王 瑋，葉 強，王 磊，趙建華

（1.海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116013；2.解放軍91959部隊司令部，海南 三亞 572000）

基于CAS理論的海上編隊作戰(zhàn)指揮優(yōu)化控制問題研究*

王 瑋1，葉 強2，王 磊1，趙建華1

（1.海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116013；2.解放軍91959部隊司令部，海南 三亞 572000）

針對當前提高基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力客觀要求，運用復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論分析了信息化條件下的海上編隊作戰(zhàn)指揮控制問題，提出了基于CAS理論的海上編隊作戰(zhàn)指揮優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)模型，并給出了信息化條件下編隊指揮所的作戰(zhàn)指揮決策流程，從而為有效構(gòu)建信息化編隊作戰(zhàn)指揮體系、提高作戰(zhàn)指揮能力奠定了理論基礎(chǔ)。

體系作戰(zhàn)，復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)，指揮控制，作戰(zhàn)決策，結(jié)構(gòu)模型

0 引言

信息化作戰(zhàn)是體系與體系的對抗。其中，戰(zhàn)場制信息權(quán)成為取得戰(zhàn)斗勝利的首要條件，目的是獲得決策優(yōu)勢，進而取得戰(zhàn)場控制權(quán)。由于信息化作戰(zhàn)要求作戰(zhàn)指揮應(yīng)具有更強的實時性和準確性，因此，如何在信息化作戰(zhàn)中提高己方作戰(zhàn)指揮控制能力就成為了各國競相研究的一個重要領(lǐng)域［1-3］。

從現(xiàn)有文獻看，基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)是一個復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)（Complex Adaptive System，CAS），作戰(zhàn)主體的自適應(yīng)性造就了系統(tǒng)的復(fù)雜性［4-5］；目前，從復(fù)雜自適應(yīng)視角來研究信息化條件下的作戰(zhàn)指揮問題，已經(jīng)取得了一定的成果［6-7］。本文以現(xiàn)代海戰(zhàn)為背景，針對當前海上編隊作戰(zhàn)的實際情況，運用復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論，對信息化條件下的海上編隊作戰(zhàn)指揮優(yōu)化控制問題進行了研究；在此基礎(chǔ)上，針對信息化作戰(zhàn)指揮控制的核心環(huán)節(jié)，又進一步研究了信息化條件下編隊指揮所的作戰(zhàn)指揮決策問題，并給出了作戰(zhàn)指揮決策流程，從而為海上編隊有效提高基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力奠定了理論基礎(chǔ)，研究成果具有重要的現(xiàn)實意義。

1 現(xiàn)代海上編隊作戰(zhàn)指揮控制的特點分析

信息化戰(zhàn)爭與傳統(tǒng)的機械化戰(zhàn)爭相比，在作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)過程以及作戰(zhàn)理論等方面都有著很大不同?，F(xiàn)代海上編隊作戰(zhàn)是基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)，編隊內(nèi)各種作戰(zhàn)平臺在先進信息技術(shù)的支持下連接起來，構(gòu)成了一個相互之間具有有機聯(lián)系的整體作戰(zhàn)的復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)。在這個復(fù)雜大系統(tǒng)中，各艦艇之間可以完全實現(xiàn)戰(zhàn)場信息互通和共享，作戰(zhàn)指揮人員能夠全面、及時掌握戰(zhàn)場態(tài)勢，整個艦艇編隊在編隊指揮所的統(tǒng)一組織指揮下，化“信息優(yōu)勢”為“決策優(yōu)勢”，通過有效的作戰(zhàn)指揮控制活動，充分發(fā)揮各參戰(zhàn)兵力和武器單元的整體作戰(zhàn)能力，共同完成上級下達的各項對海、防空和反潛作戰(zhàn)任務(wù)。因此，從系統(tǒng)的角度分析，信息化條件下的海上編隊作戰(zhàn)體系是由“無縫隙”連接的幾個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即基礎(chǔ)信息網(wǎng)、情報探測網(wǎng)、指揮控制系統(tǒng)以及火力打擊網(wǎng)所組成。其中，信息網(wǎng)是構(gòu)成整個編隊作戰(zhàn)體系的基礎(chǔ)，它將編隊各種作戰(zhàn)平臺上的傳感器、軟硬抗擊武器以及作戰(zhàn)指揮中心連成一體，通過指揮控制系統(tǒng)支持各作戰(zhàn)平臺實現(xiàn)擁有高速通道、共享實時信息；情報探測網(wǎng)主要實現(xiàn)對敵、我目標進行搜索探測，提供情報和信息感知功能；指揮控制系統(tǒng)主要輔助戰(zhàn)場指揮人員進行指揮、控制、決策、通信，實現(xiàn)戰(zhàn)場自動化管理；火力打擊網(wǎng)主要是對目標進行各種軟、硬火力打擊，直接施加作戰(zhàn)影響。

