【摘 要】文章以未來信息化戰(zhàn)爭環(huán)境為前提，以傳統(tǒng)的指揮與控制網(wǎng)絡為基礎，對未來一體化聯(lián)合作戰(zhàn)特點進行了分析，構(gòu)建跨層協(xié)同指揮與控制網(wǎng)絡模型，并采取網(wǎng)絡建模和仿真的方法對網(wǎng)絡模型的結(jié)構(gòu)、抗毀能力進行詳細探討。

　　【關鍵詞】網(wǎng)絡中心戰(zhàn) 跨層協(xié)同 指揮與控制網(wǎng)絡 抗毀能力

　　1 引言

　　傳統(tǒng)的作戰(zhàn)思想以作戰(zhàn)平臺為中心，編制呈樹狀結(jié)構(gòu)，各個平臺依靠自身的傳感器和武器，平臺之間缺乏信息共享和協(xié)同能力，從而限制了整體作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。

　　美國國防部提出的網(wǎng)絡中心戰(zhàn)[1]是一種全新概念的戰(zhàn)爭模式，它是一種典型的網(wǎng)絡體系之間的對抗作戰(zhàn)。美軍利用強大的信息網(wǎng)絡將多種類型的偵察定位系統(tǒng)、指揮機構(gòu)、武器裝備等互聯(lián)互通，實現(xiàn)情報信息共享，作戰(zhàn)指揮與控制一體化[2-3]，獲取戰(zhàn)場信息主導權(quán)，快速掌握戰(zhàn)爭的主動權(quán)，實現(xiàn)對敵方關鍵節(jié)點的確定性打擊，以最短的時間、最小的代價破擊敵方作戰(zhàn)體系。

　　網(wǎng)絡中心戰(zhàn)將系統(tǒng)中的各個作戰(zhàn)平臺網(wǎng)絡化，極大地增強了平臺間的橫向聯(lián)系，呈扁平化結(jié)構(gòu)，以提高信息獲取和共享能力，增強了戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力，加快決策和指揮速度，實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)，提高作戰(zhàn)效能。自上世紀90年代以來，這種信息化戰(zhàn)爭模式在多次戰(zhàn)爭的應用效果已充分地展示其強大的打擊能力，目前已被世界各國公認為最先進的作戰(zhàn)模式，網(wǎng)絡中心戰(zhàn)必然成為未來戰(zhàn)爭的主要形式。

　　網(wǎng)絡中心戰(zhàn)平面模型如圖1所示：（圖1略

　　通過基礎信息網(wǎng)絡將整個作戰(zhàn)空間的各種傳感器和武器裝備(包括陸基、海基、空基、天基等)組成一個包括傳感器網(wǎng)絡、指揮與控制網(wǎng)絡、作戰(zhàn)武器裝備網(wǎng)絡的一體化強大網(wǎng)絡。傳感器網(wǎng)絡從各個傳感器收集信息，并快速生成戰(zhàn)場感知，指揮與控制網(wǎng)絡根據(jù)戰(zhàn)場感知網(wǎng)絡提供的態(tài)勢信息以及武器交戰(zhàn)網(wǎng)絡反饋的作戰(zhàn)效果，動態(tài)地調(diào)整作戰(zhàn)命令，保證各交戰(zhàn)單元的同步進行，并動態(tài)分配任務，最終通過火力打擊網(wǎng)絡單元實現(xiàn)對目標的實時精確打擊。

　　作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡是由超大規(guī)模的傳感、指揮、交戰(zhàn)實體或系統(tǒng)經(jīng)由射頻等各種無線或光/電纜等有線連接形成的復雜網(wǎng)絡系統(tǒng)[4]。從圖論拓撲[5]角度，在該系統(tǒng)中，傳感、作戰(zhàn)和指揮實體抽象為節(jié)點，這些實體間的信息/物質(zhì)/能量交互可以抽象為鏈接邊。

　　(1)傳感節(jié)點：獲取戰(zhàn)場信息，發(fā)現(xiàn)、鎖定和跟蹤目標，并將目標信息傳給其它節(jié)點。

　　(2)指揮與控制節(jié)點：是作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡的核心。對戰(zhàn)場環(huán)境信息和作戰(zhàn)雙方軍事實力進行綜合分析，形成指揮決策，再交由其它節(jié)點進行執(zhí)行。它接受上級任務，對下級進行指揮決策，從全局層次上協(xié)調(diào)、監(jiān)督、控制各個交戰(zhàn)單元，對系統(tǒng)的目標、資源等進行合理安排和調(diào)度。

　　(3)交戰(zhàn)節(jié)點：由硬殺傷和軟殺傷武器組成。交戰(zhàn)單元只接受唯一指揮與控制節(jié)點指揮控制。交戰(zhàn)節(jié)點要與其它交戰(zhàn)節(jié)點進行作戰(zhàn)協(xié)同，必須通過與其連接的指揮與控制節(jié)點間接實現(xiàn)協(xié)同。交戰(zhàn)網(wǎng)是指由部署在陸、海、空、天的各種武器系統(tǒng)以及干擾設備經(jīng)由有線或無線通信協(xié)議聯(lián)結(jié)而成的受指揮控制網(wǎng)絡支配的網(wǎng)絡。

