朱 剛，譚賢四，王 紅，畢紅葵，吳 恒（1.空軍預(yù)警學(xué)院a.研究生管理大隊(duì)；b.二系，武漢430019；.國防信息學(xué)院訓(xùn)練部，武漢430010）

復(fù)雜信息關(guān)系集成的指揮控制模型

朱 剛1a，譚賢四1b，王 紅1b，畢紅葵1b，吳 恒2
（1.空軍預(yù)警學(xué)院a.研究生管理大隊(duì)；b.二系，武漢430019；2.國防信息學(xué)院訓(xùn)練部，武漢430010）

為描述協(xié)同決策過程，提出了基于復(fù)雜信息關(guān)系集成和OODA的指揮控制模型。首先分析了個(gè)體決策環(huán)境中OODA特性，認(rèn)為復(fù)雜信息關(guān)系是導(dǎo)致環(huán)形結(jié)構(gòu)OODA難以精確描述協(xié)同決策的主要原因；結(jié)合知識(shí)管理和仙農(nóng)信息理論，從武器裝備體系對(duì)抗角度定義了信息、數(shù)據(jù)、情報(bào)和知識(shí)概念，確定基本元素的同時(shí)分析了物理域、信息域、認(rèn)知域和社會(huì)域之間的信息流向。借鑒基于OODA的武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型思路，從信息視角構(gòu)建了武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型框架。分析了框架中任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流之間的關(guān)系并給出了描述元模型。提出了用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)OODA模型描述協(xié)同決策的思路并抽象出了指揮控制模型。最后用ExtendSim進(jìn)行了對(duì)比分析，為創(chuàng)新指揮控制理論提供了參考。

OODAI；指揮控制；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；武器裝備體系

0 引言

OODA（Observe，Orient，Decide，Act）模型在軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如使用OODA分析武器系統(tǒng)間關(guān)系，指導(dǎo)構(gòu)建武器裝備體系模型，然后以此模型為基礎(chǔ)采用其它方法研究武器裝備體系問題［1－5］。然而，OODA模型難以描述武器裝備體系中協(xié)同決策過程，主要原因?yàn)椋?］：1）OODA中各階段定義是從個(gè)體決策視角出發(fā)的，難以描述協(xié)同決策過程；2）指揮控制過程的靈活性和互操作性闡述不明；3）信息描述能力滯后。這些影響了武器裝備體系模型及其它問題的研究精度。因此，有必要對(duì)協(xié)同決策過程的描述模型進(jìn)行研究。為探索解決上述問題，本文提出了基于復(fù)雜信息關(guān)系集成OODA的指揮控制過程模型OODAI（Observe，Orient，Decide，Act，Information）。

1 指揮控制分析

1.1 個(gè)體決策與協(xié)同決策

平臺(tái)中心戰(zhàn)中指揮控制機(jī)構(gòu)具有嚴(yán)格的層級(jí)結(jié)構(gòu)，指揮控制過程以個(gè)體決策為主。采用OODA描述的指揮控制過程如圖1所示［7］。OODA各階段定義為：觀察（O）是運(yùn)用傳感設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行情報(bào)收集，包括預(yù)警探測的信息、目標(biāo)位置信息、目標(biāo)狀態(tài)信息等；判斷（O）是對(duì)收集的情報(bào)進(jìn)行分析，判明情報(bào)的真?zhèn)?，研究判斷?dāng)前的態(tài)勢；決策（D）即基于判斷定下決心，制定行動(dòng)計(jì)劃和任務(wù)方案；行動(dòng)（A）即根據(jù)做出的決策和制定的行動(dòng)計(jì)劃采取相應(yīng)的動(dòng)作行為。

