)中兩兩相鄰節(jié)點(diǎn)的指揮節(jié)拍同步指數(shù)，即當(dāng)作戰(zhàn)時(shí)段趨于無(wú)窮大時(shí)，任意作戰(zhàn)時(shí)刻兩兩相鄰節(jié)點(diǎn)指揮節(jié)拍同步時(shí)差的自然指數(shù)，在該時(shí)段歸一化積分值的總和，與兩兩相鄰節(jié)點(diǎn)的邊總數(shù)的比值；第二部分是網(wǎng)絡(luò)中兩兩相鄰節(jié)點(diǎn)之間達(dá)到態(tài)勢(shì)一致和任務(wù)目標(biāo)分配一致的歸一化指數(shù)，即當(dāng)作戰(zhàn)時(shí)段趨于無(wú)窮大時(shí)，任意作戰(zhàn)時(shí)刻兩兩相鄰節(jié)點(diǎn)態(tài)勢(shì)一致性和決策結(jié)果一致性差的自然指數(shù)在該時(shí)段歸一化積分值的總和，與兩兩相鄰節(jié)點(diǎn)的邊總數(shù)的比值；第三部分是網(wǎng)絡(luò)中已分配打擊要素殺傷效果指數(shù)，即在該作戰(zhàn)時(shí)段內(nèi)，各打擊節(jié)點(diǎn)歸一化殺傷效能的總和，與被分配打擊目標(biāo)的節(jié)點(diǎn)數(shù)總和的比值。當(dāng)跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同控制即聯(lián)合行動(dòng)控制協(xié)同效果最佳時(shí)，總序參量趨近于臨界值，即→1。

5 典型應(yīng)用示例

為了便于刻畫要素協(xié)同下的聯(lián)合行動(dòng)控制概念，此處以一個(gè)典型應(yīng)用示例來(lái)展現(xiàn)跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同聯(lián)合行動(dòng)控制過(guò)程，將上述章節(jié)描述的內(nèi)涵和外延等片段連接起來(lái)，勾勒出其基本輪廓概貌。此處假設(shè)一個(gè)適應(yīng)于未來(lái)聯(lián)合全域作戰(zhàn)的“海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)”。這個(gè)系統(tǒng)包含了一類具有探測(cè)、攻擊等功能的無(wú)人機(jī)，一類對(duì)海對(duì)空探測(cè)和攻擊、反潛等功能的無(wú)人艇，以及一類聲納、魚雷等功能的無(wú)人潛航器等共三類作戰(zhàn)單元。這些單元均具有智能決策計(jì)算與自主協(xié)同控制功能，通過(guò)彈性的無(wú)中心自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)相互連接。該系統(tǒng)屬于有監(jiān)督或完全自主系統(tǒng)，其中部分作戰(zhàn)單元被預(yù)先指定設(shè)置為C2節(jié)點(diǎn)，可以在任務(wù)式指揮方式下，自適應(yīng)地將感知和打擊節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)鏈接起來(lái)，具備跨域作戰(zhàn)要素同時(shí)在空中、水面和水下協(xié)同探測(cè)能力，以及對(duì)空、對(duì)海協(xié)同打擊和協(xié)同反潛能力，即可以同時(shí)在空、海、潛各域內(nèi)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)要素跨域協(xié)同，遂行探測(cè)偵察、防空反導(dǎo)、電磁干擾以及火力打擊目標(biāo)等任務(wù)。整個(gè)跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同的聯(lián)合行動(dòng)控制過(guò)程如圖4所示，具體步驟如下：

（1）在指揮艦席位的海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)指揮官，以任務(wù)式指揮方式下達(dá)簡(jiǎn)潔的戰(zhàn)役級(jí)命令，向下級(jí)明確作戰(zhàn)任務(wù)和意圖。隨后，海上無(wú)人集群作戰(zhàn)力量被投送到指定的作戰(zhàn)區(qū)域；

