曹冠平

（1.駐石河子大學(xué)國防生選培辦 石河子 832003）（2.軍事科學(xué)院 北京 100091）

1 引言

聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系是指揮員及其指揮機關(guān)實施指揮的組織基礎(chǔ)，是整個作戰(zhàn)體系的核心，體系的效能事關(guān)作戰(zhàn)勝負。結(jié)構(gòu)決定功能，指揮體系效能不僅與體系中各作戰(zhàn)要素的屬性、要素之間的交互關(guān)系相關(guān)，而且與體系的拓撲結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系包含的作戰(zhàn)要素眾多，要素間交互頻繁，體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是一個典型的復(fù)雜巨系統(tǒng)。如何對體系效能進行評估分析是當前研究的難點和熱點。在信息系統(tǒng)的支撐下，指揮體系中各作戰(zhàn)要素能夠無縫鏈接，體系呈現(xiàn)出扁平網(wǎng)絡(luò)狀，具有典型的網(wǎng)絡(luò)化特征。由此，學(xué)者們將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論運用到體系結(jié)構(gòu)效能研究當中，取得了大量成果［1-4］。Cares提出基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的交戰(zhàn)模型，將作戰(zhàn)體系分解為控制環(huán)、催化控制環(huán)、催化競爭控制環(huán)和交戰(zhàn)環(huán)四類元模型，并采用網(wǎng)絡(luò)效能系數(shù)對體系效能進行評估［5］。Alidade公司以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)交戰(zhàn)模型為基礎(chǔ)，對反潛、反艦等作戰(zhàn)體系的效能進行了評估分析。譚躍進在交戰(zhàn)模型基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于作戰(zhàn)環(huán)的綜合評價指數(shù)，并以此對作戰(zhàn)體系效能進行評估［6］。劉健提出基于行為的交戰(zhàn)模型，并以此為基礎(chǔ)評估作戰(zhàn)體系效能［7］。白亮提出控制環(huán)和行動節(jié)奏的概念，設(shè)計了作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)效能評估若干指標［8］。狄鵬以網(wǎng)絡(luò)中的作戰(zhàn)環(huán)數(shù)為指標，研究分析了除去節(jié)點和邊后網(wǎng)絡(luò)模型的魯棒性和脆弱性［9］。李茂林構(gòu)建了作戰(zhàn)體系的網(wǎng)絡(luò)模型，將最大連通分支的大小和平均路徑長度作為度量標準衡量體系效能［10］。齊燕博提出節(jié)點和鏈路平均的網(wǎng)絡(luò)化效能系數(shù)，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)度分布、聚集系數(shù)等指標對作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的效能進行了分析［11］。

然而，已有模型及其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)評價方法存在以下不足：一是Cares在對體系結(jié)構(gòu)效能分析時，將體系按功能分解為四類功能環(huán)元模型，忽略了體系中作戰(zhàn)節(jié)點間協(xié)同和信息共享，難以表征體系的全部功能環(huán)，無法全面地對體系網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行評價；二是已有研究多采用網(wǎng)絡(luò)效能系數(shù)衡量體系效能，當網(wǎng)絡(luò)中環(huán)的數(shù)量相同，環(huán)所經(jīng)歷的節(jié)點和邊數(shù)也相同時，網(wǎng)絡(luò)效能系數(shù)將“失效”。

因此，本文構(gòu)建了聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型，并將指揮體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)按功能分解為聯(lián)合探測環(huán)、信息共享環(huán)、聯(lián)合決策環(huán)、聯(lián)合指控環(huán)、聯(lián)合響應(yīng)環(huán)和復(fù)合環(huán)六類拓撲環(huán)元模型，同時，融合網(wǎng)絡(luò)最大特征值和平均路徑長度構(gòu)建了新的體系結(jié)構(gòu)效能評估指標。在此基礎(chǔ)上，提出基于拓撲環(huán)的指揮體系結(jié)構(gòu)效能評估方法，分析指揮體系網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與效能的關(guān)系，為提升聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能，優(yōu)化完善指揮體系結(jié)構(gòu)提供理論指導(dǎo)。

