劉德勝,馬寶林,葛亞維

(軍事科學(xué)院評(píng)估論證研究中心,北京 100091)

現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)是體系作戰(zhàn),作戰(zhàn)雙方的作戰(zhàn)行動(dòng)都離不開(kāi)作戰(zhàn)體系的支撐。作戰(zhàn)體系建模對(duì)于開(kāi)展作戰(zhàn)體系研究,建立綜合、完整、高效的作戰(zhàn)體系具有非常重要的意義。自體系作戰(zhàn)正式成為信息化戰(zhàn)爭(zhēng)主要作戰(zhàn)樣式以來(lái),學(xué)者們對(duì)作戰(zhàn)體系建模方法與應(yīng)用問(wèn)題高度重視，并開(kāi)展了大量研究。以美國(guó)為代表的西方國(guó)家很早就提出了C4ISR AF、DoDAF、MoDAF、NAF等建模框架,用于指導(dǎo)軍方開(kāi)展作戰(zhàn)體系設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)學(xué)者也相繼提出了基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)[1-4]、基于指控鏈[5]、基于信息流[6]、基于能力優(yōu)先[7]等作戰(zhàn)體系建模方法，并開(kāi)展相關(guān)應(yīng)用,研究對(duì)象包括指控體系、反導(dǎo)體系、防空體系、航母編隊(duì)作戰(zhàn)體系等。這些成果對(duì)于促進(jìn)作戰(zhàn)體系建模深入研究發(fā)揮了重要的作用。但是，當(dāng)前研究成果大多針對(duì)特定作戰(zhàn)體系開(kāi)展專門(mén)研究,如指控體系、反導(dǎo)體系等,建模方法和應(yīng)用也大多針對(duì)特定領(lǐng)域。本文力求從整體層面對(duì)作戰(zhàn)體系建模方法和應(yīng)用成果進(jìn)行系統(tǒng)全面的總結(jié),為更加深入地開(kāi)展作戰(zhàn)體系建模研究提供借鑒,為實(shí)踐應(yīng)用中作戰(zhàn)體系設(shè)計(jì)和評(píng)估提供參考。

1 作戰(zhàn)體系建模方法

目前常用的作戰(zhàn)體系建模方法主要有四種。

1.1 基于多視圖體系架構(gòu)的建模方法

該方法主要從不同的視角使用不同的機(jī)制去描述作戰(zhàn)體系,從而形成作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)的全貌,通常采用體系架構(gòu)設(shè)計(jì)工具。典型的主要有DoDAF、MoDAF和UAF,其中,DoDAF和UAF應(yīng)用最為廣泛。

1.1.1 美國(guó)國(guó)防部DoDAF體系結(jié)構(gòu)框架

DoDAF是美國(guó)國(guó)防部對(duì)近20年軍事系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)開(kāi)發(fā)形成的,當(dāng)前版本為DoDAF v2.02。DoDAF v2.02體現(xiàn)了“以數(shù)據(jù)為中心”的體系建模思想,通過(guò)組合表示、儀表板、融合表示、圖形描述、參考模型等五種常用呈現(xiàn)技術(shù)從體系結(jié)構(gòu)信息庫(kù)中提取數(shù)據(jù)進(jìn)行展現(xiàn),定義了全視圖、項(xiàng)目視圖、能力視圖、作戰(zhàn)視圖、服務(wù)視圖、系統(tǒng)視圖、標(biāo)準(zhǔn)視圖、數(shù)據(jù)和信息視圖等8種視圖。基于DoDAF作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)描述過(guò)程如圖1所示[8]。

圖1 體系結(jié)構(gòu)描述示意圖

過(guò)程1:作戰(zhàn)背景描述。結(jié)合作戰(zhàn)目標(biāo),通過(guò)整體構(gòu)想、層次結(jié)構(gòu)、階段規(guī)劃和相互依賴關(guān)系為描述作戰(zhàn)體系能力提供戰(zhàn)略背景和描述范圍[9]。

過(guò)程2:作戰(zhàn)概念描述。結(jié)合作戰(zhàn)概念數(shù)據(jù)模型,以概要圖形的形式,對(duì)作戰(zhàn)使命、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)、作戰(zhàn)樣式等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行描述。

過(guò)程3:組織關(guān)系描述。結(jié)合高級(jí)作戰(zhàn)概念圖,對(duì)作戰(zhàn)體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其各節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系進(jìn)行描述。