圖1 OODA描述的指揮控制過程Fig.1 OODA described command and control process

圖1中編組層、平臺(tái)層和武器系統(tǒng)層的OODA過程循環(huán)嵌套，編組層的決策者執(zhí)行完OODA后將指揮控制信息傳輸給平臺(tái)層，平臺(tái)層決策者收到信息后執(zhí)行OODA過程并將相關(guān)信息傳輸給武器系統(tǒng)層，武器系統(tǒng)層根據(jù)平臺(tái)層決策者意圖執(zhí)行OODA直至完成任務(wù)。在這個(gè)過程中，編組層所在的外環(huán)周期長，武器系統(tǒng)層所在的內(nèi)環(huán)周期短。個(gè)體決策的指揮控制過程跨越物理域、信息域和認(rèn)知域。以人與武器裝備組成的單個(gè)武器系統(tǒng)為例，人觀察物理域獲取信息，信息在信息域中通過語音無線電進(jìn)行傳遞，或者經(jīng)過眼睛傳遞到大腦，然后在認(rèn)知域形成判斷和決策信息，根據(jù)決策信息形成的一系列動(dòng)作又影響物理域。其中，個(gè)體決策是在個(gè)體思維中形成的，孤島式的信息域也導(dǎo)致了孤島式的認(rèn)知域。由于此時(shí)信息域相對(duì)而言較為簡單，因此人的認(rèn)知域即人的復(fù)雜性成了影響指揮控制的主要原因。

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中指揮控制機(jī)構(gòu)具有扁平化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，指揮控制過程以協(xié)同決策為主。集成后的信息域使得人們的交互更加頻繁，這也使得指揮控制擴(kuò)大到了社會(huì)域。社會(huì)域指軍事實(shí)體間及其內(nèi)部的交互。社會(huì)域與信息域和認(rèn)知域有重疊的部分，但又有所不同：信息域是一個(gè)特殊的空間，而社會(huì)域主要以物理空間為主；認(rèn)知域主要強(qiáng)調(diào)個(gè)體的認(rèn)知活動(dòng)，而社會(huì)域強(qiáng)調(diào)個(gè)體認(rèn)知活動(dòng)之間的交互，社會(huì)域中認(rèn)知活動(dòng)的結(jié)果是形成共享感知，也就是形成協(xié)同決策的前提條件［8］。可以認(rèn)為，武器裝備體系是信息域集成物理域的結(jié)果，共享感知和協(xié)同決策是信息域集成認(rèn)知域的最終結(jié)果。

綜合上述分析可知，OODA不適用于描述協(xié)同決策過程主要體現(xiàn)在：1）由人和智能模塊組成的指揮控制機(jī)構(gòu)擴(kuò)大了傳統(tǒng)意義上的決策者范圍，從個(gè)體決策角度定義的OODA階段難以精確描述協(xié)同決策中的各個(gè)階段；2）OODA的環(huán)形結(jié)構(gòu)難以描述協(xié)同決策過程中的靈活性和互操作性；3）OODA對(duì)集成后的信息域描述不明。

1.2 協(xié)同決策中復(fù)雜的信息關(guān)系

基于信息優(yōu)勢論的主要作戰(zhàn)理論有信息戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、聯(lián)合作戰(zhàn)、空海一體戰(zhàn)和聯(lián)合介入作戰(zhàn)［9－11］，這些作戰(zhàn)理論要求武器裝備體系具有遂行多樣化作戰(zhàn)任務(wù)和適應(yīng)瞬息萬變戰(zhàn)場環(huán)境的能力。武器裝備體系具有兩種連接結(jié)構(gòu)，一種是系統(tǒng)內(nèi)部的緊耦合連接，一種是交互形成的系統(tǒng)之間的松耦合連接。在平臺(tái)中心戰(zhàn)模式中，系統(tǒng)之間的松耦合連接沒有積累到一定的量變，因此沒有引起人們的重視。一般采用“機(jī)械化”人的方式去除復(fù)雜性，使用系統(tǒng)工程精確定義武器系統(tǒng)初始條件的方法處理武器系統(tǒng)問題；而在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)模式中，松耦合連接由量變引起了質(zhì)變，促進(jìn)形成了武器裝備體系能力。在體系視野中，松耦合的連接方式增加了考慮武器系統(tǒng)問題輸入的自由度，即武器系統(tǒng)的初始條件難以確定。綜合上述分析可知，協(xié)同決策主要涉及2個(gè)方面的問題，一個(gè)是共享感知，一個(gè)是明確不同任務(wù)群體的初始條件。在探討上述2個(gè)問題之前，需要對(duì)信息有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)。