2 聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)建模

2.1 作戰(zhàn)節(jié)點建模

聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系是一個集信息獲取、信息處理、作戰(zhàn)籌劃、指揮控制、信息響應(yīng)等功能為一體的復(fù)雜系統(tǒng)。從信息流動的角度看，聯(lián)合作戰(zhàn)指揮是一個從信息獲取開始、經(jīng)信息融合處理，再到信息使用的過程，體系中的作戰(zhàn)節(jié)點可分為四類，即信息獲取節(jié)點、信息處理節(jié)點、決策控制節(jié)點和信息響應(yīng)節(jié)點。

2.1.1 信息獲取節(jié)點

信息獲取節(jié)點是具有探測、搜索等功能的作戰(zhàn)單元，主要包括各級各類情報偵察力量。信息獲取節(jié)點可用一個六元組表示：C::=。其中，ID為信息獲取節(jié)點的編號；Location表示信息獲取節(jié)點的位置；Type表示信息獲取節(jié)點獲取信息的類別；Ve?locity表示信息獲取節(jié)點獲取信息的速率；Veracity表示信息獲取節(jié)點獲取信息的準確度；Scope表示信息獲取節(jié)點獲取信息的范圍。

2.1.2 信息處理節(jié)點

信息處理節(jié)點是具有對作戰(zhàn)情報信息進行綜合處理功能的作戰(zhàn)單元，主要包括各級各類信息處理中心。信息處理節(jié)點可用一個五元組表示：P::=。其中，ID為信息處理節(jié)點的編號；Location表示信息處理節(jié)點的位置；Type表示信息處理節(jié)點處理信息的類別；Velocity表示信息處理節(jié)點處理信息的速率；Delay表示信息處理節(jié)點信息處理的平均時延。

2.1.3 決策控制節(jié)點

決策控制節(jié)點是具有根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢制定作戰(zhàn)構(gòu)想、作戰(zhàn)方案和作戰(zhàn)計劃功能，并能通過命令對所屬部隊實施指揮控制的作戰(zhàn)單元，主要包括各級各類指揮控制中心。決策控制節(jié)點可用一個七元組表示：D::=。其中，ID為決策控制節(jié)點的編號；Location表示決策控制節(jié)點的位置；Level表示決策控制節(jié)點在指揮體系中所處的層級，層級越高代表節(jié)點越重要；Type表示決策控制節(jié)點處理信息的類別；Velocity表示決策控制節(jié)點處理信息的速率；Delay表示決策控制節(jié)點進行作戰(zhàn)決策的平均時延；Const表示決策控制節(jié)點對信息保障的要求。

2.1.4 信息響應(yīng)節(jié)點

信息響應(yīng)節(jié)點是具有根據(jù)決策控制節(jié)點的作戰(zhàn)指令做出行動響應(yīng)的作戰(zhàn)單元，主要為各作戰(zhàn)部隊。信息響應(yīng)節(jié)點可用一個五元組表示：A::=。ID為信息響應(yīng)節(jié)點的編號；Location表示信息響應(yīng)節(jié)點的位置；Area表示信息響應(yīng)節(jié)點的作戰(zhàn)范圍；Ability表示信息響應(yīng)節(jié)點的作戰(zhàn)能力；Const表示信息響應(yīng)節(jié)點對信息保障的要求。

2.2 節(jié)點關(guān)系建模

節(jié)點關(guān)系是指節(jié)點之間的相互聯(lián)系和相互作用，從信息流動的角度分析，指揮體系內(nèi)各作戰(zhàn)節(jié)點之間的關(guān)系本質(zhì)都是不同類型信息在各節(jié)點之間的有效傳輸。因此，節(jié)點關(guān)系R可以用如下四元組表示。R::=。其中，Type表示作戰(zhàn)節(jié)點的類型；Delay表示信息傳遞的平均時延；Accuracy表示信息傳輸?shù)臏蚀_率；Distance表示信息傳遞節(jié)點之間的距離。各作戰(zhàn)節(jié)點之間的關(guān)系可分為四類：信息傳遞關(guān)系、情報保障關(guān)系、指揮控制關(guān)系和作戰(zhàn)協(xié)同關(guān)系。

