孔瑞遠(yuǎn)，沈艷麗，肖桃順，魏 青

(中國電子科學(xué)研究院，北京 100041)

0 引 言

信息是一個(gè)十分常見的名詞，在各行各業(yè)廣泛使用，同時(shí)又是一個(gè)十分復(fù)雜的概念，從不同的行業(yè)、不同的層次和不同的角度出發(fā)，可以得出不同的認(rèn)識(shí)。在科學(xué)文獻(xiàn)中，有關(guān)信息的定義和說法已在百種以上，既說明了信息的復(fù)雜性，也反映了信息的重要性。在這些定義中，文獻(xiàn)[1]對于信息的定義引用度較高：信息是主體所感知的事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和狀態(tài)改變的方式，包括主體所關(guān)心的這些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的形式、含義和價(jià)值。

在軍事領(lǐng)域，信息一直占據(jù)著重要地位?！秾O子兵法》中謀功篇對此有經(jīng)典的表述：“知己知彼，百戰(zhàn)不殆；不知彼不知己，每戰(zhàn)必殆”，強(qiáng)調(diào)了戰(zhàn)場上敵我雙方信息的重要性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及在戰(zhàn)場中越來越多地應(yīng)用，信息已經(jīng)滲透到戰(zhàn)爭的每個(gè)環(huán)節(jié)和領(lǐng)域，涉及戰(zhàn)場環(huán)境、兵力部署、火力控制與機(jī)動(dòng)、物資補(bǔ)給、信息對抗等諸多方面，戰(zhàn)場信息化成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個(gè)重要特征。信息化條件下，裝備和技術(shù)的進(jìn)步使得戰(zhàn)場觀察和探測范圍急劇擴(kuò)展，信息處理速度和傳輸距離大幅提高，反映戰(zhàn)場當(dāng)前狀態(tài)的信息急劇爆炸，由此造成的“戰(zhàn)爭炫目”使交戰(zhàn)各方迷失于信息海洋之中。此外，越來越多的隱身作戰(zhàn)武器、隱蔽作戰(zhàn)行動(dòng)、隱藏的作戰(zhàn)信息以及故意釋放的假消息、制造的假象等，使得“戰(zhàn)爭迷霧”依然存在并影響著戰(zhàn)爭的局勢。信息化條件下的戰(zhàn)場充斥著“戰(zhàn)爭迷霧”和“戰(zhàn)爭炫目”，大大增加了戰(zhàn)場的不確定性，給作戰(zhàn)雙方帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

為了減弱“戰(zhàn)爭迷霧”的影響，為指揮員有效把控戰(zhàn)場節(jié)奏提供支撐，美軍基于信息的產(chǎn)生、獲取、傳遞、處理和實(shí)施等信息運(yùn)動(dòng)過程，提出了信息優(yōu)勢[2]的概念，即信息優(yōu)勢是指能夠不間斷地收集、處理和傳輸信息流，同時(shí)能探測和阻止敵方此類活動(dòng)的能力。自提出以來，信息優(yōu)勢概念引起了極大的關(guān)注，美軍從不同角度對其概念、理論和應(yīng)用進(jìn)行研究，出版了一系列專題著作和論述[2～6]。其中，蘭德公司受美國國防部委托發(fā)布的“探索信息優(yōu)勢”的研究報(bào)告產(chǎn)生了很大的影響，該報(bào)告提出了信息優(yōu)勢價(jià)值鏈的參考模型，從物理域、信息域和認(rèn)知域三個(gè)層面研究相關(guān)概念、內(nèi)涵和特征，研究了信息在三個(gè)域中的轉(zhuǎn)換方式和轉(zhuǎn)換過程，并以此度量信息優(yōu)勢以及對軍事訓(xùn)練的作用。在國內(nèi)，對于信息優(yōu)勢的研究主要集中在信息優(yōu)勢能力指標(biāo)[7～9]和信息優(yōu)勢度量[10～12]兩個(gè)方面，多數(shù)研究是從信息質(zhì)量的角度建立信息優(yōu)勢能力指標(biāo)，即信息的完備性、正確性和時(shí)效性等指標(biāo)，并基于這些能力指標(biāo)對信息優(yōu)勢進(jìn)行度量，而沒有考慮信息使用者(用戶)對信息需求的差異、以及信息對作戰(zhàn)效果的影響。

