張杰勇， 姚佩陽， 孫 鵬

(空軍工程大學電訊工程學院，西安 710077)

0 引言

隨著高科技條件下信息技術的發(fā)展和武器裝備的進步，戰(zhàn)爭形態(tài)正在由機械化向信息化轉變，作戰(zhàn)模式也由平臺中心戰(zhàn)向網(wǎng)絡中心戰(zhàn)(Network Centric Warfare，NCW)轉變。建立在信息柵格上的網(wǎng)絡化戰(zhàn)爭，是信息化戰(zhàn)爭的一種基本形態(tài)，也是信息時代軍隊轉型的一種具體化形式［1］。

不同的戰(zhàn)爭形態(tài)需要不同組織結構的軍隊，這既是戰(zhàn)爭發(fā)展的客觀規(guī)律，也是軍隊建設的必然要求［2］。網(wǎng)絡化條件下的戰(zhàn)場環(huán)境是一個典型的分布環(huán)境，在這種分布的環(huán)境中，作戰(zhàn)的對抗不再僅僅局限于其武器平臺的功能和成員個體的能力，而更多的是通過快速優(yōu)化整合戰(zhàn)場資源，以組織成員個體、作戰(zhàn)平臺在作戰(zhàn)使命任務上快速而有效地協(xié)作、協(xié)同，從而獲得戰(zhàn)爭對抗優(yōu)勢。NCW實質上是體系與體系、組織與組織之間的對抗。因此，信息技術的推動和NCW理念的牽引，使得指揮控制(Command and Control，C2)組織的網(wǎng)絡化、扁平化成為必然的趨勢，并使其成為C2領域的研究熱點問題。從信息化軍事變革和近期幾場戰(zhàn)爭看，通過NCW的作戰(zhàn)理念實現(xiàn)作戰(zhàn)力量一體化，最關鍵要著眼于優(yōu)化C2組織的設計以及優(yōu)化C2組織的應用(優(yōu)化C2組織的應用是指使各種作戰(zhàn)力量在C2組織中能夠更好地發(fā)揮作用)。

因此，本文以網(wǎng)絡化條件下的C2組織的設計和應用為主要研究對象，在簡單分析傳統(tǒng)C2組織面臨的挑戰(zhàn)的基礎上，提出了網(wǎng)絡化作戰(zhàn)條件下C2組織的設計需求和應用需求，并重點描述了網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織設計的主要步驟和流程以及分析了C2組織應用過程中應把握的關鍵技術。

1 傳統(tǒng)C2組織面臨的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)C2組織下的指揮控制模式是一種嚴格層次化的結構，如圖1所示，同層作戰(zhàn)單元之間缺乏相互的協(xié)同配合，直接接受并執(zhí)行上級的命令，完成上級指派的任務。

圖1 傳統(tǒng)的戰(zhàn)場C2組織模式Fig.1 The traditional C2organization mode

這種C2組織是針對傳統(tǒng)的平臺中心戰(zhàn)的作戰(zhàn)理念而設立的，平臺中心戰(zhàn)時期的主要作戰(zhàn)樣式是合同作戰(zhàn)，強調根據(jù)作戰(zhàn)使命的需求，以主要戰(zhàn)斗兵種部隊為主體，事先編組成為較大規(guī)模的合成作戰(zhàn)集團，再依次投入交戰(zhàn)。這種基于固定指揮控制結構的C2組織一般不是執(zhí)行該作戰(zhàn)使命的最佳的組織形式，而且缺乏靈活性，對突發(fā)的作戰(zhàn)任務反應較慢。而網(wǎng)絡化條件下C2組織的指揮對象發(fā)生較大改變，多軍兵種和特殊作戰(zhàn)單元的聯(lián)合指揮需求，使得指揮關系非常復雜，并且要求C2組織能夠根據(jù)使命的變化進行柔性重組，傳統(tǒng)的C2組織難以滿足NCW作戰(zhàn)指揮的需要。