2.2.1 信息傳遞關(guān)系

信息傳遞關(guān)系存在于信息獲取節(jié)點和信息處理節(jié)點之間，是對信息獲取節(jié)點和信息處理節(jié)點根據(jù)作戰(zhàn)需要開展的信息交互的抽象。一方面，信息獲取節(jié)點將收集的作戰(zhàn)信息傳遞給信息處理節(jié)點；另一方面，信息處理節(jié)點根據(jù)作戰(zhàn)需要向信息獲取節(jié)點傳遞信息收集相關(guān)信息。信息傳遞關(guān)系是雙向的，可以通過信息獲取節(jié)點集合C和信息處理節(jié)點集合P的二元關(guān)系進行描述，信息傳遞關(guān)系：，且有：，

2.2.2 情報保障關(guān)系

情報保障關(guān)系存在于信息處理節(jié)點和決策控制節(jié)點之間，是信息處理節(jié)點和決策控制節(jié)點間信息交互的抽象。一方面，信息處理節(jié)點將處理后的情報傳遞給決策控制節(jié)點，供決策控制節(jié)點進行作戰(zhàn)決策和指揮控制使用；另一方面，決策控制節(jié)點根據(jù)作戰(zhàn)需要向信息處理節(jié)點提供其他相關(guān)情報信息。情報保障關(guān)系是雙向的，可以通過信息處理節(jié)點集合P和決策控制節(jié)點集合D的二元關(guān)系進行描述，情報保障關(guān)系：，且有：

2.2.3 指揮控制關(guān)系

指揮控制關(guān)系存在于上下級決策控制節(jié)點，決策控制節(jié)點與信息處理節(jié)點以及決策控制節(jié)點與信息響應(yīng)節(jié)點之間，是他們之間作戰(zhàn)方案計劃和指揮控制命令下達以及作戰(zhàn)信息反饋的抽象。指揮控制關(guān)系可以分別通過決策控制節(jié)點集合D，決策控制節(jié)點集合D和信息處理節(jié)點集合P，以及策控制節(jié)點集合D和信息響應(yīng)節(jié)點集合A的二元關(guān)系進行描述，上下級決策控制節(jié)點之間的指揮控制關(guān)系表示為，決策控制節(jié)點和信息處理節(jié)點之間的指控制關(guān)系表示為，決策控制節(jié)點與信息響應(yīng)節(jié)點之間的指揮控制關(guān)系表示為，有：，且：。

2.2.4 作戰(zhàn)協(xié)同關(guān)系

作戰(zhàn)協(xié)同關(guān)系存在于信息獲取節(jié)點、信息處理節(jié)點、決策控制節(jié)點以及信息響應(yīng)節(jié)點之間，是對作戰(zhàn)節(jié)點相互間信息交互的抽象，不同類型節(jié)點間的協(xié)同具有不同的含義。信息獲取節(jié)點之間的協(xié)同是在信息處理節(jié)點的參與下所進行的聯(lián)合探測，用表示；信息處理節(jié)點之間的協(xié)同表現(xiàn)為信息處理節(jié)點間的情報共享，用表示；決策控制節(jié)點之間的協(xié)同表現(xiàn)為決策控制節(jié)點之間的協(xié)同決策，用表示；信息響應(yīng)節(jié)點之間的協(xié)同表現(xiàn)為信息響應(yīng)節(jié)點之間的協(xié)同打擊，用表示。作戰(zhàn)協(xié)同關(guān)系具有雙向性，可統(tǒng)一用表示，其中nt=c|p|d|a，為作戰(zhàn)協(xié)同關(guān)系的節(jié)點類型，有：，其中，Nnt表示相應(yīng)類型作戰(zhàn)協(xié)同節(jié)點的集合，Nnt=C|P|D|A。

2.3 聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型

如果將指揮體系中各作戰(zhàn)節(jié)點抽象為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，作戰(zhàn)節(jié)點之間的關(guān)系抽象為網(wǎng)絡(luò)的邊，則整個指揮體系就可抽象為一個網(wǎng)絡(luò)。指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型可表示為G={V，L}。其中，V=C∪P∪D∪A表示作戰(zhàn)節(jié)點的集合，L表示節(jié)點之間關(guān)系的集合。根據(jù)功能的不同，指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型可分為3個功能不同的邏輯網(wǎng)絡(luò)：信息感知網(wǎng)絡(luò)GSC、決策控制網(wǎng)絡(luò)GSD、信息響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)GSA。

