聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同計(jì)劃與控制關(guān)鍵技術(shù)

雷洪濤 朱 承 王 琛 馮清泉 張維明

在人類數(shù)千年歷史的發(fā)展過程中,幾乎同時(shí)記錄了人類對(duì)各類地面、海上平臺(tái)和裝備的征服駕馭過程；而在19 世紀(jì)初發(fā)明了現(xiàn)代飛行器后,人類也實(shí)現(xiàn)了駕馭空中平臺(tái)和裝備翱翔天空的理想.與此同時(shí),跨域行動(dòng)協(xié)同的概念隨著人類對(duì)陸、海、空領(lǐng)域的駕馭征服也開始萌芽并發(fā)展,如: 人類利用孔明燈、熱氣球等為地面人員傳遞信息和物資等活動(dòng),體現(xiàn)了人類將地面行動(dòng)擴(kuò)展到了空間行動(dòng)的樸素協(xié)同思想；第一次世界大戰(zhàn)中,飛行器廣泛應(yīng)用于偵察、通信、火炮校準(zhǔn)等輔助性作戰(zhàn)行動(dòng),為地面作戰(zhàn)部隊(duì)提供支援保障,也成為空地聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同的較早案例.

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步、科技水平高速發(fā)展,新的作戰(zhàn)概念層出不窮、戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)不斷演進(jìn),作戰(zhàn)環(huán)境與場(chǎng)地也早已從陸地、海洋、天空,拓展到太空、網(wǎng)絡(luò)、電磁甚至社會(huì)認(rèn)知等領(lǐng)域空間.信息技術(shù)的發(fā)展和科技革命的推動(dòng),使得這些作戰(zhàn)領(lǐng)域空間之間的聯(lián)系和依賴愈發(fā)密切.然而,每一類作戰(zhàn)領(lǐng)域空間下所涉及的作戰(zhàn)要素和任務(wù)行動(dòng)都有其特征和固有局限性,因此,迫切需要將各類作戰(zhàn)領(lǐng)域空間進(jìn)行聯(lián)合.通過跨域行動(dòng)的緊密協(xié)同和互相支持,使得多作戰(zhàn)域環(huán)境下整個(gè)作戰(zhàn)體系效能獲得最大程度的發(fā)揮,進(jìn)而獲得戰(zhàn)爭(zhēng)制勝的優(yōu)勢(shì).

美軍一直是聯(lián)合作戰(zhàn)、跨域以及多域等作戰(zhàn)概念研究與實(shí)踐的倡導(dǎo)者.美軍在2010 年,首次提出了“空海一體戰(zhàn)”概念[1]；2012 年的《聯(lián)合作戰(zhàn)途徑概念》中提出作戰(zhàn)概念“跨域協(xié)同”[2],并將其列為《聯(lián)合作戰(zhàn)頂層概念: 聯(lián)合部隊(duì)2020》的核心要素[3]；2016年則首次提出了“多域戰(zhàn)”概念,并將其正式列入了發(fā)布的新版《陸軍條令出版物3.0》[4]；2019 年提出了“聯(lián)合全域作戰(zhàn)”概念[5]；2020 年以空軍先進(jìn)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)為技術(shù)基礎(chǔ)提出了“聯(lián)合全域指揮與控制”[6],等.國(guó)內(nèi)針對(duì)相關(guān)作戰(zhàn)概念與理論研究以跟從國(guó)外相關(guān)研究為主,如聯(lián)合作戰(zhàn)介入概念和多域戰(zhàn)思想的研讀[7-8],辨析跨域作戰(zhàn)的重要性[9]、多域作戰(zhàn)和全域作戰(zhàn)的概念內(nèi)涵[10],分析作戰(zhàn)機(jī)理、應(yīng)用進(jìn)展及評(píng)價(jià)[11-16],等.目前,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)研究還是著重落在相關(guān)作戰(zhàn)概念與機(jī)理模型分析研究上.例如,易侃等針對(duì)聯(lián)合全域指揮與控制概念,以PREA 環(huán)為指導(dǎo)建立了跨域作戰(zhàn)指揮控制活動(dòng)的一般過程[17],基于跨域指揮控制過程機(jī)理建立聯(lián)合全域指揮控制機(jī)理模型、作戰(zhàn)管理框架和信息保障模式,并以海上合成編隊(duì)為例進(jìn)行了聯(lián)合全域指揮控制機(jī)理模型運(yùn)用以及指揮控制模式設(shè)計(jì).而對(duì)于在融合聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同概念內(nèi)涵基礎(chǔ)上,針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)梳理和運(yùn)用過程技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面的研究則做得較少.特別是,在當(dāng)前我軍信息化建設(shè)主要是面向單作戰(zhàn)域或單兵種的情況下,深入分析聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同概念內(nèi)涵,梳理實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)及框架過程,對(duì)準(zhǔn)確把握當(dāng)前跨域聯(lián)合作戰(zhàn)體系發(fā)展潮流方向,切實(shí)加快我軍跨域信息化建設(shè)、提高聯(lián)合作戰(zhàn)、跨域作戰(zhàn)能力,具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值.

1 跨域協(xié)同概念與計(jì)劃控制關(guān)鍵技術(shù)

所謂“域”主要是指作戰(zhàn)的影響范圍或范疇,即作戰(zhàn)的領(lǐng)域[18].從廣義的影響范疇角度看,聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)的協(xié)同一般涉及到多個(gè)領(lǐng)域,包括物理域、信息域、認(rèn)知域以及社會(huì)域[18],跨域協(xié)同行動(dòng)則是直接作用于物理域、依賴于信息域、決勝于認(rèn)知域、協(xié)同于社會(huì)域.從狹義的實(shí)際物理作用空間角度看,聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)的跨域協(xié)同可能涉及到陸地、海洋、天空、太空、網(wǎng)絡(luò)、電磁等多個(gè)作戰(zhàn)領(lǐng)域空間,需要聯(lián)合作戰(zhàn)單元在不同戰(zhàn)場(chǎng)空間領(lǐng)域的手段和能力互相支援、密切協(xié)調(diào)以到達(dá)共同作戰(zhàn)目標(biāo).本文所主要關(guān)注的跨域協(xié)同是指綜合協(xié)同運(yùn)用陸、海、空、天、網(wǎng)等不同作戰(zhàn)域下各種作戰(zhàn)力量和能力,圍繞共同作戰(zhàn)目的,相互配合、互補(bǔ)增效,從而在整體上形成作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì).

傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模式下,作戰(zhàn)行動(dòng)一般在單個(gè)作戰(zhàn)領(lǐng)域下作戰(zhàn)單元間進(jìn)行協(xié)同,作戰(zhàn)資源也僅供同一作戰(zhàn)域下的作戰(zhàn)單元調(diào)度使用,同時(shí)這種作戰(zhàn)模式在單作戰(zhàn)域下往往融合“感知-決策-行動(dòng)”過程為一體,造成相關(guān)作戰(zhàn)單元在戰(zhàn)損后整個(gè)作戰(zhàn)殺傷鏈/網(wǎng)可能斷裂失能[19],進(jìn)而影響整個(gè)作戰(zhàn)行動(dòng)協(xié)同目標(biāo)的達(dá)成.因此,近年來美軍所提出的多域戰(zhàn)、馬賽克戰(zhàn)、聯(lián)合全域作戰(zhàn)均圍繞融合陸、海、空、天、網(wǎng)多個(gè)作戰(zhàn)域的跨域協(xié)同思想展開,著重強(qiáng)調(diào)各域作戰(zhàn)單元分散機(jī)動(dòng)、靈活智能,能夠針對(duì)協(xié)同需求任務(wù)快速地進(jìn)行協(xié)調(diào)組合,實(shí)現(xiàn)不同作戰(zhàn)域之間作戰(zhàn)能力的互補(bǔ)和增效,進(jìn)而提高整個(gè)作戰(zhàn)體系的效能[20].

跨域協(xié)同區(qū)別于一般作戰(zhàn)協(xié)同,主要體現(xiàn)在以下需要解決的兩個(gè)方面重要問題:

1）具有顯著差異性的跨域信息通聯(lián)、表征與感知融合問題.對(duì)于聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同來說,各作戰(zhàn)域間感知信息的敏捷通聯(lián)是基礎(chǔ),信息的統(tǒng)一表征、融合、共享共用是關(guān)鍵.然而不同作戰(zhàn)域下作戰(zhàn)單元之間在信息通聯(lián)基礎(chǔ)條件、信息表征形式、態(tài)勢(shì)感知與融合手段上都存在顯著的差異性,同時(shí)跨域聯(lián)合戰(zhàn)場(chǎng)的強(qiáng)對(duì)抗性和動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn),使得跨域信息在敏捷通聯(lián)、一致性表征與感知融合上都面臨較大挑戰(zhàn).

2）多域復(fù)雜環(huán)境下的跨域協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃生成與執(zhí)行控制問題.聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)協(xié)同的實(shí)現(xiàn)不僅要解決多域信息的通聯(lián)、表征與感知融合等基礎(chǔ)性問題,更重要的是需要解決不同作戰(zhàn)視角、技術(shù)體制以及時(shí)空尺度下的協(xié)同計(jì)劃生成、協(xié)同沖突消解、協(xié)同執(zhí)行控制等復(fù)雜性、系統(tǒng)性問題.在跨域行動(dòng)協(xié)同過程中,協(xié)同層次已從各軍兵種聯(lián)合層次發(fā)展到各作戰(zhàn)域下相關(guān)作戰(zhàn)要素的深度融合,協(xié)同粒度進(jìn)一步細(xì)化,戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息與環(huán)境約束也呈現(xiàn)劇然性增長(zhǎng),從而對(duì)協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃生成的可行性、協(xié)同行動(dòng)優(yōu)化決策的實(shí)時(shí)性,以及協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行控制的準(zhǔn)確性都帶來了全新的挑戰(zhàn).

其中,問題1）是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同的基礎(chǔ)性問題,而問題2）則是有效完成聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同行動(dòng)任務(wù)、達(dá)成跨域協(xié)同作戰(zhàn)目標(biāo)和效果的核心問題.本文將圍繞跨域協(xié)同概念內(nèi)涵要求,聚焦跨域聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同行動(dòng)的計(jì)劃生成與執(zhí)行控制問題,進(jìn)一步梳理并提出解決跨域協(xié)同計(jì)劃與控制的關(guān)鍵技術(shù).

跨域協(xié)同計(jì)劃與控制,是指在聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下基于多域作戰(zhàn)行動(dòng)協(xié)同的實(shí)際需求和目標(biāo),生成科學(xué)、合理的跨域行動(dòng)計(jì)劃,并依據(jù)相應(yīng)計(jì)劃有效控制跨域協(xié)同行動(dòng)及時(shí)、準(zhǔn)確執(zhí)行的系列關(guān)鍵性工作.跨域協(xié)同計(jì)劃與控制是聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同行動(dòng)過程發(fā)展的必然階段,也是聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其與聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制模式息息相關(guān),不同指揮控制模式下的跨域行動(dòng)協(xié)同過程以及所涉及跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)截然不同.聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)指揮控制模式主要分為兩種: 集中式指揮控制和分散式指揮控制,對(duì)應(yīng)的跨域協(xié)同計(jì)劃控制技術(shù)則可分為集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)和分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù).

考慮到目前各國(guó)軍隊(duì)主要存在的指揮控制模式和作戰(zhàn)應(yīng)用場(chǎng)景,集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)是“基本型”的跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù),是通常情況下指揮決策人員主要考慮的跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)；而分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù),則是針對(duì)特殊作戰(zhàn)環(huán)境（如邊緣作戰(zhàn)環(huán)境）下所需的“自主型”跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù),其是集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)的有力補(bǔ)充.下面將針對(duì)“集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)”和“分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)”兩類關(guān)鍵技術(shù)的需求背景、運(yùn)用框架和核心方法等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述.

2 集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)

集中式指揮控制模式下,聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同行動(dòng)一般是由聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制中心明確跨域行動(dòng)任務(wù)要求,制定跨域協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃,并依照計(jì)劃提供行動(dòng)支持協(xié)調(diào).相對(duì)于一般聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同計(jì)劃與控制,集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制是在解決各域聯(lián)合作戰(zhàn)單元之間的互聯(lián)、互通與互操作等問題的基礎(chǔ)上,不同作戰(zhàn)域單元在聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制中心的集中、統(tǒng)一指導(dǎo)下,為完成跨域協(xié)同目標(biāo)和需求任務(wù)而開展的共性使能工作.