（2）海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)中具備決策能力的C2節(jié)點(diǎn)根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)與力量包分配需求，以決策中心戰(zhàn)為導(dǎo)向，在無(wú)人作戰(zhàn)單元和作戰(zhàn)要素構(gòu)成的能力市場(chǎng)內(nèi)，通過(guò)招投標(biāo)方式完成作戰(zhàn)資源的優(yōu)選。這一步驟也可以通過(guò)基于作戰(zhàn)任務(wù)的智能化的殺傷鏈重構(gòu)算子映射來(lái)匹配滿足作戰(zhàn)需求的無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇和無(wú)人潛航器等作戰(zhàn)單元資源；

（3）海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)中具備決策能力的C2節(jié)點(diǎn)細(xì)化作戰(zhàn)任務(wù)，通過(guò)分布式自主決策技術(shù)，在空、海、潛作戰(zhàn)空間內(nèi)，構(gòu)建生成具有作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)手段的，能夠靈活應(yīng)對(duì)多種、多重目標(biāo)的，分別由具有感知、決策和打擊要素的無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇和無(wú)人潛航器等作戰(zhàn)單元構(gòu)成的殺傷網(wǎng)；

（4）在遂行具體作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，殺傷網(wǎng)中作戰(zhàn)要素之間的協(xié)同控制成為海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)內(nèi)各域內(nèi)作戰(zhàn)單元集群聯(lián)合行動(dòng)控制的主要內(nèi)容，包括：態(tài)勢(shì)一致性、分布式?jīng)Q策結(jié)果一致性和武器打擊的一致性控制。即這三種要素必須在允許的時(shí)效內(nèi)同步協(xié)調(diào)一致，一舉摧毀發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)；

（5）當(dāng)發(fā)生目標(biāo)突現(xiàn)情況，或有新的作戰(zhàn)任務(wù)下達(dá)時(shí)，海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)中的C2節(jié)點(diǎn)隨即自主進(jìn)行殺傷網(wǎng)自適應(yīng)重構(gòu)動(dòng)作，即自動(dòng)轉(zhuǎn)入步驟（2）；

（6）在跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同聯(lián)合行動(dòng)控制循環(huán)的整個(gè)過(guò)程中，從其協(xié)同控制內(nèi)在機(jī)理和整體效能來(lái)看，海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)構(gòu)建的殺傷網(wǎng)中感知—決策—打擊要素之間的協(xié)同一致性變差，即協(xié)同系統(tǒng)序參量遠(yuǎn)離臨界值時(shí)，也將是進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu)的主要因素。因此，在序參量役使下將使得海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)趨于最佳協(xié)同閾值，即動(dòng)態(tài)重構(gòu)的殺傷網(wǎng)效能最大。例如：對(duì)于海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)構(gòu)建殺傷網(wǎng)中的某一條空中殺傷鏈，理論上序參量趨近于1。而實(shí)際上，指揮同步指數(shù)為0.99，態(tài)勢(shì)一致性為0.98，決策結(jié)果一致性為0.99，殺傷效果指數(shù)為0.75，序參量實(shí)際值為：=0.99×0.98×0.99×0.75=0.72，表明該殺傷鏈的實(shí)際協(xié)同效能達(dá)到理論值的72%，屬于一般狀態(tài)，若下降至低于設(shè)置的重構(gòu)閾值，海上無(wú)人集群ACK系統(tǒng)中的C2節(jié)點(diǎn)隨即自主進(jìn)行殺傷鏈自適應(yīng)重構(gòu)動(dòng)作，即自動(dòng)轉(zhuǎn)入步驟（2）。

無(wú)論是突現(xiàn)的目標(biāo)猝發(fā)新任務(wù)，還是協(xié)同效能降低引發(fā)的控制反饋，自動(dòng)轉(zhuǎn)入步驟（2）就是自適應(yīng)反饋形成的DA小循環(huán)，使得海上無(wú)人集群ACK這樣一個(gè)AI賦能的自主系統(tǒng)，可以根據(jù)目標(biāo)猝發(fā)和任務(wù)疾速變化，以及殺傷網(wǎng)自身的協(xié)同程度，進(jìn)行自適應(yīng)反饋，完成殺傷鏈/網(wǎng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)，獲取最大的作戰(zhàn)效能。

