劉鳳增，肖兵，金宏斌，陳嘉勛

(1.空軍預(yù)警學(xué)院，湖北 武漢 430019；2.國防科技大學(xué)信息通信學(xué)院，湖北 武漢 430010)

0 引言

預(yù)警情報體系是信息化作戰(zhàn)體系的重要組成部分，目前存在著結(jié)構(gòu)不夠合理、作戰(zhàn)組織運用不夠靈活、資源沒有得到充分利用等問題，急需通過體系分析挖掘體系運行的內(nèi)在機理，發(fā)現(xiàn)制約體系能力提升的薄弱環(huán)節(jié)，從而為體系建設(shè)提供依據(jù)。預(yù)警情報體系的組成單元數(shù)量龐大、類型各異，單元間的交互關(guān)系多樣，形成了復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)，如何建立起結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系成為研究的一個難題。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)作為刻畫系統(tǒng)相互作用的基本工具，是構(gòu)建系統(tǒng)模型、研究系統(tǒng)性質(zhì)和功能的基礎(chǔ)[1]。Cares[2]利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論建立了信息時代的戰(zhàn)斗模型，提出衡量軍事網(wǎng)絡(luò)性能的統(tǒng)計方法，對作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)、演化以及網(wǎng)絡(luò)化效能進行了分析。譚躍進等[3-4]提出了基于作戰(zhàn)環(huán)的武器裝備體系結(jié)構(gòu)描述與建模方法，分析了體系拓撲結(jié)構(gòu)對體系能力的影響。譚東風(fēng)等人[5-8]將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論用于體系對抗、戰(zhàn)斗毀傷等方面的研究。

由于體系是系統(tǒng)之系統(tǒng)，利用單層網(wǎng)絡(luò)難以刻畫網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)系，因此超網(wǎng)絡(luò)理論被引入作戰(zhàn)體系研究。超網(wǎng)絡(luò)被稱為網(wǎng)絡(luò)之網(wǎng)絡(luò)，是由多層網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)間關(guān)系構(gòu)成的更高層次的網(wǎng)絡(luò)[9]，與作戰(zhàn)體系具有結(jié)構(gòu)相似性。胡曉峰等[10-12]構(gòu)建了包含物理域、信息域與認知域三層網(wǎng)絡(luò)的體系作戰(zhàn)超網(wǎng)絡(luò)模型，并對體系能力、作戰(zhàn)指揮與協(xié)同機理進行了實證分析。藍羽石等人[13]基于超網(wǎng)絡(luò)理論提出了網(wǎng)絡(luò)中心化C4ISR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型和分析方法，王飛等人[14-15]針對武器裝備體系進行了超網(wǎng)絡(luò)建模，并結(jié)合仿真實驗分析了體系的特性。超網(wǎng)絡(luò)理論在以上工作的應(yīng)用中，不僅能夠刻畫體系內(nèi)外部的交互關(guān)系，體現(xiàn)軍事系統(tǒng)的功能，而且能夠表現(xiàn)節(jié)點的異質(zhì)性、鏈路多重性以及拓撲的時變性，展現(xiàn)了較好的應(yīng)用前景。

本文在以上工作的基礎(chǔ)上，將超網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用于預(yù)警情報體系建模，定義了體系的超網(wǎng)絡(luò)模型，給出了模型實例化的方法，并基于網(wǎng)絡(luò)測度指標(biāo)對體系結(jié)構(gòu)與情報保障效能的關(guān)系、體系的抗毀性等進行了仿真分析。

1 預(yù)警情報體系的超網(wǎng)絡(luò)模型

1.1 預(yù)警情報體系的網(wǎng)絡(luò)抽象

預(yù)警情報體系是作戰(zhàn)體系的一部分，其作戰(zhàn)任務(wù)是預(yù)警情報保障，即獲取目標(biāo)的情報并將其傳遞給合適的情報用戶。從信息域觀察，預(yù)警情報體系的信息流程如圖1所示，體系中的各類情報獲取單元獲取目標(biāo)的原始情報信息，然后將原始情報信息匯聚到情報處理中心進行融合、比對等操作后形成情報產(chǎn)品，情報服務(wù)單元將情報產(chǎn)品提供給情報用戶使用[16]。由于情報服務(wù)單元一般與情報處理單元同地部署，可視為是同一作戰(zhàn)單元。

