姜 斌，梁 敏，霍 貝

（火箭軍工程大學(xué)，西安 710025）

0 引言

體系是由系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，是一種開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。從網(wǎng)絡(luò)角度認(rèn)識(shí)是由網(wǎng)絡(luò)形成的更高層次網(wǎng)絡(luò)［1］?，F(xiàn)階段，學(xué)術(shù)界在基于需求和運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行作戰(zhàn)體系建模方面研究的比較多，對(duì)基于作戰(zhàn)云理論的體系建模也有部分研究，但鮮有將戰(zhàn)斗環(huán)、云作戰(zhàn)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論結(jié)合起來(lái)構(gòu)建作戰(zhàn)體系。本文初步提出運(yùn)用戰(zhàn)斗環(huán)理論抽取作戰(zhàn)體系組成要素，運(yùn)用作戰(zhàn)云理論優(yōu)化作戰(zhàn)資源配置，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論描述體系結(jié)構(gòu)的基于戰(zhàn)斗環(huán)的網(wǎng)絡(luò)化云作戰(zhàn)體系模型。

1 相關(guān)概念和理論

1.1 戰(zhàn)斗環(huán)

戰(zhàn)斗環(huán)由滿足作戰(zhàn)的傳感器（S）、決策者（D）、響應(yīng)者（I）和目標(biāo)（T）4 個(gè)基本元素依據(jù)基本戰(zhàn)斗流程關(guān)聯(lián)而成?；緲邮饺鐖D1 所示，功能描述如表1所示。通過(guò)對(duì)戰(zhàn)斗環(huán)概念描述和功能描述，理清了后續(xù)作戰(zhàn)體系構(gòu)建的實(shí)體需求。

圖1 戰(zhàn)斗環(huán)

表1 戰(zhàn)斗環(huán)功能描述

1.2 作戰(zhàn)云

云作戰(zhàn)是基于“作戰(zhàn)云”理論的一種全域一體化分布式作戰(zhàn)樣式［2］。云作戰(zhàn)是以云計(jì)算技術(shù)作為物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，云作戰(zhàn)過(guò)程表現(xiàn)為“云部署-云聚合-云攻防-云重組”，云作戰(zhàn)基本指揮控制方式是“集中指揮、自主控制、分布式執(zhí)行、跨域協(xié)同”，其突破了軍種界限、專業(yè)分工和平臺(tái)隔離，改變了傳統(tǒng)的集中指揮統(tǒng)一行動(dòng)的作戰(zhàn)模式，通過(guò)“云”來(lái)“云”往的深度融合，實(shí)現(xiàn)“云”聚“云”散的跨域分布式作戰(zhàn)，最大限度實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)場(chǎng)感知、認(rèn)知的共享及融合，作戰(zhàn)資源的動(dòng)態(tài)聚能和釋放，作戰(zhàn)任務(wù)的臨時(shí)受領(lǐng)和作戰(zhàn)企圖的即時(shí)達(dá)成以及跨領(lǐng)域作戰(zhàn)能力的互補(bǔ)增效。

1.3 網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)代作戰(zhàn)對(duì)抗已經(jīng)正由簡(jiǎn)單的平臺(tái)對(duì)抗向體系對(duì)抗、網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗演變。所謂網(wǎng)絡(luò)化就是根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論將作戰(zhàn)體系中各要素實(shí)體、認(rèn)知感知信息、行動(dòng)等，通過(guò)信息化網(wǎng)絡(luò)手段進(jìn)行聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)空間、行動(dòng)樣式、作戰(zhàn)指揮、各類保障的一體化［3］。

1.3.1 戰(zhàn)斗環(huán)網(wǎng)絡(luò)化

定義網(wǎng)絡(luò)化的戰(zhàn)斗環(huán)為基本戰(zhàn)斗網(wǎng)絡(luò)

圖2 攻守雙方簡(jiǎn)單戰(zhàn)斗網(wǎng)絡(luò)