引入知識(shí)管理和仙農(nóng)信息熵理論定義數(shù)據(jù)、情報(bào)、知識(shí)和信息［12－13］：

數(shù)據(jù)（data）：反映客觀事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信號(hào)。

其中characteristic為特征集，value為特征集對(duì)應(yīng)的值集。

情報(bào)（intelligence）：在一定領(lǐng)域內(nèi)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，使數(shù)據(jù)具有結(jié)構(gòu)可以表征某個(gè)事實(shí)的信息。相對(duì)而言，data為表征某個(gè)事實(shí)的零散信息，intelligence為關(guān)于某個(gè)事實(shí)的data、data之間關(guān)系和性質(zhì)的集合。

其中，data為情報(bào)的基礎(chǔ)；fact為data的分類法集合，一般情況下fact＝〈when，where，who，what〉，即從時(shí)間、地點(diǎn)、人物和發(fā)生什么4個(gè)角度組織數(shù)據(jù)描述事實(shí)；possibility為事實(shí)的n種可能性集合；probability為n種可能性的發(fā)生概率集合；believable為該情報(bào)對(duì)情報(bào)獲得者的效用度集合。

知識(shí)（knowledge）：在一定的環(huán)境中，具有一定邏輯推理關(guān)系的信息。

其中，domain為知識(shí)的領(lǐng)域集合，即知識(shí)所涉及的領(lǐng)域范圍；concept為對(duì)事實(shí)的抽象，是各領(lǐng)域描述事實(shí)的術(shù)語集合；relation為概念間關(guān)系集合；rule為概念間推理邏輯集合；tactics為策略集合。其中，domain，concept，relation和tactics用于描述事實(shí)產(chǎn)生的原因why；concept，rule和tactics用于描述如何應(yīng)對(duì)事實(shí)，即how。如導(dǎo)彈攻擊知識(shí)實(shí)例中的規(guī)則片段：

式（4）表示一種規(guī)則，即采取防御措施應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈攻擊。其中導(dǎo)彈、攻擊和防御是軍事領(lǐng)域概念，∧和→為規(guī)則算子。每個(gè)概念映射一到多個(gè)策略。

信息（information）：泛指信息域內(nèi)的一切內(nèi)容。

綜上所述，信息是信息域的主要內(nèi)容，知識(shí)是認(rèn)知域的主要結(jié)果。共享感知就是在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上形成滿足不同視角和不同層次需求的各種情報(bào)，在社會(huì)域中統(tǒng)一對(duì)同一個(gè)客觀事實(shí)的認(rèn)識(shí)；明確不同任務(wù)群體的初始條件就是使用知識(shí)對(duì)情報(bào)進(jìn)行加工并將結(jié)果傳輸給武器系統(tǒng)?？梢哉f，有無復(fù)雜的信息關(guān)系是區(qū)分個(gè)體決策和協(xié)同決策的主要依據(jù)。

2 OODAI模型

2.1 復(fù)雜信息關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)模型分析

基于OODA的武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型和本文提出的表征信息關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)模型思路如圖2所示。

圖2 武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建思路Fig.2 The idea of armament system of systems complex networks model

圖2可從不同視角指導(dǎo)構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。圖2a是現(xiàn)有文獻(xiàn)［4－5，7］采用的視角，即將對(duì)抗方抽象成探測目標(biāo)，將己方武器系統(tǒng)分為探測、決策和火力打擊3類實(shí)體，將實(shí)體間的信息流向和指揮控制關(guān)系抽象為連接邊，從頂層上依據(jù)OODA過程構(gòu)建武器裝備體系網(wǎng)絡(luò)。圖2a所示思路較為直觀，但是受限于OODA模型，該思路仍然采用個(gè)體決策從頂層上解釋武器裝備體系指揮控制過程。