這種C2組織下的交戰(zhàn)結局主要是由包括軍艦、戰(zhàn)機、坦克等作戰(zhàn)平臺決定的，由于信息技術相對落后和軍隊信息化程度相對較低，各作戰(zhàn)平臺之間信息交互的能力十分有限，偵查和打擊能力基本歸于單一的作戰(zhàn)平臺，根據(jù)各自承擔的作戰(zhàn)任務和上級的命令獨自作戰(zhàn)，整個作戰(zhàn)流程(包括偵察、預警、探測、指揮、控制、機動和火力打擊)都以獨立的作戰(zhàn)平臺為中心形成一個閉合的環(huán)路［3］。這樣的組織形式極大地阻礙了信息的交互與共享，各作戰(zhàn)力量很難做到協(xié)同，不能達到優(yōu)勢互補，從而不能實現(xiàn)決策優(yōu)勢和行動優(yōu)勢，因此，傳統(tǒng)的C2組織難以適應NCW的各種作戰(zhàn)力量互為補充的需求。

2 網(wǎng)絡中心戰(zhàn)對C2組織的需求

NCW是相對于平臺中心戰(zhàn)而提出的、面向信息化作戰(zhàn)的新的作戰(zhàn)概念，它自提出后［4－5］就得到美國軍方的高度關注。在歷經(jīng)理論探討、實驗分析以及實戰(zhàn)驗證之后，NCW被美軍正式確立為面向未來的先進作戰(zhàn)理念［6］，并由此建立了較為完備的NCW理論。近年來，國內很多學者也開展了對NCW的深入研究［7－8］。

在NCW的作戰(zhàn)理念中，作戰(zhàn)系統(tǒng)是由3個互相連接的網(wǎng)絡組成，即傳感器網(wǎng)、信息網(wǎng)和交戰(zhàn)網(wǎng)(即所謂的“品”字形網(wǎng)絡結構)，如圖2所示。通過傳感器系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)和武器系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，使得各系統(tǒng)和平臺的信息和資源得到極大的共享，各級作戰(zhàn)人員利用該網(wǎng)絡體系及時了解戰(zhàn)場態(tài)勢、交流作戰(zhàn)信息、指揮與實施作戰(zhàn)行動，實施協(xié)同和聯(lián)合作戰(zhàn)，大大提高了作戰(zhàn)效能。

圖2 網(wǎng)絡中心戰(zhàn)的作戰(zhàn)邏輯模型Fig.2 The operational logic model of NCW

NCW實質上也是一種整體作戰(zhàn)的理念，強調所有的參戰(zhàn)力量打破各自狹隘的利益觀念，確立密切協(xié)調、整體制勝的思想，圍繞共同的作戰(zhàn)目標，按照總的企圖和統(tǒng)一計劃，在統(tǒng)一指揮下協(xié)同作戰(zhàn)，以整體作戰(zhàn)效能擊敗敵人，取得作戰(zhàn)的勝利。在NCW中，所有的作戰(zhàn)力量(包括平臺資源和決策者資源)都是可以調用的物資，在沒有使命的條件下，他們的地位、作用是相對均等的;當在某一使命的條件下，NCW中的任何作戰(zhàn)力量之間，在作戰(zhàn)中都可以建立支援和被支援的關系，而且這種支援和被支援的關系可以隨著時間、使命的變化而變化，而與作戰(zhàn)力量本身的性質無關。

正由于NCW的上述顯著的特征，使得對網(wǎng)絡化作戰(zhàn)下的C2組織提出許多更高的要求，包括以下幾方面。

1)NCW對C2組織的設計需求。

在C2組織的設計中，要求設計出與使命任務相適應的最佳的組織，并且要求組織模式能夠更加的靈活高效，NCW中各作戰(zhàn)力量之間的協(xié)作和指揮關系會隨著時間、作戰(zhàn)使命的變化而不斷改變，這就要求相應的C2組織要具有靈活性，能夠適應戰(zhàn)場環(huán)境的變化;并且要求組織結構更加的扁平化，NCW條件下戰(zhàn)場節(jié)奏明顯加快，原有的C2組織為多層樹狀結構，采取由下而上逐級報告情況，再由上而下逐層下達指令，信息經(jīng)歷的層級過多，必然延誤戰(zhàn)機，造成被動挨打的局面，因此，NCW的力量構成強調的是各作戰(zhàn)力量的平等參與，互為配合，整體作戰(zhàn)，從而C2組織也必然要減少中間層次，由原有的縱向階差式的結構布局轉變?yōu)榭v橫雙向的扁平化組織形式。