通常情況下,聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)過程中遇到跨域協(xié)同需求時(shí),各作戰(zhàn)域下聯(lián)合作戰(zhàn)單元首先考慮的是依據(jù)預(yù)先設(shè)置跨域協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃,開展合理、科學(xué)的協(xié)同行動(dòng),在跨域行動(dòng)過程中不能隨意改變自己的行動(dòng)任務(wù),以此達(dá)成聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)的高度一致性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跨域協(xié)同目標(biāo)；當(dāng)跨域戰(zhàn)場(chǎng)出現(xiàn)新的目標(biāo)、重要態(tài)勢(shì)突然轉(zhuǎn)變或者環(huán)境關(guān)鍵突發(fā)變化時(shí),由聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制中心根據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)具體需求及時(shí)組織作戰(zhàn)單元,進(jìn)行協(xié)同行動(dòng)任務(wù)的局部動(dòng)態(tài)調(diào)整或者實(shí)時(shí)重規(guī)劃協(xié)同,以達(dá)到跨域協(xié)同的目標(biāo).集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制運(yùn)行框架如圖1 所示.

圖1 集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制運(yùn)行框架Fig.1 The running framework of planning and control on cen-tralized cross-domain coordination

在計(jì)劃階段,聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制中心根據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)目標(biāo)和初步的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃,依托現(xiàn)有的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)資源,制定跨域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃,并在跨域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃基礎(chǔ)上設(shè)置計(jì)劃協(xié)同沖突消解方法.在執(zhí)行實(shí)施階段,聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制中心一方面利用所設(shè)置的計(jì)劃協(xié)同沖突消解方法,對(duì)在執(zhí)行跨域協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃時(shí)產(chǎn)生的協(xié)同行動(dòng)沖突進(jìn)行消除；另一方面則研判跨域戰(zhàn)場(chǎng)所出現(xiàn)的新變化是否重大影響變化,若是則對(duì)相應(yīng)協(xié)同行動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)重規(guī)劃,否則進(jìn)行局部跨域動(dòng)態(tài)調(diào)整協(xié)同,最后實(shí)時(shí)更新協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃和跨域網(wǎng)絡(luò)圖.

集中式跨域行動(dòng)協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)主要涉及4 個(gè)核心實(shí)現(xiàn)方法: 跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、計(jì)劃協(xié)同沖突消解、局域跨域動(dòng)態(tài)調(diào)整協(xié)同和實(shí)時(shí)重規(guī)劃協(xié)同,以解決上述跨域協(xié)同計(jì)劃生成和協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行控制的實(shí)現(xiàn)問題.

2.1 跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃

跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃是采用有向網(wǎng)絡(luò)圖來描述聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃中各聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)進(jìn)度,以及不同作戰(zhàn)域下各作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)之間的一般協(xié)同和跨域協(xié)同關(guān)系.跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中主要組成元素包括聯(lián)合作戰(zhàn)結(jié)點(diǎn)、聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向邊、聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)路徑等.

1）聯(lián)合作戰(zhàn)結(jié)點(diǎn),即跨域聯(lián)合作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中的結(jié)點(diǎn),包含聯(lián)合作戰(zhàn)狀態(tài)結(jié)點(diǎn)和聯(lián)合作戰(zhàn)邏輯結(jié)點(diǎn)兩類結(jié)點(diǎn).聯(lián)合作戰(zhàn)狀態(tài)結(jié)點(diǎn),指跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)作業(yè)項(xiàng)的瞬時(shí)狀態(tài)；聯(lián)合作戰(zhàn)邏輯結(jié)點(diǎn),指跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中表示行動(dòng)項(xiàng)協(xié)同關(guān)系（一般協(xié)同或跨域協(xié)同關(guān)系）的結(jié)點(diǎn),主要包括條件判定結(jié)點(diǎn)、邏輯門結(jié)點(diǎn)、循環(huán)體結(jié)點(diǎn)、準(zhǔn)備結(jié)點(diǎn)等[21].

2）聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向邊,即跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中結(jié)點(diǎn)之間的邊,對(duì)應(yīng)聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃下的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng),具體包含聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向?qū)嵾吅吐?lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向虛邊兩類有向邊.聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向?qū)嵾?是指聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃中需要消耗資源和時(shí)間的一類具體作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng),用實(shí)箭桿表示；聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向虛邊,是指聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃中不消耗資源和時(shí)間的一類虛設(shè)的作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng),用虛箭桿表示.

3）聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)路徑,即在跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中從開始的聯(lián)合作戰(zhàn)結(jié)點(diǎn)到結(jié)束的聯(lián)合作戰(zhàn)結(jié)點(diǎn),由各聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向邊連貫而成的一條通路,路徑的總長(zhǎng)度就是這條通路中各聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)有向邊對(duì)應(yīng)的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)持續(xù)時(shí)間的總和.

基于以上跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖的基本組成要素,參考一般網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖的繪制規(guī)則和步驟[22],可繪制聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖,以支持針對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃的生成與執(zhí)行控制.具體過程如下:

1）根據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)計(jì)劃方案描述,明確聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)與作戰(zhàn)實(shí)體及資源間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,確定聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)代號(hào)、聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)詳細(xì)內(nèi)容和行動(dòng)所需時(shí)間,厘清作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)之間的邏輯關(guān)系（時(shí)間先后關(guān)系,一般協(xié)同或跨域協(xié)同關(guān)系等）.

2）按照聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)的時(shí)間先后秩序,從第一個(gè)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)開始,以實(shí)箭桿代表聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng),依托時(shí)間先后順序和邏輯關(guān)系,一根箭桿連接一根箭桿地從左至右繪圖,直到最后一個(gè)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)為止.

3）在各箭桿之間進(jìn)行聯(lián)合作戰(zhàn)結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí),包括聯(lián)合作戰(zhàn)狀態(tài)結(jié)點(diǎn)和聯(lián)合作戰(zhàn)邏輯結(jié)點(diǎn).各箭桿之間若存在明顯邏輯協(xié)同則使用邏輯結(jié)點(diǎn)連接,否則使用狀態(tài)結(jié)點(diǎn)連接.各聯(lián)合作戰(zhàn)狀態(tài)結(jié)點(diǎn)之間除了實(shí)箭桿根據(jù)需要還可以添加虛箭桿.