CAS理論認為，系統(tǒng)中的自適應(yīng)是客觀存在的，由此造就了系統(tǒng)的復(fù)雜性［1，4］。而所謂自適應(yīng)，是指主體能夠與環(huán)境以及其他主體進行交互作用，根據(jù)環(huán)境的變化自行作出反應(yīng)和調(diào)整，以適應(yīng)新環(huán)境的一種特征?；诖?，分析信息化條件下海上編隊作戰(zhàn)體系，在這個復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)中，指揮實體（艦艇作戰(zhàn)指揮中心、編隊指揮所）是具有自適應(yīng)性的、能動的主體。體系作戰(zhàn)的自適應(yīng)性主要體現(xiàn)在指揮控制活動中，指揮控制本質(zhì)上就是一個不斷適應(yīng)環(huán)境變化的過程。在此過程中，各主體主動交互、主動響應(yīng)，協(xié)調(diào)與協(xié)作，適時地動態(tài)反應(yīng)——根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢變化調(diào)整行動計劃，最終形成同步行動、緊密協(xié)同的整體作戰(zhàn)效果。

信息化作戰(zhàn)強調(diào)對整個戰(zhàn)場態(tài)勢的控制，而不是單對物質(zhì)、能量和信息“三流”的控制。為了能對瞬息萬變的戰(zhàn)場態(tài)勢做出最迅速的反應(yīng)，這就要求作戰(zhàn)指揮應(yīng)具有更強的實時性和準確性。

2 基于CAS理論的海上編隊作戰(zhàn)指揮優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)模型

由于傳統(tǒng)的指揮控制手段、方法已經(jīng)無法適應(yīng)信息化作戰(zhàn)實際需求，創(chuàng)新作戰(zhàn)理論就成為了必然。1999年，美軍提出“快速決定性作戰(zhàn)”（Rapid Decisive Operations）理論，并在伊拉克戰(zhàn)爭中經(jīng)過了實戰(zhàn)檢驗［1］。“快速決定性作戰(zhàn)”理論的基礎(chǔ)是CAS理論。它從復(fù)雜自適應(yīng)性這一嶄新視角來研究問題，提出“現(xiàn)代戰(zhàn)爭是復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)之間的對抗，通過提高己方的OODA（觀察-判斷-決策-行動）循環(huán)速度，攻擊敵方復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)的自適應(yīng)性，可以達到作戰(zhàn)勝利目的”。

OODA描述了指揮控制的連續(xù)特性，把它看作是一個動態(tài)的反饋系統(tǒng)，從而揭示了復(fù)雜作戰(zhàn)行為的內(nèi)在規(guī)律——將己方的意志強加于對方，取得戰(zhàn)場控制權(quán)。因此，為了對海上編隊進行有效的信息化作戰(zhàn)指揮控制，本文結(jié)合當前海上編隊作戰(zhàn)的實際情況，基于CAS理論的觀點，采用“快速決定性作戰(zhàn)”理論的OODA描述，給出了圖1所示的海上編隊作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，它以網(wǎng)絡(luò)化的編隊通信網(wǎng)為基礎(chǔ)，以區(qū)域無縫的情報探測網(wǎng)絡(luò)為耳目，以編隊火力和綜合電子對抗技術(shù)為主要打擊手段，以信息化指揮控制體系為核心，按照OODA循環(huán)過程高度耦合而成。

在圖1中，OODA的前兩個階段常被稱為戰(zhàn)場情報準備階段，主要是利用從各種渠道獲取的戰(zhàn)場信息來分析當前的戰(zhàn)場態(tài)勢，以快速形成對敵作戰(zhàn)一方的特征、行為、意圖及威脅的理解，從而為后續(xù)的決策過程提供情報支持；OODA的后兩個階段也被稱為指揮控制階段，主要目的是快速決策、形成行動計劃并執(zhí)行這個行動計劃，從而控制戰(zhàn)場態(tài)勢向利于己方的方向發(fā)展。所以，當圖1所示的指揮控制體系運作機制順暢、作戰(zhàn)指揮決策正確時，在共享戰(zhàn)場態(tài)勢信息和對敵作戰(zhàn)意圖的基礎(chǔ)上，能夠快速實現(xiàn)海上編隊各參戰(zhàn)兵力和武器單元的整體作戰(zhàn)，并最大限度地發(fā)揮整體作戰(zhàn)能力。