2)NCW對C2組織的應用需求。

在C2組織的應用中，要使各作戰(zhàn)力量在該組織模式下能夠實現(xiàn)優(yōu)勢互補，協(xié)同作戰(zhàn)，最終達到整體最優(yōu)，這就要求C2組織中的各作戰(zhàn)力量具有互連、互通和互操作能力，整個組織擁有與使命任務一致的通信結構以及合適的協(xié)同機制，NCW是由信息技術主導的新技術革命的產物，它的產生給作戰(zhàn)方式帶來了革命性的變化，為了能夠使各作戰(zhàn)力量按照統(tǒng)一的步調協(xié)同配合、互為補充，就必然要求C2組織中各作戰(zhàn)力量之間擁有合適的通信結構和合適的協(xié)同機制，使得各作戰(zhàn)力量在互連、互通的基礎上，實現(xiàn)互操作，從而使得各作戰(zhàn)力量在C2組織下能夠做到協(xié)同探測、協(xié)同感知、協(xié)同決策和協(xié)同火力打擊。

因此，網(wǎng)絡化作戰(zhàn)對C2組織的需求，其落腳點就是設計與使命環(huán)境相適應的C2組織以及各作戰(zhàn)力量在該組織形式下實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)，即優(yōu)化C2組織設計與應用。

3 網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的設計與應用

3.1 網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的基本概念

網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織設計與應用中的基本概念如下所述。

1)使命環(huán)境(Mission Environments，ME)。指 C2組織所處的外部客觀環(huán)境，包括環(huán)境中的所有事物、條件和狀態(tài)。為了簡化使命環(huán)境，對它的描述只關注環(huán)境中的關鍵目標(Critical Target，CT)，在網(wǎng)絡化的戰(zhàn)場環(huán)境中，這些關鍵目標便構成了整個戰(zhàn)場的重心，對這些關鍵目標的行為(如摧毀、控制)改變了目標的狀態(tài)，同時也促成環(huán)境狀態(tài)的轉移。

2)任務網(wǎng)(Task Network，TN)。根據(jù)組織功能元的劃分粒度對C2組織的作戰(zhàn)使命進行分解得到的一系列子任務，這些子任務構成了一個任務序列圖，該任務序列圖就是執(zhí)行該使命的任務網(wǎng)。作戰(zhàn)使命的分解粒度決定了任務網(wǎng)的復雜性，任務網(wǎng)的建立是目前軍事指揮中基于效果作戰(zhàn)(Effects Based Operation，EBO)理論研究的主要問題。設C2組織的作戰(zhàn)使命分解得到的任務集為 T={T1，T2，…，TN}，N 為 TN 中子任務的數(shù)量，子任務Ti(i=1，2，…，N)的數(shù)據(jù)屬性包括任務處理時間ti、任務處理的地理位置(xi，yi)、任務的資源能力需求REi等。

3)平臺網(wǎng)(Platform Network，PN)。PN是由分布在網(wǎng)絡化作戰(zhàn)空間中的各類作戰(zhàn)平臺組成，是C2組織可調用的平臺資源實體，是組織執(zhí)行任務的憑借。設C2組織平臺網(wǎng)中平臺的集合為 P={P1，P2，…，PK}，K 為PN中平臺的數(shù)量，平臺Pm(m=1，2，…，K)的數(shù)據(jù)屬性包括平臺擁有的資源能力POm、平臺最大速度vm等。