根據(jù)1.1節(jié)的分析，本文提出采用如圖2b所示的思路構(gòu)建武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。即從信息關(guān)系角度認(rèn)知武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，其中探測目標(biāo)T為數(shù)據(jù)源；Sd為捕獲數(shù)據(jù)的感知數(shù)據(jù)模塊，將物理域的數(shù)據(jù)捕獲到信息域；Di為處理數(shù)據(jù)的情報(bào)處理模塊，在信息域中將數(shù)據(jù)處理為情報(bào)，并根據(jù)不同類型不同層次的個(gè)體需求進(jìn)行分發(fā)；Dk為綜合處理情報(bào)的知識(shí)處理模塊，主要用知識(shí)對(duì)情報(bào)進(jìn)行處理后生成指揮控制信息；Ad為行動(dòng)數(shù)據(jù)模塊，主要將指揮控制信息和相關(guān)情報(bào)轉(zhuǎn)換為火力打擊系統(tǒng)需求的數(shù)據(jù)。根據(jù)分析可知，如圖2b中的節(jié)點(diǎn)為T，Sd，Di，Dk和Ad；連接邊為5類節(jié)點(diǎn)之間的信息關(guān)系。

2.2 模型形式化描述

從對(duì)抗中某一方的視角出發(fā)可定義復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型中的節(jié)點(diǎn)和連接邊。

2.2.1 節(jié)點(diǎn)的定義

1）探測目標(biāo)集合T

其中，ID為全局唯一編號(hào)集合；dataT為探測目標(biāo)T散發(fā)出來的數(shù)據(jù)集合，當(dāng)探測目標(biāo)T有n個(gè)特征和對(duì)應(yīng)的值時(shí)，稱T為n維探測目標(biāo)?？杀硎緸?/p>

2）感知數(shù)據(jù)模塊集合Sd

其中，ID為全局唯一編號(hào)集合；data＊為感知數(shù)據(jù)模塊Sd捕獲到的所有數(shù)據(jù)集合。dataType為感知數(shù)據(jù)模塊感知到的數(shù)據(jù)類型集合，如紅外感知數(shù)據(jù)模塊捕獲到的速度數(shù)據(jù)標(biāo)記為紅外類型，雷達(dá)感知數(shù)據(jù)模塊捕獲到的速度數(shù)據(jù)標(biāo)記為雷達(dá)類型等；timed為感知實(shí)體捕獲到數(shù)據(jù)的時(shí)間集合；ability為感知數(shù)據(jù)模塊捕獲數(shù)據(jù)的能力集合，如data＊中的characteristic＊與dataT中的characteristicT越接近則說明對(duì)目標(biāo)T的數(shù)據(jù)捕獲能力越強(qiáng)；precision為感知數(shù)據(jù)模塊的感知精度集合，如感知到的dataT＊中的value＊T越接近dataT中的valueT，則說明對(duì)目標(biāo)T的感知精度越高。intelligenceSd為Sd的反饋情報(bào)集合。

3）情報(bào)處理模塊集合Di

其中，ID為全局唯一編號(hào)集合；intelligence＊為Di輸出情報(bào)集合，有intelligence＊intelligence；timei為intelligence＊生成的時(shí)間集；transform為Di的信息處理能力集。

4）知識(shí)處理模塊集合Dk

其中，ID為全局唯一編號(hào)集合；knowledge＊為Dk的知識(shí)集合；timek為DcInformation生成的時(shí)間集合；DcInformation為knowledge＊處理intelligence＊后的決策信息集合。

5）行動(dòng)數(shù)據(jù)模塊集合Ad

其中，ID為全局唯一編號(hào)集；intelligence＊為Ad接收的情報(bào)集合；DcInformation為Ad接收的決策信息集合；timea為行動(dòng)時(shí)間集合；AType為Ad需要的數(shù)據(jù)類型集合；Aprecision為Ad需要的數(shù)據(jù)精度集合；intelligenceAd為Ad反饋信息集合。

表1 實(shí)例化T示例Tab.1 The example of instance T

上述定義的節(jié)點(diǎn)實(shí)例化后都可以生成數(shù)據(jù)表。如某次空中攻防對(duì)抗中探測目標(biāo)T實(shí)例化后的數(shù)據(jù)表如表1所示。表1描述了某個(gè)客觀事實(shí)，因此表1屬于情報(bào)范疇。在戰(zhàn)爭過程中，表1表征的客觀事實(shí)要通過Sd進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲，某個(gè)感知數(shù)據(jù)模塊從表1中感知到的數(shù)據(jù)是零散的，如某個(gè)感知數(shù)據(jù)模塊只捕獲到了“高度”特征數(shù)據(jù)，這些特征數(shù)據(jù)經(jīng)過Di處理后才能夠獲得如表1所示的情報(bào)。根據(jù)綜合后的情報(bào)，Dk用知識(shí)處理后得出應(yīng)對(duì)T的DcInformation，并通過Di分發(fā)給Ad。武器系統(tǒng)類型不同，對(duì)intelligence和DcInformation分解為data后的精度和格式要求也不同，因此Sd和Ad不能跳過Di直接連接。