海上編隊作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)的重要地位，使其應(yīng)該具有良好的擴展性、高魯棒性、高可靠性、快速反應(yīng)能力、動態(tài)重構(gòu)能力以及容錯能力。由此，根據(jù)信息化條件下海上編隊作戰(zhàn)指揮控制的特點，從當前的實際裝備情況出發(fā)，本文將傳統(tǒng)集中式指揮控制模式和現(xiàn)代分布式指揮控制模式相結(jié)合，構(gòu)建了一種扁平化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的指揮控制體系，如圖2所示。這種指揮控制體系的運行機制繼承了集中式中央?yún)f(xié)調(diào)者主導(dǎo)求解的特點，用以克服分布式系統(tǒng)難于快速響應(yīng)之不足，從而能夠很好地滿足信息化條件下的海上編隊作戰(zhàn)指揮控制需求。

圖2 扁平化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的指揮控制體系運行機制

扁平化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的指揮控制體系運行機制，其本質(zhì)上可以歸屬于一種層次化的分布式指揮控制模式。這種指揮控制模式，是在編隊指揮所的統(tǒng)一組織指揮下，編隊各參戰(zhàn)兵力（艦艇）之間可以根據(jù)需要進行實時的信息交互以及充分的協(xié)調(diào)與協(xié)作，不同層次的指揮官（決策人員）所關(guān)注區(qū)域的大小、作戰(zhàn)目標和情報信息需求具有不同的粒度，上層群體的決策分析建立在構(gòu)成該群體的多個下層群體的分析之上；同時，編隊指揮所作為中央?yún)f(xié)調(diào)者，負責對各艦艇之間無法通過協(xié)商達成一致而出現(xiàn)的矛盾進行仲裁；最后，整個作戰(zhàn)指揮決策的最終結(jié)果由組織結(jié)構(gòu)中的最高指揮官（編隊指揮所）給出。

3 信息化條件下編隊指揮所的作戰(zhàn)指揮決策流程

作戰(zhàn)指揮決策，是信息化作戰(zhàn)指揮控制的核心環(huán)節(jié)，任務(wù)是定下作戰(zhàn)決心和制定實現(xiàn)決心的行動計劃［8-9］。其中，定下決心的目的是確定作戰(zhàn)目標和達到目標的行動以及所需要的兵力兵器和時間，它是制定行動計劃、進行指揮協(xié)同、組織作戰(zhàn)保障等指揮活動的依據(jù)。

信息化條件下的海上編隊作戰(zhàn)指揮決策，是在編隊指揮所的統(tǒng)一組織指揮下，依托扁平化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的編隊作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)，由最高指揮官定下作戰(zhàn)決心，編隊指揮所的作戰(zhàn)參謀形成決心方案，并趨于一體化組織完成相應(yīng)的行動計劃制定，從而盡可能滿足海上編隊“快速決定性作戰(zhàn)”的需求。在整個決策過程中，編隊作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)僅是一個輔助決策的工具，作戰(zhàn)指揮決策從根本上來講仍然是人的決策活動，是人腦的思維活動過程。

定下決心的正確與否事關(guān)整個戰(zhàn)斗的成敗，任何不適當?shù)幕蛘咤e誤的決心都有可能造成全局的被動。由于作戰(zhàn)指揮決策活動具有極強的風險性，因此，為了正確和迅速地定下作戰(zhàn)決心和制定實現(xiàn)決心的行動計劃，通常情況下，編隊指揮所是按照一種開放思維的程序和步驟來進行作戰(zhàn)指揮決策活動組織，以充分發(fā)揮人在作戰(zhàn)決策中的創(chuàng)造能力，并有效控制和降低決策風險帶來的損失。信息化條件下編隊指揮所的作戰(zhàn)指揮決策流程，如圖3所示。