本文分析了戰(zhàn)場信息以及信息需求的特征，從用戶的角度出發(fā)，提出了基于信息熵的戰(zhàn)場信息價(jià)值度量模型，對信息滿足用戶信息需求的程度進(jìn)行度量，有助于指揮決策人員整體、快速地把握戰(zhàn)場信息(態(tài)勢)對作戰(zhàn)的支撐情況，促進(jìn)信息優(yōu)勢向決策優(yōu)勢和作戰(zhàn)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化。

1 戰(zhàn)場信息需求分析

1.1 戰(zhàn)場信息的內(nèi)涵

在戰(zhàn)場中，作戰(zhàn)活動(dòng)作為一個(gè)基本的要素，是指武裝力量為完成作戰(zhàn)目標(biāo)或任務(wù)在一定的時(shí)間和空間范圍中所進(jìn)行的有組織的行動(dòng)。為最大限度地發(fā)揮作戰(zhàn)能力，美軍提出了OODA循環(huán)理論，認(rèn)為作戰(zhàn)的成功依賴于作戰(zhàn)雙方完成“觀察(Observe)-判斷(Orient)-決策(Decide)-行動(dòng)(Act)”的速度和質(zhì)量，如圖1所示。這一理論被美國人成功地運(yùn)用到海灣戰(zhàn)爭中，并擴(kuò)展應(yīng)用到商業(yè)競爭當(dāng)中。

圖1 OODA環(huán)

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，當(dāng)前的戰(zhàn)爭進(jìn)入信息化戰(zhàn)爭時(shí)代，信息因素已經(jīng)滲入到各種軍事行動(dòng)中，不同作戰(zhàn)力量在信息的鉸鏈下形成一個(gè)有機(jī)的整體，信息的流動(dòng)開始成為作戰(zhàn)能力提升的驅(qū)動(dòng)性力量。根據(jù)引言中的定義，信息是主體所感知的事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和狀態(tài)改變的方式，包括主體所關(guān)心的這些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的形式、含義和價(jià)值。按照這種定義的信息是廣義的信息，主要包括數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)三個(gè)層次，其中，數(shù)據(jù)是人類對自然、社會(huì)現(xiàn)象的探測和觀察記錄，采用特定的符號(hào)表述；信息是通過分類、關(guān)聯(lián)、融合等組織處理過程形成的數(shù)據(jù)集；知識(shí)是經(jīng)過分析被理解的信息。信息的流動(dòng)主要在信息的三個(gè)層次“數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)”之間展開，如圖2所示。信息的流動(dòng)可以減少有關(guān)事物或行動(dòng)不確定的狀態(tài)和后果，對信息流的調(diào)節(jié)能夠有效地控制作戰(zhàn)活動(dòng)的節(jié)奏和走向，信息流開始主導(dǎo)著傳統(tǒng)的物質(zhì)流和能量流。

圖2 信息流動(dòng)圖

信息流動(dòng)圖是對信息關(guān)系的抽象和概括，最終的基礎(chǔ)仍然是戰(zhàn)場信息的具體內(nèi)容。從不同角度可以對戰(zhàn)場信息進(jìn)行不同的分類，例如，按信息的媒介劃分，戰(zhàn)場信息主要包括文本、圖形、圖像、語音、視頻和格式化數(shù)據(jù)等；按信息的應(yīng)用領(lǐng)域劃分，戰(zhàn)場信息主要包括指揮控制、情報(bào)偵察、預(yù)警探測和電子對抗信息等。為了滿足下文需求，我們借鑒[13-15]中信息分類方式，結(jié)合對戰(zhàn)場信息的認(rèn)識(shí)和理解，將戰(zhàn)場信息劃分為態(tài)勢信息、指揮信息和保障信息。其中，態(tài)勢信息是戰(zhàn)場狀態(tài)和形勢的總稱，包括對戰(zhàn)場狀態(tài)的描述、評估和戰(zhàn)場形勢的判斷，可分為敵方信息、我方信息和戰(zhàn)場環(huán)境信息。敵方信息：在戰(zhàn)略層面，主要是有關(guān)國家或地區(qū)的軍隊(duì)數(shù)量、部署、作戰(zhàn)方針、作戰(zhàn)方向、戰(zhàn)備措施、戰(zhàn)爭潛力等；在戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)層面，主要是敵方企圖、行動(dòng)方向、作戰(zhàn)編成、兵力部署、主要裝備、工事、保障、指揮機(jī)構(gòu)、通信樞紐等。我方信息：主要包括任務(wù)目標(biāo)地域、部隊(duì)位置、部隊(duì)士氣、各種保障能力以及彈藥、油料、給養(yǎng)儲(chǔ)備情況等。戰(zhàn)場環(huán)境信息：主要是地形、河流、植被等自然地理?xiàng)l件，道路、橋梁和渡口等交通條件，以及水文、氣象情況等。指揮信息主要是作戰(zhàn)過程中的指揮控制命令，包括命令、指示、計(jì)劃、方案、通報(bào)、通令、通知、布告、請示、報(bào)告、批復(fù)等。保障信息主要是指系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息，監(jiān)測、控制和管理系統(tǒng)運(yùn)行所需的監(jiān)控信息，以及為了完成技術(shù)維護(hù)功能而設(shè)定的報(bào)文等勤務(wù)信息。