4）對(duì)跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中的聯(lián)合作戰(zhàn)狀態(tài)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào),從左至右、從小到大編寫,不能出現(xiàn)重復(fù)編號(hào).

5）對(duì)各聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)（箭桿）進(jìn)行不同作戰(zhàn)域的劃分,區(qū)分不同作戰(zhàn)域下的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng),進(jìn)一步明確不同作戰(zhàn)域間聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)的協(xié)同關(guān)系,最終形成一個(gè)跨域聯(lián)合作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖.

2.2 計(jì)劃協(xié)同沖突消解

從本質(zhì)上講,聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同就是針對(duì)多個(gè)作戰(zhàn)域下產(chǎn)生的聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同行動(dòng)沖突進(jìn)行消解的反復(fù)過程.沖突是聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)協(xié)同計(jì)劃組織和實(shí)施過程中無法避免的,包括資源、組織、信息、決策等方面的沖突,為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同目標(biāo),需要對(duì)跨域行動(dòng)過程中出現(xiàn)的相關(guān)沖突提供科學(xué)可行的消解方法.參考項(xiàng)目管理領(lǐng)域下沖突消解方法[23],典型實(shí)用的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同沖突消解方法主要有3 種: 基于實(shí)例和規(guī)則的沖突消解方法、基于約束優(yōu)化的沖突消解方法和基于協(xié)商的沖突消解方法.

2.2.1 基于實(shí)例和規(guī)則的沖突消解方法

所謂實(shí)例,實(shí)質(zhì)上就是聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同的模板.指揮人員根據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同的歷史經(jīng)驗(yàn),將典型跨域協(xié)同實(shí)例進(jìn)行形式化描述并保存入數(shù)據(jù)庫(kù),當(dāng)在實(shí)際的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同過程中遇到類似的場(chǎng)景時(shí),指揮人員則遍歷跨域協(xié)同實(shí)例數(shù)據(jù)庫(kù),搜索與當(dāng)前沖突相似的實(shí)例,通過解析實(shí)例中沖突消解過程,并進(jìn)行必要的需求映射和決策推理以解決當(dāng)前的跨域行動(dòng)沖突問題.

基于規(guī)則的沖突消解方法,是指揮人員以及專家根據(jù)在聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn),將不同沖突進(jìn)行分類后,根據(jù)沖突類別建立不同的沖突消解規(guī)則,并形成規(guī)則庫(kù).在規(guī)則庫(kù)中,各條規(guī)則一般分為兩個(gè)部分——適用沖突描述和沖突消解建議.適用沖突描述一般包括沖突類型、沖突特征以及沖突表現(xiàn)等；沖突消解建議則包括指揮人員開展沖突消解工作時(shí)可以采用的策略或者途徑,這些策略或途徑一般也需要通過適當(dāng)?shù)男枨笥成浜蜎Q策推理來解決實(shí)際的跨域協(xié)同沖突問題.

2.2.2 基于約束優(yōu)化的沖突消解方法

在跨域協(xié)同過程中,可將不同作戰(zhàn)域下的協(xié)同目標(biāo)、協(xié)同要求、各域環(huán)境條件以及各類作戰(zhàn)資源限制表示為約束.進(jìn)一步,通過相關(guān)規(guī)劃建模或仿真技術(shù)手段（如層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃HTN[24]、Petri 網(wǎng)[25]等）檢驗(yàn)跨域協(xié)同行動(dòng)沖突是否違反約束條件,當(dāng)沖突以直接違反約束形式表現(xiàn)出來時(shí),可通過松弛、擱置忽略、去除等模式滿足約束并消除沖突問題.

其中,基于約束優(yōu)化沖突消解模式包括: 1）松弛約束: 指揮人員在籌劃階段制定跨域協(xié)同計(jì)劃時(shí)為保證計(jì)劃準(zhǔn)確執(zhí)行一般傾向設(shè)置較為嚴(yán)格的約束,當(dāng)引發(fā)沖突時(shí)可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃沙谡{(diào)節(jié).2）擱置忽略: 如果遇到一些約束不太重要但又不能取消或者在未來又能夠獲得滿足的情況,則可以暫時(shí)擱置忽略這些約束,保證部分重要約束下聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同行動(dòng)的順利執(zhí)行實(shí)施.3）去除約束: 最簡(jiǎn)單的消解模式,但在聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同過程中,只能針對(duì)少部分冗余或不重要的協(xié)同約束進(jìn)行去除處理.

2.2.3 基于協(xié)商的沖突消解方法

當(dāng)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同行動(dòng)遇到?jīng)_突時(shí),一般先采取前兩種方法進(jìn)行消解,若仍無法妥善處理沖突問題,可采用基于協(xié)商的沖突消解方法.在基于協(xié)商的沖突消解過程中,各域聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同行動(dòng)單元根據(jù)在其作戰(zhàn)域所執(zhí)行協(xié)同行動(dòng)的利益、自身經(jīng)驗(yàn)知識(shí)對(duì)檢測(cè)的具體沖突,提出自己的沖突消解建議、支持理由和對(duì)其他建議接受程度等,并提交給其他各域協(xié)同行動(dòng)單元進(jìn)行討論.在提出相關(guān)沖突消解建議后,各跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行單元依據(jù)自身目標(biāo)、經(jīng)驗(yàn)、偏好和利益等對(duì)相關(guān)建議進(jìn)行評(píng)價(jià),判斷對(duì)相關(guān)建議的接受程度.根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,各單元再確定是否讓步妥協(xié)以及下一步的立場(chǎng)和建議.如此迭代,直至相關(guān)跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行單元收斂形成統(tǒng)一的沖突消解建議.

2.3 局部跨域動(dòng)態(tài)調(diào)整協(xié)同

針對(duì)跨域聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)戰(zhàn)場(chǎng)中動(dòng)態(tài)出現(xiàn)的新情況,如新任務(wù)目標(biāo)、戰(zhàn)場(chǎng)重要態(tài)勢(shì)轉(zhuǎn)變或者環(huán)境關(guān)鍵變化等,若其對(duì)整體的跨域協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃影響不大,則進(jìn)行局部跨域協(xié)同行動(dòng)的動(dòng)態(tài)調(diào)整處置,以適應(yīng)新情況達(dá)成聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同目標(biāo).在聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行過程中,考慮3 種典型的局部跨域動(dòng)態(tài)調(diào)整情況: 跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行時(shí)間的調(diào)整、跨域協(xié)同行動(dòng)的增加和修改、跨域協(xié)同行動(dòng)的取消.

