鐘 赟，張杰勇，姚佩陽，萬路軍，馬晉哲

（1.空軍工程大學裝備管理與無人機工程學院，西安 710051；2.空軍工程大學信息與導航學院，西安 710077；3.空軍工程大學空管領航學院，西安 710051；4.解放軍94040 部隊，新疆 庫爾勒 841000）

0 引言

指揮與控制（command and control，C2）組織是基于作戰(zhàn)需要而建立的指揮與控制體系，對其研究涉及C2 理論、組織理論、信息學理論和系統(tǒng)學理論等多門學科理論。由于C2 組織之間競爭對抗的烈度和廣度要遠超于社會領域組織，C2 組織面臨著不確定性、復雜性和動態(tài)性等多重風險挑戰(zhàn)。為獲得并維持組織優(yōu)勢，C2 組織需要擁有主動和被動應對風險挑戰(zhàn)能力，即組織的敏捷性能力。敏捷性概念起源于工業(yè)制造領域，后由Alberts 等引入軍事領域，其通常被理解為應對、影響和利用組織環(huán)境和自身狀態(tài)變化的一種能力屬性。Alberts 等認為敏捷性包括魯棒性、恢復性、反應性、多變性、適應性和創(chuàng)新性6 個度量層面，并進一步將魯棒性改為多用性，不管是魯棒性還是多樣性，這6 個度量層面相互間存在交叉部分，一般認為敏捷性概念主要映射到魯棒性、適應性和反應性3 個度量層面。

針對敏捷C2 組織的研究，大多集中在組織設計方面，即基于敏捷性思想，以組織結構為設計核心，生成C2 組織的職能、層次、部門和權限等各類結構關系，并在組織環(huán)境或組織自身狀態(tài)發(fā)生變化時，保證這些結構關系適時適量調整變化的動態(tài)設計。文獻［5-6］基于標準組織設計流程，按照任務計劃網、組織協作網和指控結構的三階段設計方法生成C2 組織的組織結構，但基于該方法設計的C2 組織仍然屬于靜態(tài)組織，即較難在組織環(huán)境和狀態(tài)多變條件下，保證組織結構的因勢演進。文獻［7］針對動態(tài)C2 組織結構設計問題，基于組織結構調整收益和代價權衡的思想，從而得到也許不是最優(yōu)但可能是最具“性價比”的組織結構。文獻［8］為實現組織效能的有效提升，分析了組織各操作環(huán)節(jié)及人在組織中的作用和影響。文獻［9］針對敏捷C2 組織的魯棒性設計問題，基于粒度計算思想建立了包含平臺集粒化和決策分層的兩階段組織結構設計方法，仿真結果表明，魯棒性能較高的C2 組織結構可以有效降低其脆性。文獻［10］針對敏捷C2 組織指控結構調整問題，定義調整適應性測度，在分析不確定因素影響情況下建立指控結構調整優(yōu)化模型，并采用基于滾動時域（rolling horizon procedure，RHP）的自適應優(yōu)化方法進行求解，從而有效控制了調整成本。

從上述研究可以看出，現有研究大多聚焦于敏捷C2 組織生成及演進的具體方法。針對C2 組織的敏捷性，缺少對于實現C2 組織敏捷性研究思路和技術路線的系統(tǒng)總結。針對敏捷C2 組織的分層架構，缺少基于其特殊概念內涵的組織層次架構設計。同時，考慮到敏捷C2 組織與其他組織共同具有的目的性、協同性、開放性、動態(tài)性和生命周期性等一系列特性，針對敏捷C2 組織的全生命周期模型，缺少從時域視角出發(fā)，并結合敏捷C2 組織的分層架構，建立敏捷C2 組織生成、運行和演進各階段的完整抽象模型研究。