1.2 戰(zhàn)場信息需求的內(nèi)涵與特征

在作戰(zhàn)活動(dòng)中，作戰(zhàn)行動(dòng)總是圍繞著作戰(zhàn)目標(biāo)和作戰(zhàn)任務(wù)展開。作戰(zhàn)目標(biāo)是一種戰(zhàn)略性的概念，是作戰(zhàn)所期望完成的使命，或者說是作戰(zhàn)行動(dòng)所要達(dá)成的目的；作戰(zhàn)任務(wù)是作戰(zhàn)力量為達(dá)成預(yù)定作戰(zhàn)目的而擔(dān)負(fù)的任務(wù)，任務(wù)區(qū)分通常明確至下一級任務(wù)部隊(duì)。在信息化戰(zhàn)爭中，作戰(zhàn)行動(dòng)與戰(zhàn)場信息相伴相隨，作戰(zhàn)實(shí)體的決策和行動(dòng)取決于信息流，對信息流的調(diào)節(jié)能夠影響戰(zhàn)場的節(jié)奏和走向。作戰(zhàn)實(shí)體需要各種各樣的戰(zhàn)場信息，對于不同的作戰(zhàn)目標(biāo)和任務(wù)，對信息的需求也不同，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

·導(dǎo)向性：目標(biāo)/任務(wù)決定了信息需求的種類和類型

對于作戰(zhàn)目標(biāo)，需要戰(zhàn)略層面的信息；對于任務(wù)，需要戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)層面的信息。如果把奪島看作目標(biāo)的話，那么目標(biāo)的信息需求有戰(zhàn)略判斷信息和戰(zhàn)場環(huán)境信息；奪島行動(dòng)包含組織偵察、火力準(zhǔn)備、兵力輸送、登陸等任務(wù)，需要我方信息、敵方目標(biāo)動(dòng)態(tài)信息以及海洋氣象、水文潮汐、岸灘情況等島嶼環(huán)境信息，進(jìn)一步具體的任務(wù)需要更具體的信息。很明顯，對于不同的作戰(zhàn)目標(biāo)和作戰(zhàn)任務(wù)，需要不同的信息種類和類型。

·層次性：不同用戶的信息需求具有層次性

高級指揮員通常需要戰(zhàn)略、戰(zhàn)役級態(tài)勢信息，如政治格局、軍事基本情況、軍事動(dòng)向等戰(zhàn)略安全形勢信息，以支撐戰(zhàn)略行動(dòng)指揮；作戰(zhàn)行動(dòng)級指揮員通常需要戰(zhàn)術(shù)級態(tài)勢信息，如具體兵力部署、平臺(tái)機(jī)動(dòng)、目標(biāo)毀傷等信息，用于支撐作戰(zhàn)計(jì)劃和指揮、提供臨近威脅及行動(dòng)障礙等；具體作戰(zhàn)人員往往關(guān)心具體的位置信息，如聲吶操作手關(guān)心所在艦艇水下區(qū)域的環(huán)境和目標(biāo)活動(dòng)情況，以服務(wù)于火力打擊控制或目標(biāo)跟蹤等。

·差異性：信息需求的顆粒度不同

粒度是對信息與知識(shí)細(xì)化程度的度量，“粗”粒度的信息相對概括，是對整體的描述，“細(xì)”粒度的信息相對具體，是對部分的詳細(xì)刻畫。在作戰(zhàn)活動(dòng)中，高級指揮員對信息的戰(zhàn)略性要求較高，所需要信息的顆粒度較粗，戰(zhàn)斗員則要求具體地、有針對性的信息，所需要信息的顆粒度較細(xì)。

