邵云龍 孫學(xué)鋒 苗永昌 王道重

（1.海軍航空大學(xué) 煙臺 264001）（2.中國人民解放軍92349部隊(duì) 淄博 255178）

1 引言

隨著通信與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，武器裝備體系組成要素間的交互關(guān)系更加緊密，其信息傳遞的容量和速度都得到了極大的提高?！熬W(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的本質(zhì)是通過有效連接武器系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)實(shí)體，將信息優(yōu)勢轉(zhuǎn)為戰(zhàn)斗力。網(wǎng)絡(luò)潛在價(jià)值的來源是節(jié)點(diǎn)間相互作用的結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)的存在使得節(jié)點(diǎn)間的相互作用成為信息的“倍增器”［3］。這意味著在網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中，有效提高系統(tǒng)的連通性，把分布配置的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，共享所有有用信息，奪取戰(zhàn)場信息優(yōu)勢，掌控相應(yīng)的武器裝備，提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度，發(fā)揮信息在作戰(zhàn)效能中“倍增器”的作用。本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈建模就是力爭更加真實(shí)地反映信息時(shí)代以網(wǎng)絡(luò)為中心的作戰(zhàn)行動(dòng)特征。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型把系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)看成是一個(gè)具有特定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和邊代表了作戰(zhàn)實(shí)體和節(jié)點(diǎn)連通情況，反映了系統(tǒng)的物理領(lǐng)域；由平均距離、度分布、集群系數(shù)三個(gè)重要指標(biāo)決定的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，反映了系統(tǒng)的信息領(lǐng)域；作戰(zhàn)系統(tǒng)同步和控制研究則反映了系統(tǒng)的認(rèn)知和社會(huì)領(lǐng)域［4］。

2 網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈組成及功能

網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)由三類通過通信網(wǎng)互相關(guān)聯(lián)的分布配置的探測節(jié)點(diǎn)、指控節(jié)點(diǎn)和打擊節(jié)點(diǎn)組成。［5］探測節(jié)點(diǎn)主要由空間偵察衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)、遠(yuǎn)程偵察機(jī)、超視距雷達(dá)、作戰(zhàn)艦艇、艦載直升機(jī)和無人機(jī)等構(gòu)成［6］，用于提供戰(zhàn)場態(tài)勢，對目標(biāo)進(jìn)行識別跟蹤和打擊效果評估，并將目標(biāo)數(shù)據(jù)向指控節(jié)點(diǎn)和打擊節(jié)點(diǎn)傳輸。指揮控制節(jié)點(diǎn)，主要由岸基指控中心或預(yù)警機(jī)擔(dān)任，用于接收遠(yuǎn)程偵察預(yù)警兵力提供的戰(zhàn)場信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)融合，提供統(tǒng)一的戰(zhàn)場感知，進(jìn)行作戰(zhàn)指揮決策［7］，向火力平臺分發(fā)目標(biāo)指示數(shù)據(jù)和進(jìn)行火力分配。打擊節(jié)點(diǎn)主要由岸艦導(dǎo)彈發(fā)射平臺組成，用于完成導(dǎo)彈裝載和機(jī)動(dòng)接收指控中心和探測平臺提供的目標(biāo)指示，求解火控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)施導(dǎo)彈發(fā)射打擊任務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系主要體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)之間的信息交互，包括探測節(jié)點(diǎn)向指控節(jié)點(diǎn)或打擊節(jié)點(diǎn)提供的探測信息，由指控節(jié)點(diǎn)向探測節(jié)點(diǎn)和打擊節(jié)點(diǎn)提供的指控信息，和由打擊節(jié)點(diǎn)反饋給指控節(jié)點(diǎn)和探測節(jié)點(diǎn)的結(jié)果信息等［8］。

3 網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈系統(tǒng)建模

“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”系統(tǒng)作為一種復(fù)雜系統(tǒng)，可以使用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模，從系統(tǒng)各單元節(jié)點(diǎn)間相互關(guān)系著手，建立系統(tǒng)模型，通過對本質(zhì)特征因素進(jìn)行分析和歸納，總結(jié)系統(tǒng)規(guī)律。現(xiàn)假設(shè)一網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)由探測、指控、打擊三類七個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型［9］如圖1所示。

1）節(jié)點(diǎn)1為地波雷達(dá)站，屬于探測節(jié)點(diǎn)，為指揮控制節(jié)點(diǎn)提供其偵察范圍內(nèi)的目標(biāo)信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節(jié)點(diǎn)的指控信息。

2）節(jié)點(diǎn)2為艦載直升機(jī)，屬于探測節(jié)點(diǎn)，為指揮控制節(jié)點(diǎn)提供其偵察范圍內(nèi)的目標(biāo)信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節(jié)點(diǎn)的指控信息。

