【摘 要】文章以未來信息化戰(zhàn)爭環(huán)境為前提，以傳統(tǒng)的指揮與控制網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對(duì)未來一體化聯(lián)合作戰(zhàn)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，構(gòu)建跨層協(xié)同指揮與控制網(wǎng)絡(luò)模型，并采取網(wǎng)絡(luò)建模和仿真的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)、抗毀能力進(jìn)行詳細(xì)探討。

　　【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn) 跨層協(xié)同 指揮與控制網(wǎng)絡(luò) 抗毀能力

　　1 引言

　　傳統(tǒng)的作戰(zhàn)思想以作戰(zhàn)平臺(tái)為中心，編制呈樹狀結(jié)構(gòu)，各個(gè)平臺(tái)依靠自身的傳感器和武器，平臺(tái)之間缺乏信息共享和協(xié)同能力，從而限制了整體作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。

　　美國國防部提出的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)[1]是一種全新概念的戰(zhàn)爭模式，它是一種典型的網(wǎng)絡(luò)體系之間的對(duì)抗作戰(zhàn)。美軍利用強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)將多種類型的偵察定位系統(tǒng)、指揮機(jī)構(gòu)、武器裝備等互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)情報(bào)信息共享，作戰(zhàn)指揮與控制一體化[2-3]，獲取戰(zhàn)場信息主導(dǎo)權(quán)，快速掌握戰(zhàn)爭的主動(dòng)權(quán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的確定性打擊，以最短的時(shí)間、最小的代價(jià)破擊敵方作戰(zhàn)體系。

　　網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)將系統(tǒng)中的各個(gè)作戰(zhàn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化，極大地增強(qiáng)了平臺(tái)間的橫向聯(lián)系，呈扁平化結(jié)構(gòu)，以提高信息獲取和共享能力，增強(qiáng)了戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力，加快決策和指揮速度，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)，提高作戰(zhàn)效能。自上世紀(jì)90年代以來，這種信息化戰(zhàn)爭模式在多次戰(zhàn)爭的應(yīng)用效果已充分地展示其強(qiáng)大的打擊能力，目前已被世界各國公認(rèn)為最先進(jìn)的作戰(zhàn)模式，網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)必然成為未來戰(zhàn)爭的主要形式。

　　網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)平面模型如圖1所示：（圖1略

　　通過基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)將整個(gè)作戰(zhàn)空間的各種傳感器和武器裝備(包括陸基、?；?、空基、天基等)組成一個(gè)包括傳感器網(wǎng)絡(luò)、指揮與控制網(wǎng)絡(luò)、作戰(zhàn)武器裝備網(wǎng)絡(luò)的一體化強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)從各個(gè)傳感器收集信息，并快速生成戰(zhàn)場感知，指揮與控制網(wǎng)絡(luò)根據(jù)戰(zhàn)場感知網(wǎng)絡(luò)提供的態(tài)勢信息以及武器交戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)反饋的作戰(zhàn)效果，動(dòng)態(tài)地調(diào)整作戰(zhàn)命令，保證各交戰(zhàn)單元的同步進(jìn)行，并動(dòng)態(tài)分配任務(wù)，最終通過火力打擊網(wǎng)絡(luò)單元實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)精確打擊。

　　作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)是由超大規(guī)模的傳感、指揮、交戰(zhàn)實(shí)體或系統(tǒng)經(jīng)由射頻等各種無線或光/電纜等有線連接形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[4]。從圖論拓?fù)鋄5]角度，在該系統(tǒng)中，傳感、作戰(zhàn)和指揮實(shí)體抽象為節(jié)點(diǎn)，這些實(shí)體間的信息/物質(zhì)/能量交互可以抽象為鏈接邊。

　　(1)傳感節(jié)點(diǎn)：獲取戰(zhàn)場信息，發(fā)現(xiàn)、鎖定和跟蹤目標(biāo)，并將目標(biāo)信息傳給其它節(jié)點(diǎn)。

　　(2)指揮與控制節(jié)點(diǎn)：是作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)的核心。對(duì)戰(zhàn)場環(huán)境信息和作戰(zhàn)雙方軍事實(shí)力進(jìn)行綜合分析，形成指揮決策，再交由其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行執(zhí)行。它接受上級(jí)任務(wù)，對(duì)下級(jí)進(jìn)行指揮決策，從全局層次上協(xié)調(diào)、監(jiān)督、控制各個(gè)交戰(zhàn)單元，對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)、資源等進(jìn)行合理安排和調(diào)度。

　　(3)交戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)：由硬殺傷和軟殺傷武器組成。交戰(zhàn)單元只接受唯一指揮與控制節(jié)點(diǎn)指揮控制。交戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)要與其它交戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行作戰(zhàn)協(xié)同，必須通過與其連接的指揮與控制節(jié)點(diǎn)間接實(shí)現(xiàn)協(xié)同。交戰(zhàn)網(wǎng)是指由部署在陸、海、空、天的各種武器系統(tǒng)以及干擾設(shè)備經(jīng)由有線或無線通信協(xié)議聯(lián)結(jié)而成的受指揮控制網(wǎng)絡(luò)支配的網(wǎng)絡(luò)。