·時(shí)效性：不同任務(wù)及任務(wù)不同階段的信息需求時(shí)效性要求不同

規(guī)劃性任務(wù)是對各方情況的總結(jié)和判斷，具有很強(qiáng)的主觀性，因而花費(fèi)的時(shí)間較長，信息需求的時(shí)間要求度不高；對于戰(zhàn)術(shù)性或火控類信息需求，由于作戰(zhàn)機(jī)會(huì)稍縱即逝，這些信息需求通常具有極高的信息敏感度，對信息及時(shí)性要求極高，如導(dǎo)彈預(yù)警信息、火控解算諸元信息等。

2 戰(zhàn)場信息價(jià)值度量模型

不同種類的信息都具有兩個(gè)屬性：價(jià)值和使用價(jià)值，信息的價(jià)值是內(nèi)在的，取決于信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和完整性等因素；信息的使用價(jià)值則是面向用戶的，表示信息是有用的，能夠消除信息接收者的不確定性，并經(jīng)過應(yīng)用實(shí)現(xiàn)信息的增值。接收信息的人需要信息時(shí)，信息具有使用價(jià)值；否則，信息就沒有使用價(jià)值。

戰(zhàn)場信息的使用價(jià)值，體現(xiàn)在對用戶(指揮員)信息需求的滿足，是對戰(zhàn)場預(yù)警、指揮決策和火力打擊等作戰(zhàn)任務(wù)或活動(dòng)支持程度的反映。而用戶信息需求的種類和類型取決于作戰(zhàn)目標(biāo)和作戰(zhàn)任務(wù)，例如，針對“判斷敵方行動(dòng)”這一作戰(zhàn)任務(wù)，指揮員需要根據(jù)戰(zhàn)場信息，了解敵方的作戰(zhàn)特點(diǎn)、作戰(zhàn)能力，從而推斷敵方的作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)重心，進(jìn)而研判出敵方可能的作戰(zhàn)行動(dòng)。同時(shí)，為快速的做出決策，這些分析過程需要專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行支撐，通常由情報(bào)部門組成。假設(shè)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，“預(yù)測敵方作戰(zhàn)行動(dòng)”這一任務(wù)主要由敵方作戰(zhàn)特點(diǎn)、作戰(zhàn)能力、作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)重心4個(gè)要素支撐。如果情報(bào)部門提供了準(zhǔn)確的“敵方作戰(zhàn)特點(diǎn)、作戰(zhàn)能力、作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)重心”，那么，指揮員就獲取了“判斷敵方行動(dòng)”任務(wù)所需的全部信息，可以認(rèn)為其關(guān)于該任務(wù)的不確定性被完全消除；如果情報(bào)部門提供了準(zhǔn)確的“敵方作戰(zhàn)特點(diǎn)、作戰(zhàn)能力”，那么，指揮員獲取了該任務(wù)所需的部分信息，可以認(rèn)為關(guān)于該任務(wù)，仍然存在不確定性。

基于上述分析過程，我們借鑒信息熵的思想，建立了基于信息熵的戰(zhàn)場信息價(jià)值度量模型，對戰(zhàn)場信息滿足用戶信息需求的程度進(jìn)行度量，實(shí)現(xiàn)信息優(yōu)勢到?jīng)Q策優(yōu)勢的過渡?；舅悸啡鐖D3所示。

圖3 基于信息熵的戰(zhàn)場信息價(jià)值度量模型

2.1 確定信息主題

信息主題以作戰(zhàn)目標(biāo)/任務(wù)為基礎(chǔ)，是作戰(zhàn)目標(biāo)/任務(wù)所需信息類型的條目化。為確保作戰(zhàn)任務(wù)的全面執(zhí)行，需要將作戰(zhàn)任務(wù)細(xì)化分解成若干具體明確、相互關(guān)聯(lián)的子任務(wù)。例如，在實(shí)施兵力突擊作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，可以進(jìn)一步分解為實(shí)施地面兵力突擊、實(shí)施空降地面作戰(zhàn)、實(shí)施兩棲登陸作戰(zhàn)等子任務(wù)，此時(shí)信息主題即可確定為“地面兵力突擊信息保障”、“空降地面作戰(zhàn)信息保障”、“兩棲登陸作戰(zhàn)信息保障”3類。