因此，本文基于對C2 組織相關概念內涵的分析，總結C2 組織敏捷性研究思路和技術路線，定義敏捷C2 組織關鍵要素，并構建其分層架構和全生命周期模型。

1 C2 組織相關概念內涵

關于C2 組織，其概念內涵包括C2 和組織兩個方面。在C2 的定義方面，有大量文獻進行闡述，一般認為“指揮”是更偏重于藝術層面的指揮員主觀判斷和決策活動，而“控制”是更偏重于技術層面的監(jiān)督和調節(jié)活動。C2 的概念內涵主要包括：1）C2的主體是指控機構及人員；2）C2 的客體是戰(zhàn)場各類人員和武器；3）C2 活動的開展需要依靠一定技術手段。在組織的定義方面，一般認為組織是具有明確組織目標和與之相適應的組織結構，并能同外部環(huán)境保持交互和反饋的活動系統(tǒng)。對C2 組織定義的理解，不同研究人員理解角度各有差異。在國外研究方面，較少有研究對C2 組織給出直接定義，在基于經典三階段思想的C2 組織結構設計中，Levchuk 等僅用“Organizations”這個詞進行指代。在國內研究方面，陽東升等認為C2 組織的本質是處于組織環(huán)境中的作戰(zhàn)資源實體，在組織目標牽引下形成的指控結構關系。牟亮認為C2 組織是依賴于情報偵察、通信網絡和計算機技術進行作戰(zhàn)實體集成，并為使命任務完成提供資源和決策能力的作戰(zhàn)集體。孫昱認為C2 組織是在一定組織環(huán)境下，圍繞一定組織目標，由各組織單元組合而成的作戰(zhàn)集體?？傊P于C2 組織的定義，存在一定共識：1）組織目標是C2 組織的存在前提；2）組織單元是達成組織目標的主體；3）組織單元需要依靠一定組織資源達成組織目標。

在概念內涵上，需要厘清C2 組織與C2 系統(tǒng)，C2 組織與兵力組織、作戰(zhàn)體系的區(qū)別。

關于C2 組織與C2 系統(tǒng)，C2 系統(tǒng)是保證指控機構及人員對所屬人員或武器進行指揮與控制的人-機系統(tǒng)，其本質是一種軍事信息化、自動化裝備。而C2 組織的本質是一種作戰(zhàn)集體，C2 系統(tǒng)僅僅是C2 組織進行指控活動的一種手段。

關于C2 組織與兵力組織、作戰(zhàn)體系，主要從組織單元和組織活動角度進行理解。兵力組織中的兵力，是指參與一線行動任務的組織單元，其側重于通過兵力的配置、優(yōu)化和調度實現組織效能提升。兵力組織中的組織單元主要是兵力單元，組織活動主要是兵力活動，其組織內部所包含的指控單元及其指控活動均是隱式的。文獻［1，18］認為兵力組織屬于C2 組織的子集，本文認為這是恰如其分的。作戰(zhàn)體系的概念層次相對更高，其涉及到情報偵察、通信保障、指揮控制和武器平臺等各個環(huán)節(jié)，作戰(zhàn)體系的組織單元包括情報單元、通信單元、指控單元和兵力單元等，其組織活動包括情報活動、信息活動、指控活動和兵力活動等，作戰(zhàn)體系的概念是對參與完整作戰(zhàn)活動的所有作戰(zhàn)單元的體系性描述。而C2 組織中主要包括指控單元和兵力單元，且由于信息活動是鏈接指控活動和兵力活動的關鍵性活動，指控單元對兵力單元的指揮與控制行為需要基于信息或信息系統(tǒng)，因而，本文認為C2 組織中勢必會存在通信單元。那C2 組織中是否包括情報單元呢？本文認為，就像指控單元隱式存在于兵力組織中一樣，C2 組織中的情報單元也是隱式存在的?？傊?，C2 組織是一個以指控單元及其活動為基點，物質流和信息流綜合的作戰(zhàn)集體。綜上所述，從概念內涵上，兵力組織、C2 組織和作戰(zhàn)體系是逐步擴大且前向包含的關系。如圖1 所示，為兵力組織、C2 組織和作戰(zhàn)體系的概念關系。