信息感知網(wǎng)絡(luò)是實施信息獲取和信息處理的邏輯網(wǎng)絡(luò)。GSC=(VSC，ESC)，其中，VSC=C∪P為情報獲取節(jié)點和情報處理節(jié)點的集合；ESC={(vi，vj)}，i，j=1，2，…，n為節(jié)點間關(guān)系的集合，主要為。

決策控制網(wǎng)絡(luò)是實施運籌決策和指揮控制的邏輯網(wǎng)絡(luò)。GSD=(VSD，ESD)，其中，VSD=D為決策控制節(jié)點的集合；ESD={(vi，vj)}，i，j=1，2，…，n為節(jié)點間關(guān)系的集合。主要為。

信息響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)是實施具體作戰(zhàn)行動的邏輯網(wǎng)絡(luò)。GSA=(VSA，ESA)，其中，VSA=A為信息響應(yīng)節(jié)點的集合；ESA={(vi，vj)}，i，j=1，2，…，n為節(jié)點間關(guān)系集合，主要為。

此外，各功能網(wǎng)之間因作戰(zhàn)需要，相互間存在信息交互關(guān)系，如，由于決策控制節(jié)點需要信息處理節(jié)點提供情報保障，因此，信息感知網(wǎng)絡(luò)和決策控制網(wǎng)絡(luò)間存在關(guān)系；而信息處理節(jié)點和信息響應(yīng)節(jié)點在作戰(zhàn)過程中受決策控制節(jié)點指揮控制，因此，決策控制網(wǎng)與信息感知網(wǎng)和信息響應(yīng)網(wǎng)間存在關(guān)系。

聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型如圖1所示。

圖1 聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型

3 聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)拓撲環(huán)元模型

環(huán)是圖論中一種由節(jié)點和邊構(gòu)成的特殊結(jié)構(gòu)，表示出發(fā)點和終止點相同的回路。在聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型中，我們將有向邊所形成的閉合回路稱為環(huán)，是對網(wǎng)絡(luò)中特定功能的一種表征。根據(jù)功能，指揮體系中的環(huán)可分為聯(lián)合探測環(huán)、信息共享環(huán)、聯(lián)合決策環(huán)、聯(lián)合指控環(huán)、聯(lián)合響應(yīng)環(huán)和復(fù)合環(huán)六類，統(tǒng)稱為指揮體系拓撲環(huán)。

3.1 聯(lián)合探測環(huán)

聯(lián)合探測環(huán)是多個信息獲取節(jié)點與信息處理節(jié)點聯(lián)合組網(wǎng)構(gòu)成的閉合回路，目的是通過聯(lián)合探測和回饋控制，提升獲取信息質(zhì)量效益。聯(lián)合探測環(huán)元模型如圖2。

圖2 聯(lián)合探測環(huán)元模型

3.2 信息共享環(huán)

信息共享環(huán)是多個信息處理節(jié)點聯(lián)合組網(wǎng)構(gòu)成的閉合回路，目的是通過信息共享，形成一致的戰(zhàn)場態(tài)勢。信息共享環(huán)元模型如圖3。

圖3 信息共享環(huán)元模型

3.3 聯(lián)合決策環(huán)

聯(lián)合決策環(huán)是多個決策控制節(jié)點聯(lián)合組網(wǎng)構(gòu)成的閉合回路，目的是通過態(tài)勢共享，提高決策質(zhì)量和效率。聯(lián)合決策環(huán)元模型如圖4。

圖4 聯(lián)合決策環(huán)元模型

3.4 指揮控制環(huán)

指揮控制環(huán)是決策控制節(jié)點與信息響應(yīng)節(jié)點或者決策控制節(jié)點與信息處理節(jié)點聯(lián)合組網(wǎng)構(gòu)成的閉合回路，目的是通過指令下達和狀態(tài)反饋，有效掌握作戰(zhàn)進程，并靈活調(diào)整作戰(zhàn)行動，增強指揮控制的合理性和針對性。指揮控制環(huán)元模型如圖5。

圖5 指揮控制環(huán)元模型

3.5 聯(lián)合響應(yīng)環(huán)