一般地，假設(shè)針對某個(gè)作戰(zhàn)任務(wù)，信息接收端(信息需求者)有n個(gè)作戰(zhàn)子任務(wù)，相對應(yīng)地，存在n個(gè)信息主題(topic)，分別記為

T1,T2,…,Tn

信息主題的確定通常是在作戰(zhàn)籌劃階段完成，需要指揮員根據(jù)全局作戰(zhàn)目的和方針，進(jìn)行任務(wù)分析和明確，并確定其中的主要任務(wù)。此外，信息主題的確定可以幫助各級指揮員形成對戰(zhàn)略意圖的深刻理解和統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，有利于保持戰(zhàn)場的一致性。

2.2 分析主題因子

確定信息主題后，針對每一個(gè)主題，分析其關(guān)鍵信息需求，即影響因子。仍以上述例子分析，實(shí)施地面兵力突擊子任務(wù)需要了解敵方的位置、防御設(shè)施、兵力部署、主戰(zhàn)武器等，那么“地面兵力突擊信息保障”信息主題的主題因子有“位置信息”、“防御設(shè)施信息”、“兵力部署信息”、“主戰(zhàn)武器信息”4種。

一般地，對于信息主題Ti，假設(shè)有l(wèi)i個(gè)影響因子(factor)，將這些信息主題因子分別記為

主題因子的生成是一項(xiàng)十分重要但又比較困難的工作，需要在理解任務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷地分析和比較，可以使用信息需求采集和管理工具分析和生成主題因子。需要注意的是，主題因子不是一成不變的，在作戰(zhàn)的不同階段，會(huì)有所變化，在明確任務(wù)階段，指揮員首次提出關(guān)鍵信息需求，在作戰(zhàn)籌劃及實(shí)施過程中根據(jù)情況進(jìn)行添加或更改。

2.3 估計(jì)概率分布

針對每一個(gè)主題因子，估計(jì)其可能的狀態(tài)以及每個(gè)狀態(tài)發(fā)生的概率。如果狀態(tài)是連續(xù)的，則可以將其離散化，再進(jìn)行概率估計(jì)。仍以上述例子分析，假設(shè)“位置信息”主題因子有3種可能的狀態(tài)“叢林”、“山地”、“居民區(qū)”，通過分析得出每種狀態(tài)發(fā)生的可能性均為1/3，由此可以確定該主題因子的概率分布。

此外，某些因子的狀態(tài)并不明晰，是模糊的，例如，“大數(shù)集”的描述就是模糊，數(shù)值多大才能稱為大數(shù)。這種情況下，無法用概率分布描述，需要采用模糊理論中的模糊隸屬度[16]來描述，通過分析、估計(jì)出mj個(gè)狀態(tài)的模糊隸屬度，分別記為

需要注意的是，在該階段，我們利用貝葉斯思想，計(jì)算兩類概率分布：先驗(yàn)概率分布和后驗(yàn)概率分布。先驗(yàn)概率分布是指未獲取信息時(shí)對應(yīng)狀態(tài)發(fā)生的概率分布，后驗(yàn)概率分布是指獲取信息后對應(yīng)狀態(tài)發(fā)生的概率分布。我們以態(tài)勢感知信息為例進(jìn)行說明。假設(shè)主題因子為“目標(biāo)數(shù)量”，根據(jù)歷史情報(bào)信息，敵方目標(biāo)總數(shù)為N，那么在我方感知區(qū)域中的可能目標(biāo)數(shù)為0、1、…、N，假設(shè)對應(yīng)的發(fā)生概率相等，即先驗(yàn)概率相等，

設(shè)敵方每個(gè)目標(biāo)被我方感知發(fā)現(xiàn)的概率為q，隨機(jī)變量y表示感知區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)的敵方目標(biāo)數(shù)量，則假設(shè)探測到敵方的目標(biāo)數(shù)為X的前提下，隨機(jī)變量y服從總數(shù)為X、概率為q的二項(xiàng)分布，即