圖1 兵力組織、C2 組織和作戰(zhàn)體系的概念關系

基于以上分析，本文定義C2 組織是處于一定的組織環(huán)境中，由具備指控功能的指控單元利用所配屬的平臺資源，基于確定的過程序列建立任務、指控和信息等關聯關系，并通過指控活動實現對組織運行的監(jiān)督、協調、調節(jié)和控制，進而完成組織目標的作戰(zhàn)集體。

2 C2 組織的敏捷性

C2 組織的敏捷性是對C2 組織的性能要求，即面對不確定、復雜、動態(tài)和動態(tài)風險挑戰(zhàn)時，C2 組織必須具備的能力屬性。為有效消除組織面臨風險挑戰(zhàn)的影響，一般采用兩種方法：一種是構建能夠容忍一定組織環(huán)境或狀態(tài)變化且不需進行組織重構或調整也能維持組織效能的C2 組織，即為魯棒性C2 組織；另一種是構建能夠在一定組織環(huán)境或狀態(tài)變化下進行組織重構或調整從而修復組織效能的C2 組織，即為適應性C2 組織。

2.1 C2 組織的魯棒性

魯棒性概念來源為控制理論，其是指在存在預設偏差的系統(tǒng)環(huán)境中，控制系統(tǒng)能夠有效維持其性能在一定可接受范圍。而統(tǒng)計決策學中同樣存在魯棒性定義，即在對貝葉斯決策過程進行靈敏度分析時，若某一函數的變化并不會引起決策結果變化或變化幅度在一定程度之內，則認為對于該函數，決策過程是魯棒的。

而對于C2 組織的魯棒性，主要有資源預留、概率度量和區(qū)間優(yōu)化3 種研究思路。其中，資源預留是在生成C2 組織時，通過預留一部分實體或資源保證在可部分預期事件發(fā)生時能夠有效應對。該方法實現方式相對簡單，但也存在著資源利用率不高、資源預留量難以合理控制的缺點。概率度量是通過估計可部分預期事件的發(fā)生概率，并在C2 組織生成過程中考慮這種概率因素，從而使得生成結果符合大多數情況，該方法的缺點是較難對事件發(fā)生概率進行準確判斷。區(qū)間優(yōu)化是考慮參數取值的區(qū)間不確定性，無需概率優(yōu)化或模糊優(yōu)化所需要的參數概率分布或模糊隸屬度信息，能夠以較少信息輸入提高C2 組織的魯棒性。

2.2 C2 組織的適應性

對于組織適應性，管理學、社會學、生物學和復雜性科學等各領域研究人員均取得大量研究成果。不同于組織魯棒性，組織適應性主要面向非預設偏差組織環(huán)境或狀態(tài)變化，且在組織運行過程中進行反饋，能夠應對變化擾動強度較高。

對于C2 組織的適應性，主要有全局重構和局部調整兩種研究思路。其中，全局重構是在組織環(huán)境或狀態(tài)發(fā)生變化時，以當前組織各類信息作為輸入，不考慮原先組織各類應用要素生成結果，重新生成符合適應當前信息的組織各類應用要素。局部調整本質上是對原先組織各類應用要素的修復，即在原先組織各類應用要素基礎上，進行鄰域局部搜索，從而有效降低組織的演進代價。全局重構的優(yōu)點在于輸入信息更加完備，理論上可得到更優(yōu)解，其與當前戰(zhàn)場態(tài)勢的匹配度更好；缺點是演進代價較高，且演進方案的生成時效性較差。局部調整的優(yōu)點在于演進代價較小，演進方案的生成時效性較好；缺點是演進方案的最優(yōu)性受到一定程度影響，與當前戰(zhàn)場態(tài)勢的匹配度不如全局重構。其中，局部調整主要包括兩種技術路線，即基于RHP 的自適應優(yōu)化方法和基于最小變更思想的調整方法。基于RHP 的自適應優(yōu)化方法，是將單個復雜全局尋優(yōu)問題轉化為多個簡單局部尋優(yōu)問題，通過設置大小相等的滾動窗口和預測窗口，以及靈活的滾動觸發(fā)條件，較好地控制了組織演進代價。而基于最小變更思想的調整方法是一種“需調則調”方法，其會最大程度復用原要素方案，即在對原要素方案擾動最小基礎上實現對當前戰(zhàn)場態(tài)勢的最大匹配。