過(guò)程4:作戰(zhàn)活動(dòng)描述。結(jié)合作戰(zhàn)需求,分解宏觀、抽象的作戰(zhàn)任務(wù),獲取具體細(xì)化的作戰(zhàn)實(shí)體任務(wù),通過(guò)相應(yīng)的作戰(zhàn)活動(dòng)來(lái)完成,并對(duì)不同層次、不同類(lèi)別的作戰(zhàn)活動(dòng)及其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行描述。

過(guò)程5:作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系描述。結(jié)合作戰(zhàn)活動(dòng)描述模型和作戰(zhàn)需求,對(duì)作戰(zhàn)活動(dòng)中涉及的不同層次、不同類(lèi)別的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)信息、節(jié)點(diǎn)關(guān)系等進(jìn)行描述。

過(guò)程6:作戰(zhàn)體系描述可執(zhí)行模型。包括構(gòu)建作戰(zhàn)體系作戰(zhàn)視點(diǎn)模型和系統(tǒng)視點(diǎn)模型。

1.1.2 北約UAF體系結(jié)構(gòu)框架

UAF是北約體系架構(gòu)組織2012年著手構(gòu)建的一種滿足北約一致需求的體系結(jié)構(gòu)框架。2017年11月，UAF 1.0正式發(fā)布,主要包含語(yǔ)言、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和體系架構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法三部分。1)語(yǔ)言。用于描述復(fù)雜體系結(jié)構(gòu)體,一般采用圖形化、可視化的建模語(yǔ)言UML以及SysML來(lái)構(gòu)建。2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。包括10個(gè)領(lǐng)域11個(gè)視角的體系框架描述規(guī)范,給出了復(fù)雜組織體系的設(shè)計(jì)與描述模板,提供了復(fù)雜體系需求分析、功能分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)、需求驗(yàn)證所需的形式化建模方法與執(zhí)行手段。3)體系架構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。采用面向?qū)ο蠓椒?通過(guò)自上而下對(duì)問(wèn)題自然分解,將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,建立問(wèn)題域模型,通過(guò)自下而上對(duì)問(wèn)題域客觀事物進(jìn)行歸納,提取共性并抽象為模型的元素,形成系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素[10]?；赨AF作戰(zhàn)體系描述過(guò)程,是基于視圖矩陣,從戰(zhàn)略層、業(yè)務(wù)層、支撐層三個(gè)層面來(lái)描述,如圖2所示。

圖2 基于UAF的作戰(zhàn)體系描述過(guò)程示意圖

1)戰(zhàn)略層依次完成作戰(zhàn)背景、需求分析、作戰(zhàn)能力三方面內(nèi)容的描述過(guò)程,將需求轉(zhuǎn)化為具體的作戰(zhàn)能力需求。2)業(yè)務(wù)層依次完成業(yè)務(wù)、人力、資源過(guò)程的描述,明確所需的作戰(zhàn)能力需要由哪些作戰(zhàn)活動(dòng)支撐實(shí)現(xiàn),作戰(zhàn)活動(dòng)中由哪些組織/單元負(fù)責(zé)執(zhí)行,描述與作戰(zhàn)人員體系配套的軟硬件資源。3)支撐層完成作戰(zhàn)體系字典和標(biāo)準(zhǔn)的描述過(guò)程。

1.2 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的建模方法

1.2.1 基于一般理論的作戰(zhàn)體系建模

該方法主要通過(guò)特征抽取和算法生成兩種途徑實(shí)現(xiàn)。利用作戰(zhàn)體系和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的共性,從現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)體系中提取抽象的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和邊,然后，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型,或利用某種生成算法生成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型,將建立的模型作為作戰(zhàn)體系研究的替代物。目前，主要針對(duì)一些特定領(lǐng)域的作戰(zhàn)體系,如指揮控制體系、防空反導(dǎo)體系、空間信息支援體系等。直接利用現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)體系所具有的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和規(guī)律構(gòu)建形成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型是當(dāng)前建模的主要方法,相關(guān)研究如文獻(xiàn)[11-16]。基于算法的作戰(zhàn)體系建模主要利用作戰(zhàn)體系特點(diǎn)和規(guī)律,相關(guān)研究如文獻(xiàn)[1,2,7,17-19]。

