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作者:朱承 等

出版社:电子工业出版社

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网络化目标体系建模与分析

网络化目标体系建模与分析试读:

前言

在信息化条件下的现代战争中,交战双方已不再是简单的火力对抗,而是体系与体系之间的对抗,火力打击的目的也不可能像过去消耗战那样是完全摧毁对方的所有可能目标,而是通过对有限目标的摧毁,达到对对方作战体系迅速、高效的打击效果。

目标体系分析是指依据作战目的和意图,对战场各类目标的特点及其相关性进行分析、计算、对比,从中筛选出有助于作战目的实现的关键目标,从而快速高效地实现作战意图。这一问题不仅是涉及战争目的和作战思想的重大问题,更是一个复杂的技术问题,已成为信息化战争中作战筹划和指挥决策的核心。

美军非常重视目标体系分析的相关理论与方法。20世纪90年代以来,从五环打击理论、基于效果的作战理论、战略瘫痪理论、快速决定性作战,到如今的空海一体战理论等一系列新军事理论和概念的出现,无不是将敌方视为整体来进行目标的选择和打击,目的是使得敌方的作战体系崩溃或者失效。科索沃战争、伊拉克战争到阿富汗战争中的目标选择,都是以使敌方战场重心瘫痪为打击目的,而不是以大面积摧毁敌方目标为目的。美军在其作战条令中明确给出了选择打击目标的基本流程,将基于效果作战理论和体系作战思想融入其中。随着我军建设指导思想与装备的发展,以目标为中心的作战样式已成为未来发展的重要方向,迫切需要大力发展目标装备,亟需目标体系建模与分析理论、方法和技术平台的支撑。另外,在我军体系化建设的同时,利用目标体系分析方法从对手的角度分析自身,能更好地找到体系建设中的薄弱环节,提高体系的抗毁性和鲁棒性。

本书作者及所在研究团队从2009年开始,在国家自然科学基金、国防预研、军口“863”等项目的支持下开展了目标体系建模与分析相关理论与方法的研究,同时通过承担相关型号项目,进行了目标体系分析的实践。在此过程中,我们深感目标体系分析领域是一个有着现实需求的新兴研究领域,同时也深刻认识到该领域在理论方法上有大量难题亟待突破,大量基础性、理论性、技术性问题有待解决,工程实践也亟需理论方法牵引。有感于此,我们将本团队在该方向多年来的研究成果进行了整理,提炼出在目标体系建模与分析中重要的典型问题,从数学角度给出对应的建模框架、模型和算法,并给出计算实验的过程和结果。

全书共分为6章。第1章为概述,介绍目标体系分析问题及相关概念,描述网络化目标体系建模与分析的框架,梳理相关的基础理论与方法。第2、3章分别介绍基于单层、双层网络阻断的模型和求解方法,第4章介绍基于故障树的模型和求解方法,第5章介绍基于贝叶斯网络的模型和求解方法,第6章介绍基于博弈论的模型和求解方法。全书由朱承研究员整体规划、统稿,并撰写第1、2、3章,雷霆撰写第4、5、6章,张维明教授、刘忠教授参与全书整体规划及第1、5、6章部分内容的撰写。

本书的出版得到国家自然科学基金(71571186,61273322)及教育部“指控组织设计与优化”创新团队等项目的资助,在此深表谢意。感谢本研究团队黄金才研究员、修保新研究员、程光权副研究员、朱先强博士等,他们的思想和工作为本书内容提供了宝贵参考和指导。感谢肖开明、魏翔宇两位博士研究生,他们参与了书稿整理及计算实验工作。感谢周鋆博士、冯秀群硕士在研究生阶段所做的相关研究和工程实践,感谢冯暘赫博士、成清博士及团队中其他参与目标体系分析研究和实践的各位同学。

本书面向军事运筹、指挥控制、目标选择等相关领域的研究和工程技术人员,提供有关目标体系分析方法的系统性、专门性阐述和介绍,期望对相关领域的发展起到抛砖引玉的作用。本书所阐述的内容仍然处于探索阶段,再加上作者本身的能力和水平所限,其中错误、疏漏在所难免,恳请广大读者朋友提出宝贵意见和建议,以利于我们继续研究。编著者第1章 目标体系分析概述

目标选择一直是战争中的重要问题。随着信息与网络技术的兴起与发展,体系作战成为新的战争形态,各作战要素深度互联,力量凝聚,并具有更高的鲁棒性和适应性。在此背景下,如何对目标体系进行分析,并科学合理地选择目标具有重要的理论价值和实际意义。

本章介绍目标与目标体系的相关概念,提出目标体系分析问题,给出网络化目标体系建模与分析的框架,并简要介绍相关的理论与方法,最后对本书的组织结构进行概述。1.1 目标与目标体系

孙子曰:“敢问:‘敌众整而将来,待之若何?’曰:‘先夺其所爱,则听矣。’”(《孙子兵法·九地篇》)。孙子兵法中的这句话是指当面临敌人时(“敌众整而将来”),要先选择敌方的要害目标进行攻击(“先夺其所爱”),才能够控制和击败敌方(“则听矣”)。1.1.1 背景

