鄧克波，楚 威，程文迪，孫豐鑫，劉力力

（信息系統(tǒng)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210007）

C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性的仿真評(píng)估*

鄧克波，楚 威，程文迪，孫豐鑫，劉力力

（信息系統(tǒng)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210007）

時(shí)效性是評(píng)價(jià)C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。為了支撐C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析評(píng)估與優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性的評(píng)估指標(biāo)體系和指標(biāo)評(píng)估模型，基于Agent建模方法建立了情報(bào)獲取、情報(bào)處理、決策控制和響應(yīng)執(zhí)行等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單元的仿真模型，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真評(píng)估軟件。開展了三類仿真實(shí)驗(yàn)，分析了影響系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性的因素，比較了不同類型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，驗(yàn)證了此方法的有效性。

C4ISR系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)，評(píng)估指標(biāo)，模型，仿真實(shí)驗(yàn)

引言

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)組成要素及要素之間的關(guān)系。C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括底層通信網(wǎng)絡(luò)的物理連接結(jié)構(gòu)和上層信息交互的邏輯關(guān)系結(jié)構(gòu)。作為軍力倍增器的C4ISR系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣對(duì)系統(tǒng)能否有效發(fā)揮作戰(zhàn)效能具有重要影響。特別是隨著“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”和“空海一體戰(zhàn)”等概念的提出［1-2］，C4ISR系統(tǒng)具有“平臺(tái)為中心”向“網(wǎng)絡(luò)為中心”的發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也從集中式、樹型結(jié)構(gòu)向扁平化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型［3-4］。然而，如何定量評(píng)估C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能，以及如何分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能的各種影響因素，目前缺少有效的方法和工具支撐。采用實(shí)兵演練的方式，受到環(huán)境、經(jīng)費(fèi)和安全等諸多因素的限制，通過建模分析評(píng)估C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則是一種有效方法。

目前，基于模型的C4ISR結(jié)構(gòu)分析評(píng)估大致分為兩個(gè)主要方向。一是通過建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型和理論計(jì)算完成分析評(píng)估［5-10］。例如，文獻(xiàn)［5］基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，計(jì)算分析了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的聚系數(shù)和平均路長(zhǎng)等指標(biāo)。文獻(xiàn)［6-7］基于信息熵理論，分析了信息承載量最大的最優(yōu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［8］通過建立艦艇編隊(duì)C3I系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有色Petri網(wǎng)模型，理論分析了匹配作戰(zhàn)任務(wù)的最優(yōu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［9］借助體系結(jié)構(gòu)視圖［10］，建立了通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，并給出了求解方法。由于實(shí)際C4ISR系統(tǒng)受到諸多戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境因素影響，建立逼真的數(shù)學(xué)模型比較困難。二是建立C4ISR系統(tǒng)的仿真可執(zhí)行模型，通過運(yùn)行仿真系統(tǒng)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)評(píng)估。文獻(xiàn)［11］研究了將C4ISR體系結(jié)構(gòu)視圖映射為仿真可執(zhí)行模型的方法。文獻(xiàn)［12-14］通過仿真實(shí)驗(yàn)分析了C4ISR系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［15］利用ELICIT仿真平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)中信息共享交互結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。目前在綜合考慮底層通信網(wǎng)絡(luò)和上層信息交互關(guān)系的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真實(shí)驗(yàn)方面研究較少。

1 時(shí)效性評(píng)估指標(biāo)

C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性是指支持情報(bào)、指控命令和共享態(tài)勢(shì)等信息在系統(tǒng)單元間快速交互的能力，是系統(tǒng)完成作戰(zhàn)任務(wù)的基本要求。建立的C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性評(píng)估指標(biāo)如圖1所示。下文給出指標(biāo)的定義、評(píng)估模型及數(shù)據(jù)獲取方法。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性評(píng)估指標(biāo)體系

情報(bào)保障時(shí)間定義為從信源（情報(bào)獲取單元或情報(bào)處理單元等）發(fā)送情報(bào)到情報(bào)用戶節(jié)點(diǎn)（決策控制單元、響應(yīng)執(zhí)行單元或其他情報(bào)處理單元）接收到該情報(bào)的平均時(shí)間間隔，具體分為情報(bào)處理單元、決策控制單元和響應(yīng)執(zhí)行單元獲得情報(bào)信息的時(shí)效性，評(píng)估模型如下所示，