2.3.1 跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行時(shí)間的調(diào)整

跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行時(shí)間調(diào)整主要包括對(duì)當(dāng)前不同作戰(zhàn)域的協(xié)同行動(dòng)時(shí)間調(diào)整,以及后續(xù)行動(dòng)時(shí)間的整體平移.

當(dāng)聯(lián)合作戰(zhàn)單元調(diào)整其在跨域協(xié)同行動(dòng)中的執(zhí)行時(shí)間時(shí),根據(jù)作戰(zhàn)要求計(jì)算調(diào)整其跨域操作參數(shù),并對(duì)參數(shù)能否滿足跨域作戰(zhàn)指標(biāo)要求進(jìn)行檢驗(yàn),如檢驗(yàn)是否與其他作戰(zhàn)域下作戰(zhàn)單元的協(xié)同行動(dòng)產(chǎn)生時(shí)空以及資源沖突,并在有沖突時(shí)將結(jié)果反饋給指揮員,指揮員進(jìn)行調(diào)整之后進(jìn)行再次檢驗(yàn),直到檢驗(yàn)結(jié)果無沖突.

當(dāng)作戰(zhàn)單元對(duì)跨域協(xié)同行動(dòng)的后續(xù)行動(dòng)執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行整體平移調(diào)整時(shí),整體平移調(diào)整跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中作戰(zhàn)行動(dòng)的開始和結(jié)束時(shí)間,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖中同域以及不同域作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)連接關(guān)系,檢查調(diào)整后的跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖是否存在時(shí)空以及資源沖突,并在出現(xiàn)沖突的情況下將結(jié)果向指揮員進(jìn)行反饋,接受指揮員的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖進(jìn)一步調(diào)整指令,直至無沖突結(jié)果.

2.3.2 跨域協(xié)同行動(dòng)的增加和修改

當(dāng)聯(lián)合跨域作戰(zhàn)行動(dòng)中根據(jù)跨域戰(zhàn)場(chǎng)臨時(shí)新情況需要增加協(xié)同行動(dòng)時(shí),首先要給所有可能執(zhí)行行動(dòng)的聯(lián)合作戰(zhàn)單元進(jìn)行篩選,列出可執(zhí)行該行動(dòng)的作戰(zhàn)單元列表,并對(duì)列表中作戰(zhàn)單元進(jìn)行剩余作戰(zhàn)能力評(píng)估,將評(píng)估結(jié)果反饋給指揮員以根據(jù)其增加跨域協(xié)同行動(dòng)要求選擇相應(yīng)的作戰(zhàn)單元.在跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中增加相應(yīng)的作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng),建立不同作戰(zhàn)域行動(dòng)項(xiàng)之間的連接關(guān)系,并檢查時(shí)空與資源沖突.如果存在沖突情況,則將沖突反饋給指揮員進(jìn)行調(diào)整,直至沖突消解并更新跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖.

各跨域協(xié)同作戰(zhàn)單元根據(jù)聯(lián)合戰(zhàn)場(chǎng)臨時(shí)新情況以及態(tài)勢(shì)感知結(jié)果,輔助指揮員修改跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖中的協(xié)同作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)屬性（如需求作戰(zhàn)資源量）、增刪同域或不同域下的作戰(zhàn)行動(dòng)項(xiàng)連接關(guān)系,檢查跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖是否存在時(shí)空和資源沖突,如果存在則反饋給指揮員進(jìn)行修改,并重復(fù)檢查沖突是否存在,直至無誤后正式調(diào)整修改跨域網(wǎng)絡(luò)圖.

2.3.3 跨域協(xié)同行動(dòng)的取消

主要考慮兩種情況: 一是聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同任務(wù)層面（包含多項(xiàng)關(guān)聯(lián)跨域協(xié)同行動(dòng)項(xiàng)）的取消,根據(jù)取消的作戰(zhàn)任務(wù)在跨域網(wǎng)絡(luò)圖中進(jìn)行預(yù)先調(diào)整,如果所取消任務(wù)中存在未執(zhí)行的行動(dòng)項(xiàng),則該作戰(zhàn)單元執(zhí)行完該任務(wù)下的當(dāng)前行動(dòng)項(xiàng),并取消任務(wù)中未執(zhí)行的行動(dòng)項(xiàng)；二是跨域協(xié)同行動(dòng)項(xiàng)的取消,則刪除網(wǎng)絡(luò)圖中該行動(dòng)項(xiàng)后將該行動(dòng)的前后行動(dòng)項(xiàng)連接在一起.上述兩種情況中,均要對(duì)預(yù)調(diào)整的跨域網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行時(shí)空和資源沖突檢查,如果存在沖突則對(duì)跨域網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行修改,直至不存在沖突之后對(duì)其正式調(diào)整.

2.4 實(shí)時(shí)重規(guī)劃協(xié)同

實(shí)時(shí)重規(guī)劃協(xié)同,是指在聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同行動(dòng)過程中發(fā)生作戰(zhàn)單元失聯(lián)或毀傷,以及跨域協(xié)同行動(dòng)客體發(fā)生變化等重大變化情況,可能導(dǎo)致原跨域協(xié)同計(jì)劃方案下包含多個(gè)跨域協(xié)同行動(dòng)的協(xié)同任務(wù)失效,需要實(shí)時(shí)、快速地進(jìn)行跨域協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)重規(guī)劃,以保證及時(shí)達(dá)成聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同的目標(biāo).

實(shí)時(shí)重規(guī)劃協(xié)同的基本思想和主要過程是: 針對(duì)當(dāng)前重規(guī)劃的跨域協(xié)同任務(wù)開展預(yù)處理策略[26],搜索沖突的聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)以及重構(gòu)行動(dòng)模型,并實(shí)時(shí)更新相關(guān)行動(dòng)參數(shù)；通過一系列快速、有效的實(shí)時(shí)沖突化解策略和規(guī)則（如時(shí)間回溯迭代策略和時(shí)間冗余啟發(fā)式規(guī)則[26]）,得到無約束沖突的重規(guī)劃結(jié)果；實(shí)時(shí)更新聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同行動(dòng)計(jì)劃和跨域網(wǎng)絡(luò)圖.