2.2.2 連接邊的定義為：

1）數(shù)據(jù)捕獲關(guān)系RSd

其中，RSd為單向關(guān)系，即〈T，Sd〉∈RSd→〈Sd，T〉RSd

2）打擊關(guān)系RAd－T

其中，RAd－T為一種單向關(guān)系，性質(zhì)定義與RSd類似。

3）數(shù)據(jù)和情報(bào)傳遞、反饋情報(bào)和指揮控制關(guān)系Rc）

Rc為Sd和Di之間的一種廣義二元關(guān)系。Rc為雙向關(guān)系，即〈Sd，Di〉∈Rc→〈Di，Sd〉∈Rc

4）情報(bào)共享關(guān)系RDi

其中，RDi為Di之間的一種二元關(guān)系，表示Di之間的情報(bào)共享關(guān)系。RDi為一種雙向關(guān)系且有傳遞性。即

5）知識(shí)共享關(guān)系RDk

其中，RDk為Dk之間的一種二元關(guān)系，表示Dk之間的知識(shí)共享關(guān)系。RDk為一種雙向關(guān)系且有傳遞性。性質(zhì)定義與RDi類似。

6）知識(shí)處理情報(bào)和指揮控制信息分發(fā)關(guān)系Rck

其中，Rck為Di和Dk之間的一種二元關(guān)系，是雙向關(guān)系，性質(zhì)定義與Rc類似。

值得注意的是，上述關(guān)系都是頂層定義，只用于分析節(jié)點(diǎn)間是否存在單向還是雙向關(guān)系。連接邊的語義關(guān)系和內(nèi)涵可根據(jù)實(shí)際問題需求在上述基礎(chǔ)上精確定義。

根據(jù)節(jié)點(diǎn)和連接邊的定義，可構(gòu)建基于信息關(guān)系的武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型框架Grap

其中，Nc為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，Nc＝（T，Sd，Di，Dk，Ad）；R為節(jié)點(diǎn)間關(guān)系集合，R＝（RSd，RAD－T，Rc，RDi，RDk，Rck）；ω為權(quán)值集合，可表示信息處理速度等。根據(jù)定義，Grap示意圖如圖3所示。

圖3 Grap示意圖Fig.3 The example of Grap

圖3提供了從信息視角構(gòu)建武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的框架。圖3中，對(duì)抗方的實(shí)體抽象為本方的目標(biāo)T，T的實(shí)例不同、相應(yīng)的Sd，Ad，Di，Dk節(jié)點(diǎn)和R邊的實(shí)例不同，構(gòu)建的武器裝備體系網(wǎng)絡(luò)模型的規(guī)模和反映的能力也不同。

2.3 信息關(guān)系描述元模型與OODAI

通過上述分析可知，不同的T有不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。當(dāng)將T分解為T＝（T1，T2，…，Tn），那么就會(huì)有相應(yīng)的任務(wù)流完成這些T。網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流的規(guī)模和傳輸路徑根據(jù)任務(wù)流的變化而變化。這些流之間的關(guān)系可借鑒工作流管理聯(lián)盟（work flow management coalition，WfMC）定義的工作流過程元模型［14］思想進(jìn)行描述，構(gòu)建任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流元模型如圖4所示。

圖4中，目標(biāo)產(chǎn)生任務(wù)流，任務(wù)流由活動(dòng)組成并擁有大量數(shù)據(jù)；活動(dòng)在一定條件下轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，同時(shí)活動(dòng)使用數(shù)據(jù)；活動(dòng)和數(shù)據(jù)都使用調(diào)用的資源，人和武器裝備屬于調(diào)用的資源；人指揮人并控制活動(dòng)，人擁有知識(shí)并且交互形成知識(shí)流，人使用知識(shí)處理情報(bào)流；情報(bào)流由數(shù)據(jù)匯集而成的，情報(bào)流可供武器裝備使用。可見，任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流貫穿武器裝備體系中的協(xié)同決策過程。根據(jù)分析，可定義任務(wù)集合Task。