以情報(bào)處理單元獲取情報(bào)信息為例，N情處單元表示系統(tǒng)中情報(bào)處理單元的總個(gè)數(shù)，M情處單元i表示情報(bào)處理單元i在指定的評(píng)估時(shí)段內(nèi)接收的情報(bào)信息總次數(shù)，tij1（情處單元）表示接收到第j個(gè)情報(bào)信息的時(shí)刻，該數(shù)據(jù)可以通過對(duì)接收的情報(bào)報(bào)文打上接收時(shí)戳獲得；tij0（情處單元）表示第j個(gè)情報(bào)報(bào)文從信源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的時(shí)刻，同樣可以通過對(duì)發(fā)送的情報(bào)報(bào)文打上發(fā)送時(shí)戳獲得。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情報(bào)保障時(shí)效性是系統(tǒng)內(nèi)所有情報(bào)處理單元、決策控制單元和響應(yīng)執(zhí)行單元在整個(gè)評(píng)估時(shí)段內(nèi)獲取情報(bào)保障時(shí)效性的平均值，即在空間和時(shí)間上的平均。

指揮控制時(shí)間用來衡量下級(jí)決策控制單元和執(zhí)行單元等能否及時(shí)獲得上級(jí)指控信息，其中指控信息包括作戰(zhàn)方案、計(jì)劃和指令等。指揮控制時(shí)間定義為從上級(jí)決策控制單元發(fā)出指控信息開始到下級(jí)決策控制單元或執(zhí)行單元接收到該指控信息的平均時(shí)間間隔，評(píng)估模型如下所示，

系統(tǒng)指揮控制時(shí)間是系統(tǒng)內(nèi)所有決策控制單元和執(zhí)行單元在整個(gè)評(píng)估時(shí)段內(nèi)獲取指控信息時(shí)效性的平均值。

訂閱分發(fā)時(shí)間用來衡量系統(tǒng)中信息用戶能否通過訂閱請(qǐng)求及時(shí)獲取相關(guān)的信息服務(wù)，其中信息用戶包括情報(bào)獲取單元和決策控制單元等，為簡(jiǎn)化評(píng)估模型，在此不對(duì)信息用戶進(jìn)一步分類。信息訂閱分發(fā)時(shí)間定義為從信息用戶發(fā)出信息訂閱請(qǐng)求開始到接收到信息服務(wù)反饋的時(shí)間間隔，是系統(tǒng)中所有信息用戶在整個(gè)評(píng)估時(shí)段內(nèi)的平均值：

態(tài)勢(shì)共享時(shí)間用來衡量上下級(jí)或友鄰決策控制單元之間共享態(tài)勢(shì)的時(shí)間長(zhǎng)度，定義為從一個(gè)決策控制單元發(fā)出本地形成的態(tài)勢(shì)信息開始到其他節(jié)點(diǎn)接收到該態(tài)勢(shì)信息的時(shí)間間隔，是對(duì)所有節(jié)點(diǎn)所有態(tài)勢(shì)共享行為求平均：

ti0（態(tài)勢(shì)共享）表示在選定的評(píng)估時(shí)段內(nèi)第i次態(tài)勢(shì)共享行為中分發(fā)態(tài)勢(shì)信息的時(shí)刻，ti1（態(tài)勢(shì)共享）表示第i次態(tài)勢(shì)共享行為中接收態(tài)勢(shì)信息的時(shí)刻。

系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間是指從情報(bào)獲取單元發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到執(zhí)行單元接收到針對(duì)該目標(biāo)的作戰(zhàn)計(jì)劃或指令的時(shí)間間隔，評(píng)估模型為：

tk0表示系統(tǒng)中情報(bào)獲取單元發(fā)現(xiàn)目標(biāo)k的時(shí)刻，由于目標(biāo)k可能會(huì)前后或同時(shí)被多個(gè)情報(bào)獲取單元發(fā)現(xiàn)，因此，tk0取所有情報(bào)獲取單元中最早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)k的時(shí)刻；tk1表示系統(tǒng)中所有執(zhí)行單元最早接收到針對(duì)目標(biāo)k的作戰(zhàn)計(jì)劃或指令的時(shí)間；K表示系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)總數(shù)。為了方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，可以在劇情中為每個(gè)目標(biāo)設(shè)置唯一的想定號(hào)，通過想定號(hào)確定該目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)時(shí)刻和執(zhí)行指令接收時(shí)刻。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真建模