聯(lián)合響應(yīng)環(huán)是多個信息響應(yīng)節(jié)點進行聯(lián)合組網(wǎng)構(gòu)成的閉合回路，目的是通過行動協(xié)同和優(yōu)勢互補，提升作戰(zhàn)效果。聯(lián)合響應(yīng)環(huán)元模型如圖6。

圖6 聯(lián)合響應(yīng)環(huán)元模型

3.6 復(fù)合環(huán)

復(fù)合環(huán)是指從作戰(zhàn)的整個指揮控制過程分析，由信息獲取節(jié)點、信息處理節(jié)點、決策控制節(jié)點和信息響應(yīng)節(jié)點組成，包含聯(lián)合探測環(huán)、信息共享環(huán)、聯(lián)合決策環(huán)、指揮控制環(huán)和聯(lián)合響應(yīng)環(huán)在內(nèi)的整個體系結(jié)構(gòu)的環(huán)。

4 基于拓撲環(huán)的聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系結(jié)構(gòu)效能評估

4.1 指揮體系結(jié)構(gòu)效能評估指標構(gòu)建

研究表明，環(huán)的數(shù)量以及環(huán)所經(jīng)歷的節(jié)點數(shù)和邊數(shù)反映了體系的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)效能，網(wǎng)絡(luò)中環(huán)的數(shù)量越多、環(huán)經(jīng)歷的節(jié)點和邊越少，體系結(jié)構(gòu)效能就越高?；诖?，Cares提出運用網(wǎng)絡(luò)效能系數(shù)CNE來衡量體系結(jié)構(gòu)效能。

其中，A0-1表示體系結(jié)構(gòu)G的鄰接矩陣，Eig(A0-1)為鄰接矩陣的特征值。CNE能夠有效消除不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對體系結(jié)構(gòu)效能評估的影響，但若網(wǎng)絡(luò)中環(huán)的數(shù)量相同，環(huán)所經(jīng)歷的節(jié)點數(shù)和邊數(shù)也相同時，CNE將會“失效”，如圖7（a）和（b）兩個網(wǎng)絡(luò)，若用CNE來評估體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能，則網(wǎng)絡(luò)b要高于網(wǎng)絡(luò)a。然而，這與真實情況并不一致。網(wǎng)絡(luò)b本質(zhì)上是一種垂直樹狀結(jié)構(gòu)，信息需要層層上傳，指令則需要逐級下達，越高層的節(jié)點信息獲取的時延越大，整個體系缺乏信息共享。網(wǎng)絡(luò)a本質(zhì)上是一種扁平網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，信息能夠快速的從信息獲取節(jié)點傳輸至決策控制節(jié)點，各決策控制節(jié)點間能夠?qū)崟r進行情報共享和作戰(zhàn)協(xié)同。因此，網(wǎng)絡(luò)a的效能應(yīng)當高于網(wǎng)絡(luò)b。

圖7 環(huán)數(shù)、環(huán)經(jīng)歷節(jié)點數(shù)和邊數(shù)均相同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

分析網(wǎng)絡(luò)a網(wǎng)絡(luò)b可知，雖然網(wǎng)絡(luò)中環(huán)的數(shù)量以及環(huán)所經(jīng)歷的節(jié)點數(shù)和邊數(shù)都相同，但兩個網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的分離程度存在差異。這一差異可以通過網(wǎng)絡(luò)的平均最短路徑長度來體現(xiàn)［13］。因此，本文融合網(wǎng)絡(luò)最大特征值和平均最短路徑長度，提出一個新的綜合評價系數(shù)Eλa。

其中，λmax表示網(wǎng)絡(luò)的最大特征值，Adis表示網(wǎng)絡(luò)的平均最短路徑長度，Eλa越大，表示網(wǎng)絡(luò)的效能越好，反之越差。對于圖7，若采用本文提出的綜合評價系數(shù)進行評估，有，表明網(wǎng)絡(luò)a的效能優(yōu)于網(wǎng)絡(luò)b，結(jié)果與實際相符，克服了CNE的不足。