圖4 典型應(yīng)用示例示意圖

6 結(jié)論

綜上所述，聯(lián)合行動(dòng)控制在聯(lián)合全域作戰(zhàn)的要素跨域協(xié)同中，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）在OODA大循環(huán)中，根據(jù)任務(wù)式指揮和自主系統(tǒng)的特點(diǎn)，構(gòu)建決策和行動(dòng)之間自適應(yīng)的反饋過(guò)程，也就是DA小循環(huán)，目的是應(yīng)對(duì)突發(fā)情況以及為制造“迷霧”等進(jìn)行殺傷鏈/網(wǎng)動(dòng)態(tài)快速重構(gòu)，通過(guò)要素跨域協(xié)同獲取最佳作戰(zhàn)效果；

（2）在已構(gòu)建的殺傷鏈/網(wǎng)中對(duì)跨域的感知、決策和打擊三類要素的狀態(tài)或結(jié)果進(jìn)行一致性控制，目的是使受控作戰(zhàn)要素狀態(tài)快速收斂于實(shí)時(shí)決策指令，并使得由作戰(zhàn)要素跨域協(xié)同所構(gòu)成的殺傷鏈/網(wǎng)的協(xié)同效能達(dá)到最佳，序參量趨近于臨界值。

因此，跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同的聯(lián)合行動(dòng)控制可定義為：作戰(zhàn)域內(nèi)所屬有人/無(wú)人平臺(tái)各可用作戰(zhàn)要素，在分布式任務(wù)式指揮方式下，自適應(yīng)構(gòu)建決策—行動(dòng)反饋過(guò)程，以任務(wù)為中心，緊緊圍繞最佳協(xié)同控制效能，實(shí)施殺傷鏈/網(wǎng)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)，以及感知、決策和殺傷作戰(zhàn)要素行動(dòng)協(xié)同一致等控制過(guò)程，以高速度、高精度方式對(duì)目標(biāo)實(shí)施結(jié)構(gòu)癱瘓。

本文針對(duì)美軍提出的聯(lián)合全域作戰(zhàn)概念中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)“跨域協(xié)同”，對(duì)支撐其在指揮與控制中如何實(shí)施與落地的基礎(chǔ)——即聯(lián)合全域作戰(zhàn)中跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同的聯(lián)合行動(dòng)控制進(jìn)行了定義，并對(duì)聯(lián)合行動(dòng)控制的對(duì)象、層次和目標(biāo)，聯(lián)合行動(dòng)控制的方法，聯(lián)合行動(dòng)控制的效能進(jìn)行了分析，旨在創(chuàng)新性地解讀聯(lián)合全域作戰(zhàn)中跨域作戰(zhàn)要素協(xié)同的聯(lián)合行動(dòng)控制的內(nèi)在機(jī)理，嘗試將殺傷鏈/網(wǎng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)與作戰(zhàn)要素協(xié)同理論應(yīng)用到聯(lián)合全域指揮與控制環(huán)節(jié)當(dāng)中，并對(duì)未來(lái)全域自主協(xié)同作戰(zhàn)體系的研發(fā)和構(gòu)建起到積極推動(dòng)作用。

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Brief Analysis of Concept of Joint Actions Control in Synergy of Cross-Domain Operational Elements

WANG Xiaojun, ZHANG Xiushe, HU Xiaoquan, HAN Chunlei

According to the concept of JADO, the paper defines Joint Actions Control (JAC): the implementation of “cross-domain synergy” in the OODA cycle, and the object, level and goal of JAC, the method and the effectiveness of JAC are analyzed. The purpose of the paper is to interpret the internal mechanism of JAC in JADO, and to apply the dynamic reconstruction of killing chain/net and the cooperative theory of operational elements to the JADC2.

Joint Actions Control; Operational Elements; Cross-Domain Synergy; Distributed Operations

E072

A

1674-7976-(2021)-04-235-07

2021-04-12。王小軍（1962.02-），浙江麗水人，研究員，主要研究方向?yàn)榫C合電子信息系統(tǒng)和智能控制技術(shù)。