目标与目标选择长期以来就是战争中的重要问题,与国家安全、军事战略密切相关。正确地选择目标可以达到快速瓦解对手,以最小的代价实现战争意图的目的。

在1991年的海湾战争中,美军把伊拉克军事目标情报输入相关的目标体系分析系统,对目标逐个分析、筛选、排序,对准备突击伊拉克的5类12种共600多个目标在计算机系统的辅助下进行了分析,[1]并最后确定主要打击的50个重要目标,实现了快速使伊拉克战争能力瘫痪的目的。海湾战争中联军空袭目标分布如图1.1所示。图1.1 海湾战争中联军空袭目标

2015年,联军在叙利亚及伊拉克境内对伊斯兰国(IS)的空袭中,除了消灭IS的作战力量外,另一个重要作战意图是削弱IS通过石油获利的能力。IS的石油获利链条包括油田(Oil Fields)、运输系统(Primary and Smuggling Routes)、炼油厂(Mobile Refinery)、石油黑市(Oil Market)等。为了打击IS通过石油获利的能力,同时避免环境和人道灾难,联军重点空袭了IS获取和运输石油的设备,如图1.2所示。图1.2 海湾战争联军对IS石油目标打击示意图

其中,联军的空袭行动以IS获取和运输石油的设备、油田集中控制设备为主,集中在代尔祖尔(Deir Ezzor)、拉卡(Raqqa)至伊德利卜(Idlib)沿线,以实现油田生产、运输和黑市交易瘫痪为目的。

通过对目标的合理选择并打击,联军在2015年12月将IS的石油产量削减了30%。

与目标相关的工作已成为信息化战争中作战筹划和指挥决策的核心问题,受到高度重视。美军非常重视目标选择,其目标分析与选择理论相对成熟和完善,并建立了国家级、战区级、军种级的目标选择机构,注重在平时对目标情报的搜集和分析。更有甚者,日本《军事研究》2014年11月刊登了一篇题为《攻击长江铁路桥可产生摧毁中[2]国的效果》的文章,提出了在难以对中国内陆实施长时间持续轰炸的条件下,选择京广、京沪、京九、武广等线路的长江铁路桥作为打击目标将成为瓦解中国战时经济、使中国屈服的理想策略,中国长江铁路桥示意图如图1.3所示。除给出基于中国南北交通流量的计算依据外,文章还进一步给出了利用巡航导弹从防空能力相对薄弱的中国西南方向进行突击的“低成本”实现方案。在美国“重返亚太”和中日摩擦加剧的大背景下,该文一经提出立刻引发了各方强烈关注和热烈讨论。图1.3 中国长江铁路桥示意图

该文分析,主干线铁路桥从下游算起,包括位于南京的京沪线(双复线)、京沪高铁线(六线),位于武汉的武广客运线(复线)、京广线(复线)的4座桥。如果破坏了这4座桥,连接南北铁路网的25条线路中将有14条中断,会减少中国6成运输容量。

第二优先的是剩余对应复线的3座铁路桥。从长江出海口方向起,分别是芜湖的淮南线(非电气化线)、九江的京九线、宜昌的焦柳线,如果这些桥也不能使用,连接南北的25条线路中,将有22条无法通车,可让中国丧失超过9成的南北运输量,南北铁路网的联络功能事实上将丧失。

再破坏剩余的3座单线铁路桥,中国铁路网将完全丧失南北联络功能。此为第三优先攻击目标。这3座桥分别位于重庆的川黔线、宜宾的内六线、攀枝花的成昆线。

以上案例无不说明目标及目标选择对于战争准备和军事行动的极端重要性。1.1.2 概念

美军联合目标选择条例对目标定义如下:“目标是一个可能对其[3]实施打击或采取行动的实体或物体。”并指出,一个目标可能是一个地域、综合体、设施,一支部队,一套装备,一种能力,一个功能、个人、集团、系统、实体或行为,查明这些目标,并对其实施打击,对实现指挥官的目标、指示和意图能起支撑作用。目标的重要性取决于对实现指挥官目标或对实现受领任务的潜在支撑作用。《中国人民解放军军语》中对于军事目标的定义是:“具有军事性质或军事价值的打击或防卫的对象,如军事设施、军事要地、军事[4]机构、作战集团”。军事目标按目标大小和形态可分为点目标、面目标;按目标运动状态可分为固定目标、运动目标;按目标在作战体系中的地位可分为战略目标、战役目标、战术目标;按照目标参战方式可以分为主战目标和保障目标。