基于一般復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的作戰(zhàn)體系建模主要有兩個(gè)特點(diǎn)。一是直接。利用現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特征,直接實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)體系向復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的映射。二是近似。從現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中抽取復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型所需節(jié)點(diǎn)和邊,或設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)生成算法按照一定規(guī)則生成節(jié)點(diǎn)和邊，構(gòu)造形成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。目前，作戰(zhàn)體系建模這方面的研究只討論復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型如何生成,至于生成的網(wǎng)絡(luò)具有何種特征,在研究現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)如何應(yīng)用,不是研究的重點(diǎn)。

1.2.2 基于超網(wǎng)絡(luò)理論的作戰(zhàn)體系建模

超網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究的最新進(jìn)展,更加突出分析不同網(wǎng)絡(luò)層間的依賴和關(guān)聯(lián)。目前，人們對(duì)于超網(wǎng)絡(luò)的概念還不統(tǒng)一,通常將網(wǎng)絡(luò)嵌套網(wǎng)絡(luò)的多層、多級(jí)、具有多屬性和多目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)稱為超網(wǎng)絡(luò)。超網(wǎng)絡(luò)有兩類(lèi):基于超圖的超網(wǎng)絡(luò)(Hypergraph)和基于網(wǎng)絡(luò)的超網(wǎng)絡(luò)(Super Networks)?；诔瑘D的超網(wǎng)絡(luò)主要用于研究復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)據(jù),刻畫(huà)體系的共同特性和內(nèi)在本質(zhì)?；诰W(wǎng)絡(luò)的超網(wǎng)絡(luò)主要用于研究超網(wǎng)絡(luò)的特性,描述體系的動(dòng)態(tài)演化與網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)演化規(guī)律。作戰(zhàn)體系建模研究屬于后一種。

作戰(zhàn)體系超網(wǎng)絡(luò)概念模型由體系物理層網(wǎng)絡(luò)Gp、結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)Gs、組織層網(wǎng)絡(luò)Go構(gòu)成。若設(shè)體系層網(wǎng)絡(luò)集V={Gp,Gs,Go},層間網(wǎng)絡(luò)超邊集H={Ep-s,Es-o,Eo-p},則構(gòu)建的作戰(zhàn)體系超網(wǎng)絡(luò)是C=(V,H),如圖3所示。

圖3 作戰(zhàn)體系超網(wǎng)絡(luò)建模示意圖

物理層網(wǎng)絡(luò)Gp包含各物理實(shí)體節(jié)點(diǎn),其網(wǎng)絡(luò)邊則表示各物理實(shí)體之間的關(guān)聯(lián);結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)Gs包含具有邏輯關(guān)聯(lián)性或同質(zhì)功能的節(jié)點(diǎn),其網(wǎng)絡(luò)邊則表示各節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)同關(guān)系;組織層網(wǎng)絡(luò)Go包含體系結(jié)構(gòu)運(yùn)行關(guān)聯(lián)或具有相應(yīng)指向性的節(jié)點(diǎn),其網(wǎng)絡(luò)邊一般用于表示組織主體與客體的交互關(guān)系,從運(yùn)行機(jī)制層面規(guī)范了相互交互的時(shí)機(jī)、信息量和方向。物理層網(wǎng)絡(luò)與結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)間存在約束與支撐關(guān)系Ep-s。物理層網(wǎng)絡(luò)是結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)是物理層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的邏輯表達(dá),兩者存在一對(duì)多的關(guān)系。物理層網(wǎng)絡(luò)支撐結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò),提供體系網(wǎng)絡(luò)所需的物理鏈路,同時(shí)制約結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同速度。同理,結(jié)構(gòu)層網(wǎng)絡(luò)與組織層網(wǎng)絡(luò)之間存在約束與支撐關(guān)系Es-o,組織層網(wǎng)絡(luò)與物理層網(wǎng)絡(luò)之間存在約束與支撐關(guān)系Eo-p。

基于超網(wǎng)絡(luò)的作戰(zhàn)體系建模主要有三方面特征。一是突出作戰(zhàn)體系的信息流與能量流,其中，指控網(wǎng)是關(guān)鍵。二是突出作戰(zhàn)體系所包含的實(shí)體。體系效能的發(fā)揮,依賴于作戰(zhàn)體系中各實(shí)體、實(shí)體間關(guān)系、實(shí)體活動(dòng)的相互作用與協(xié)同。三是突出作戰(zhàn)體系的向心性、層次性?；诔W(wǎng)絡(luò)的軍事建模應(yīng)用已有一些初步研究[4,20-24]?？傮w來(lái)說(shuō),超網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用研究剛起步,還不夠深入。