　　在信息化戰(zhàn)爭條件下，作戰(zhàn)一方通過傳感器網(wǎng)絡(luò)偵察探測敵方目標(biāo)信息，這些感知信息包括反射光、紅外信號(hào)、無線電頻譜能量、通信或音頻能量等，然后通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸與分發(fā)，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合、分析與處理后，傳遞到指揮所加以利用，從而形成作戰(zhàn)方案、計(jì)劃和命令，實(shí)施火力打擊。

　　作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的信息流主要特點(diǎn)如下：

　　(1)體系對(duì)抗之初，所有節(jié)點(diǎn)都是可控的。傳感節(jié)點(diǎn)和交戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)必須在指揮與控制單元的控制下，各指揮與控制單元都有上下級(jí)關(guān)系。

　　(2)指揮與控制單元同時(shí)指揮控制多個(gè)傳感單元和交戰(zhàn)單元。指揮控制依托信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)直接地鏈接到重要/關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[6]。重要節(jié)點(diǎn)是連接度大的節(jié)點(diǎn)，如前方指揮所;關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是連接度不高的節(jié)點(diǎn)，但擔(dān)負(fù)重要的任務(wù)，如衛(wèi)星站。

　　(3)傳感單元為多個(gè)指揮與控制單元提供傳感信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信息共享。

　　(4)傳感單元之間共享目標(biāo)傳感信息，減少自身獲取信息的時(shí)間，提高傳感信息質(zhì)量。

　　(5)傳感單元對(duì)己方交戰(zhàn)單元的探測、跟蹤和定位等信息感知，并將感知信息發(fā)送到指揮與控制單元，便于指揮與控制單元及時(shí)掌握其任務(wù)完成和毀傷等信息。

　　(6)交戰(zhàn)單元只能執(zhí)行唯一確定的指揮與控制單元發(fā)出的指令，避免命令沖突。

　　2 指揮與控制網(wǎng)絡(luò)的特征參數(shù)

　　主要的網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)如下：

　　(1)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)。其定義為網(wǎng)絡(luò)中所包含的全部節(jié)點(diǎn)數(shù)量，反映了作戰(zhàn)雙方的參戰(zhàn)規(guī)模。

　　(2)網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)。其定義為網(wǎng)絡(luò)中所包含邊的總數(shù)，反映了作戰(zhàn)體系中各單元之間關(guān)系的復(fù)雜程度。但是，指揮與控制系統(tǒng)中的有線或無線通信裝備數(shù)量、指揮與控制機(jī)構(gòu)和裝備的信息處理能力以及信道傳輸能力都受到限制，因此網(wǎng)絡(luò)的邊數(shù)也不宜過多。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中邊的總數(shù)與節(jié)點(diǎn)總數(shù)的比值超過一定限度時(shí)，網(wǎng)絡(luò)有可能由于過多的向前或向后的反饋環(huán)路導(dǎo)致癱瘓。

　　(3)節(jié)點(diǎn)的度。其定義為該節(jié)點(diǎn)與其它節(jié)點(diǎn)鏈接的數(shù)量。在交戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的度在一定程度上反映了它的重要程度，度值越大表明節(jié)點(diǎn)越重要，是己方保護(hù)的重點(diǎn)，更是敵方打擊的重點(diǎn)目標(biāo)。

　　(4)節(jié)點(diǎn)/網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)。在傳統(tǒng)層級(jí)樹狀指揮與控制網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)之間不具有區(qū)域協(xié)同能力，只能通過間接方式進(jìn)行作戰(zhàn)組織協(xié)同，在遭到打擊時(shí)，不能有效地自主網(wǎng)絡(luò)重建。節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù)定義為所有與該節(jié)點(diǎn)相鄰接的節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際連邊數(shù)目占它們之間可能的最大連邊數(shù)目的比例。網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)即網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù)的平均值。聚類系數(shù)的含義在兩個(gè)方面得到充分體現(xiàn)：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間需要共同完成某一任務(wù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)大小反映出相互協(xié)同能力的強(qiáng)弱;網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)反映了交戰(zhàn)單元之間的區(qū)域協(xié)同能力以及網(wǎng)絡(luò)在通信故障或遭到毀傷時(shí)的自重建能力。當(dāng)一些交戰(zhàn)單元通信故障或損毀，聚類系數(shù)較高的其它交戰(zhàn)單元?jiǎng)t通過鄰近節(jié)點(diǎn)與重要節(jié)點(diǎn)鏈接，從而有效地完成網(wǎng)絡(luò)重建。

　　(5)平均路徑長度。即網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間距離的平均值。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間距離定義為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑上的邊數(shù);網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度表征網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的能力。一般地，路徑長度與信息傳遞的延遲時(shí)間呈線性關(guān)系，路徑長度短，信息的實(shí)時(shí)性程度高，情報(bào)信息的共享程度高，組織協(xié)同時(shí)效性高，從而獲得更好的作戰(zhàn)效能。因此，交戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度需要設(shè)計(jì)得盡量短小。