根据行动计划和战机情况,美军目标选择条例中将目标分为以下4类。(1)计划内目标。已经知道存在于作战环境内,有充分的时间定位,将于特定时间实施打击的目标。(2)召唤目标。行动已经事先计划好,但具体打击时间未定,指挥官期待有足够的时间对这些目标进行定位,并实施计划好的行动。这些目标有特殊性,是通过预有计划的目标选定制定行动计划,但行动实施时通常运用动态目标选定法。(3)计划外目标。知道这些目标存在于作战环境中,但尚没有足够的时间发现或定位这些目标,以便实现战役目标。(4)预料外目标。事先不知道或未预料到在作战地域有这些目标,发现或定位这些目标后,根据不断变化的情况,认为对这些目标的打击能实现具体受领的任务或联合特遣部队司令要求的效果或行动目标。

目标选择是指在获取目标情报信息的基础上,依据作战需求和作[2]战能力对战场目标进行分析,从中挑选出最佳打击目标的过程。(目标选择是指依据作战目的和意图,对战场各类目标的特点及其相关性进行分析、计算、对比,从中挑选出那些有助于战略或战役目的实现的关键目标作为重点打击对象的活动。)目标选择的艺术在于选定以最小的风险、最短的时间和最低的资源消耗创造预期的、与目标选择相关的效果。

目标选择可分为两类:预有计划目标选择和动态目标选择。预有计划目标选择是指事先计划选择的目标,动态目标选择是指发现太晚或未能及时纳入预有计划目标选择以便实施打击行动的目标。动态目标选择需要对原计划目标或随机出现的目标打击行动进行调整。

对于目标选择这种关系到军事行动结果成败的大事,古今中外有大量的理论和方法。例如,中国古代的“三十六计”就提出了“擒贼擒王”,民间也有“打蛇打七寸”的说法,意指通过打击敌军要害,使敌军彻底瓦解的谋略。

但是随着时代的变化,低烈度常规战争成为战争的新形态,从摧毁到控制,“斗而不破”成为常用的战略意图。对方最重要、最核心的资产未必就是需要直接打击和摧毁的目标,新型的、低烈度的领域、手段,如特种作战、网络空间作战等成为首选。例如,美军采用网络空间作战方法,利用“震网”病毒对伊朗核设施中的离心机控制系统进行间歇性攻击,以软杀伤的方式破坏其核设施,是以低成本、低烈度作战的方式达到战略意图的典型案例。

另外,随着信息与网络技术的兴起与发展,体系作战成为新的战争形态。《2010年中国的国防》白皮书指出,中国人民解放军坚持把联合作战体系建设作为军队现代化建设和军事斗争准备的重点内容,着力提高基于信息系统的体系作战能力。从军事的角度看,体系是采用信息技术对战场指挥员、作战平台、作战系统、传感器及其他战场设施的整合,整合的目的是提高整体作战效能。整合的手段包括建立相应的条令、条例、技术标准、战术原则、结构与运作机制等。常见的体系包括国际航空系统(包括飞机、机场、航空公司、航空交通控制系统)、海军水面舰艇火力支援体系(侦察、定位、武器系统和44CI)、战区弹道导弹防御体系(监视、跟踪、拦截系统和CI)等。从目标选择的角度看,体系规模庞大,各要素之间深度互联,结构也越来越复杂,如何结合作战意图寻找对方的“七寸”变成一个需要系统和深入分析的问题。

对于目标体系目前尚没有统一的概念。《中国人民解放军军语》中近似的概念只有作战体系:由各种作战系统按照一定的指挥关系、[4]组织关系和运行机制构成的有机整体。文献[5]中将目标体系解释为“是由多个目标、多个子系统相互协作,相互依赖,为完成特定的、统一的整体功能而组成的复杂系统”。文献[6]中给出的定义为“目标体系是由多个目标系统组成,并通过组织、体制和通信等联系方式把各个目标系统连接成的一个整体”。

本书认为,目标体系是由多个目标、目标系统相互协同,为追求整体效能而构成的复杂系统。组成目标体系的各个目标、目标系统按照一定结构,通过组织、体制、通信及机制连接成一个整体。4

例如,信息化条件下的防空反导体系就可以被视为以战场CISR系统为中心,以通信系统为基础,由预警探测系统、指挥控制系统、拦截打击系统组成的分层、分布式目标体系,其组成如图1.4所示。其中,预警探测系统主要包括分布在陆地、海洋、航空空间、邻近空间和航天空间的各类探测、监视、预警传感器平台;指挥控制系统主要包括指挥控制中心、通信网络、数据链系统及情报中心;拦截打击系统是防空反导体系的“拳头”,主要功能是拦截来自空天的各类威胁目标,以有效保卫重点目标或重点区域的安全,主要包括地面反导武器系统、地面防空武器系统、歼击机航空兵和舰船防空武器系统。图1.4 防空反导体系组成结构示意图

通信系统是基础保障系统,其他类型的目标只有连接在通信网络上才能进行信息交换,发挥作用,可以说通信类战场目标是战场神经元,通信系统是信息化战争的神经系统。典型的战场通信骨干网络包括光纤网络、微波接力网、卫星通信网络等多种通信手段。如图1.5所示,跨网络的通信链路是将上述几类通信网络连为一体,进行信息交换的关键,同时可以为信息通信提供多样化的选择方案,从而提高系统的鲁棒性。图1.5 战场通信骨干网络示意图