1.3 基于結(jié)構(gòu)分解的建模方法

基本做法是將作戰(zhàn)體系按照某種方式分解成不同的組成部分,對(duì)每一個(gè)組成部分根據(jù)研究需要進(jìn)一步分解,直至將作戰(zhàn)體系分解到可以滿足建模需要;然后，在此基礎(chǔ)上,利用已經(jīng)掌握的知識(shí)和技術(shù),對(duì)每一個(gè)部分分別進(jìn)行建模,通過(guò)建模完成每一部分的研究;最后，在完成每一部分研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)自底向上層層聚合,最終形成對(duì)作戰(zhàn)體系的整體評(píng)估和判斷。這種方法操作方便,簡(jiǎn)單易行,但是，必須緊密結(jié)合研究任務(wù)和評(píng)估目的,根據(jù)研究需要進(jìn)行分解還原。分解后的每一部分,根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件和研究需要選擇合適的建模方法建模,可以采用統(tǒng)一的建模方法,也可以采用多樣化的建模方法,靈活度相對(duì)較大。

對(duì)作戰(zhàn)體系的結(jié)構(gòu)分解建?？梢詮牟煌嵌冗M(jìn)行。針對(duì)問(wèn)題不同,可以采用不同的方法,常見(jiàn)的方法如層次分析法、模糊綜合評(píng)判法等。目前，基于結(jié)構(gòu)分解的作戰(zhàn)體系建模方法應(yīng)用較為廣泛[25-27]。建模時(shí)也經(jīng)常多種方法結(jié)合使用,目的是充分發(fā)揮每種方法優(yōu)點(diǎn),可在其中某一步驟或某一環(huán)節(jié)進(jìn)行方法結(jié)合。這種建模方法思路清晰，條理清楚,通過(guò)分解可以將復(fù)雜的作戰(zhàn)體系分解為若干個(gè)容易處理解決的模塊或部分,降低了建模和應(yīng)用的難度,盡管運(yùn)用時(shí)存在較大的局限性,但在實(shí)踐中仍然得到較為廣泛的應(yīng)用。

1.4 基于實(shí)體的建模方法

1.4.1 基于對(duì)象實(shí)體的作戰(zhàn)體系建模

這實(shí)際上是一種面向?qū)ο蟮慕７椒?把相關(guān)的數(shù)據(jù)和方法組織為一個(gè)整體,從更高的層次進(jìn)行建模,更加貼近事物的自然運(yùn)行模式?；舅枷刖褪菑目陀^世界固有的事物出發(fā)來(lái)構(gòu)造系統(tǒng),通過(guò)識(shí)別對(duì)象、分析對(duì)象間的關(guān)系,反映問(wèn)題域中固有的事物及其相互關(guān)系?；舅悸肥前褜?duì)象作為系統(tǒng)建模的基本單元,通過(guò)構(gòu)建具有各自屬性和行為或操作的對(duì)象,通過(guò)不同對(duì)象之間的相互作用和聯(lián)系實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀世界的建模。對(duì)象的具體化就是實(shí)體,可以是具體的物理實(shí)體,也可以是抽象的邏輯實(shí)體。在仿真系統(tǒng)中,實(shí)體可以是人員、武器裝備、作戰(zhàn)單元、人工設(shè)施等。

建模主要包括以下步驟:

1)確定對(duì)象實(shí)體的類(lèi)型。即明確作戰(zhàn)體系中需要模擬仿真的對(duì)象。模擬仿真的作戰(zhàn)體系實(shí)體同真實(shí)作戰(zhàn)體系通常具有一致性,包含作戰(zhàn)體系的基本要素類(lèi)型,如指揮類(lèi)實(shí)體、偵察預(yù)警類(lèi)實(shí)體、作戰(zhàn)單元實(shí)體、綜合保障實(shí)體、信息作戰(zhàn)類(lèi)實(shí)體等。根據(jù)建模的具體體系,每一類(lèi)實(shí)體可以進(jìn)一步定義相應(yīng)類(lèi)型的實(shí)體。