3）節(jié)點(diǎn)3為水面艦艇，屬于探測節(jié)點(diǎn)，為指揮控制節(jié)點(diǎn)提供其偵察范圍內(nèi)的目標(biāo)信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節(jié)點(diǎn)的指控信息。

4）節(jié)點(diǎn)4為預(yù)警機(jī)，屬于探測節(jié)點(diǎn)，為指揮控制節(jié)點(diǎn)提供其偵察范圍內(nèi)的目標(biāo)信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節(jié)點(diǎn)的指控信息，為岸艦導(dǎo)彈火力單元提供敵情目標(biāo)和前導(dǎo)位置環(huán)境信息等。

5）節(jié)點(diǎn)5為指揮控制中心，屬于指控節(jié)點(diǎn)，接收探測節(jié)點(diǎn)為其提供的目標(biāo)信息及地形、地貌、海況等資料，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、處理，向探測節(jié)點(diǎn)和打擊節(jié)點(diǎn)提供統(tǒng)一的戰(zhàn)場感知，進(jìn)行作戰(zhàn)指揮決策，為岸艦導(dǎo)彈火力單元提供其敵情目標(biāo)和前導(dǎo)位置環(huán)境信息、分發(fā)目標(biāo)指示數(shù)據(jù)和進(jìn)行火力分配。

6）節(jié)點(diǎn)6和節(jié)點(diǎn)7為岸艦導(dǎo)彈火力單元，屬于打擊節(jié)點(diǎn)，接收來自探測和指控節(jié)點(diǎn)提供的敵情目標(biāo)和前導(dǎo)位置環(huán)境信息，執(zhí)行打擊敵水面目標(biāo)的“射手”任務(wù)。

4 網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈系統(tǒng)實(shí)例分析

為研究不同類型的網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上的共同特征，常用來分析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的最重要的3個(gè)統(tǒng)計(jì)特征為平均距離、度分布和集群系數(shù)［10］。

1）平均距離。平均距離又稱為平均路徑長，表示網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對之間的平均最短距離，可記為，式中N表示節(jié)點(diǎn)數(shù)，dij為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn) j之間的最短距離。

2）度分布［11］。度分布有時(shí)簡稱為度，又稱為連通度，表示節(jié)點(diǎn)的鄰邊數(shù)。節(jié)點(diǎn)i的度可記為網(wǎng)絡(luò)的平均度定義為，網(wǎng)絡(luò)的最大度定義為為保證充分發(fā)揮信息效能，網(wǎng)絡(luò)化的岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的自適應(yīng)特性，系統(tǒng)中應(yīng)有極少的高連接度節(jié)點(diǎn)，有數(shù)量中等的中等連接度節(jié)點(diǎn)，有較多的低連接度節(jié)點(diǎn)，偏斜的度分布使得系統(tǒng)具有催化的能力，只需要改變大約5%～10%的部署，就可以重新配置網(wǎng)絡(luò)化效能。

3）集群系數(shù)。集群系數(shù)又稱為集聚系數(shù)、簇系數(shù)，衡量網(wǎng)絡(luò)的集團(tuán)化程度，表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)之間也稱為鄰點(diǎn)的比例。節(jié)點(diǎn)i的集群系數(shù)可

假設(shè)上述網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈系統(tǒng)中，探測節(jié)點(diǎn)地波雷達(dá)站、艦載直升機(jī)、水面艦艇和預(yù)警機(jī)距離指揮控制節(jié)點(diǎn)的距離分別為150km、350km、270km、800km，打擊節(jié)點(diǎn)岸導(dǎo)火力單元1、2距離指揮控制節(jié)點(diǎn)的距離分別為200km和300km，打擊節(jié)點(diǎn)岸導(dǎo)火力單元1、2距離探測節(jié)點(diǎn)預(yù)警機(jī)的距離分別為670km和750km，則該系統(tǒng)模型的平均距離 l≈83 km。根據(jù)前述網(wǎng)絡(luò)度分布和集群系數(shù)的概念，則七個(gè)節(jié)點(diǎn)的度 k1～k7分別為2，2，2，6，12，4，4，網(wǎng)絡(luò)的平均度 k=，最大度k=12；七個(gè)節(jié)點(diǎn)的max集群系數(shù) C～C分別為2，2，2，，，，，網(wǎng)17絡(luò)的平均集群系數(shù)C≈1.13。

5 結(jié)語

本文介紹了網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的基本組成和功能，采用有向圖的方法進(jìn)行了武器系統(tǒng)建模，對平均距離、度分布和集群系數(shù)三個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算，提供了一種武器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)效能評估的簡單計(jì)算方法。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)化岸艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)分布位置的不同，分別進(jìn)行計(jì)算，按照計(jì)算結(jié)果，可對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)配置進(jìn)行優(yōu)化，提升武器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的有效性和穩(wěn)定性。