3 敏捷C2 組織的關鍵要素

C2 組織的構成要素是組成C2 組織的部分或成分，其直接或間接影響組織效能。實際上，C2 組織的構成要素包括前置要素、基本要素和應用要素3類。其中，前置要素、基本要素屬于物理要素，應用要素屬于邏輯要素，即物理要素之間的邏輯關系。前置要素為組織目標、行動、任務和環(huán)境，是C2 組織需要完成目標任務和所處條件的總體，主要涉及問題包括組織目標是什么？組織目標需要哪些組織行動達成？組織行動能夠分解成哪些任務？組織環(huán)境如何表征和度量等方面?；疽貫榻M織單元和組織資源，其中，組織單元是C2 組織中完成目標任務的主體，組織資源是組織單元完成目標任務的憑借，主要涉及問題包括誰負責完成組織的目標任務？完成組織目標任務需要的資源能力類型和數量是什么樣的等方面。應用要素為組織單元與單元、單元與資源、資源與資源之間的關系，具體包括組織的行動方案、任務計劃、指控關系、通信拓撲和信息網絡等，是組織為完成其目標任務需要明確的有序行為、結構關系和支撐條件，主要涉及問題包括以什么樣的行動步驟達成組織目標？以什么樣的任務協作關系細化組織的行動步驟？需要由誰指控誰并劃分什么樣的權限關系從而完成組織的目標任務？需要建立什么樣的通信拓撲和信息關系從而滿足任務執(zhí)行需要等方面。此外，社會領域組織還會有一些附屬要素，如組織制度和文化等，對應到軍事領域組織，就是作戰(zhàn)規(guī)則和條令、戰(zhàn)斗精神文化等。但顯然，這些不是C2 組織的研究重點。如圖2所示，為敏捷C2 組織要素關系。

圖2 敏捷C2 組織要素關系

敏捷C2 組織的關鍵要素包括前置要素中的組織行動和組織任務，基本要素中的組織單元和組織資源等。

4 敏捷C2 組織的分層架構

由于敏捷C2 組織與兵力組織，特別是作戰(zhàn)體系概念內涵上的差異，以及敏捷C2 組織研究本身結合組織理論研究范式的需要，決定了敏捷C2 組織層次架構的特殊性。如空中無人作戰(zhàn)體系等在內的一般作戰(zhàn)體系架構層次劃分，一般按照OODA 循環(huán)或作戰(zhàn)應用層次進行劃分，即計算通信層、態(tài)勢感知層、協同控制層和規(guī)劃決策層；而考慮到敏捷C2 組織的特點，提出包括目標過程層、組織結構層和運行支撐層的敏捷C2 組織層次架構。其中，目標過程層是前導，組織結構層是核心，運行支撐層是支撐。

1）目標過程層，包括組織目標分析、行動方案選取和任務序列生成。其中，組織目標分析主要包括目標意圖理解、敵我組織優(yōu)勢對比和多目標沖突消解；行動方案選取主要包括可行行動確定、外部事件分析和效果概率計算；任務序列生成主要包括任務分解、任務耦合關系和任務優(yōu)先級確定。