2)確定對(duì)象實(shí)體的屬性。屬性有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之分。靜態(tài)屬性主要是實(shí)體的基本屬性,在系統(tǒng)仿真過(guò)程中一般不會(huì)發(fā)生變化,如實(shí)體標(biāo)識(shí)、尺寸、戰(zhàn)技指標(biāo)等。動(dòng)態(tài)屬性包括空間屬性、行為屬性、任務(wù)屬性等,在仿真過(guò)程中隨著系統(tǒng)的活動(dòng)會(huì)發(fā)生變化。實(shí)體屬性的定義同傳統(tǒng)模擬仿真方法沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的不同。

3)確定對(duì)象實(shí)體的行為或操作。實(shí)體的行為或操作是實(shí)體作用或影響周?chē)h(huán)境的原因。實(shí)體的行為或操作與實(shí)體的類(lèi)型緊密相關(guān),不同的實(shí)體具有不同的行為或操作,如雷達(dá)實(shí)體可以有開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、旋轉(zhuǎn)等操作。

4)確定實(shí)體間的關(guān)系。實(shí)體間關(guān)系決定了實(shí)體交互的類(lèi)型和方式。實(shí)體間關(guān)系定義是建模的難點(diǎn)和重點(diǎn)。在體系對(duì)抗中,實(shí)體間的關(guān)系比較復(fù)雜,有指揮關(guān)系、控制關(guān)系、通信關(guān)系、協(xié)作關(guān)系、支持關(guān)系、保障關(guān)系、對(duì)抗關(guān)系等,包括內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)方面。

基于對(duì)象實(shí)體的作戰(zhàn)體系建模目前已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用,并有許多學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究[28-31]。

1.4.2 基于Agent實(shí)體的作戰(zhàn)體系建模

這是一種自底向上的建模方式,也就是通常所說(shuō)的多Agent建模,核心思想是利用Agent技術(shù)對(duì)作戰(zhàn)體系所涉及的仿真實(shí)體進(jìn)行建模,通過(guò)對(duì)Agent個(gè)體及其相互之間(包括個(gè)體與環(huán)境)的行為進(jìn)行刻畫(huà),從而描述作戰(zhàn)體系的宏觀整體行為。

建模主要包括以下步驟:

1)確定Agent的類(lèi)型和架構(gòu)。根據(jù)需要確定Agent的類(lèi)型和數(shù)量。主要包括:平臺(tái)型Agent,用于模擬作戰(zhàn)體系中的各類(lèi)作戰(zhàn)平臺(tái),如飛機(jī)平臺(tái)、艦艇平臺(tái)、衛(wèi)星平臺(tái)、雷達(dá)平臺(tái)等；機(jī)構(gòu)型Agent,用于模擬影響作戰(zhàn)體系運(yùn)行的各類(lèi)指揮機(jī)構(gòu)和保障機(jī)構(gòu),如指揮所Agent；管理型Agent,用于處理模擬仿真的特殊需要,如執(zhí)行Agent間的通信任務(wù)、毀傷計(jì)算任務(wù)等。各類(lèi)Agent根據(jù)研究需要選擇合適的體系架構(gòu)。

2)描述作戰(zhàn)體系的微觀和宏觀行為。Agent的微觀行為可以通過(guò)Agent的定義來(lái)實(shí)現(xiàn)。Agent的行為定義同傳統(tǒng)基于對(duì)象實(shí)體仿真的方法基本一致,只是處理方式略有不同。作戰(zhàn)體系運(yùn)行的宏觀結(jié)果取決于數(shù)量眾多的Agent微觀行為?；贏gent的建模仿真對(duì)每個(gè)Agent進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà),通過(guò)Agent之間通信、合作、交流和相互影響,從整體上獲得作戰(zhàn)體系宏觀結(jié)果。

3)描述Agent之間以及Agent與環(huán)境之間的相互作用。Agent之間以及Agent與環(huán)境之間的相互作用是驅(qū)動(dòng)基于Agent建模仿真系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力。與傳統(tǒng)基于對(duì)象實(shí)體建模仿真處理實(shí)體間相互作用方式不同的是,基于Agent的建模仿真系統(tǒng)中，Agent之間以及Agent與環(huán)境之間的相互作用是通過(guò)Agent對(duì)外部環(huán)境的感知和處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的,具有較高的智能和自治能力。