预警探测系统是情报来源、发现敌方目标并上报相关联的指控单元,可以说预警类目标是战场感知器。预警探测系统由相互联系、相互作用、相互关联的天基、空中和地面的雷达探测器、光电探测器,以及相应的作战应用系统和信息传输系统综合集成的具有预警侦察、信息融合、指挥控制功能的有机整体。其主要作战任务是探测战略弹道导弹、巡航导弹、中高空、低空突防及隐身突防的作战飞机等目标,为指挥控制系统和武器系统提供空情信息。

预警探测系统的典型结构如图1.6所示。按功能划分,预警探测系统可以划分为反导预警探测系统和防空预警探测系统。按预警层次划分,预警探测系统可以划分为战略预警探测系统和战役战术预警探测系统。战略预警探测网下辖国内各战役战术预警探测网。战役战术预警探测网下辖战区内各雷达阵地,并在必要时直接调用星载预警雷达、机载预警雷达、气球载预警雷达、超视距雷达和大型相控阵雷达的情报信息,与常规地面雷达网信息进行融合。各战役战术预警探测网之间情报可以互传,相互调用。图1.6 预警探测系统的典型结构图

指控系统负责处理各种情报,形成综合的战场态势,判断威胁,形成应对方案并下达作战命令,是防空反导目标体系的神经中枢和大脑,是最重要、最关键的战场目标,但其防护往往非常严密,难以直接打击。指挥控制系统与预警探测系统之间交互的信息有雷情、防情和指管命令等信息。预警探测系统将信息送到指挥控制系统进行信息处理和指挥决策,指挥控制系统根据获得的预警信息和敌我双方其他情报,以及地理、环境等因素,形成战场综合态势图,然后完成目标识别、威胁估计,目标分配决策等任务。典型指挥所的信息交互流程如图1.7所示。图1.7 典型指挥所的信息交互流程示意图

指挥控制系统与武器系统之间交互的信息有防情信息和指管命令信息等。指挥控制系统将决策结果形成指挥命令,实现对向武器平台系统(防空反导、先制反制)的指挥控制,武器平台系统执行命令向目标发起攻击,同时将结果反馈到指挥所。同时,指挥控制系统与下级指挥控制系统和上级指挥控制系统之间具有指管命令、防情和战情等信息交互,与友邻指挥所之间具有防情、协同支援的信息交互。指挥所之间有光纤、微波、卫星等通信链路,当某条链路出现故障后能自动选择其他类型的链路进行通信。当指挥所无法与上级指挥所进行通信时,可与更高级别的指挥所建立越级指挥关系。

火力系统负责执行对敌方目标的拦截或摧毁,将信息能力最终转化为火力能力。典型的作战流程如图1.8所示。图1.8 典型的作战流程示意图

总体来看,防空反导这一典型目标体系具有多层级网络及多样化的网络信息流。预警探测、指挥控制、火力打击等目标节点在物理层通信网络之上形成了互相关联和依赖的逻辑子网,在运行机制的作用下,形成一个执行防空反导任务的整体。

在这一体系中,通信、预警、指控、火力等各类目标节点之间存在明确的依赖关系,但体系的结构及信息传递、指控关系等运行机制可动态调整,因此对于敌方的打击具备一定的演化特性。例如,通信网络往往采用多种手段,目标节点间的通信可随时切换;重要节点均有冗余备份,可随时进行接替;指挥关系、信息传递关系可动态定义和重构。

因此,从体系作战的视角看,由目标组成的整体符合体系的关键特征,可以用“体系”来描述。(1)网络化。目标体系各组分单元之间联系紧密,构成一个网络,体系的每一组分单元的变化都会受到其他单元变化的影响,并会引起其他单元的变化。(2)依赖性。目标体系具有多层次、多功能的结构,每一层次均成为构筑其上一层次的单元,同时也有助于系统某一功能的实现,体系的有效性依赖于结构的合理性和完整性。(3)可演化。针对有限的外部干扰,体系能够通过备份、接替、路由等方式进行自我修复,降低体系能力损伤,更高级的目标体系甚至能够不断学习,在打击过程中对其层次结构与功能结构进行重组及完善。(4)开放性。体系与环境、任务密切联系,能够根据环境和任务的变化做出相适应的调整,其能力和结构也会随着环境及任务的变化发生变化。1.2 网络化目标体系建模与分析1.2.1 问题[7]

梅特卡夫定律指出:网络的价值与节点数量的平方成正比。该定律揭示了网络的外部性效果(Network Externality),即使用者越多,对原来的使用者而言,不仅其效果不会如一般经济财产那样,人越多分享越少;反而其效用会越大。如图1.9所示,网络的价值与网络设备数量的平方成正比,当网络设备数量超过临界数量时,网络的价值将超过网络设备的费用。以20世纪90年代以来互联网的发展为例,互联网络不仅呈现了这种超乎寻常的指数增长趋势,而且爆炸性地向经济和社会各个领域进行广泛渗透和扩张。计算机网络的数目越多,它对经济和社会的影响就越大。图1.9 梅特卡夫定律示意图