2）組織結構層，包括任務協作、指控協作和權限分配3 類結構關系。其中，任務協作關系是平臺進行協同任務執(zhí)行時的時間、空間和資源同步關系；指控協作關系是任務執(zhí)行時的指控層次結構，主要屬性為容量限制和負載分布情況；權限分配關系是任務執(zhí)行時的上下級指控機構間指控、交互和信息權限分布關系。

3）運行支撐層，包括物理層面的通信基礎和邏輯層面的信息網絡。其中，通信基礎主要在抗毀頑存基礎上提供用戶接入和用戶傳輸服務；信息網絡是基于一定的通信基礎條件對信息流向和流量進行控制。

敏捷C2 組織的層次架構是縱向關聯的，即目標過程層向下層的組織結構層輸出過程序列，組織結構層向上層的目標過程層反饋執(zhí)行效果；組織結構層向下層的運行支撐層輸出信息需求，運行支撐層向上層的組織結構層反饋信息服務。敏捷C2 組織的分層架構，如圖3 所示。

圖3 敏捷C2 組織的分層架構

5 敏捷C2 組織全生命周期模型

與其他組織一樣，敏捷C2 組織具有生成、運行、演進和解散的全生命周期。不同的是，由于敵我C2 組織間對抗激烈，敏捷C2 組織調整演進的頻率和幅度要遠大于社會領域組織。在敏捷C2 組織全生命周期中，關鍵性階段主要包括生成階段、運行階段和演進階段。其中，敏捷C2 組織生成是在組織目標牽引下形成組織過程、結構和支撐的整體過程；敏捷C2 組織運行是組織指揮、協調、監(jiān)督和控制其基本要素按照預先生成應用要素正常運轉，從而實現其組織目標的整體過程；敏捷C2 組織演進是在組織環(huán)境或狀態(tài)發(fā)生變化時，組織自適應進行過程、結構和支撐調整變化的整體過程。敏捷C2 組織全生命周期，如圖4 所示。

圖4 敏捷C2 組織全生命周期

由圖4 可知，敏捷C2 組織全生命周期過程是一個復雜的時空過程，在組織生成后不斷地運行和演進直至目標達成、組織解散。

5.1 敏捷C2 組織生成階段

在組織目標牽引下，敏捷C2 組織需要在一定信息通信支撐條件下，生成一定的過程策略、任務計劃和指控關系。

敏捷C2 組織的過程模型M是組織達成其目標過程中采取的行動組合，該行動組合由串行執(zhí)行、并行執(zhí)行或串并執(zhí)行的可行子行動鏈接而成，由子行動之間關系R構成，即有M=＜R> 成立。行動組合的選取依據是使得外部事件下組織行動的最終行動效果最佳，該最終行動效果（期望效果E）受到組織行動A、外部事件B 和中間效果G共同作用影響。如圖5 所示，為組織行動、外部事件、中間效果和期望效果之間關聯關系。其中，圖中箭頭表示正向關系，圓頭表示負向關系。

圖5 組織行動、外部事件、中間效果和期望效果間關系

敏捷C2 組織的結構模型M是組織中單元及資源間的關系集合，由平臺對任務執(zhí)行關系R、戰(zhàn)術決策實體對平臺實體指控關系R，以及戰(zhàn)役決策實體對戰(zhàn)術決策實體指控關系R構成，即有M=＜R，R，R＞成立。

R是平臺實體調度方案中的核心關系，平臺實體調度是將擁有一定資源能力的平臺進行組織任務分工，即由特定平臺執(zhí)行特定任務的過程，任務集S向平臺集S的映射關系，是由所有任務執(zhí)行時長TM、所有任務執(zhí)行質量QM、資源能力需求和滿足約束共同影響生成的。任務、平臺和資源之間關聯關系，如圖6 所示。

圖6 任務、平臺和資源間關系

R是決策實體配置方案中的核心關系，決策實體配置是將擁有一定決策能力的戰(zhàn)術決策實體進行指揮與控制任務分工，即由特定戰(zhàn)術決策實體指揮與控制特定平臺的過程，平臺集S向戰(zhàn)術決策實體集S的映射關系，是由戰(zhàn)術決策實體負載均值AVG、負載方差VAR、決策能力需求和滿足約束共同影響生成的。