2.4.1 實(shí)時(shí)重規(guī)劃任務(wù)預(yù)處理策略

預(yù)處理策略包含兩個(gè)部分: 搜索與重規(guī)劃跨域協(xié)同任務(wù)存在沖突且未完成的作戰(zhàn)行動(dòng),再重新構(gòu)建沖突行動(dòng)模型,并以連續(xù)性為基礎(chǔ)實(shí)時(shí)更新沖突行動(dòng)相關(guān)參數(shù).

1）搜索沖突行動(dòng).根據(jù)前述重大變化情況搜索此時(shí)未完成的作戰(zhàn)行動(dòng),在時(shí)空以及資源上依次判斷此時(shí)的聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同約束要求是否滿足,若不滿足則將優(yōu)先級(jí)最小的作戰(zhàn)行動(dòng)暫停并加入到待重構(gòu)的行動(dòng)集合中,循環(huán)判斷直至無約束沖突存在.

2）重構(gòu)沖突行動(dòng)模型.以聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)的連續(xù)性為依據(jù),研判重構(gòu)集合中各個(gè)行動(dòng): 若行動(dòng)為可拆分型,則根據(jù)未執(zhí)行情況更新該行動(dòng)相關(guān)參數(shù)信息；若行動(dòng)為不可拆分型,則宣布行動(dòng)執(zhí)行失敗,直接取消該行動(dòng)；若行動(dòng)為可重復(fù)型,則不考慮行動(dòng)已執(zhí)行情況,直接將該行動(dòng)整體推遲并放入重規(guī)劃集合.

2.4.2 實(shí)時(shí)沖突化解策略和規(guī)則

針對(duì)實(shí)時(shí)重規(guī)劃任務(wù)下各聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)進(jìn)行重規(guī)劃時(shí),可采用以下策略和規(guī)則以快速、高效地獲得相關(guān)實(shí)時(shí)重規(guī)劃結(jié)果.

1）時(shí)間回溯迭代沖突化解策略.考慮重規(guī)劃任務(wù)下不同行動(dòng)間存在一定的約束關(guān)系,行動(dòng)執(zhí)行時(shí)間的調(diào)整可能會(huì)產(chǎn)生新的約束沖突.沖突化解策略按照一定步長(zhǎng)在時(shí)間線上推進(jìn),判斷每一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上正在執(zhí)行作戰(zhàn)行動(dòng)的時(shí)空以及資源等約束條件.如果發(fā)現(xiàn)約束間存在沖突,則將優(yōu)先級(jí)最小且正在執(zhí)行的作戰(zhàn)行動(dòng)推遲一個(gè)特定的時(shí)間步長(zhǎng)開始執(zhí)行,同時(shí)把時(shí)間回溯到當(dāng)前行動(dòng)最新的開始時(shí)刻進(jìn)行迭代,重新判斷每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上約束情況,直至無約束沖突存在.

2）時(shí)間冗余啟發(fā)式規(guī)則.考慮到重規(guī)劃任務(wù)對(duì)原跨域協(xié)同方案執(zhí)行計(jì)劃可能產(chǎn)生影響,針對(duì)重規(guī)劃任務(wù)下各跨域協(xié)同行動(dòng),傾向先找到行動(dòng)允許執(zhí)行時(shí)間范圍內(nèi)作戰(zhàn)資源冗余量最大的時(shí)間段,再將相應(yīng)行動(dòng)安排在該時(shí)間段內(nèi).即在時(shí)間線上先歷遍各作戰(zhàn)資源并找出每種資源冗余量最大時(shí)間段,若有多個(gè)合適時(shí)間段則取最窄范圍的時(shí)間段；然后將重規(guī)劃作戰(zhàn)行動(dòng)先安排在該時(shí)間段的起始時(shí)刻,若執(zhí)行遇到約束沖突則利用時(shí)間回溯迭代沖突化解策略進(jìn)行化解；逐步迭代以獲得新的跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行計(jì)劃.

3 分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)

在多域聯(lián)合作戰(zhàn)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下,特別是在“馬賽克戰(zhàn)”等新型作戰(zhàn)概念影響的邊緣作戰(zhàn)指揮控制[27-28]條件下,由于敵我博弈對(duì)抗、通信阻斷與降級(jí),各域作戰(zhàn)單元之間以及作戰(zhàn)單元與指揮控制中心之間可能難以及時(shí)溝通聯(lián)絡(luò)以實(shí)時(shí)通報(bào)戰(zhàn)場(chǎng)情況,進(jìn)而難以對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)情況做出及時(shí)、科學(xué)的分析判斷與處置,進(jìn)而造成所謂的“戰(zhàn)爭(zhēng)的迷霧”.在這種情況下,各域作戰(zhàn)單元在多域聯(lián)合戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下一般處于分散狀態(tài),與聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制中心不一定存在通聯(lián),與分散在邊緣戰(zhàn)場(chǎng)的指揮控制中心（即邊緣指揮控制中心）也不一定能夠通聯(lián).然而,現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)情況千變?nèi)f化,在此背景下各域作戰(zhàn)單元若缺乏自主協(xié)同的意識(shí),不僅可能會(huì)喪失很多重要?dú)灁硲?zhàn)機(jī),也可能在聯(lián)合協(xié)同防御時(shí)反應(yīng)遲緩造成不必要損失.因此,在多域聯(lián)合作戰(zhàn)過程中發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)時(shí),各域作戰(zhàn)單元應(yīng)積極主動(dòng)地采取各種方式與其它分散的作戰(zhàn)單元取得聯(lián)系并自主建立跨域協(xié)同關(guān)系,通過協(xié)同行動(dòng)形成優(yōu)勢(shì)殲敵的態(tài)勢(shì).