　　在信息化戰(zhàn)爭條件下，作戰(zhàn)一方通過傳感器網(wǎng)絡偵察探測敵方目標信息，這些感知信息包括反射光、紅外信號、無線電頻譜能量、通信或音頻能量等，然后通過信息網(wǎng)絡傳輸與分發(fā)，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合、分析與處理后，傳遞到指揮所加以利用，從而形成作戰(zhàn)方案、計劃和命令，實施火力打擊。

　　作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡內(nèi)部節(jié)點之間的信息流主要特點如下：

　　(1)體系對抗之初，所有節(jié)點都是可控的。傳感節(jié)點和交戰(zhàn)節(jié)點必須在指揮與控制單元的控制下，各指揮與控制單元都有上下級關系。

　　(2)指揮與控制單元同時指揮控制多個傳感單元和交戰(zhàn)單元。指揮控制依托信息網(wǎng)絡系統(tǒng)直接地鏈接到重要/關鍵節(jié)點[6]。重要節(jié)點是連接度大的節(jié)點，如前方指揮所;關鍵節(jié)點是連接度不高的節(jié)點，但擔負重要的任務，如衛(wèi)星站。

　　(3)傳感單元為多個指揮與控制單元提供傳感信息，實現(xiàn)目標信息共享。

　　(4)傳感單元之間共享目標傳感信息，減少自身獲取信息的時間，提高傳感信息質(zhì)量。

　　(5)傳感單元對己方交戰(zhàn)單元的探測、跟蹤和定位等信息感知，并將感知信息發(fā)送到指揮與控制單元，便于指揮與控制單元及時掌握其任務完成和毀傷等信息。

　　(6)交戰(zhàn)單元只能執(zhí)行唯一確定的指揮與控制單元發(fā)出的指令，避免命令沖突。

　　2 指揮與控制網(wǎng)絡的特征參數(shù)

　　主要的網(wǎng)絡特征參數(shù)如下：

　　(1)網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)。其定義為網(wǎng)絡中所包含的全部節(jié)點數(shù)量，反映了作戰(zhàn)雙方的參戰(zhàn)規(guī)模。

　　(2)網(wǎng)絡邊數(shù)。其定義為網(wǎng)絡中所包含邊的總數(shù)，反映了作戰(zhàn)體系中各單元之間關系的復雜程度。但是，指揮與控制系統(tǒng)中的有線或無線通信裝備數(shù)量、指揮與控制機構(gòu)和裝備的信息處理能力以及信道傳輸能力都受到限制，因此網(wǎng)絡的邊數(shù)也不宜過多。當網(wǎng)絡中邊的總數(shù)與節(jié)點總數(shù)的比值超過一定限度時，網(wǎng)絡有可能由于過多的向前或向后的反饋環(huán)路導致癱瘓。

　　(3)節(jié)點的度。其定義為該節(jié)點與其它節(jié)點鏈接的數(shù)量。在交戰(zhàn)網(wǎng)絡中，節(jié)點的度在一定程度上反映了它的重要程度，度值越大表明節(jié)點越重要，是己方保護的重點，更是敵方打擊的重點目標。

　　(4)節(jié)點/網(wǎng)絡的聚類系數(shù)。在傳統(tǒng)層級樹狀指揮與控制網(wǎng)絡中，節(jié)點之間不具有區(qū)域協(xié)同能力，只能通過間接方式進行作戰(zhàn)組織協(xié)同，在遭到打擊時，不能有效地自主網(wǎng)絡重建。節(jié)點的聚類系數(shù)定義為所有與該節(jié)點相鄰接的節(jié)點之間的實際連邊數(shù)目占它們之間可能的最大連邊數(shù)目的比例。網(wǎng)絡的聚類系數(shù)即網(wǎng)絡中所有節(jié)點的聚類系數(shù)的平均值。聚類系數(shù)的含義在兩個方面得到充分體現(xiàn)：當網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間需要共同完成某一任務時，節(jié)點聚類系數(shù)大小反映出相互協(xié)同能力的強弱;網(wǎng)絡聚類系數(shù)反映了交戰(zhàn)單元之間的區(qū)域協(xié)同能力以及網(wǎng)絡在通信故障或遭到毀傷時的自重建能力。當一些交戰(zhàn)單元通信故障或損毀，聚類系數(shù)較高的其它交戰(zhàn)單元則通過鄰近節(jié)點與重要節(jié)點鏈接，從而有效地完成網(wǎng)絡重建。

　　(5)平均路徑長度。即網(wǎng)絡中任意兩個節(jié)點間距離的平均值。兩個節(jié)點間距離定義為兩個節(jié)點之間的最短路徑上的邊數(shù);網(wǎng)絡的平均路徑長度表征網(wǎng)絡傳遞信息的能力。一般地，路徑長度與信息傳遞的延遲時間呈線性關系，路徑長度短，信息的實時性程度高，情報信息的共享程度高，組織協(xié)同時效性高，從而獲得更好的作戰(zhàn)效能。因此，交戰(zhàn)網(wǎng)絡的平均路徑長度需要設計得盡量短小。