基于Agent的建模技術(shù)目前得到了較為廣泛的應(yīng)用,其中，Agent的類(lèi)型以刺激-反應(yīng)型居多,慎思型和混合型由于對(duì)人工智能技術(shù)要求較高,目前，實(shí)際應(yīng)用相對(duì)較少。目前，基于Agent的建模技術(shù)用于作戰(zhàn)體系研究方面的成果不太多[32-33]。

2 作戰(zhàn)體系建模應(yīng)用

作戰(zhàn)體系建模主要包括三方面的應(yīng)用。

1)作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。作戰(zhàn)體系是體系作戰(zhàn)的基礎(chǔ)和支撐,世界主要國(guó)家都高度重視作戰(zhàn)體系的設(shè)計(jì)工作。美國(guó)和北約利用DoDAF和UAF軟件設(shè)計(jì)可協(xié)作、同步、高效的作戰(zhàn)體系,相關(guān)研究如美國(guó)開(kāi)展的全球信息柵格體系設(shè)計(jì)、美國(guó)空軍的指揮控制星座體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、美國(guó)空中作戰(zhàn)中心體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。我軍沒(méi)有類(lèi)似成熟的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件,但在這方面也進(jìn)行了大量的探索和嘗試,如國(guó)防科技大學(xué)開(kāi)發(fā)了C4ISR系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具集ArchDesigner;某研究機(jī)構(gòu)建立了軍事電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架MIDADE,支持某軍事電子信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等。

2)作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化。開(kāi)展作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的是彌補(bǔ)作戰(zhàn)體系的短板弱項(xiàng),查漏補(bǔ)缺,提升體系作戰(zhàn)能力。目前，相關(guān)應(yīng)用主要包括作戰(zhàn)體系重心分析、網(wǎng)絡(luò)抗毀性分析、網(wǎng)絡(luò)性能分析等。

作戰(zhàn)體系重心分析主要是在現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)體系構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中快速查找關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵邊,通過(guò)對(duì)己方關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵邊實(shí)施加固防護(hù),對(duì)敵關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵邊實(shí)施精確打擊,從而達(dá)成補(bǔ)強(qiáng)己方作戰(zhàn)體系,提升打擊敵作戰(zhàn)體系效果的目的[34-36]。目前，分析采用的度量指標(biāo)一般是度指標(biāo)和介數(shù)指標(biāo),個(gè)別學(xué)者提出一些自定義指標(biāo),如緊密度指標(biāo)、特征向量指標(biāo)、功能鏈指標(biāo)等。作戰(zhàn)體系重心分析在作戰(zhàn)目標(biāo)的選擇方面可以發(fā)揮較重要的作用。

作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)抗毀性分析主要是分析作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生故障或遭到外界攻擊或摧毀時(shí),仍然能夠在一個(gè)可以接受的范圍運(yùn)行或是系統(tǒng)性能快速恢復(fù)到一個(gè)可接受程度的能力。目前，相關(guān)研究主要集中在利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)連通度進(jìn)行靜態(tài)分析[37-39]。有的引入時(shí)間序列,從動(dòng)態(tài)角度構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)體系研究作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)的抗毀性問(wèn)題[40]。也有學(xué)者針對(duì)隨機(jī)打擊，同時(shí)從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的抗毀性問(wèn)題[41]。目前，抗毀性研究主要通過(guò)實(shí)施隨機(jī)性打擊和選擇性打擊,研究作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保持連通的能力。對(duì)于作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)性能快速恢復(fù)能力的研究,目前還沒(méi)有公開(kāi)文獻(xiàn)。

作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)性能分析主要是通過(guò)計(jì)算描述作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)性能的參數(shù),如鏈路節(jié)點(diǎn)比、度分布、聚合系數(shù)、連通度、特征路徑長(zhǎng)度等分析現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)體系的作戰(zhàn)性能,如靈活性、隱蔽性等[42-43]。目前，這一類(lèi)研究總體數(shù)量不多,主要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需要選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)或是提出針對(duì)性較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù),通過(guò)計(jì)算參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)評(píng)估作戰(zhàn)體系性能的目的。

3)作戰(zhàn)體系效能評(píng)估。作戰(zhàn)體系效能評(píng)估是作戰(zhàn)體系評(píng)估的重要內(nèi)容,也是當(dāng)前人們最關(guān)注開(kāi)展相關(guān)研究最多的領(lǐng)域。除基于多視圖的體系架構(gòu)建模方法外,其他幾種建模方法都得到較為廣泛的運(yùn)用。