4.2 基于拓撲環(huán)的聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能分析

下面以聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的拓撲環(huán)元模型為基礎(chǔ)，采用新構(gòu)建的綜合評價系數(shù)，分析不同拓撲環(huán)對體系結(jié)構(gòu)效能的影響。

4.2.1 聯(lián)合探測環(huán)

聯(lián)合探測環(huán)是決策控制節(jié)點根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)需要，通過信息處理節(jié)點向信息獲取節(jié)點下達探測計劃和探測策略等指令，促使多個信息獲取節(jié)點和信息處理節(jié)點協(xié)同工作，更快更好地獲取作戰(zhàn)所需的情報信息。以圖8代表的指揮體系結(jié)構(gòu)為例，分別運用平均路徑長度、網(wǎng)絡(luò)效能系數(shù)和本文提出的綜合評價系數(shù)，分析聯(lián)合探測環(huán)對體系結(jié)構(gòu)效能的影響。

圖8 聯(lián)合探測環(huán)示例

圖8中，（a）、（b）、（c）代表的指揮體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，C1、C2表示類型相同的信息獲取節(jié)點，（a）表示信息獲取節(jié)點C1、C2分別將搜集的戰(zhàn)場信息直接傳輸至信息處理節(jié)點P1，相互之間不進行協(xié)同；（b）、（c）表示在（a）的基礎(chǔ)上，逐步增加由信息處理節(jié)點至信息獲取節(jié)點的控制鏈路，形成聯(lián)合探測環(huán)，提升體系的聯(lián)合探測組網(wǎng)程度。C3、P2分別表示與C1、C2類型不同的另一類信息獲取節(jié)點和相應(yīng)的信息處理節(jié)點。（d）表示在（c）的基礎(chǔ)上額外增加一條由C3、P2組成的信息獲取途徑，但P2和P1之間沒有進行異類信息的融合；（e）表示在（d）的基礎(chǔ)上進行異類信息的融合，強化了體系對信息不確定性的處理能力；（f）在（e）的基礎(chǔ)上進一步增加了對異類信息獲取節(jié)點和信息處理節(jié)點的控制鏈路，形成異類信息聯(lián)合探測環(huán)，提升體系的聯(lián)合探測組網(wǎng)程度。

圖9顯示了采用不同評價指標對不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指揮體系的評估情況，對比分析（a）、（b）、（c）的評估結(jié)果和（d）、（e）、（f）的評估結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，隨著網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合探測程度的不斷深化，促使體系的態(tài)勢感知能力明顯提高，體系結(jié)構(gòu)效能也隨之提升。對比（c）和（d）的評估結(jié)果可知，雖然（d）增加了信息獲取節(jié)點和信息處理節(jié)點，但由于沒有同體系中原有信息處理節(jié)點進行協(xié)同作業(yè)，致使體系中節(jié)點平均參與的聯(lián)合探測環(huán)數(shù)量減少，體系的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)效能反倒不如增加節(jié)點之前。對比（c）、（f）的評估結(jié)果可知，當實現(xiàn)了不同類型信息的融合處理以及協(xié)同探測后，體系的信息獲取和處理能力得到提升，體系結(jié)構(gòu)效能也明顯提升。

圖9 三種指標對聯(lián)合探測環(huán)的評估結(jié)果

啟示1：提高聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能，應(yīng)當靈活運用多種信息獲取手段，注重信息獲取單元的聯(lián)合組網(wǎng)探測，強化信息、特別是多元信息的融合。

4.2.2 信息共享環(huán)

信息共享環(huán)是不同信息處理節(jié)點根據(jù)作戰(zhàn)需要進行組網(wǎng)，開展信息融合與分享，信息共享是形成一致的綜合戰(zhàn)場態(tài)勢圖的基礎(chǔ)保證，也是進行協(xié)同決策控制的基礎(chǔ)支撐。以圖10代表的指揮體系結(jié)構(gòu)為例，分別運用網(wǎng)絡(luò)化效能因子、平均路徑長度和本文提出的綜合評價系數(shù)，分析信息共享環(huán)對體系結(jié)構(gòu)效能的影響。