不同于一般作戰(zhàn)協(xié)同計(jì)劃與控制,分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制是在解決各域作戰(zhàn)單元間互聯(lián)、互通與互操作基礎(chǔ)上,不同作戰(zhàn)域單元在邊緣指揮控制中心有限的指導(dǎo)下為完成跨域協(xié)同目標(biāo)和需求任務(wù),自主開展的共性使能工作.分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制,主要是針對(duì)集中式跨域協(xié)同計(jì)劃控制之外,當(dāng)聯(lián)合戰(zhàn)場(chǎng)上出現(xiàn)了各域作戰(zhàn)單元協(xié)同殲敵或共同防御的迫切臨機(jī)需求時(shí),在特殊戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與條件下分散作戰(zhàn)單元自主計(jì)劃決策并建立臨時(shí)協(xié)同控制關(guān)系,進(jìn)一步共同協(xié)作完成跨域協(xié)同作戰(zhàn)行動(dòng)的一種協(xié)同技術(shù).分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制是提高特殊環(huán)境條件下聯(lián)合作戰(zhàn)跨域行動(dòng)效益的重要手段和途徑,其運(yùn)行框架如圖2 所示.

圖2 分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制運(yùn)行框架Fig.2 The running framework of planning and control on de-centralized cross-domain coordination

在分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制運(yùn)行框架下,一般由邊緣指揮控制中心依據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)目標(biāo)、邊緣戰(zhàn)場(chǎng)特殊環(huán)境條件影響,以跨域協(xié)同網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃為基礎(chǔ)形成自主協(xié)同行動(dòng)任務(wù)；然后,由邊緣指揮控制中心采取協(xié)同聯(lián)盟自組形式構(gòu)建完成自主協(xié)同行動(dòng)任務(wù)的作戰(zhàn)單元群體；作戰(zhàn)單元群體則依據(jù)行動(dòng)自主分配協(xié)同機(jī)制完成相應(yīng)的跨域協(xié)同行動(dòng),并反饋?zhàn)灾鲄f(xié)同行動(dòng)的結(jié)果.下面,將從協(xié)同聯(lián)盟自組和行動(dòng)自主分配協(xié)同兩方面闡述實(shí)現(xiàn)分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制的核心方法.

3.1 跨域協(xié)同聯(lián)盟自組

由于在聯(lián)合作戰(zhàn)跨域戰(zhàn)場(chǎng)中臨時(shí)發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)時(shí)通聯(lián)條件可能并不一定完備,因此,需要相關(guān)聯(lián)合作戰(zhàn)單元根據(jù)當(dāng)前環(huán)境條件自行組織形成跨域作戰(zhàn)協(xié)同聯(lián)盟,以抓住作戰(zhàn)時(shí)機(jī)高效完成相關(guān)跨域協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù),進(jìn)一步輔助達(dá)成跨域協(xié)同目標(biāo).

在形成自組跨域協(xié)同聯(lián)盟時(shí),主要考慮以下前提條件: 1）聯(lián)合作戰(zhàn)單元需要在最短時(shí)間內(nèi)完成自主跨域協(xié)同任務(wù),且完成任務(wù)后聯(lián)盟中聯(lián)合作戰(zhàn)單元?jiǎng)t立即投入跨域網(wǎng)絡(luò)圖中下一個(gè)行動(dòng)項(xiàng)中去,以減少整體時(shí)間消耗.2）協(xié)同聯(lián)盟包含最少數(shù)量的聯(lián)合作戰(zhàn)單元,以減少對(duì)跨域網(wǎng)絡(luò)圖中其它跨域協(xié)同行動(dòng)項(xiàng)的沖突影響.3）協(xié)同聯(lián)盟中聯(lián)合作戰(zhàn)單元的行動(dòng)應(yīng)滿足完成跨域協(xié)同任務(wù)的時(shí)空和資源約束需求.

對(duì)于自組跨域協(xié)同聯(lián)盟的控制模式,考慮到集中反饋式協(xié)同控制對(duì)于頂層控制單元沒有冗余設(shè)置、可靠性不強(qiáng)[29],完全分布式協(xié)同控制對(duì)于每個(gè)行動(dòng)單元通信、管控與計(jì)算條件要求過高[29],因此,可選擇混合式協(xié)同控制模式.在此模式下有一個(gè)跨域協(xié)同管理單元,負(fù)責(zé)跨域協(xié)同聯(lián)盟的組織和管理,其它單元?jiǎng)t為跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行單元,如圖3（c）所示.

圖3 協(xié)同自組聯(lián)盟控制模式Fig.3 The control mode of self-organized federation for coordination

跨域協(xié)同聯(lián)盟自組的具體實(shí)現(xiàn)流程如圖4 所示.在聯(lián)合跨域戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中搜尋滿足自主協(xié)同任務(wù)管理角色要求的作戰(zhàn)單元；在確立跨域協(xié)同任務(wù)管理單元后,再由管理單元向各個(gè)作戰(zhàn)域廣播跨域協(xié)同任務(wù)執(zhí)行單元的要求,并接受其它各域作戰(zhàn)單元反饋信息、自行組建自主協(xié)同聯(lián)盟,當(dāng)達(dá)到組建聯(lián)盟最小作戰(zhàn)單元數(shù)量要求時(shí)發(fā)布組建成功結(jié)果,否則廣播組建失敗結(jié)果.對(duì)于收到廣播跨域協(xié)同任務(wù)執(zhí)行單元要求的作戰(zhàn)單元,從當(dāng)前作戰(zhàn)域時(shí)空和資源角度檢查自身是否達(dá)到參加聯(lián)盟的要求,若達(dá)到要求則反饋?zhàn)陨頃r(shí)空以及資源條件等信息,否則繼續(xù)執(zhí)行先前任務(wù).當(dāng)作戰(zhàn)單元收到聯(lián)盟組建成功結(jié)果的廣播信息時(shí),先判斷自身是否為聯(lián)盟執(zhí)行單元,若是則根據(jù)行動(dòng)自主分配協(xié)同機(jī)制開始執(zhí)行跨域協(xié)同任務(wù),否則繼續(xù)執(zhí)行先前任務(wù).當(dāng)作戰(zhàn)單元收到聯(lián)盟組建失敗的廣播信息時(shí),則繼續(xù)執(zhí)行先前作戰(zhàn)任務(wù).