基于結(jié)構(gòu)分解的作戰(zhàn)體系建模方法在偵察預(yù)警體系、指揮控制體系、C4ISR系統(tǒng)效能評(píng)估方面得到較為廣泛應(yīng)用[44-45]?；趯?duì)象實(shí)體的作戰(zhàn)體系建模通常用于模擬仿真,真實(shí)案例由于涉密原因在公開(kāi)報(bào)道中不多見(jiàn)。美軍的JTLS系統(tǒng)和JAS系統(tǒng),我軍開(kāi)發(fā)的兵棋推演系統(tǒng)和聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)實(shí)際上都是采用基于實(shí)體的建模方法,在實(shí)踐中已經(jīng)得到應(yīng)用。基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的作戰(zhàn)體系建模,針對(duì)特定作戰(zhàn)體系居多,包括指揮控制網(wǎng)、地空導(dǎo)彈網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)、防空體系、軍用通信體系等,其中，針對(duì)指揮控制體系研究最多,針對(duì)通用作戰(zhàn)體系的研究相對(duì)較少[46-48]。這種建模方法得出的結(jié)果不是很直觀,通常還需要結(jié)合一定的軍事應(yīng)用分析進(jìn)行合理研判才能得出評(píng)估結(jié)論。

3 結(jié)束語(yǔ)

在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代,體系作戰(zhàn)的重要性不斷增加,人們對(duì)于作戰(zhàn)體系建模越來(lái)越重視。在建模方法方面,基于多視圖體系架構(gòu)的作戰(zhàn)體系建模方法主要面向作戰(zhàn)體系設(shè)計(jì),其他幾種方法主要面向作戰(zhàn)體系評(píng)估?；趶?fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的作戰(zhàn)體系建模方法和基于實(shí)體的作戰(zhàn)體系建模方法在實(shí)踐中越來(lái)越受到重視,具有較大優(yōu)勢(shì),也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在作戰(zhàn)體系建模應(yīng)用方面,現(xiàn)階段的作戰(zhàn)體系建模主要側(cè)重于作戰(zhàn)體系效能評(píng)估,特別是針對(duì)一些具體作戰(zhàn)體系的效能評(píng)估。隨著人們對(duì)作戰(zhàn)體系建模研究的深入,未來(lái)針對(duì)作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。

當(dāng)前作戰(zhàn)體系建模方法和應(yīng)用仍存在以下不足。

1) 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的分析方法作為當(dāng)前作戰(zhàn)體系建模的一種重要方法,在理論和技術(shù)層面仍有大量的問(wèn)題和難點(diǎn)需要進(jìn)一步研究,如在建模方法上還比較粗放,建模過(guò)程中對(duì)節(jié)點(diǎn)和邊的處理過(guò)于簡(jiǎn)化,忽視了作戰(zhàn)過(guò)程,不能真實(shí)地反映作戰(zhàn)體系中的作戰(zhàn)單元和它們之間的關(guān)系,構(gòu)建的模型不能體現(xiàn)實(shí)際作戰(zhàn)過(guò)程，評(píng)估結(jié)果在指導(dǎo)作戰(zhàn)方面局限性還比較明顯等。

2) 基于對(duì)象實(shí)體的作戰(zhàn)體系建模方法作為目前最常用、功能最強(qiáng)大、最有前途的一種建模方法,在當(dāng)前的建模應(yīng)用研究方面還有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善,如在表現(xiàn)作戰(zhàn)體系與外部環(huán)境的交互中內(nèi)部作用的流程、反應(yīng)機(jī)理以及作戰(zhàn)效果方面仍存在不足,不能綜合、全面、細(xì)致地刻畫(huà)體系作戰(zhàn)中作戰(zhàn)活動(dòng)、單元之間復(fù)雜動(dòng)態(tài)的信息交互關(guān)系等。

3) 作戰(zhàn)體系建模應(yīng)用研究理論成果偏多,實(shí)踐層面還不夠深入。

總之,著眼滿足信息化戰(zhàn)爭(zhēng)需求,現(xiàn)有作戰(zhàn)體系建模在科學(xué)性、實(shí)用性、易用性等方面還有差距,還需要進(jìn)一步研究和探索。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術(shù)的出現(xiàn)和快速發(fā)展,以及人們對(duì)體系作戰(zhàn)理論研究的進(jìn)一步深入,未來(lái)作戰(zhàn)體系建模研究會(huì)取得更大的進(jìn)展。