圖1 預(yù)警情報體系的情報流程圖Fig.1 Intelligence flow chart of EWISoS

可以看到，預(yù)警情報體系與情報用戶和目標(biāo)都存在著相依關(guān)系，其作戰(zhàn)效能不僅與自身結(jié)構(gòu)相關(guān)，也與外部的相互作用關(guān)系存在關(guān)聯(lián)。超網(wǎng)絡(luò)模型在單個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更關(guān)注網(wǎng)絡(luò)間的相依關(guān)系，對于復(fù)雜系統(tǒng)的描述更為準(zhǔn)確。因此，可利用超網(wǎng)絡(luò)理論刻畫預(yù)警情報體系的組成單元和內(nèi)外部相互作用關(guān)系。如圖2所示，將預(yù)警情報體系中的情報處理單元、情報獲取單元以及外部的情報用戶和目標(biāo)抽象為節(jié)點，將預(yù)警情報體系內(nèi)部的信息交互關(guān)系、情報獲取單元與目標(biāo)間的情報獲取關(guān)系、情報處理單元與情報用戶間的情報服務(wù)關(guān)系、情報用戶間的信息交互關(guān)系、目標(biāo)間的交互關(guān)系抽象為邊，構(gòu)成了包含預(yù)警情報網(wǎng)、情報用戶網(wǎng)、目標(biāo)網(wǎng)的超網(wǎng)絡(luò)模型。

1.2 體系超網(wǎng)絡(luò)模型的定義

對預(yù)警情報體系的超網(wǎng)絡(luò)模型進行準(zhǔn)確定義，包括節(jié)點定義、功能網(wǎng)絡(luò)定義和相依邊定義[16]。

圖2 體系超網(wǎng)絡(luò)模型概念視圖Fig.2 Conceptual view of SoS super network model

定義1：節(jié)點是作戰(zhàn)中各類實體或單元的抽象。預(yù)警情報體系的超網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)功能可劃分為情報獲取節(jié)點S、情報處理節(jié)點P、情報用戶節(jié)點U和目標(biāo)節(jié)點T。情報獲取節(jié)點是雷達、光電探測設(shè)備、聲吶等作戰(zhàn)實體的抽象，具有目標(biāo)探測或情報獲取功能。情報處理節(jié)點是情報處理中心或站點的抽象，能夠匯集和處理目標(biāo)信息并生成情報產(chǎn)品。情報用戶節(jié)點是指揮機構(gòu)、行動分隊、武器平臺等作戰(zhàn)實體的抽象。目標(biāo)節(jié)點是對各類敵方威脅目標(biāo)的抽象。

定義2：功能網(wǎng)絡(luò)是節(jié)點按照一定關(guān)系連接形成的具有特定功能的網(wǎng)絡(luò)，是功能系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化抽象，是超網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)絡(luò)。

僅考慮信息交互關(guān)系，可定義預(yù)警情報網(wǎng)、情報用戶網(wǎng)及目標(biāo)網(wǎng)等3類功能網(wǎng)絡(luò)。預(yù)警情報網(wǎng)是由情報處理節(jié)點和情報獲取節(jié)點按照信息交互關(guān)系連接構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，功能是獲取目標(biāo)情報并提供情報服務(wù)。情報用戶網(wǎng)是由情報用戶節(jié)點按照信息交互關(guān)系構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，功能是對威脅目標(biāo)進行處置。目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是由目標(biāo)節(jié)點按照信息交互關(guān)系構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，功能是按照敵方意圖實施作戰(zhàn)。