采用統(tǒng)一的Agent模型框架對(duì)C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行仿真建模，單元類型包括情報(bào)獲取單元、情報(bào)處理單元、指揮決策單元、響應(yīng)執(zhí)行單元和通信網(wǎng)等。仿真模型均包括感知器、處理器和效應(yīng)器3個(gè)模塊，感知器用來感知外部環(huán)境變化和與其他系統(tǒng)單元進(jìn)行交互；處理器用來對(duì)接收或感知的信息按照一定的規(guī)則進(jìn)行處理；效應(yīng)器是根據(jù)信息處理結(jié)果執(zhí)行響應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)作。

情報(bào)獲取單元模型屬性包括：標(biāo)識(shí)、位置（經(jīng)緯高）、探測(cè)半徑、掃描周期、情報(bào)輸出周期、情報(bào)處理容量、探測(cè)誤差、處理平均時(shí)延等。情報(bào)獲取單元仿真模型的結(jié)構(gòu)及處理流程，如圖2所示。

情報(bào)處理單元模型的屬性包括：標(biāo)識(shí)、位置（經(jīng)緯高）、情報(bào)輸出周期、情報(bào)處理容量、處理平均時(shí)延、處理誤差等。情報(bào)處理單元仿真模型的結(jié)構(gòu)和處理流程，如圖3所示。

圖3 情報(bào)處理單元仿真模型信息處理流程

決策控制單元模型的屬性包括：標(biāo)識(shí)、指揮級(jí)別、位置（經(jīng)緯高）、決策周期、指揮命令格式、態(tài)勢(shì)格式等。決策控制單元仿真模型的基本結(jié)構(gòu)和處理流程，如圖4所示。

圖4 決策控制單元仿真模型信息處理流程

響應(yīng)執(zhí)行單元模型的屬性包括：標(biāo)識(shí)、責(zé)任區(qū)范圍、打擊半徑、彈藥數(shù)量、毀傷概率等。執(zhí)行單元仿真模型的結(jié)構(gòu)和處理流程，如圖5所示。

圖5 響應(yīng)執(zhí)行單元仿真模型信息處理流程

通信網(wǎng)仿真模型的屬性包括：通信節(jié)點(diǎn)位置、處理時(shí)延、緩存大?。煌ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣、傳輸鏈路類型和帶寬、路由選擇規(guī)則等。為了支持通信網(wǎng)仿真模型運(yùn)行，設(shè)計(jì)了公共數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括路由表、信息交互關(guān)系表、通信節(jié)點(diǎn)狀態(tài)表、信息表以及事件表等。基于公共數(shù)據(jù)，通信網(wǎng)仿真模型采用離散事件仿真方法，基本結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

圖6 通信網(wǎng)仿真模型信息處理流程

3 仿真評(píng)估工具設(shè)計(jì)

從軟件模塊框架、運(yùn)行序列圖和仿真推進(jìn)機(jī)制介紹了C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真評(píng)估工具設(shè)計(jì)方案。

3.1 軟件模塊框架

C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真評(píng)估工具的模塊框架如圖7所示。不同類型的系統(tǒng)單元Agent用來模擬C4ISR系統(tǒng)情報(bào)獲取、處理、傳輸、決策和執(zhí)行等基本功能和信息交互過程。人機(jī)交互模塊用來顯示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成和運(yùn)行過程，以及人工輸入模型參數(shù)和仿真運(yùn)行參數(shù)等，如仿真周期和推進(jìn)速度等。配置管理模塊用于實(shí)現(xiàn)單元Agent的編輯功能，主要包括Agent基本屬性和信息交互關(guān)系的編輯和管理，主要功能包括：以圖形化的方式，提供單元Agent的編輯功能；可配置單元Agent之間的信息交互關(guān)系。軟件運(yùn)行框架提供了供進(jìn)一步開發(fā)用的軟件基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)集成和串聯(lián)各個(gè)軟件模塊。

圖7 C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真評(píng)估工具模塊框架圖

3.2 運(yùn)行序列圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真評(píng)估軟件運(yùn)行序列如圖8所示，其驅(qū)動(dòng)核心是目標(biāo)狀態(tài)推演。目標(biāo)狀態(tài)推演軟件模塊負(fù)責(zé)根據(jù)配置參數(shù)和規(guī)則腳本文件，形成待處理的離散事件，以離散事件驅(qū)動(dòng)的方式，周期性地產(chǎn)生和推演目標(biāo)，并將目標(biāo)輸出信息送至信息分發(fā)軟件模塊。

圖8 C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仿真評(píng)估工具運(yùn)行序列圖

3.3 仿真推進(jìn)機(jī)制

仿真評(píng)估工具的時(shí)鐘管理采用本地虛擬時(shí)鐘管理，仿真時(shí)鐘的推進(jìn)方法采用固定步長(zhǎng)的方法，仿真引擎的偽代碼如下：