圖3 信息化條件下編隊指揮所的作戰(zhàn)指揮決策流程

在圖3中，在編隊作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)的支持下，各級作戰(zhàn)指揮人員可以共享信息、自主互訪、及時掌握戰(zhàn)事的進展情況。首先，編隊指揮所收到上級下發(fā)的戰(zhàn)備等級轉(zhuǎn)進命令，理解上級意圖，統(tǒng)一思想認識，確定轉(zhuǎn)進兵力部署，領(lǐng)受上級下發(fā)的作戰(zhàn)命令；然后，指揮機關(guān)各部門收集相關(guān)信息，完成戰(zhàn)場情報準備工作，包括敵情和戰(zhàn)場環(huán)境判斷、我方兵力戰(zhàn)備情況及敵我兵力對比分析等，參謀長綜合報告當前敵情、戰(zhàn)場環(huán)境、參戰(zhàn)部隊作戰(zhàn)準備和預(yù)先展開情況，并提出初步?jīng)Q心建議，指揮所首長進行質(zhì)詢及發(fā)表意見，最高指揮官定下初步?jīng)Q心；接著，指揮機關(guān)在參謀長主持下分析實際作戰(zhàn)情況擬制多個方案，參謀長匯報并提出決心建議；與此同時，編隊指揮所的作戰(zhàn)參謀針對參謀長提出的決心建議，適時地組織各參戰(zhàn)兵力制定相應(yīng)的行動計劃，各參戰(zhàn)兵力根據(jù)需要相互之間可以進行協(xié)調(diào)與協(xié)作；最后，最高指揮官在聽取參謀長、各部門報告相關(guān)情況或發(fā)表意見的基礎(chǔ)上，經(jīng)過綜合分析，定下作戰(zhàn)決心；同時，編隊指揮所的作戰(zhàn)參謀盡可能快速地形成決心方案，并調(diào)整行動計劃，從而盡可能使決心方案形成與行動計劃制定趨于一體化完成。

信息化條件下編隊指揮所的作戰(zhàn)指揮決策，總體上是一個發(fā)揚集體智慧的過程，各類人員合力擬制多個方案，參謀長提出建議，最高指揮官定下決心，作戰(zhàn)參謀形成決心方案及組織制定行動計劃。但是，如果單就最高指揮官定下決心來看，本質(zhì)上卻是一個運用個人決策的過程。經(jīng)驗豐富的指揮官在面對不確定的戰(zhàn)場態(tài)勢時，往往敢于適當?shù)拿帮L險，進行及時的判斷，定下作戰(zhàn)決心，這是現(xiàn)代戰(zhàn)場上的常見現(xiàn)象。因此，對于作戰(zhàn)指揮人員，特別是最高指揮官，加強作戰(zhàn)指揮決策訓(xùn)練就具有了十分重要的意義。

4 結(jié)束語

信息化條件下，基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力成為戰(zhàn)斗力的基本形態(tài)，提高基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力成為打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭的客觀要求。本文運用復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論，從復(fù)雜自適應(yīng)的視角，針對信息化條件下海上編隊作戰(zhàn)指揮控制的兩個關(guān)鍵問題——指揮控制體系運作機制和作戰(zhàn)指揮決策方法進行了研究，提出了編隊作戰(zhàn)指揮優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)模型，給出了編隊指揮所的作戰(zhàn)指揮決策流程，從而為海上編隊有效提高基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力提供了一條新的途徑。

本文的研究成果，具有重要的現(xiàn)實意義。在未來的研究工作中，所涉及的很多關(guān)鍵技術(shù)，諸如基于定量分析的作戰(zhàn)指揮決策方法、艦艇作戰(zhàn)指揮中心的沖突協(xié)調(diào)方法等，還有待進一步深入研究。

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Research on Operational Command and Control of Warship Formation Based on CAS Theory

WANG Wei1，YE Qiang2，WANG Lei1，ZHAO Jian-hua1
（1.Dalian Naval Academy，Dalian 116013，China；2.Headquarters，Unit 91959 of PLA，Sanya 572000，China）

In view of the objective requirements to improve the systems operation power of the information system，this paper analyzes the marine formation command and control issue by utilizing Complex Adaptive System Theory.It puts forward an optimal control structural model for the marine formation based on CAS Theory，and presents an operational command decision-making procedure under the informationized conditions，which lay a theoretical basis for building an informationized formation operation command system and improving the operational command capability.

system-of-systems operation，complex adaptive system，command and control，operational decision-making，structural model

E843

A

1002-0640（2015）04-0161-04

2014-01-10

2014-03-09

國家自然科學(xué)基金資助項目（60971092）

王 瑋（1964- ），女，山東龍口人，博士后，教授。研究方向：編隊作戰(zhàn)指揮決策。