預(yù)警情報網(wǎng)可用二元組GSP=(VSP,ESP)表示，其中VSP=VS∪VP，VS是情報獲取節(jié)點的集合，VP是情報處理節(jié)點的集合。ESP?VS×VP∪VP×VP是邊的集合，×表示笛卡爾積，任意邊(v1,v2)∈ESP表示節(jié)點v1將情報信息傳遞給了節(jié)點v2。

情報用戶網(wǎng)可用二元組GU=(VU,EU)表示，其中VU是情報用戶節(jié)點的集合，EU?VU×VU是邊的集合。任意邊(v1,v2)∈EU表示情報用戶節(jié)點v1將情報信息傳遞給了用戶節(jié)點v2。

目標(biāo)網(wǎng)可用二元組GT=(VT,ET)表示，其中VT是目標(biāo)節(jié)點的集合，ET?VT×VT是邊的集合。當(dāng)ET=?時，表示孤立節(jié)點對我方造成威脅；當(dāng)ET≠?時，表示敵方體系與我方體系進行對抗，

定義3：相依邊是某一功能網(wǎng)絡(luò)為實現(xiàn)特定功能與其他功能網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的交互關(guān)系的抽象。

3類功能網(wǎng)絡(luò)間共有情報獲取邊、情報服務(wù)邊、處置邊等3類相依邊。情報獲取邊表示預(yù)警情報網(wǎng)絡(luò)為實現(xiàn)預(yù)警功能必須通過情報獲取節(jié)點探測到目標(biāo)的位置、狀態(tài)等信息；情報服務(wù)邊表示情報用戶進行作戰(zhàn)決策或火力打擊依賴于情報處理節(jié)點提供的目標(biāo)情報信息；處置邊表示情報用戶為實現(xiàn)自我防護、殺傷敵方的作戰(zhàn)目的需對目標(biāo)進行有效處置。

用ETS=VT×VS表示情報獲取邊集合，任意邊(v1,v2)∈ETS表示目標(biāo)節(jié)點v1可被情報獲取節(jié)點v2探測到。用EPU=VP×VU表示情報服務(wù)邊集合，任意邊(v1,v2)∈EPU表示情報處理節(jié)點v1為情報用戶節(jié)點v2提供情報服務(wù)。用EUT=VU×VT表示處置邊集合，任意邊(v1,v2)∈EUT表示情報用戶節(jié)點v1對目標(biāo)節(jié)點v2進行作戰(zhàn)處置。

定義4：預(yù)警情報體系的超網(wǎng)絡(luò)模型是一個三元數(shù)組G=(V,E,F)，其中V=VS∪VP∪VU∪VT是節(jié)點的集合，E=ESP∪EU∪ET∪ETS∪EPU∪EUT是邊的集合，F(xiàn)=FV∪FE，F(xiàn)V是節(jié)點屬性描述函數(shù)，F(xiàn)E是邊屬性描述函數(shù)，根據(jù)研究需要可為每個節(jié)點和邊維護不同的屬性。

當(dāng)僅關(guān)注G的結(jié)構(gòu)時，在數(shù)學(xué)上可將G表示為圖和鄰接矩陣A(G)=(aij)N×N，其中N=|V|表示所有節(jié)點的數(shù)量。aij=0表示節(jié)點i和節(jié)點j之間沒有邊連接，aij=1表示節(jié)點i指向節(jié)點j的連接。若節(jié)點i和j之間存在雙向連接，則有aij=aji=1。圖3a)和3b)分別給出了一個簡單網(wǎng)絡(luò)模型的圖表示和鄰接矩陣表示。

1.3 體系超網(wǎng)絡(luò)模型的實例化

可通過基于數(shù)據(jù)生成、基于規(guī)則生成等方式對預(yù)警情報體系的超網(wǎng)絡(luò)模型進行實例化。由于數(shù)據(jù)來源于實戰(zhàn)、演習(xí)或仿真推演，前者存在著數(shù)據(jù)獲取困難、代價較高的缺陷；后者通過分析實際體系提煉生成規(guī)則，可根據(jù)研究需要生成不同規(guī)模、不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，支持對體系的探索性分析。這里采取基于規(guī)則的方式對模型進行實例化，生成步驟和演化規(guī)則如下[16]：