因此,从网络的角度看,由于深度互联,整体的力量增强。但是,从可靠性的角度看,由于复杂性的增加,各要素关联性、依赖性增强,潜在的“阿喀琉斯之踵”风险增大,部分关键要素和结构的失效有可能“牵一发而动全身”,这些目标的失效会大大削弱体系能力,甚至导致整个目标体系瘫痪。复杂网络研究中一个广为人知的理论结果表明:现实世界中的复杂网络对随机攻击鲁棒,但对于精心选择的攻击[8]很脆弱。

如图1.10所示为指数型与无标度型网络的结构,多数实际网络具备后者的特征和性质。文献[9]中分析了在随机失效和蓄意攻击的两种节点失效机制下,两类网络的鲁棒性特征,如图1.11所示。其结论是,指数型网络的网络直径随节点失效比例增大而缓慢增大,即该类型网络对两种机制的鲁棒性响应无差别;而对于无标度型网络,其在随机失效机制条件下显示出强鲁棒性,而在蓄意攻击条件下该网络极端脆弱。图1.10 指数型网络与无标度型网络示意图图1.11 随机失效与蓄意攻击条件下两类网络(指数型网络E、无标度网络SF)直径随节点失效比例变化而变化关系

在现实世界中,系统或网络之间复杂的耦合关系已被证明可能导致更多始料未及的脆弱性。2003年9月28日意大利电网的一个发电站的关闭直接导致了互联网的通信节点失效,而通信节点的失效反过来进一步导致了更多发电站的关闭,最终引起波及整个电力和信息基础[10]设施的级联失效。

因此,从目标选择的角度看,网络中存在的大量复杂耦合关系是目标体系建模与分析的重要依据。美军联合目标选择手册中明确指出:成功进行目标选择的关键之一就是理解目标系统内部及相互之间的关系,以便找到其能力、需求和弱点。目标选择就是要在这些众多系统、各组成部分和元素之间建立联系,反映出内部及相互的依赖关系,查[3]明它们如何作为一个集合体支持敌人的能力。美军认为,在敌方目标体系中,关键目标的数量不多,摧毁敌方目标体系中20%的关键性目标,就能有效降低敌方体系的作战能力,甚至使整个体系陷入瘫痪。因此,如何以实现作战意图为目的,针对以网络为特征、深度互联的目标体系进行建模与分析成为一个重要问题。

这一问题的本质就是在体系中寻找并利用体系的脆弱性,找到可以有效削弱对方体系的关键目标或目标集合。科学、合理地选择目标是发挥体系优势,取得战争胜利的关键。

其核心科学问题包括如下方面。(1)如何基于目标间的关联关系及动态行为判断目标价值?

目标价值判断不是简单地根据目标属性对目标进行优先排序,而是要根据目标对目标体系的作用进行判定,对目标在目标体系中相对重要性进行衡量,一般可通过缺失目标(集合)前、后的体系状态变化、能力差异、从目标被破坏到对体系产生影响所需的时间等进行衡量刻画。除此之外,目标体系的恢复时间和能力也是一个重要因素,它是对体系遭到破坏以后重新获得能力所需时间和代价的衡量。(2)如何结合作战意图、各类约束来科学选择目标?

目标选择除了从对方(目标体系)角度考虑外,还需要从己方角度考虑,考察目标选择的有效性、可行性和代价。

有效性指通过毁伤所选择的目标,可以有效地实现作战意图。例如,作战意图可以描述为“压制敌防空系统,使其连续××天不能发挥作用”。为实现该意图,目标毁伤的预期效果就可能是“限制×××机场××天,使其只能运行旋转翼轻型民航飞机”。通过对机场子目标的进一步分解,战术级目标毁伤效果可能为“缩短×××机场跑道的可用距离到3000ft(1ft=0.3048m),使飞机无法进入混凝土滑行道”。在该过程中,目标分析人员要决定所选择的目标集合,同时具体明确对目标打击的预期效果,并确保其符合作战意图。

可行性指目标选择要考虑资源、时间、交战规则等约束。作战行动通常划分为多个作战阶段对目标打击进行区分,而且由于目标打击需要消耗一定的资源和时间,所以目标选择需要考虑资源和时间的可行性。此外,交战规则可能对哪些目标能打、哪些不能打、哪些优先打、哪些避免打进行约束。

在满足有效性和可行性的基础上,需要对目标集合进行优选,从效果和代价等方面确定所选择的目标集合。

这一问题是一个面向目标选择的网络优化问题,难度在于两个方面的复杂性。(1)目标体系状态空间的复杂性。

状态空间的复杂性来源于目标间的关联关系,由于失效、恢复等行为引起的结构、能力的状态变化等。

目标的失效或状态变化通过目标之间的关联关系影响体系状态和能力。目标体系结构复杂度越高,体系要素间的状态影响关系越难以被建模。目标在遭受打击后的备份、接替、修复等动态行为,会改变目标体系的结构和运行机制,从而影响打击效果,描述这种动态行为需要分析目标单元状态随时间变化的特征。(2)目标选择方案空间的复杂性。