R是指控權限分配方案中的核心關系，指控權限分配是在具備一定決策能力的戰(zhàn)役決策實體與戰(zhàn)術決策實體之間劃分指控權限的過程，決策實體集S內決策實體指控權限劃分結果，是由戰(zhàn)役決策實體工作負載、交互鏈路狀況、環(huán)境不確定程度、任務緊迫程度和戰(zhàn)役決策實體對戰(zhàn)術決策實體信任度共同影響生成的。

敏捷C2 組織的支撐模型M是組織支撐中通信基礎和信息關系的集合，由通信實體間連接關系R和決策實體間信息關系R構成，即有M=＜R，R>成立。

R是通信拓撲規(guī)劃方案中的核心關系，通信拓撲規(guī)劃是將擁有一定通信能力的通信實體進行通信拓撲生成的過程，通信實體集S內通信實體連接關系是由拓撲綜合抗毀度R、通信實體連接成本約束共同影響生成的。在R確定后，可以根據就近或就快接入原則，實現用戶接入。通信實體與用戶接入關系，如圖7 所示。

圖7 通信實體與用戶接入關系

R是信息網絡優(yōu)化方案中的核心關系，信息網絡優(yōu)化是在決策實體之間進行信息路由生成的過程，決策實體集S內決策實體信息關系，是由網絡平均時延E、網絡構建成本約束、路由跳數約束共同影響生成的。

組織生成映射E確定了組織應用要素生成前后的映射關系，而映射關系的確定取決于相應的映射規(guī)則。敏捷C2 組織各應用要素的生成均強調生成方案魯棒性，而不同應用要素的魯棒性實現路徑互有差異，如組織行動方案和任務計劃的魯棒性可通過區(qū)間優(yōu)化實現，而組織通信拓撲和信息網絡的魯棒性可通過優(yōu)化抗毀性能實現。

5.2 敏捷C2 組織運行階段

敏捷C2 組織運行是在敏捷C2 組織生成后，進行組織運行狀態(tài)的監(jiān)控和調節(jié)的過程，主要包括狀態(tài)更新、沖突消解、運行調控和效果反饋等方面。組織狀態(tài)模型M包含敏捷C2 組織中前置要素中行動實體集S、任務實體集S，基本要素中平臺實體集S、決策實體集S和通信實體集S中各類實體的狀態(tài)屬性，如任務資源需求向量A、平臺資源向量A、任務序列R和組織規(guī)則集Rule。因此，有M=＜S，S，S，S，S，A，A，R，Rule>成立。組織運行模型框架，如圖8 所示。

圖8 組織運行模型框架

由圖8 可知，在組織運行階段，敏捷C2 組織持續(xù)收集環(huán)境信息和狀態(tài)信息，在信息去冗融合基礎上進行運行情況判決，若運行正常則組織繼續(xù)運行，若運行偏常則進行組織演進。

5.3 敏捷C2 組織演進階段

圖9 敏捷C2 組織演進情況分類

由圖9 可知，敏捷C2 組織演進主要包括3 種情況：情況1 是目標過程、組織結構和運行支撐3層同時演進，情況2 是組織結構和運行支撐兩層同時演進，情況3 是運行支撐層單獨演進。

6 結論

本文從C2 組織相關概念內涵出發(fā)，對包括魯棒性和適應性的C2 組織敏捷性進行分析論述，在定義敏捷C2 組織行動實體、任務實體、平臺實體

、決策實體和通信實體等關鍵要素基礎上，提出包括目標過程層、組織結構層和運行支撐層在內的敏捷C2 組織3 層分層架構，并分別針對全生命周期中的3 個重要階段，即生成、運行和演進階段建立相應模型。