(1) 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置

①設(shè)定網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，分別設(shè)定節(jié)點S、節(jié)點P、節(jié)點U、節(jié)點T的數(shù)量NS，NP，NU，NT，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模N=NS+NP+NU+NT。②設(shè)定節(jié)點間連接概率，設(shè)定S節(jié)點與P節(jié)點間的連接概率PSP，P節(jié)點間的連接概率PPP，U節(jié)點間的連接概率PUU，T節(jié)點與S節(jié)點間的連接概率PTS，P節(jié)點與U節(jié)點間的連接概率PPU，U節(jié)點與T節(jié)點間的連接概率pUT。③節(jié)點參數(shù)設(shè)置,設(shè)定P節(jié)點的連接容量cP，S節(jié)點的容量cS。④其他結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置，設(shè)定情報用戶網(wǎng)的指揮層級和指揮跨度。

(2) 預(yù)警情報網(wǎng)生成

(3) 情報用戶網(wǎng)生成

①隨機選取一個情報用戶節(jié)點作為根節(jié)點，標(biāo)記層級為1；按照指揮跨度向根節(jié)點添加節(jié)點，標(biāo)記層級為2；逐層添加節(jié)點并標(biāo)記層級，直到所有情報用戶節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)。②標(biāo)記所有的葉子節(jié)點，作為打擊單元，執(zhí)行對目標(biāo)的打擊任務(wù)。③針對沒有直接連接的U節(jié)點對，以概率PUU隨機建立連接關(guān)系，PUU=0表示情報用戶網(wǎng)為傳統(tǒng)的樹狀結(jié)構(gòu)，PUU=1表示完全網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，0

(4) 目標(biāo)網(wǎng)生成

可采取情報用戶網(wǎng)的生成方式生成目標(biāo)網(wǎng)。在不考慮目標(biāo)網(wǎng)上的行為時，可表示為一組沒有連邊的孤立節(jié)點。

(5) 建立情報獲取邊

針對NT×NS個TS節(jié)點對，按照概率PTS隨機建立連接。每個S節(jié)點最多與cS個T節(jié)點連接。

(6) 建立情報服務(wù)邊

針對NP×NU個PU節(jié)點對，按照概率PPU隨機建立連接。

(7) 建立處置邊

(8) 網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)則

1) 網(wǎng)絡(luò)增長

對于節(jié)點增長，按照節(jié)點類型加入功能網(wǎng)絡(luò)，按照上述連接概率建立新節(jié)點與其他節(jié)點的連接；對于邊增長，按照設(shè)定的增長概率添加未連接節(jié)點對之間的邊；

2) 網(wǎng)絡(luò)毀傷

首先按照一定規(guī)則(如度最大優(yōu)先、介數(shù)最大優(yōu)先)或毀傷概率選取要毀傷的節(jié)點或邊，然后從網(wǎng)絡(luò)刪除節(jié)點和邊。

3) 網(wǎng)絡(luò)修復(fù)

對于毀傷的邊，相關(guān)的節(jié)點按照設(shè)定的重連概率連接到其他節(jié)點；對于毀傷的節(jié)點，按照戰(zhàn)損修復(fù)率添加新的節(jié)點，并按照連接概率連接到已有節(jié)點。

以上過程中，通過連接概率控制生成不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點間的連接情況可表征網(wǎng)絡(luò)能力，其中PSP表征了預(yù)警情報體系的情報組網(wǎng)能力，PPP表征了預(yù)警情報體系的情報協(xié)同處理能力，PTS表征了預(yù)警情報體系的情報獲取能力，PPU表征了預(yù)警情報體系的情報服務(wù)能力。

2 預(yù)警情報體系超網(wǎng)絡(luò)測度指標(biāo)

2.1 情報效能指標(biāo)