假設(shè)作戰(zhàn)指揮員收到的信息為“我方感知到敵方目標(biāo)數(shù)量為Y”，且我方感知到的結(jié)果準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)，即不會(huì)出現(xiàn)“感知到有目標(biāo)但實(shí)際在感知區(qū)域并沒有目標(biāo)”的情況，則有，在探測到敵方的目標(biāo)數(shù)為X的前提下，滿足X≤Y。利用貝葉斯公式計(jì)算得到后驗(yàn)概率：

P(x=X|y=Y)=P(x=X,X≤Y|y=Y)=

在實(shí)際應(yīng)用過程中，無論是先驗(yàn)概率還是后驗(yàn)概率，其準(zhǔn)確計(jì)算過程都是非常復(fù)雜的，需要借助于相應(yīng)專題或工程才能得到。但在本文模型中，我們的目的是快速的為指揮員提供戰(zhàn)場信息價(jià)值的整體情況，因此，基于專家經(jīng)驗(yàn)判斷的結(jié)果足以為模型提供相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)輸入。

2.4 評估信息價(jià)值

在本階段，我們借助于Shannon的信息熵方法，提出了針對戰(zhàn)場信息價(jià)值的信息熵差計(jì)算方法，以衡量針對某作戰(zhàn)任務(wù)，信息接收端收到發(fā)送端信息后不確定性減少的程度。信息熵的概念最早是由統(tǒng)計(jì)學(xué)家Hartley研究通信系統(tǒng)的傳輸問題時(shí)提出，Hartley將事件可能結(jié)局的個(gè)數(shù)的對數(shù)值稱為信息量。后來，現(xiàn)代信息論的創(chuàng)始人美國工程師Shannon在其著名的《通信的數(shù)學(xué)原理》一文中，基于表示信息的符號(hào)以及符號(hào)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，將隨機(jī)事件結(jié)局的不確定性稱為信息熵H，并提出了信息的熵公式，即

其中，{pi,i=1,…,n}為隨機(jī)事件的概率分布。Shannon的信息論是通信科學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使通信問題的研究從經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)，直到今天，通信信息理論仍然沒有超出它的理論框架。

一般地，假設(shè)根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)Task，進(jìn)行分析后確定接收端需求的信息集合為Topic，接收端將某作戰(zhàn)任務(wù)發(fā)送給信息發(fā)送端，信息發(fā)送端收集、整理所需信息后發(fā)送給接收端的實(shí)際信息集合為TActual，假設(shè)發(fā)送的實(shí)際信息集合是完備的、準(zhǔn)確的，則定義對應(yīng)的信息熵差H為

H(Task)=H(Topic)-H(Topic|TActual)

我們稱H(Topic)為先驗(yàn)信息熵，H(Topic|TActual)為后驗(yàn)信息熵，H(Task)為針對目標(biāo)/任務(wù)的實(shí)得信息量，是戰(zhàn)場信息價(jià)值的反映。上述信息熵差H(Task)為絕對數(shù)值，也可以采用較為直觀的相對數(shù)值衡量，即

(1)先驗(yàn)信息熵

針對隨機(jī)信息，有

H(Topic)=H(T1)+…+H(Tn)=

針對模糊信息，有

H(Topic)=H(T1)+…+H(Tn)=

(2)后驗(yàn)信息熵

在實(shí)際信息集合確定后，需要重新回到2.3節(jié)進(jìn)行分析，假設(shè)已經(jīng)獲取新的條件概率分布或條件模糊隸屬度，其符號(hào)分別在上述符號(hào)的右上角進(jìn)行區(qū)分，例如，原有的mj此時(shí)為m′j，類似于H(Topic)的計(jì)算，可以計(jì)算得到H(Topic|TActual)。

針對隨機(jī)信息，有

H(Topic|TActual)=H(T1|TActual)+…+

針對模糊信息，有

H(Topic|TActual)=H(T1|TActual)+…+

H(Tn|TActual)=

由(1)和(2)，可以計(jì)算得到戰(zhàn)場信息價(jià)值的評估數(shù)值。

3 示例分析

假設(shè)在區(qū)域防空體系中，區(qū)域指揮系統(tǒng)主要接收電子對抗系統(tǒng)探測、處理后的電子對抗情報(bào)和雷達(dá)系統(tǒng)探測、處理后的雷達(dá)情報(bào)，重點(diǎn)關(guān)注敵機(jī)群的作戰(zhàn)能力和行動(dòng)企圖。此時(shí)，信息主題有兩個(gè)：“目標(biāo)能力”和“目標(biāo)企圖”，并且假設(shè)二者的重要性權(quán)重分別為0.4和0.6。假設(shè)“目標(biāo)能力”主題有“我方處于優(yōu)勢”、“雙方能力相當(dāng)”和“我方處于劣勢”3個(gè)狀態(tài)，“目標(biāo)企圖”主題有“攻擊我方”、“威懾我方”、“常規(guī)訓(xùn)練”和“偶然行為”4個(gè)狀態(tài)，如圖4所示。