目标选择方案空间的复杂性来源于目标选择组合的多样性、目标毁伤效果等因素。

由于在打击时能够选择不同的目标组合,可能的组合数量随着目标单元数量的增加而急剧增加。例如,目标体系包含N个目标单元,N则所能选择的目标组合方案有2个,当目标单元数量达到成百上千时,难以通过列举全部组合的方法来求解。目标的不同毁伤效果及其组合也增加了目标选择方案空间的复杂性。在多阶段的目标打击过程中,不同阶段的目标选择组合也大大增加了选择空间的复杂性。1.2.2 框架

解决以上问题需要对目标体系进行建模,分析其弱点,并结合对目标打击中的各类约束,计算实现意图的最优目标集合。

本书假设:(1)目标间关系、目标能力、失效及恢复行为已知;(2)只考虑目标体系受打击后的(应激)恢复行为,不考虑目标体系的长期演化;(3)不考虑时间敏感目标。

本书提出的网络化目标体系建模与分析框架如图1.12所示,以目标体系能力下降为标准刻画毁伤效果;以目标体系结构数据、运行机制、失效与恢复机制构建目标体系模型;以有效性、可行性、费效比三个方面为目标选择评价标准;分析的目的是实现最佳目标集合的选择,以实现作战意图。具体流程为:结构数据与运行机制支撑目标体系的构建过程,以优化及迭代方式选定目标后,考虑失效机制和恢复机制体现目标系统对毁伤的响应,以此为基础对体系能力的变化进行评估,通过迭代选择最佳目标集合。图1.12 网络化目标体系建模与分析框架1.2.3 要素1.目标体系模型

目标体系模型包括体系的结构和运行机制、失效机制、恢复机制等。其中,结构和运行机制描述体系的组成元素、组成元素间相互组合集成的层次关系和体系的各种内/外部环境的相互关联等。

失效机制描述目标失效对目标体系的影响。恢复机制则描述目标体系应对目标失效所产生的变化。

1)结构与运行机制

从目标间所传递对象的形态看,目标间的结构可对应为物质、信息、能量三种形态。(1)物质。指目标(系统)间存在着物质传递的关系,如基础设施中物流网、输油管网中各节点之间存在物资、石油的流动。(2)信息。指目标(系统)间存在信息交互,如预警体系中雷达站与指挥所存在雷情上报关系,各级指挥所、作战单元之间存在指挥控制关系。(3)能量。指目标(系统)间存在能量依赖,如发电站给雷达站或通信站进行电力输送。

从结构的特征看,目标体系的网络结构具有明显的多层网络特征,层次既可能是物理的,也可能是逻辑的。后一种网络称为重叠网络(Overlay Network)。

具有物理依赖关系的多层网络结构在基础设施网络中较常见,其特点是不同网络层的节点之间存在单向或双向的物理链接,物质或信息通过物理链接在网络层间传递,维持多层网络的正常运转。例如,智能电力系统中的电力网络与通信网络(SCADA网络),电路网络中某些供电节点为通信网络提供电力供应,而通信网络中某些节点负责对电力网络进行调控,二者间的物理链接形成了相互依赖关系。

重叠网是在计算机领域,特别是计算机网络中用得非常多的一个概念,也称覆盖网或叠加网。所谓重叠网是一种建立在另外一种网络上的虚拟网络,重叠网的目标与目标之间的链接也不是实际的物理链接,而是依据特定的逻辑关系定义的关系,物理上可能对应多条物理链路并跨越不同的网络类型。

在防空反导体系中,通信网是遍布整个战场空间的物理网络,可能有多种通信方式,每种通信方式既可以单独成网,也可以互相铰链在一起,组成一个复杂的、异构的战场通信网。预警、指控、火力等战场目标以通信网为基础进行信息交换,可以认为是根据运行机制建立在物理通信链路之上的虚拟网络,如图1.13所示。图1.13 防空反导目标体系层次结构图

图1.14表示了物理意义上的网络结构。其中,虚线代表预警、指控与火力节点对通信节点的接入;实线代表通信节点之间的连接关系。从物理意义上看,预警、指控与火力节点间的信息关系均建立在通信网络的基础之上,相关节点通过接入通信网络,利用通信网络建立彼此之间的信息关系,包括情报传递关系、指控关系等。以一个简单的“发现即摧毁”过程为例,预警节点1发现目标后将情报上报至指控节点5,指控节点5指挥对火力节点9与10对目标进行火力打击,其中情报上报关系经由节点序1-16-17-5完成,指控关系经由5-17-16-9和5-17-18-10完成,该过程体现了逻辑关系与物理网络结构的映射关系。图1.14 防空反导目标体系物理网络结构图