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)理論認為由偵察、決策、打擊及敵方目標(biāo)構(gòu)成的閉合回路是產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)化效能的源泉。對于預(yù)警情報體系超網(wǎng)絡(luò)，起于節(jié)點T并終于節(jié)點T的閉合回路，表示預(yù)警情報體系不但獲得了目標(biāo)的情報信息，并且傳遞給了恰當(dāng)?shù)那閳笥脩簦蛊鋵υ撃繕?biāo)產(chǎn)生了影響。僅獲取目標(biāo)情報而沒有在恰當(dāng)?shù)臅r間傳遞給恰當(dāng)?shù)那閳笥脩簦蛘吣繕?biāo)在某個情報用戶的處置能力范圍內(nèi)而該情報用戶卻沒有獲得情報，都是無法產(chǎn)生作戰(zhàn)價值的。因此，圍繞目標(biāo)節(jié)點T的環(huán)路可體現(xiàn)預(yù)警情報體系的情報保障效能，將該環(huán)路定義為情報效能環(huán)。預(yù)警情報體系的效能與情報效能環(huán)的數(shù)量成正比，與情報效能環(huán)的長度成反比，因此將情報效能指標(biāo)量化為

(1)

式中：Ci為圍繞第i個目標(biāo)節(jié)點T的情報效能環(huán)集合；|c|為某個情報效能環(huán)的長度。

(2)

2.2 節(jié)點重要度指標(biāo)

挖掘網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點對于網(wǎng)絡(luò)防護具有重要意義。衡量節(jié)點重要度的指標(biāo)有度、介數(shù)、接近度、特征向量等，這里采取度指標(biāo)和介數(shù)指標(biāo)。節(jié)點的度是該節(jié)點擁有相鄰節(jié)點的數(shù)目，是一個局部指標(biāo)，計算較為簡單。節(jié)點度值越大，說明與該節(jié)點信息交互的關(guān)系越多，節(jié)點重要度就越高。節(jié)點vi的度記為

(3)

介數(shù)的一般定義是網(wǎng)絡(luò)中所有最短路徑中經(jīng)過某一節(jié)點的數(shù)量，刻畫了節(jié)點對最短路徑傳輸信息的控制能力。在預(yù)警情報體系的超網(wǎng)絡(luò)模型中，一些節(jié)點間的最短路徑并沒有明確的含義。上述定義的情報效能環(huán)表征了網(wǎng)絡(luò)的作戰(zhàn)效能，因此可將介數(shù)定義為經(jīng)過節(jié)點的最短情報效能環(huán)的數(shù)量，記介數(shù)為B(v)，有

(4)

2.3 抗毀性指標(biāo)

抗毀性反映了網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在自然失效或遭受外界打擊的情況下維持其功能的能力。根據(jù)Vito Latora等[18]在對美國光纖網(wǎng)、波士頓地鐵網(wǎng)等進行實證分析時提出的網(wǎng)絡(luò)易毀性定義，預(yù)警情報體系超網(wǎng)絡(luò)的抗毀性可定義為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點被移除后網(wǎng)絡(luò)整體能力的留存比例，即

(5)

式中：INV(G,D)為取值區(qū)間為[0,1]的函數(shù)；Φ為網(wǎng)絡(luò)能力的度量函數(shù)；Φ(G)表示網(wǎng)絡(luò)G在能力度量函數(shù)Φ下的原始能力值；Φ(G,D)表示網(wǎng)絡(luò)G在受到攻擊D后留存的能力值。

在不同的研究領(lǐng)域，針對不同網(wǎng)絡(luò)的能力度量方式不同，這里采用情報效能指標(biāo)(式(2))作為度量函數(shù)Φ。D指網(wǎng)絡(luò)受到的攻擊，一般是以一定的規(guī)則將節(jié)點移除作為攻擊策略來觀察網(wǎng)絡(luò)性能的變化。應(yīng)用比較廣泛的攻擊策略有隨機攻擊和蓄意攻擊，隨機攻擊不區(qū)分節(jié)點的重要度，對節(jié)點進行隨機移除；蓄意攻擊根據(jù)度、介數(shù)等指標(biāo)對節(jié)點的重要性進行排序，按排序先后移除節(jié)點。