圖3 最簡(jiǎn)單的完整戰(zhàn)斗網(wǎng)絡(luò)

最簡(jiǎn)單的完整戰(zhàn)斗網(wǎng)絡(luò)是在加入對(duì)目標(biāo)、傳感器、決策者以及戰(zhàn)斗雙方相關(guān)限制規(guī)則簡(jiǎn)化得來(lái)，相關(guān)規(guī)則不是本文研究重點(diǎn)不作闡述。

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)化特性

1）相依性。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了要素之間存在相依性，與孤立網(wǎng)絡(luò)不同的是，網(wǎng)絡(luò)之間的相依性可以實(shí)現(xiàn)體系的快速聚能和釋能，為作戰(zhàn)體系構(gòu)建和對(duì)抗提供著眼點(diǎn)［4］。

2）動(dòng)態(tài)演化性。網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)會(huì)隨著節(jié)點(diǎn)的消亡而自適應(yīng)地改變節(jié)點(diǎn)間的交互關(guān)系，從而構(gòu)建新的體系結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為體系結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性、體系演化的非線性、體系能力的涌現(xiàn)性和對(duì)抗結(jié)果的不確定性。

3）可量化性。利用網(wǎng)絡(luò)的小世界性和無(wú)標(biāo)度性可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化效能的量化評(píng)估［5］。例如：基本作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)是戰(zhàn)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)聯(lián)通屬性的映射，網(wǎng)絡(luò)效能可以用鄰接矩陣的特征值（λPFE）的大小進(jìn)行描述。

4）自適應(yīng)性。作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性集中表現(xiàn)為，其核心隨著作戰(zhàn)任務(wù)、火力運(yùn)用、作戰(zhàn)進(jìn)程等動(dòng)態(tài)變化。核心轉(zhuǎn)移在對(duì)抗中，于己是在負(fù)載均衡技術(shù)支撐下使己方作戰(zhàn)重心虛擬化、靈活化，并使作戰(zhàn)體系更加穩(wěn)固，防抗能力更強(qiáng)。于敵是根據(jù)外部條件變化快速準(zhǔn)確地判斷作戰(zhàn)重心變遷，及時(shí)調(diào)整戰(zhàn)爭(zhēng)策略［6］。這一點(diǎn)也與“作戰(zhàn)云”理論相契合，依托云計(jì)算和負(fù)載均衡技術(shù)，在任何時(shí)候隱藏和保護(hù)作戰(zhàn)體系的重心。

2 云作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)分析

網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系是節(jié)點(diǎn)和邊的集合，對(duì)云作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，就要分別抽象出構(gòu)成體系的各云實(shí)體（節(jié)點(diǎn)）和云實(shí)體之間的交互關(guān)系（邊）。

2.1 云的實(shí)體形態(tài)抽象

圖4 云實(shí)體描述模型

“作戰(zhàn)云”由“感知云”（C-S）、“認(rèn)知云”（C-D）、“響應(yīng)云”（C-I）組成，具備獨(dú)立作戰(zhàn)能力的［8-9］。既可以是基本作戰(zhàn)單元也是跨域協(xié)同作戰(zhàn)集團(tuán)，同時(shí)也可作為“云作戰(zhàn)”網(wǎng)絡(luò)體系的各大小節(jié)點(diǎn)。作戰(zhàn)資源云可進(jìn)一步池化聚類，形成“感知云類”（CC-S）、“認(rèn)知云類”（CC-D）、“響應(yīng)云類”（CC-I），如圖5 所示。

2.2 云的信息表達(dá)形態(tài)

圖5 云類描述模型

表2 云實(shí)體信息表達(dá)形態(tài)描述

表3 云類信息表達(dá)描述

2.3 云的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)抽象

結(jié)合對(duì)云的信息表達(dá)形態(tài)的抽象即云之間、云類之間信息交互類型的描述，可進(jìn)一步抽象得到云網(wǎng)絡(luò)模型如圖6 所示，云類網(wǎng)絡(luò)模型［11］如下頁(yè)圖7 所示。