在此基础之上定义的情报关系和指控关系如图1.15所示,图中仅显示了建立在通信网络基础之上的逻辑网络层结构,情报关系与指控关系被抽象为预警节点、指控节点、火力节点间的直接逻辑关系。例如,在上述例子中抽象出情报关系1-5,指控关系5-9和5-10。图1.15 防空反导目标体系情报关系和指控关系

对于具有多层次、多维度、多属性和动态性等特征的系统与体系[11]的建模,目前主要的方法有单层复杂网络理论、多层网络理论[12][13]、超网络理论等,其主要特点和适用情况见表1.1。表1.1 网络化建模方法特点对比

2)失效机制

目标体系中各要素间存在影响关系,使得目标的失效传递到整个目标体系,这也是目标体系复杂性的体现。如何对目标间失效的影响关系进行描述和建模,是目标体系建模与分析所需考虑的重要因素。

目标体系失效由目标体系中单个或多个失效引起。在一定条件下,失效将快速在体系中扩散或传播,从而导致体系的瘫痪,这被称为级联失效。

级联失效现象的原因主要有三点:一是负载重新分配。网络中的节点承担的负载会依据一定规则,动态地向周围其他节点传递,当某个节点无法正常工作时,本该由其承担的负载将迅速被重新分配到网络中的其他节点。二是网络不均匀性。网络中的节点由于组织地位、性能要求的不同,其承担的负载也各不相同,少数节点具有很高的工作负载,而大多数节点具有较低的工作负载,具体表现在信息接收、处理和发送的性能容量及处理效率上存在显著差异,而这种差异使得节点承受能力的设计不同,直接导致面对负载重新分配的反应不同。三是高负载节点失效。如果一个高负载节点失效,那么原来由它承担的负载将会转发给其他节点,这些额外增加的工作量将会使那些容量低的节点所承担的工作负载超过额定负载,进而无法正常工作。随着过量负载传递给更多的节点引发级联效应,最终导致的结果将是全网失效。例如,图1.16所示为电力系统级联失效示意图。图1.16 电力系统级联失效示意图

由图1.16可以看出,其级联失效过程主要可以分为以下三个阶段:①稳定工作。每个网络节点依据实际要求部署完成后,在其工作负载范围内正常运行。②负载传播。当网络中的某个节点遭到硬摧毁或出现软故障(FAIL)时,通往该节点的信息流就会自动分流,这势必给其他节点造成压力,当信息量超出节点的处理能力时,就会出现节点工作效率急剧下降,甚至工作失效的现象,进而导致新一轮的负载分配。③失效终结。节点相继失效导致网络遭到严重破坏,失去工作能力,或者节点失效影响范围有限,整个网络又回到一种自组织平衡状态,都代表着级联失效过程的结束。对目标体系的级联失效过程和机理进行建模,体现目标失效的传播和放大过程,解决复杂大系统背景下的目标体系失效过程的分析与预测。[14]

部分目标的失效,导致了目标体系的整体瘫痪。邱成龙等归纳了重心效应、链条效应、瓶颈效应、连累效应和层次效应来描述目标体系从局部到整体的失效效应。“重心效应”是指对战场当中具有支配地位的关键目标进行攻击,对这种目标的攻击能够使整个作战体系或某一子体系崩溃或失衡,使体系整体能力或某一方面的能力严重丧失。直接攻击重心往往很困难,它可以是抽象的概念,因此重心效应理论要求对重心进行层层分解,直到分析出可以直接打击的、对战场重心影响巨大的目标为止。“链条效应”,即攻击一个目标所产生的后果,可以使目标体系或某一目标子体系连接链条断裂,对实现作战意图贡献巨大,如防空反导系统,其作战流程是典型的OODA循环(Observation,Orientation,Decision,Action):先由预警系统得到空情信息,再由防空系统的跟踪和搜索雷达对目标进行定位跟踪和捕获制导,然后指控系统下达攻击命令,最后防空火力单元对来袭目标进行攻击。这是一个链式体系,打击链条上任意的子部分将对整个防空系统产生重大影响。“瓶颈效应”是指攻击该目标所产生的结果,可使其目标体系产生瓶颈效应,对实现作战意图贡献较大,如打击大型指挥通信中枢、大型交通枢纽等,均可使该目标的毁伤效果对整个目标体系产生瓶颈效应作用。“连累效应”是指打击该目标所产生的效应不仅可使该目标本身损伤,还可以产生连锁效应,增加毁伤效果,对使目标体系瘫痪贡献很大,如石油是制约轮船、飞机、坦克等机械化装备机动和作战能力的关键物资,电力是支撑众多作战装备必不可少的能量基础。若打击这些目标,不单纯是直接的物资损失,更是连累整个体系作战能力下降。“层次效应”指按照不同作战样式和不同作战意图,将整体目标分成若干层,一层一层进行攻击。其中打击第一层目标所产生的效应对摧毁目标体系能力贡献最大,有利于攻击第二层目标,乃至其他层。“组合理论”,即上述两个或多个理论的结合运用。