圖4 跨域協(xié)同聯(lián)盟自組決策流程Fig.4 The self-organized decision-making process for cross-domain coordination

3.2 協(xié)同行動(dòng)任務(wù)自主分配

在執(zhí)行自主跨域協(xié)同行動(dòng)任務(wù)時(shí),相同或不同角色的聯(lián)合作戰(zhàn)單元需要通過一定的跨域協(xié)同關(guān)系和機(jī)制自主地交換共享信息、進(jìn)行行動(dòng)和資源的分解和分配、協(xié)調(diào)矛盾沖突、實(shí)現(xiàn)任務(wù)和行動(dòng)的執(zhí)行.

考慮到聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)自主跨域協(xié)同的動(dòng)態(tài)、分布以及自主特性,可考慮采用合同網(wǎng)協(xié)議[30-31]以構(gòu)建跨域協(xié)同行動(dòng)任務(wù)自主分配控制機(jī)制.所謂合同網(wǎng)協(xié)議,是一種解決分布式系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)任務(wù)協(xié)作和分配的一種動(dòng)態(tài)協(xié)商協(xié)議.本質(zhì)上,協(xié)同行動(dòng)任務(wù)自主分配控制機(jī)制是基于合同網(wǎng)協(xié)議、模擬商業(yè)活動(dòng)中采取的市場(chǎng)招投標(biāo)機(jī)制,以快速、有效地實(shí)現(xiàn)在聯(lián)合作戰(zhàn)單元間跨域協(xié)同行動(dòng)的分配協(xié)商與執(zhí)行協(xié)作.

具體協(xié)同行動(dòng)任務(wù)自主分配控制機(jī)制過程可設(shè)計(jì)如圖5 所示.跨域協(xié)同管理單元接受跨域協(xié)同任務(wù)后,對(duì)其進(jìn)行行動(dòng)分解,并同時(shí)給各域執(zhí)行單元發(fā)布標(biāo)書；每個(gè)執(zhí)行單元必須至少接收一項(xiàng)行動(dòng)標(biāo)書,并進(jìn)行評(píng)估和投標(biāo)；管理單元對(duì)每項(xiàng)行動(dòng)的標(biāo)書進(jìn)行評(píng)標(biāo)并選取中標(biāo)者,若無合適中標(biāo)者則進(jìn)行重新發(fā)標(biāo)直至找到行動(dòng)中標(biāo)者.對(duì)于行動(dòng)中標(biāo)執(zhí)行單元,管理單元將對(duì)其進(jìn)行行動(dòng)執(zhí)行監(jiān)督,而執(zhí)行單元在接受中標(biāo)信息后進(jìn)行自身行動(dòng)規(guī)劃.行動(dòng)執(zhí)行單元在跨域協(xié)同行動(dòng)執(zhí)行過程中,判斷行動(dòng)是否能夠正常完成,若不能則向候選執(zhí)行單元進(jìn)行求助,否則行動(dòng)正常執(zhí)行并返回執(zhí)行結(jié)果.候選執(zhí)行單元在接收到求助信息后,進(jìn)行評(píng)估并回復(fù)當(dāng)前執(zhí)行單元.若當(dāng)前執(zhí)行單元進(jìn)行求助成功后,則將行動(dòng)轉(zhuǎn)交給候選執(zhí)行單元執(zhí)行,否則向管理單元返回行動(dòng)執(zhí)行失敗結(jié)果.

圖5 協(xié)同行動(dòng)任務(wù)自主分配實(shí)現(xiàn)流程Fig.5 The implementation process of autonomous allocation for coordination action task

4 結(jié)論

聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同是解決未來體系化戰(zhàn)爭(zhēng)難題的有效途徑和重要手段.本文圍繞聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同的核心問題——行動(dòng)協(xié)同計(jì)劃與控制,基于集中式和分散式指揮控制模式進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)的梳理分析研究,為聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同理論的進(jìn)一步深化實(shí)踐提供了有力技術(shù)支撐.隨著先進(jìn)技術(shù)發(fā)展和新型作戰(zhàn)概念提出,以及近期局部戰(zhàn)爭(zhēng)（如俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)）發(fā)展潮流趨勢(shì)影響,雖然集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制依然是世界各國(guó)軍隊(duì)開展聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同的主要方式,但是分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制在現(xiàn)代聯(lián)合作戰(zhàn)體系下發(fā)揮了越來越重要的影響,特別如俄烏、阿塞拜疆與亞美尼亞戰(zhàn)爭(zhēng)中戰(zhàn)術(shù)邊緣端的無人分布式作戰(zhàn),甚至已經(jīng)影響了戰(zhàn)爭(zhēng)的走勢(shì).與此同時(shí),相比集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù),分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù)還處于發(fā)展過程中、尚不成熟,未來其必將成為聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同方向上各國(guó)軍隊(duì)重點(diǎn)關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù).

本文的貢獻(xiàn)主要包含以下兩方面工作:

1）深入探討了跨域協(xié)同概念內(nèi)涵,分析并給出了跨域協(xié)同區(qū)別于一般作戰(zhàn)協(xié)同的兩方面重要問題,進(jìn)一步引出和定義了跨域協(xié)同計(jì)劃與控制的概念內(nèi)涵.

2）在以上概念內(nèi)涵定義基礎(chǔ)上,基于不同指揮控制模式分別分析與提煉了對(duì)應(yīng)的跨域協(xié)同計(jì)劃與控制運(yùn)行框架.在運(yùn)行框架指導(dǎo)下梳理提出了: 集中式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù),包含跨域網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、計(jì)劃協(xié)同沖突消解、局域跨域動(dòng)態(tài)調(diào)整協(xié)同、實(shí)時(shí)重規(guī)劃協(xié)同四類實(shí)現(xiàn)方法；分散式跨域協(xié)同計(jì)劃與控制技術(shù),包含跨域協(xié)同聯(lián)盟自組和行動(dòng)自主分配協(xié)同兩類核心實(shí)現(xiàn)方法.

下一步將結(jié)合具體聯(lián)合作戰(zhàn)跨域協(xié)同案例,開展跨域協(xié)同建模以及關(guān)鍵技術(shù)實(shí)例驗(yàn)證,并進(jìn)一步驗(yàn)證聯(lián)合作戰(zhàn)行動(dòng)跨域協(xié)同技術(shù)在體系化聯(lián)合戰(zhàn)場(chǎng)場(chǎng)景上的先進(jìn)性.