圖4 模型構(gòu)建示例

假設(shè)根據(jù)平時(shí)經(jīng)驗(yàn)積累，總體而言我方相對敵方有40%的概率處于優(yōu)勢地位，有30%的概率處于劣勢，則有“目標(biāo)能力”的3個(gè)主題因子發(fā)生概率分別為40%、30%和30%；某段時(shí)間，敵方集結(jié)部分機(jī)群出現(xiàn)在我方監(jiān)控區(qū)域，假設(shè)根據(jù)電子對抗系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)提供的偵察探測信息，獲知敵方出動(dòng)較小規(guī)模的兵力，我方相對敵方有80%的概率處于優(yōu)勢地位，有20%的概率處于劣勢，則有“目標(biāo)能力”的3個(gè)主題因子發(fā)生概率分別為80%、0%和20%。類似地，假設(shè)根據(jù)平時(shí)經(jīng)驗(yàn)積累，“目標(biāo)意圖”4個(gè)主題因子發(fā)生概率分別為25%、25%、25%、25%，根據(jù)電子對抗系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)提供的偵察探測信息，相應(yīng)概率調(diào)整為80%、20%、0%、0%。利用本文計(jì)算方法，可以得到信息價(jià)值的評估數(shù)值，見表1。

表1 信息價(jià)值計(jì)算示例

表1說明，區(qū)域指揮系統(tǒng)所獲取信息所能夠消除的不確定性比例為0.61,從這個(gè)結(jié)果可以快速的對戰(zhàn)場信息的整體作用進(jìn)行評估。

4 結(jié) 語

信息化條件下，信息成為主導(dǎo)作戰(zhàn)能力和戰(zhàn)場節(jié)奏的關(guān)鍵因素，對于用戶(指揮員)而言，信息是否滿足目標(biāo)或任務(wù)需求直接影響到戰(zhàn)場理解的程度和決策的質(zhì)量。因此，需要對信息需求的差異和信息對作戰(zhàn)效果的影響進(jìn)行研究?；谏鲜隼砟?，本文對戰(zhàn)場信息以及信息需求的特征進(jìn)行了分析，并從用戶的角度出發(fā)，提出了基于信息熵的戰(zhàn)場信息價(jià)值度量模型，建立了“目標(biāo)/任務(wù)-信息主題-主題因子-概率分布-信息價(jià)值”的分析框架，在該分析框架下利用信息熵和貝葉斯理論計(jì)算戰(zhàn)場信息的實(shí)得信息，由此獲取戰(zhàn)場信息的使用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場信息價(jià)值的度量。

基于信息熵的戰(zhàn)場信息價(jià)值度量模型以目標(biāo)/任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過影響因子的探索，構(gòu)建形成分析和度量的較為清晰的邏輯體系，能夠?yàn)橛嘘P(guān)信息優(yōu)勢向作戰(zhàn)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化的研究提供結(jié)構(gòu)支撐；通過本文所提模型的度量，能夠反映信息是否滿足需求，促進(jìn)信息的進(jìn)一步分配和優(yōu)化，使信息能夠流向最大化其價(jià)值的地方；此外，在模型構(gòu)建過程中，圍繞信息流，從目標(biāo)到任務(wù)到影響因素的分析思路，與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息體系[17]以及體系工程[18]理論中關(guān)注“能力”的理念相契合，在未來體系作戰(zhàn)研究中具有更好的適應(yīng)性。

需要注意的是，在實(shí)際作戰(zhàn)過程中，需要考慮的因素更多、也更加復(fù)雜，當(dāng)前模型是對信息優(yōu)勢向決策優(yōu)勢轉(zhuǎn)化過程的一個(gè)初步嘗試，期望更多研究者從更多的視角、更多的理論出發(fā)對此進(jìn)行研究，為實(shí)現(xiàn)信息化條件下我軍作戰(zhàn)能力的不斷提升提供理論支撐。