3 仿真實驗與分析

在Matlab 2018a軟件平臺上開展仿真實驗，計算機的處理器為Intel i7-3470@3.4 GHz，內(nèi)存為8 Gbit。實驗參數(shù)設(shè)置為：NS=40，NP=10，NU=30，NT=30，指揮層級為3，指揮跨度為7，cP=10，cS=20，初始連接概率參照實際情況設(shè)置為PTS=0.1，PSP=0.2，PPP=0.3，PUU=0.1，PPU=0.2，PUT=0.1。

3.1 情報效能分析

為分析結(jié)構(gòu)對情報效能的影響，分別進行以下3組實驗：①預(yù)警情報網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對情報效能的影響實驗，令PPP∈[0,1]，PSP∈[0,1]，取值間隔均為0.02，其他參數(shù)保持不變，觀察情報效能指標(biāo)IoC隨{PPP,PSP}的變化；②預(yù)警情報網(wǎng)內(nèi)外部結(jié)構(gòu)的聯(lián)合影響實驗，對于4組參數(shù){PTS,PPP}，{PPU,PPP}，{PTS,PSP}，{PPU,PSP}，每個參數(shù)的取值區(qū)間均為[0，1]，取值間隔均為0.02，分別考察情報效能指標(biāo)IoC隨每組參數(shù)的變化；③預(yù)警情報網(wǎng)絡(luò)外部結(jié)構(gòu)對情報效能的影響實驗，令PTS∈[0,1]，PPU∈[0,1]，取值間隔均為0.02，其他參數(shù)保持不變，觀察情報效能指標(biāo)IoC隨{PTS,PPU}的變化。為避免隨機性的影響，每組參數(shù)實驗分別進行100次，實驗結(jié)果取平均后如圖4所示。

在第1組實驗中(圖4a))，IoC隨著PSP增大而增長明顯，隨著PPP增大而變化平緩；在PSP>0，PPP=0時，IoC并不等于0；在PSP≤0.12時，IoC增長較快，并呈現(xiàn)增速隨PSP衰減的特點。

在第2組實驗中，圖4b)，4c)表明，IoC隨著PTS,PPU增大而增長明顯，隨著PPP增大而變化平緩；在PTS>0或PPU>0，PPP=0時，IoC并不等于0；在PSP≤0.06時，IoC增長較快，隨后IoC變化極??；在PPU≤0.18時，IoC增長較快，并呈現(xiàn)增速隨PPU減小的情況。圖4d),4e)表明，IoC隨著PTS，PPU，PSP增大均增長明顯，其中PTS的影響大于PSP，PSP的影響大于PPU。當(dāng)PTS或PPU保持不變時，提升PSP可使IoC增大，反之亦然。

在第3組實驗中，圖4f)表明IoC隨著PTS，PPU增大均增長明顯，PTS的影響大于PPU。當(dāng)PTS保持不變時，提升PPU可使IoC增大，反之亦然。

從以上實驗結(jié)果分析中，可以得到以下結(jié)論：①情報效能隨連接概率呈現(xiàn)增長先快后慢的特點，說明在體系的薄弱環(huán)節(jié)投入資源能夠獲得較高的效益；②當(dāng)連接概率超過某一閾值時，情報效能不再有明顯增長，此時投入資源產(chǎn)生的效益較低；③不同因素對情報效能的影響不同，在各項能力都較弱時，相對于情報組網(wǎng)能力，提升情報獲取能力使情報效能的增長更快；相對于情報服務(wù)能力，提升情報組網(wǎng)能力使情報效能的增長更快；④情報獲取能力、情報組網(wǎng)能力及情報服務(wù)能力之間存在協(xié)同作用，通過提升其中一種能力可在一定程度上彌補其他能力的不足；⑤當(dāng)情報獲取能力、情報組網(wǎng)能力或情報服務(wù)能力為0時，情報效能也為0，說明三者為影響情報效能的關(guān)鍵因素，同理，情報協(xié)同處理能力為非關(guān)鍵因素。