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)分析案例

利用研制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析評(píng)估工具，設(shè)計(jì)并開展了三類實(shí)驗(yàn)科目，對(duì)影響C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性的因素進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)分析，考察因素包括：通信網(wǎng)傳輸能力、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境態(tài)勢(shì)和系統(tǒng)信息關(guān)系結(jié)構(gòu)。

基本仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)：仿真周期為100 ms、仿真步長(zhǎng)為1 ms、仿真結(jié)束時(shí)間為20 000個(gè)仿真步長(zhǎng)。情報(bào)獲取單元探測(cè)半徑為500 km，掃描周期為5 s，情報(bào)處理單元情報(bào)發(fā)送周期為1 s，決策控制單元指令發(fā)送周期為2 s。

仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基本配置如下頁圖9所示，其中粗線連線代表通信網(wǎng)絡(luò)，細(xì)線有向連線代表應(yīng)用節(jié)點(diǎn)之間的信息交互關(guān)系，細(xì)線多邊形代表應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的責(zé)任區(qū)。

4.1 實(shí)驗(yàn)科目一

在不改變系統(tǒng)信息關(guān)系和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的情況下，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性隨通信網(wǎng)傳輸能力的變化情況。

在多次實(shí)驗(yàn)中，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的目標(biāo)個(gè)數(shù)設(shè)為80個(gè)不變，通信網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬統(tǒng)一由50 kb/s遞增到2.0 Mb/s，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性部分指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示。

圖9 仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基本配置界面

圖10 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性指標(biāo)VS通信鏈路帶寬

由圖10可見，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能隨鏈路帶寬的增加而逐漸提高，但當(dāng)鏈路帶寬增加到一定程度，系統(tǒng)性能變化微弱。因此，在實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，應(yīng)避免單純追求通信能力，應(yīng)在性能需求和建設(shè)成本之間優(yōu)化考慮。

4.2 實(shí)驗(yàn)科目二

在不改變系統(tǒng)信息關(guān)系和通信網(wǎng)傳輸能力的情況下，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性指標(biāo)隨戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境目標(biāo)個(gè)數(shù)的變化情況。

通信鏈路帶寬統(tǒng)一設(shè)置為200 kb/s，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中目標(biāo)個(gè)數(shù)由10個(gè)遞增到160個(gè)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性部分指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖11所示。

由圖11可見，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高效性指標(biāo)隨戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的目標(biāo)增加而逐漸變差，因?yàn)槟繕?biāo)個(gè)數(shù)的增加意味著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)承載的信息傳輸負(fù)擔(dān)增加；當(dāng)目標(biāo)超出一定數(shù)量，部分指標(biāo)急劇惡化，因此，在給定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能要求的條件下，可以分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大致滿足的目標(biāo)容量。

圖11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性指標(biāo)VS目標(biāo)個(gè)數(shù)

4.3 實(shí)驗(yàn)科目三

在不改變通信網(wǎng)傳輸能力和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境目標(biāo)個(gè)數(shù)的情況下，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨單元個(gè)數(shù)和單元信息關(guān)系的變化情況。

首先，通信鏈路帶寬統(tǒng)一設(shè)置為200 kb/s，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中目標(biāo)個(gè)數(shù)設(shè)置為80個(gè)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中情報(bào)獲取單元個(gè)數(shù)從5個(gè)遞增到20個(gè)，決策控制單元個(gè)數(shù)從3個(gè)遞增到6個(gè)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性指標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下頁圖12所示。

由圖12可見，在通信網(wǎng)能力不變的情況下，隨著系統(tǒng)單元增多，系統(tǒng)時(shí)效性逐漸變差，因?yàn)橥ㄐ刨Y源競(jìng)爭(zhēng)加劇，因此，為了保證系統(tǒng)性能，需要控制系統(tǒng)單元規(guī)模或者提高通信網(wǎng)絡(luò)傳輸能力。

其次，在底層通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)和能力不變的情況下，改變上層部署的應(yīng)用系統(tǒng)信息關(guān)系結(jié)構(gòu)，如下頁圖13所示，分別對(duì)樹型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。

兩種不同類型信息關(guān)系的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下頁表1所示，以結(jié)構(gòu)1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸一化處理后，如下頁圖14所示。由表1和圖14可見，與樹型結(jié)構(gòu)相比，網(wǎng)絡(luò)化/扁平化的信息交互關(guān)系有效提高了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支持情報(bào)保障、指揮控制、態(tài)勢(shì)共享和系統(tǒng)反應(yīng)等的時(shí)效性。