圖4 任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流元模型Fig.4 Meta－model of task flow，data flow，intelligence flow and knowledge flow

其中，T，Sd，Di，Dk和Ad為與任務(wù)相關(guān)的節(jié)點(diǎn)集合，R為與任務(wù)相關(guān)的關(guān)系集合。通過定義可知，TaskGrap。

根據(jù)式18和圖4元模型，可知在式17的網(wǎng)絡(luò)模型中，?ai?aj（ai∈Nc∧aj∈Nc），任務(wù)Taske需要點(diǎn)ai向aj（或aj向ai）按照路徑發(fā)送datae（t）數(shù)據(jù)分組，可描述為

其中，DIKedata∪intelligence∪knowledge。為T時(shí)刻任務(wù)Taske的指揮控制路徑集合，為中流動(dòng)的內(nèi)容集合。

綜合上述分析，從圖2b所示的思路出發(fā)，借鑒如圖2a所示的描述方法，可用OODA為基本元素解釋Taske的指揮控制過程如圖5a所示，基于如圖5a抽象出的OODAI模型如圖5b所示。

圖5 OODAI模型思路Fig.5 The idea of OODAI model

圖5a中，帶箭頭的圓圈為單個(gè)武器系統(tǒng)的OODA過程，OODA環(huán)表示不同武器裝備體系層的OODA過程。武器系統(tǒng)包括Sd，Ad，Di和Dk模塊，在一個(gè)武器裝備體系層的OODA過程中，單個(gè)武器系統(tǒng)的OODA過程與武器裝備體系層的OODA基于Di和Dk形成交互，這種交互使用虛線進(jìn)行了標(biāo)注；不同武器裝備體系層的OODA也基于Di和Dk進(jìn)行交互形成共享感知，也用虛線進(jìn)行了標(biāo)注。圖5a中虛線標(biāo)注的部分正是圖2a中沒有體現(xiàn)出來的，也是個(gè)體決策難以描述出的協(xié)同決策內(nèi)容。根據(jù)圖5a，可抽象出如圖5b所示的指揮控制模型OODAI。其中信息I代表數(shù)據(jù)、情報(bào)和知識(shí)的抽象。當(dāng)S與F處于同時(shí)空并存在大量個(gè)體決策時(shí)，OODAI短路成一個(gè)OODA環(huán)；當(dāng)少量的S與F處于跨時(shí)空時(shí)，存在大量的個(gè)體決策和少量協(xié)同決策時(shí)，S與F通過I聯(lián)接成立體結(jié)構(gòu)；當(dāng)S與F跨地域和時(shí)空集成，存在大量的協(xié)同決策和少量個(gè)體決策時(shí)，大量OODA過程基于I并行觸發(fā)，通過I連接成不規(guī)則體。

3 仿真分析

將信息優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為決策優(yōu)勢，繼而形成行動(dòng)優(yōu)勢是信息優(yōu)勢論的核心思想。以某地防御體系為例，可借助ExtendSim對(duì)OODA和OODAI的決策優(yōu)勢和轉(zhuǎn)換的行動(dòng)優(yōu)勢進(jìn)行對(duì)比分析。

假設(shè)某地區(qū)防御體系由聯(lián)合作戰(zhàn)指揮中心Cc1、預(yù)警雷達(dá)S1、預(yù)警雷達(dá)信息處理中心Cc2、火控雷達(dá)S2、火控雷達(dá)信息處理中心Cc3、打擊系統(tǒng)F1、打擊系統(tǒng)指揮中心Cc4和目標(biāo)T1組成。其中，Cc1，Cc2，Cc3，Cc4，S1，S2和F1處于通信網(wǎng)絡(luò)中，具有信息共享關(guān)系。按照OODA和OODAI的思路，可構(gòu)建該防御體系中指揮控制關(guān)系如圖6所示。