4)指揮決策網(wǎng)(Decision-Makeing Network，DMN)。DMN是C2組織的核心模塊，是由各級各類決策實體組成。決策實體是信息處理并進行決策的單元，是作戰(zhàn)行動中的指揮官，其能力就是控制必要的平臺來執(zhí)行一定的任務。設C2組織DMN中決策實體集為DM={DM1，DM2，…，DMD}，D為DMN中決策實體的數(shù)量。決策實體DMh(h=1，2，…，D)的數(shù)據(jù)屬性包括決策實體工作負載能力WLh、任務處理能力TPh、協(xié)作交流能力COh等。

3.2 網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的設計

組織權變理論認為沒有一致的普遍適用的組織模式，只有在某一具體使命環(huán)境下，適用于這一個具體環(huán)境的最佳組織，當使命環(huán)境和設計的組織匹配時組織才表現(xiàn)出最佳運作效能［9］。因此，網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的設計問題，就是設計在某一具體的使命任務下運行模式最優(yōu)，體現(xiàn)效果最佳的組織。C2組織設計主要是在戰(zhàn)役層面上完成的，是一種離線(off-line)的設計。

參考工業(yè)領域生產制造中組織設計的思想，文獻［10］中將C2組織設計分為C2組織過程設計和C2組織結構設計，并詳細描述了過程設計和結構設計的概念以及它們之間的迭代關系，如圖3所示。

圖3 過程設計與結構設計的迭代關系Fig.3 The iterative relationship between process design and structure design

圖3 中，C2組織過程設計是指設計組織完成使命的過程策略或任務流程，過程設計中的一個主要研究內容就是確定獲得作戰(zhàn)效果最佳的組織行動過程(Course of Action，COA)。通過組織過程設計可以確定組織完成使命的子任務以及子任務之間的時序關系，通過組織過程設計可以得到某一使命的任務序列圖GT=(VT，ET)，其中圖結點 VT表示子任務，VT=(T1，T2，…，TN)，圖鏈接 ET表示子任務之間的關系，ET=

組織結構是組織中DMN、PN在使命任務執(zhí)行上的各種關系的體現(xiàn)，這種關系包括:PN中平臺實體與任務序列圖中子任務之間的分配關系RP-T，DMN中決策實體與PN中平臺實體之間的控制關系RDM-P以及DMN中決策實體之間的層次關系RDM-DM。

組織評價是對組織的運作模式進行評價，包括對組織過程的有效性和可行性評價，對組織結構的魯棒性和適應性評價。組織評價是組織效能度量的依據(jù)，評價的意義在于指導組織運行模式的設計。

關于C2組織結構設計，主要有兩種不同的研究思路，文獻［11－12］中發(fā)展了使命模型并提出了組織結構的3階段設計方法(以下簡稱為組織結構3階段設計方法)，這種3階段設計方法將C2組織結構設計問題分解為3個迭代的子優(yōu)化問題，從而克服了問題的計算復雜性;而文獻［13］中分析了3階段設計方法的不足，引入分組技術的思想，應用嵌套的遺傳算法將3階段中第1階段和第2階段合并進行處理，提出了一種新的組織結構設計方法(以下簡稱為新的組織結構設計方法)。

其實，在C2組織結構設計之初，如果沒有確定C2組織中的任何關系(包括RP-T、RDM-P和RDM-DM)，平臺資源和決策者資源都可以作為一種物資，只要使命任務有需要，就可以被獨立調用，與其他資源組合最終形成組織，而組織就像是一種可編程的物質(Programmable Matter)，在這種情況下，采用組織結構3階段設計方法是比較合適的。但是組織結構設計并不是一定要采用這種3階段設計方法，尤其在組織結構設計之初，組織結構中一些關系(比如一部分的決策者和平臺的控制關系RDM-P)已經(jīng)被確定，這在實際的軍事行動中也是經(jīng)常存在的，在這種情況下，采用新的組織結構設計方法是比較合適的。但是無論采用哪種組織結構設計方法，都需要進行反復的迭代直到產生最佳的組織結構為止。