圖10 信息共享環(huán)示例

圖10中，（a）表示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指揮體系中，兩支參戰(zhàn)部隊分別擁有各自的情報保障鏈路，各部隊情報處理中心之間不進行信息共享，各自依據(jù)自身情報保障鏈路獲取的信息進行作戰(zhàn)決策和指揮控制；（b）在（a）的基礎(chǔ)上，增加了信息處理節(jié)點之間的信息共享，構(gòu)建信息共享環(huán)，借此實現(xiàn)對戰(zhàn)場態(tài)勢一致理解，形成一致的戰(zhàn)場態(tài)勢圖；（c）在（a）的基礎(chǔ)上，額外增加了一條情報保障鏈路；（d）和（e）在（c）的基礎(chǔ)上依次增加各信息處理節(jié)點間的信息共享，構(gòu)建信息共享環(huán)，以實現(xiàn)一致的戰(zhàn)場態(tài)勢圖，為作戰(zhàn)籌劃和決策控制提供支撐。

圖11顯示了采用不同評價指標對各指揮體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的評估情況，由（a），（b）可知，由于增加了信息處理節(jié)點之間的信息共享，體系中信息共享環(huán)增多，體系的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)效能大幅提升；對比（b）和（c），雖然（c）額外添加了一條信息保障線路，但由于缺少信息共享，決策控制節(jié)點之間難以實現(xiàn)態(tài)勢共享，體系效能反不如（b）；對比（c）、（d）、（e），由于增加了信息保障線路且各信息處理節(jié)點之間能夠有效實現(xiàn)信息共享，進而形成統(tǒng)一的戰(zhàn)場態(tài)勢提供給各作戰(zhàn)單元，為實施聯(lián)合決策控制以及開展聯(lián)合打擊提供了信息支撐，體系的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)效能明顯提升。

圖11 三種指標對信息共享環(huán)的評估結(jié)果

啟示2：提高聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能，不僅要積極拓寬情報獲取的渠道，更要突出情報處理單元間的信息共享與融合，切實為聯(lián)合決策和聯(lián)合打擊提供有效的戰(zhàn)場態(tài)勢。

4.2.3 聯(lián)合決策環(huán)

聯(lián)合決策控制節(jié)點間根據(jù)作戰(zhàn)需要進行組網(wǎng)，在認知域范圍內(nèi)進行信息共享，從而達到對戰(zhàn)場態(tài)勢的一致理解，增強態(tài)勢感知和理解能力，提升作戰(zhàn)決策質(zhì)量和體系效能。以圖12代表的指揮體系結(jié)構(gòu)為例，分別運用網(wǎng)絡(luò)化效能因子、平均路徑長度和本文提出的綜合評價系數(shù)，分析聯(lián)合決策環(huán)對體系結(jié)構(gòu)效能的影響。

圖12 聯(lián)合決策環(huán)示例

圖12中，（a）～（i）表示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指揮，體系中節(jié)點類型和數(shù)量均相同，（a）、（b）、（c）反映了體系各決策控制節(jié)點由層次結(jié)構(gòu)向扁平狀結(jié)構(gòu)演化過程；（d）、（e）、（f）、（g）、（h）、（i）反映了體系中各決策控制節(jié)點先從上下節(jié)點間協(xié)同、再到同級節(jié)點間協(xié)同的演化過程，體系節(jié)點間協(xié)同不斷加強，體系的網(wǎng)絡(luò)化程度逐步增強。

圖13顯示了采用不同評價指標對不同決策控制環(huán)的評估情況，分析評估結(jié)果可知，缺少協(xié)同決策的樹狀體系，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能最低，而上下級以及同級決策控制節(jié)點間的聯(lián)合協(xié)同能夠有效提升體系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能。

圖13 三種指標對聯(lián)合決策環(huán)的評估結(jié)果

啟示3：提高聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能，應(yīng)當強化決策控制單元之間的橫向溝通協(xié)作和信息交互，提升其對綜合態(tài)勢的感知能力和理解能力，確保形成作戰(zhàn)決策優(yōu)勢。

4.2.4 聯(lián)合指控環(huán)