圖6 作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)模型Fig.6 Campaign network model

圖6a表示了環(huán)狀OODA構(gòu)建的層級(jí)結(jié)構(gòu)，圖6b表示了OODAI過程的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖2a從個(gè)體決策角度來看，圖6a所示的武器裝備體系中體系層指揮控制中的判斷O和決策D集中在Cc1節(jié)點(diǎn)上，觀察O為S1和S2節(jié)點(diǎn)，行動(dòng)A為F1節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)層的OODA分散在各節(jié)點(diǎn)中。由于體系層的指揮控制權(quán)集中在Cc1中，可理解為Cc1節(jié)點(diǎn)中有體系層的知識(shí)，其它節(jié)點(diǎn)只有系統(tǒng)層或者編組層的知識(shí)，因此圖6a的體系中只存在任務(wù)流、數(shù)據(jù)流和情報(bào)流。結(jié)合圖2b從協(xié)同決策角度來看，S1和S2分別含有Sd和Di實(shí)體，Cc1，Cc2，Cc3和Cc4分別含有Di和Dk實(shí)體，F(xiàn)1含有Ad和Di實(shí)體。圖6b的體系層和系統(tǒng)層的指揮控制與圖6a一樣，但是圖6b中的體系層知識(shí)分布在Cc1，Cc2，Cc3和Cc4中，如Cc1可以聚焦于體系層的目標(biāo)分配，Cc2，Cc3和Cc4協(xié)同決策應(yīng)對(duì)目標(biāo)。因此圖6b中存在任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流。由于Cc1只聚焦于頂層的目標(biāo)分配，S1，S2和F1的初始條件要經(jīng)過Cc2，Cc3和Cc4協(xié)同決策才能確定，因此可認(rèn)為圖6b中S1，S2和F1不能直接連接，但是可以如OODAI中的跨地域／跨時(shí)空描述的方式在Cc2，Cc3和Cc4中實(shí)現(xiàn)協(xié)同。

為進(jìn)一步探討如圖6所示的指揮控制關(guān)系是否能夠轉(zhuǎn)換為行動(dòng)優(yōu)勢，按照《美國國防部體系結(jié)構(gòu)框架2.0》構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)［15］對(duì)OODA和OODAI中的Cc1工作情況進(jìn)行描述，其中OV－5b作戰(zhàn)活動(dòng)模型的Cc1部分示例如圖7所示。

圖7 Cc1作戰(zhàn)活動(dòng)圖Fig.7 Cc1campaign activity diagram

圖7給出了兩種不同結(jié)構(gòu)中Cc1的作戰(zhàn)活動(dòng)模型，由于篇幅有限，其它部分作戰(zhàn)活動(dòng)模型不再詳細(xì)列舉。對(duì)比圖7a和圖7b可以發(fā)現(xiàn)，OODA結(jié)構(gòu)中的Cc1為個(gè)體決策模式，圖6a中S1，S2和F1的重要決策如“搜索、打擊和評(píng)估”等都要經(jīng)過Cc1指控才能執(zhí)行，因此武器系統(tǒng)之間的協(xié)同指揮控制過程較長；OODAI結(jié)構(gòu)的中Cc1為協(xié)同決策模式，Cc1只需聚焦于聯(lián)合任務(wù)和最終指令的發(fā)布，剩余的精力可以處理其它情報(bào)，任務(wù)執(zhí)行過程中的其它決策可由Cc2，Cc3和Cc4協(xié)同執(zhí)行?？梢哉f，圖7模型直觀地反映出了圖6模型中Cc1的工作狀態(tài)，按照文獻(xiàn)［16］給出的體系結(jié)構(gòu)仿真模型生成方法，可在圖7基礎(chǔ)上建立如圖8所示的模型。

圖8 Cc1模擬模型Fig.8 Cc1simuland model

圖8a和圖8b分別對(duì)Cc1進(jìn)行了模擬，圖8b中白色方框?yàn)镃c3和Cc4的模擬模型。在圖8中設(shè)置好仿真參數(shù)后，獲得的仿真結(jié)果如圖9所示。

