體系對抗下的跨層協同指揮與控制網絡的性能(2)

　　3 指揮與控制網絡的特點

　　網絡中心戰(zhàn)的指揮與控制網絡取決于軍事體制編制、作戰(zhàn)規(guī)則、指揮機構、作戰(zhàn)平臺、作戰(zhàn)武器裝備性能等因素，它是一個特殊的復雜網絡系統(tǒng)。一體化聯合作戰(zhàn)是網絡中心戰(zhàn)思想的具體體現，它是兩個或兩個以上軍兵種的統(tǒng)一作戰(zhàn)行動，在傳統(tǒng)的層級樹狀垂直的指揮體系的基礎上增加橫向聯系，具有作戰(zhàn)體系橫向鏈接的特征，以縱向聯通為前提，強調橫向聯通。在戰(zhàn)時將所需要的作戰(zhàn)力量，快速地拼接成為一個具有整體作戰(zhàn)能力的作戰(zhàn)系統(tǒng)[7]。目前各國軍隊都普遍地在橫向上擴大指揮跨度的數量，在縱向上壓縮指揮層次。如美軍指揮跨度由原來的5～6個增加到9個，空軍指揮層次由原來的5級減少到4級。在指揮方式上，從集中/委托式指揮向多級跨越、上下互動轉變，從單級封閉式集中決策向多級開放式分布決策轉變，從計劃控制向動態(tài)控制轉變。因此，未來的指揮與控制網絡具備以下主要特點：

　　(1)指揮機構在縱向上呈現層次關系。指揮機構由上至下具有層次區(qū)分，由上至下節(jié)點的等級由高到低。指揮層次數是指揮機構上下級所區(qū)分的層級，不同層次的指揮與控制節(jié)點所需的協同態(tài)勢信息并不相同。指揮與控制節(jié)點隨著層次等級的提高，所需要的態(tài)勢信息更加全面。

　　(2)交戰(zhàn)單元在橫向上呈現協同關系。在同一作戰(zhàn)集團內部，同一級別交戰(zhàn)單元之間協同關系;在不同作戰(zhàn)集團之間，它們的同一級別交戰(zhàn)單元之間也有協同關系。

　　(3)跨級指揮。在同一作戰(zhàn)集團內部，上級指揮與控制單元可以對其內部的指揮單元進行跨級指揮?？缂壷笓]主要對重要/關鍵的節(jié)點進行越級指揮。指揮跨度是指揮機構在同級的每一層所指揮和管轄單位的數量。當網絡節(jié)點總數量固定時，指揮跨度越小，指揮層次越少，意味著橫向指揮的單元越多，因此對指揮與控制節(jié)點提出了更高的要求，需要節(jié)點具有更強的信息處理能力，穩(wěn)健的信息傳輸需要得到更強的抗干擾技術支持。此外，一旦某些節(jié)點遭受打擊，受其影響的節(jié)點將會更多，所以需要加強隱藏偽裝防護措施。

　　(4)指揮決策時間開銷受到嚴格限制。由于協同作戰(zhàn)過程為一個相互嵌套的“觀察→評估→決策→行動→觀察”循環(huán)，每一個循環(huán)都必須在規(guī)定的時間窗口內完成。戰(zhàn)場環(huán)境瞬息萬變，指揮決策機構在對所掌握的戰(zhàn)場情報信息進行分析研究時，可能情報信息所反映的戰(zhàn)場情況已經失去了部分真實性甚至完全失效，而新的戰(zhàn)場環(huán)境信息不斷產生和起效用。指揮決策機構根據敵我雙方作戰(zhàn)態(tài)勢適時調整作戰(zhàn)行動，快速決策，縮短“目標發(fā)現→指揮決策→打擊目標”的周期。

　　4 指揮與控制網絡的抗毀能力

　　作戰(zhàn)指揮與控制網絡是作戰(zhàn)體系對抗的重要部位，也是體系破壞的主要打擊對象。信息化條件下的體系攻擊作戰(zhàn)主要采取精確打擊的方式，破壞敵方作戰(zhàn)體系網絡，實現速勝的目標。

　　4.1 指揮與控制網絡可靠性度量指標

　　作戰(zhàn)指揮可靠性定義為在體系對抗中，當指揮控制機構受到敵方攻擊、摧毀、干擾、壓制時，能夠持續(xù)指揮并完成任務的可靠程度。對作戰(zhàn)指揮體系結構的指揮可靠性研究，其重點在于分析指揮體系結構節(jié)點損毀，以及節(jié)點之間信息傳輸通路遭破壞情況下指揮的穩(wěn)定性，即在刪除網絡中部分節(jié)點或鏈接邊的情況下，網絡整體的連通性能，也就是網絡的抗毀能力分析。