本文假設在C2組織設計之初，如果沒有確定任何的組織關系，采用組織結構3階段設計方法對組織結構進行設計。這樣，綜合C2組織的過程設計和結構設計，C2組織設計的流程如圖4所示。

圖4 C2組織設計的流程圖Fig.4 The flow chart of C2organization design

3.3 網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的應用

C2組織的過程設計階段完成的主要工作是執(zhí)行使命有效行動過程的產生與過程策略的優(yōu)選，形成完成使命的最佳的COA，最終將COA轉化為執(zhí)行使命的任務序列圖;而C2組織的結構設計階段完成的主要工作是為各子任務分配合適的平臺資源和決策者資源，并確定任務－平臺－決策者之間的關系。即:C2組織設計主要是確定哪些平臺資源和決策者資源什么時候協(xié)作執(zhí)行哪個任務，而對具體怎么協(xié)作沒有深入、詳細的規(guī)劃。

而要實現(xiàn)NCW，各種作戰(zhàn)力量(包括平臺資源和決策者資源)必須在任務上做到協(xié)同，這就是網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織應用中應該把握的關鍵技術，即研究多種作戰(zhàn)力量怎么協(xié)作去完成所分配的任務，也就是多種作戰(zhàn)力量在執(zhí)行任務上的協(xié)同機制。C2組織的應用主要是在戰(zhàn)術層面上實現(xiàn)的。

網(wǎng)絡化只是手段，協(xié)同才是NCW真正的目標，最終的體現(xiàn)就是各作戰(zhàn)力量行動上的協(xié)同:沒有協(xié)同，就泯滅了網(wǎng)絡化給體系整體性能的提升帶來的所有益處;沒有協(xié)同，整個C2組織迅速蛻化為一個無序的個體集合:因此，協(xié)同在多種作戰(zhàn)力量協(xié)作執(zhí)行任務的過程中具有中心地位。在缺少協(xié)同的情況下，很多負面的影響就會出現(xiàn)，一種好的協(xié)同機制可以弱化體系能力和資源等方面的競爭，可以強化創(chuàng)建體系自主、自發(fā)的“非零和博弈”的雙贏環(huán)境。在NCW的軍事理論和技術不斷發(fā)展的過程中，要使多種作戰(zhàn)力量在執(zhí)行任務的過程中發(fā)揮各自優(yōu)勢，做到優(yōu)勢互補，最終達到整體最優(yōu)，采用一種好的協(xié)同機制是十分必要的。

因此，網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織應用中關鍵技術的主要研究內容是多種作戰(zhàn)力量怎么進行協(xié)作最終達到同步，即協(xié)同機制的選擇。對于不同的任務，采用的協(xié)同機制一般是不同的，而對于同一種任務，由于許多外部條件(如所處的自然環(huán)境、敵方的行動等)和內部條件(如通信水平、自身的素質、訓練的默契程度等)的不同，采用的協(xié)同機制同樣也是不一樣的，因此，對于C2組織應用的研究，其主要內容可以結合具體的任務(如:防空，行進遭遇、搶占高地等)，以具體的任務為案例背景對多作戰(zhàn)力量在完成該任務過程中所采用的協(xié)同機制展開研究。

3.4 網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織設計與應用研究的整體框架

通過以上對C2組織設計和應用的描述與分析，歸納并提出網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織設計與應用研究的整體框架，如圖5所示。該整體框架可以方便研究人員更好地加深對網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的認識，同時，它也可以從整體上指導對網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的進一步研究。

圖5 C2組織設計與應用研究的整體框架Fig.5 The framework of the design and application of C2organization

4 結束語

網(wǎng)絡化C2組織的設計與應用是實現(xiàn)未來戰(zhàn)場NCW的核心技術之一，本文從網(wǎng)絡化作戰(zhàn)的背景出發(fā)，探討了網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的設計和應用問題，描述了C2組織設計的設計流程以及C2組織應用中關鍵技術，最終提出了C2組織設計和應用研究的整體框架。該框架對于進一步深入開展網(wǎng)絡化作戰(zhàn)C2組織的研究，具有一定的參考價值和借鑒意義。

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