圖6 云網(wǎng)絡(luò)模型

具體描述為，基于分布式部署的各類“云”，從單個(gè)實(shí)體到系統(tǒng)乃至整個(gè)體系所有的作戰(zhàn)資源，都是在廣域的范圍內(nèi)不斷自下而上地動(dòng)態(tài)充實(shí)融合，并形成更具規(guī)模的“作戰(zhàn)云”［12］。在縱向上開(kāi)放式聚類的同時(shí)，橫向上同步實(shí)現(xiàn)異類之間的高度協(xié)同。同類“云”在縱向上完成聚類并高度開(kāi)放共享（向下），橫向上通聯(lián)融合。異類“云”橫向上聯(lián)合協(xié)同，縱向上互聯(lián)共享。各級(jí)、各域的“云”依職能和規(guī)則在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通聯(lián)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)需求的自組織和跨域協(xié)同［13］。

圖7 云類網(wǎng)絡(luò)模型

3 網(wǎng)絡(luò)化云作戰(zhàn)體系建模

作戰(zhàn)體系是具有多層、多級(jí)、多維流量及多屬性、多準(zhǔn)則特征的網(wǎng)絡(luò)。在資源層運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)資源的聚類共享，在控制層立足現(xiàn)有指揮體制制定響應(yīng)規(guī)則，在目標(biāo)層面向?qū)κ纸⑵饘?duì)抗關(guān)系。

3.1 云作戰(zhàn)體系的網(wǎng)絡(luò)化描述

圖8 資源云

圖9 控制云

圖10 目標(biāo)云

3.2 網(wǎng)絡(luò)化云作戰(zhàn)體系模型

前文基于戰(zhàn)斗環(huán)抽取了感知、認(rèn)知、響應(yīng)和目標(biāo)四類實(shí)體作為作戰(zhàn)體系的實(shí)體要素，基于作戰(zhàn)云理論和網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)抽取了感知Agent 云類、認(rèn)知Agent 云類、響應(yīng)Agent 云類和目標(biāo)Agent 云類，以及四者之間的交互關(guān)系［17］?；诖藰?gòu)建基于戰(zhàn)斗環(huán)的網(wǎng)絡(luò)化云作戰(zhàn)體系模型如下頁(yè)圖11 所示。

圖中，描述層是對(duì)控制層和資源層的形式化描述，描述了認(rèn)知實(shí)體、感知實(shí)體和響應(yīng)實(shí)體聚類過(guò)程，三者之間的交互關(guān)系（詳見(jiàn)表3）。聚類而成的資源層云類和控制層云類，根據(jù)體制規(guī)則和作戰(zhàn)規(guī)則，分別通過(guò)指控網(wǎng)和物理信息網(wǎng)完成信息流交互。模型中沒(méi)有體現(xiàn)目標(biāo)層是因?yàn)槟繕?biāo)層在體系攻防中才有體現(xiàn)，作為外部輸入目標(biāo)層是由資源層感知云感知，經(jīng)物理信息網(wǎng)以進(jìn)入體系。

4 結(jié)論

基于戰(zhàn)斗環(huán)的網(wǎng)絡(luò)化云作戰(zhàn)體系立足作戰(zhàn)基本需求，明確了體系建設(shè)組成要素；基于云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)資源的高度融合共享；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化手段借鑒復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論搭建作戰(zhàn)體系的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，彰顯了作戰(zhàn)體系自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)演化特性，為后續(xù)作戰(zhàn)體系優(yōu)化、量化評(píng)估奠定了理論和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。同時(shí)，基于目標(biāo)層建立起的攻防對(duì)抗體系，為作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃打擊方案制定提供了研究突破口。

圖11 基于作戰(zhàn)環(huán)的網(wǎng)絡(luò)化云作戰(zhàn)體系模型