圖9 Cc1模擬模型結(jié)果Fig.9 Result of Cc1simulation model

圖9顯示了在一定作戰(zhàn)時(shí)間內(nèi)Cc1指控控制情況。橫坐標(biāo)表示模型的運(yùn)行時(shí)間，縱坐標(biāo)分別表示任務(wù)取消、機(jī)動(dòng)指令、任務(wù)完成和任務(wù)隊(duì)列數(shù)量的次數(shù)。由模擬結(jié)果可知，OODA中的Cc1在400分鐘內(nèi)根據(jù)情報(bào)制定了66個(gè)計(jì)劃任務(wù)，任務(wù)取消了15次，任務(wù)完成了37次，下達(dá)機(jī)動(dòng)指令14次，最大任務(wù)隊(duì)列數(shù)為2次，且在200分鐘、300分鐘和400分鐘處均有密集隊(duì)列分布；OODAI中的Cc1在400分鐘內(nèi)根據(jù)情報(bào)制定了75個(gè)計(jì)劃任務(wù)，任務(wù)取消了17次，任務(wù)完成了49次，下達(dá)機(jī)動(dòng)指令9次，最大任務(wù)隊(duì)列數(shù)為1次，且在100分鐘處分布相對(duì)密集，其它處分布較為稀疏。由模擬結(jié)果可知，基于OODAI模型的行動(dòng)優(yōu)于基于OODA的行動(dòng)。通過對(duì)比仿真可以認(rèn)為，OODAI較好地將信息優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為了行動(dòng)優(yōu)勢。

4 結(jié)論

本文從信息角度提出了描述協(xié)同決策的OODAI模型，為探索創(chuàng)新指揮控制理論提供了新思路。主要工作有：1）定義了信息域中的信息、數(shù)據(jù)、情報(bào)和知識(shí)，探索了信息域內(nèi)容；2）基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論從信息角度構(gòu)建了武器裝備體系模型，分析了模型中任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流之間的關(guān)系，為深入研究武器裝備體系網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)提供了借鑒；3）提出了OODAI模型并進(jìn)行了仿真，為創(chuàng)新指揮控制理論提供了新視野。后續(xù)研究將從2個(gè)方面進(jìn)行深入，一個(gè)是研究基于OODAI構(gòu)建的武器裝備體系復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型特征和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征；另一個(gè)是結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步探討任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、情報(bào)流和知識(shí)流之間的關(guān)系。

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（責(zé)任編輯耿金花）

Command and Control Model Based on Complex Information Relation Integration

ZHU Gang1a，TAN Xiansi1b，WANG Hong1b，BI Hongkui1b，WU Heng2
（1a.Company of Postgraduate Management；b.Department of Land－based Early Warning Surveillance Equipment，
Air Force Early Warning Academy，Wuhan 430019，China；2.Department of Training，National Defence College of Information，Wuhan 430010，China）

In order to describe collaborative decision－making process，the command and control model is put forward based on complex information relation integrtion and OODA.The characteristics of individual decision－making are analyzed，the complex information relation is considered as the cause of OODA difficulty to describe collaborative decision－making exactly.From the perspective of armament system of systems combat，the information，data，intelligence and knowledge is defined based on knowledge management and Shannon′s entropy theory.The basic element is confirmed and the information flow way is analyzed which in the physical，information，cognitive and social domains.From the perspective of information，the armament system of systems complex networks model framework is put forward based on the idea of using OODA to guide armament system of systems complex networks model design.The data，information，intelligence and knowledge flow is analyzed and the describing meta－model is put forward.Using the reticular structure of OODA to describe collaborative decision－making idea is proposed，the command and control model is put forward based on the idea，the simulating tool ExtendSim is used for simulation analysis and results show that our work offer a reference for innovate command and control thory.

OODAI；command and control；complex networks；armament system of systems

V271.4；TP391.9

A

1672－3813（2015）01－0053－09；

10.13306／j.1672－3813.2015.01.008

2013－09－24；

2014－04－15

國家自然科學(xué)基金（61271451）

朱剛（1984－），男，湖北武漢人，博士研究生，主要研究方向?yàn)閺?fù)雜網(wǎng)絡(luò)，裝備效能評(píng)估驗(yàn)證等。