聯(lián)合控制環(huán)是決策控制節(jié)點和信息處理節(jié)點或決策控制節(jié)點和信息響應(yīng)節(jié)點進行組網(wǎng)，信息處理節(jié)點和信息響應(yīng)節(jié)點將戰(zhàn)場信息實時反饋給決策控制節(jié)點，決策控制節(jié)點根據(jù)反饋情況及時進行作戰(zhàn)方案、計劃的調(diào)整與優(yōu)化，增強指揮控制的準確性和有效性，強化作戰(zhàn)節(jié)點的協(xié)同性，提升體系綜合效能。以圖14代表的指揮體系結(jié)構(gòu)為例，分析聯(lián)合指控環(huán)對體系結(jié)構(gòu)效能的影響。

圖14 指揮控制環(huán)示例

圖 14中，（a）～（d）表示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指揮體系中，節(jié)點類型和數(shù)量均相同。（a）～（d）依次增加了信息響應(yīng)節(jié)點到?jīng)Q策控制節(jié)點的信息反饋線路，確保決策控制節(jié)點能夠及時掌握戰(zhàn)場綜合情況，適時作出相應(yīng)調(diào)整。

圖15顯示了采用不同評價指標對不同決策控制環(huán)的評估情況，分析評估結(jié)果可知，在指揮體系中，增加體系中決策控制信息反饋，能夠形成從信息到反饋，再到控制的良性循環(huán)，提高體系的結(jié)構(gòu)效能，增強協(xié)同決策和協(xié)同指揮的靈活性。

圖15 三種指標對指揮控制環(huán)的評估結(jié)果

啟示4：提高聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能，要注重作戰(zhàn)信息的及時反饋，健全完善作戰(zhàn)響應(yīng)單元到?jīng)Q策控制單元的信息反饋機制，提升指揮控制的精確性、靈活性和適應(yīng)性。

4.2.5 聯(lián)合響應(yīng)環(huán)

聯(lián)合響應(yīng)環(huán)是信息響應(yīng)節(jié)點根據(jù)作戰(zhàn)需要進行組網(wǎng)，圍繞指揮員作戰(zhàn)意圖和作戰(zhàn)目標，結(jié)合自身特點和實際情況，通過相互配合與協(xié)作提升體系效能，確保作戰(zhàn)任務(wù)共同完成。以圖16代表的指揮體系結(jié)構(gòu)為例，分析聯(lián)合響應(yīng)環(huán)對體系結(jié)構(gòu)效能的影響。

圖16 聯(lián)合響應(yīng)環(huán)示例

圖 16中，（a）～（d）表示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指揮體系中節(jié)點類型和數(shù)量均相同，（a）～（d）依次增加了信息響應(yīng)節(jié)點間的作戰(zhàn)協(xié)同線路，反映了信息響應(yīng)節(jié)點根據(jù)戰(zhàn)場綜合情況自行調(diào)整作戰(zhàn)行動的過程。

圖17顯示了采用不同評價指標對不同聯(lián)合響應(yīng)環(huán)的評估情況，分析評估結(jié)果可知，在指揮體系中，隨著信息響應(yīng)節(jié)點之間協(xié)同程度的增加，體系的結(jié)構(gòu)效能也不斷提升，同時也表明，信息節(jié)點之間協(xié)同程度的增加，相互間的自同步能力提升，指揮的敏捷性也不斷提升。

圖17 三種指標對聯(lián)合響應(yīng)環(huán)環(huán)的評估結(jié)果

啟示5：提高聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能，要注重發(fā)揮作戰(zhàn)響應(yīng)單元的自我調(diào)節(jié)能力，強化作戰(zhàn)響應(yīng)單元間的聯(lián)合協(xié)同和自同步，提升指揮的敏捷性。

5 結(jié)語

本文首先構(gòu)建了聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系網(wǎng)絡(luò)模型，而后，針對Cares對體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分不徹底，無法很好地表征指揮體系全部功能的不足，將指揮體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)按功能劃分為六類拓撲環(huán)元模型，同時，針對Cares提出的網(wǎng)絡(luò)效能系數(shù)存在“失效”的不足，提出了新的體系結(jié)構(gòu)效能評價指標。在此基礎(chǔ)上，通過示例分析了不同拓撲環(huán)對指揮體系結(jié)構(gòu)效能的影響，驗證了評價指標的有效性，得出了提高體系效能的五點啟示，為提升聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體系效能，優(yōu)化完善指揮體系結(jié)構(gòu)提供了理論指導(dǎo)。