　　從指揮與控制網絡拓撲結構的角度分析，指揮與控制網絡在遭受攻擊后的網絡可靠性取決于三個方面因素的綜合結果：網絡中最大連通分量中節(jié)點的數目、網絡中連通分量的個數和平均路徑長度。其中，連通分量定義為無向圖中的極大連通子圖。網絡中最大連通分量中的節(jié)點個數越多，說明網絡在遭受打擊后的可連通性越好，整體作戰(zhàn)效能發(fā)揮越充分，初始狀態(tài)時最大連通分量就是整個網絡，所有指揮與控制節(jié)點都是連通的;各連通分量的平均路徑越小，說明信息流在該連通分量中的傳輸時效性越高，指揮與控制信息效能發(fā)揮越好;各連通分量的節(jié)點數越多，說明在節(jié)點總數一定的情況下連通分量越少，網絡的破碎程度越小，網絡可靠性越高。

　　指揮與控制網絡可靠性評估指標定義為：

　　(1)其中，nmax為網絡中最大連通分量的節(jié)點個數，m為整個網絡中連通分量的個數，nj為第j個連通分量中節(jié)點的個數，lj為第j個連通分量的平均路徑長度，孤立節(jié)點的最短路徑長度設定為無窮大。

　　4.2 跨層協同指揮與控制網絡抗毀能力分析

　　隨著精確制導和遠程攻擊武器的發(fā)展與應用，為了達成預期作戰(zhàn)效果，只需要對某些重要或關鍵目標實施精確打擊。一方的偵察探測能力和另一方隱藏偽裝的防護能力，是影響精確打擊效果的兩個決定性因素。如果一方的偵察探測能力占據優(yōu)勢，那么作戰(zhàn)就成為確定性打擊;如果另一方隱藏偽裝的防護能力占據優(yōu)勢，那么作戰(zhàn)就成為隨機性攻擊。

　　隨機和確定性攻擊模式的仿真流程如圖2所示。

　　對作戰(zhàn)指揮與控制網絡結構的抗毀能力分析，即對網絡拓撲結構可靠性的分析，本文不涉及節(jié)點和鏈接邊的自身可靠性，假設各節(jié)點的信息處理和鏈接邊的傳輸速度相同，各指揮節(jié)點之間的指揮可靠性通過網絡的連通性和節(jié)點之間的路徑長度來體現。

　　多級跨層協同需要較多的有線或無線信息傳輸通路，但網絡的平均路徑長度非常小，指揮與控制信息傳輸的實時性較好。當交戰(zhàn)網絡節(jié)點總數固定時，在指揮與控制節(jié)點信息處理能力和信息傳輸容量等因素許可的條件下，應盡可能增加網絡的指揮跨度，減少網絡指揮層次，從而提高指揮與控制網絡的指揮時效性。相反，指揮跨度越小，指揮層級越多，作戰(zhàn)指揮信息交互時效性越差，很可能錯失最佳戰(zhàn)機。

　　跨層協同指揮與控制網絡抗毀性能仿真參數設置如表1所示。

　　隨機/確定性攻擊模式下的5級跨層協同網絡可靠性如圖3所示。

　　隨機/確定性攻擊模式下的8級跨層協同網絡可靠性如圖4所示。

　　由上述仿真結果分析，初步得出以下結論：

　　(1)對于多級跨層協同指揮與控制網絡，高效能網絡的跨度大、層次少，同一作戰(zhàn)集團內部連接較緊密，不同作戰(zhàn)集團連接較少。

　　(2)確定性攻擊的效果強于隨機攻擊效果，這個結論意味著攻擊前目標探測和偵察的準確性在信息化戰(zhàn)爭中起著重要地位。一方面，準確、實時的情報信息是攻擊敵方重要/關鍵節(jié)點的關鍵，從而毀壞敵方作戰(zhàn)體系網絡;另一方面，需要對己方的重要/關鍵節(jié)點采取隱藏偽裝防護措施，重點加強保護。

　　5 結束語

　　在未來的信息化戰(zhàn)爭中，需要提高偵察與反偵察手段，攻擊敵方重要/關鍵節(jié)點，同時保護己方重要/關鍵節(jié)點。從武器裝備研發(fā)角度，需要提高武器裝備的攻擊性能，同時提高戰(zhàn)場環(huán)境下武器裝備的偵察與反偵察能力，加強目標信息探測和信息處理等新技術、新方法的研究。

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