圖4 情報效能與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的關(guān)系Fig.4 Relationship between intelligence effectiveness and network structure

3.2 體系抗毀性分析

為分析預(yù)警情報體系的抗毀性，首先按照初始實驗參數(shù)生成100個網(wǎng)絡(luò)，針對每個網(wǎng)絡(luò)開展3組實驗：①隨機攻擊實驗，隨機選取10個節(jié)點，依次從網(wǎng)絡(luò)中刪除，觀察抗毀性指標(biāo)的變化。為避免隨機性的影響，針對每一個網(wǎng)絡(luò)的攻擊實驗均重復(fù)1 000次；②度優(yōu)先攻擊實驗，首先對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點按照度指標(biāo)進行排序，選取排序靠前的10個節(jié)點，依次從網(wǎng)絡(luò)中刪除，觀察抗毀性指標(biāo)的變化；③介數(shù)優(yōu)先攻擊實驗，對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點按照改進后的介數(shù)指標(biāo)進行排序，選取排序靠前的10個節(jié)點，依次從網(wǎng)絡(luò)中刪除，觀察抗毀性指標(biāo)的變化。100個網(wǎng)絡(luò)的實驗結(jié)果取平均后如圖5所示。

圖5 抗毀性實驗結(jié)果Fig.5 Result of invulnerability experiment

從圖5中可以看到，在隨機攻擊中，網(wǎng)絡(luò)能力隨著攻擊節(jié)點數(shù)的增加緩慢減少，在攻擊節(jié)點數(shù)達到10個時，仍保有85.3%的能力，說明預(yù)警情報體系網(wǎng)絡(luò)具有較好的抗隨機攻擊能力。在度優(yōu)先攻擊和介數(shù)優(yōu)先攻擊中，網(wǎng)絡(luò)能力隨著攻擊節(jié)點數(shù)的增加迅速減小，在攻擊節(jié)點數(shù)達到10個時，網(wǎng)絡(luò)能力近乎為0，說明預(yù)警情報體系網(wǎng)絡(luò)在蓄意攻擊中抗毀性較差。進一步分析發(fā)現(xiàn)，通過度指標(biāo)或介數(shù)指標(biāo)排序獲得的重要節(jié)點大多數(shù)為情報處理節(jié)點，少量為情報獲取節(jié)點。因此，在作戰(zhàn)中應(yīng)當(dāng)加強情報處理節(jié)點的安全防護，在遭到攻擊后迅速補充人員裝備或啟用備份節(jié)點，以維持預(yù)警情報體系能力。

4 結(jié)束語

預(yù)警情報體系是具有網(wǎng)絡(luò)化特征的復(fù)雜系統(tǒng)，由于其組成單元數(shù)量龐大，交互關(guān)系復(fù)雜多樣，難以對其能力進行定量分析。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是研究復(fù)雜系統(tǒng)、刻畫系統(tǒng)相互作用的基本工具，其中，超網(wǎng)絡(luò)對于體系的層次性、節(jié)點異質(zhì)性、鏈路多重性等具有更好的描述能力。本文將超網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用到預(yù)警情報體系研究中，對體系進行網(wǎng)絡(luò)化抽象并定義了體系超網(wǎng)絡(luò)模型，提出了網(wǎng)絡(luò)實例化的方法。通過仿真實驗探索了結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不同因素對情報效能的影響有所不同，情報獲取能力、情報組網(wǎng)能力、情報服務(wù)能力是提高情報效能的關(guān)鍵因素，在體系的薄弱環(huán)節(jié)投入資源將產(chǎn)生更高的效益；針對隨機攻擊體系具有較高的抗毀性，針對蓄意攻擊體系抗毀性較差，需要對情報處理節(jié)點加強安全防護。實驗結(jié)果與經(jīng)驗判斷具有一致性，表明模型和分析方法是有效的。實驗結(jié)論對于預(yù)警情報體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化和作戰(zhàn)運用具有一定的參考價值。