圖12 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高效性VS單元個(gè)數(shù)

圖13 兩種信息關(guān)系結(jié)構(gòu)

表1 兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖14 兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸一化

5 結(jié)束語

C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性評(píng)估對(duì)于系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和建設(shè)具有重要意義。本文針對(duì)C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的時(shí)效性，提出了度量指標(biāo)和評(píng)估模型，從實(shí)驗(yàn)評(píng)估角度建立了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單元仿真模型，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了仿真評(píng)估的工具軟件。通過仿真實(shí)驗(yàn)，分析了影響C4ISR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)效性的因素，并對(duì)不同類型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了支撐。

［1］Alberts D S，Garstka J J，Stein F P.Network Centric Warfare: Developing and Leveraging Information Superiority［M］. Washington DC：CCRP，1999.

［2］Alberts D S.The Agility Advantage:A Survival Guide for Complex Enterprises and Endeavors［M］.Washington DC：CCRP，2011.

［3］David A G，Swati D A.Michael J S.Widely Distributed C4ISR［C］//12th ICCRTS，2007.

［4］Jefferey R C.Distributed Networked Operations-The Foundation of Network Centric Warfare［M］.Newport：Alidade Press，2005.

［5］劉 剛，羅愛民，羅雪山，體系結(jié)構(gòu)信息流復(fù)雜性評(píng)估［J］.指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2012，3（3）:20-24.

［6］Scheidt D，Pekala M.The Impact of Entropic Drag on Command and Control［C］//12th International Command and Control Research and Technology Symposium，2007.

［7］Scheidt D，Kevin S.On Optimizing Command and Control Structures［C］//16th International Command and ControlResearch and Technology Symposium，2011.

［8］徐 佳，夏惠誠.面向作戰(zhàn)任務(wù)的艦艇編隊(duì)C3I系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化匹配分析［J］.艦船電子對(duì)抗，2011，34（2）:44-50.

［9］丁澤柳，羅愛民，羅雪山.一種C4ISR系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法［J］.火力與指揮控制，2011，36（5）:21-24.

［10］DoD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework Version 2.0 Volume II:Architect's Guide:Architectural Data and Models［R］.USA: Department of Defense，2009.

［11］Wang Z X，Zhang W Z，Dong Q C，et al.A Light Way of Enterprise Modeling and Simulation for C4ISR System Based on xUML［J］.Journal of Command Information Systems，2012，8（7）:2829-2838.

［12］Lindy E，Dimarogonas J，McConnell J，et al.Representing Operational Architectures into a Modeling and Environment for Analyzing Communications Architectures［C］//Military Communication Conference，2004:1456-1462.

［13］Shaulov G，Patel J.Simulation-based Performance Robustness Studies for Optical Gigabit LAN in Military Applications［C］//Military Communications Conference，Orlando，USA，2007:1-7.

［14］Li B Q，Si S K，Li B，et al.A Method to Generate C4ISR Architecture Framework and Cascading Failure of Constructed Network［C］//2nd International Conference on Artificial Intelligence，Management Science and Electronic Commerce，Zhengzhou，2011:34-37.

［15］Martin D M，McEver J C.Metrics，Analysis and Method for the Exploitation of ELICIT Experimental Data［C］//13th International Command and Control Research and Technology Symposium，WA，USA，2008.

Time-effectiveness Assessment of C4ISR Structure by Simulation

DENG Ke-bo，CHU Wei，CHENG Wen-di，SUN Feng-xin，LIU Li-li
（Science and Technology on Information Systems Engineering Laboratory，Nanjing 210007，China）

Time-effectiveness is an important metric for C4ISR system structure.In order to evaluate and optimize the C4ISR structure，firstly，an index system for its time-effectiveness evaluation and their assessment model are proposed;then，agent models of the C4ISR units are established，including information acquiring unit，information processing unit，command and control unit，and act unit.The design scheme of the simulation tool is also presented.Finally，three kinds of simulation experiments are implemented，in which influencing factors on the time-effectiveness of C4ISR structure are analyzed and different C4ISR structures are also compared.Simulation experiments prove that the proposed method is effective.

C4ISR system，structure，assessment index，model，simulation experiment

E917

A

1002-0640（2014）11-0027-06

2013-08-30

2013-11-10

國家安全重大基礎(chǔ)研究基金資助項(xiàng)目

鄧克波（1980- ），男，江蘇徐州人，博士，高工。研究方向：C4ISR系統(tǒng)仿真與評(píng)估。