3)目标体系恢复机制

目标体系不是静止的,在受到打击后体系会发生响应以维持体系运转。为提高体系生存能力,当体系中节点被毁伤时,其他节点会对其备份或接替,以维持体系继续运转完成使命任务。

同时,体系中目标间的关系也可能发生调整。目标体系的动态变化给目标体系分析带来了困难。

几种典型的恢复类型,包括备份、接替、修复等,如图1.17所示。图1.17 目标体系响应机制示例

备份:当节点毁伤后,备份节点从等待状态转为运行状态,弥补功能节点毁伤造成的体系效能降低。例如,当预警雷达被摧毁后,机动雷达能机动到预定阵地,及时承担预警雷达的预警任务。

修复:当节点毁伤后,由外部节点对其进行修复。例如,当道路目标被摧毁后,敌方工程部队对道路实施抢修,以恢复正常通行。

接替:当节点毁伤后,其功能由接替节点所替代。接替节点本身是已运行状态,在执行原有任务的基础上又增加了毁伤节点的任务。例如,当公路运输手段被摧毁时,可通过航空、铁路等其他运输手段接替运输。

对网络而言,还存在动态的路由关系、指控关系调整。例如,在防空反导目标体系中,每个目标都可能有多种通信方式连接到目标体系中,当一种通信方式失效后,体系会启用另一种通信方式,如图1.18所示。图1.18 通信路由规则示意图

图1.18中的虚线和实线分别代表两种不同的通信方式,带箭头的线为优先选择的通信方式。可以看到,目标1有两种通信方式,分别通过目标2与目标3作为中继目标,目标1优先以目标2作为中继目标进行通信,当目标2失效或因其他通信链路目标失效导致目标1无法与体系进行通信时,将重新选择通信方式,以目标3作为中继目标进行通信。

在重叠网络中,目标节点之间的逻辑关系会动态调整。在图1.19所示的指控网络中,当指挥所6失效后,由指挥所5进行接替,接替以后的指挥关系发生变化。由于指控关系的改变,预警信息到达火力单元的最短时间、态势处理和指挥决策能力、火力单元的有效拦截距离等均发生改变,从而影响体系的整体状态和效能。图1.19 逻辑关系动态调整示意图2.能力评价

目标体系分析的目的在于使得对方“体系”的效能下降到期望的程度。例如,在对防空体系的打击中,效果可使用打击后体系的预警距离、发现概率、火力范围等指标表示。变化后的目标体系状态如何影响目标体系能力,需要通过模型计算,用于衡量目标选择的有效性。

在系统工程中,系统效能就是系统满足特定任务要求程度的量度[15][16]。系统的效能可以分为自身效能和使用效能两个层次。其中,系统自身效能又称为系统静态效能(或称为“性能”),如互联互通互操作能力、指挥控制能力等,一般与作战环境无关。系统使用效能是指在规定或特定的作战环境下,使用系统执行任务所能达到预期目标的程度。[17]

系统的效能如何衡量是一个复杂的问题。构成体系的各节点、系统的各项性能指标对体系整体效能有影响,影响的方式和程度与体系的结构、环境相关。

与之类似,目标体系效能既与各目标本身的性能有关,又与体系的结构、运行规则、环境等密切相关,在不同任务中具有不同表现。参照系统效能的研究,本书将目标体系效能划分为三个层次:目标性能层、目标体系性能层、目标体系效能层,其各层的关系如图1.20所示。图1.20 目标体系效能分析框架

从上述可以看出,目标体系能力分析包含了四个方面:(1)目标体系能力分析以单个目标能力分析和目标体系构建为起点。(2)构建目标体系静态结构模型和运行机制模型,通过单目标能力到目标体系能力的非线性映射和线性叠加,完成对目标体系性能指标的分析。(3)通过场景规划,设定特定作战行动、目标体系的微观行为,分析在不同场景下目标体系的动态表现,完成对目标体系效能指标的分析。(4)在性能指标和效能指标的基础上,通过抽象综合,完成对目标体系综合能力的分析。

从目标能力指标到体系级能力指标的计算是一个核心问题。基本思路是依据目标体系的结构和运行规则,对体系内单目标能力指标进行“叠加”(不一定是简单的线性累加)。可融合(叠加)的能力指标,如雷达探测范围、融合探测区、等效探测距离、目标发现率、虚警率、雷达网抗干扰能力、抗摧毁能力、抗低空突防(预警机与地面配合)、反隐身能力(不同频段、不同位置)、情报处理(容量、速度、引导能力、处理目标数量)、任务分配、指挥体系、指控覆盖范围、拦截区域、拦截时间窗口、拦截概率等。

例如,防空反导目标体系有预警、指控、火力、通信四大类目标和系统,其互相作用如图1.21所示。图1.21 防空反导目标体系能力生成机制

其中,通信能力是其他三种能力的基础,预警能力是目标体系对来袭兵器做出反应的源头,指控能力是将预警能力转化为火力能力的桥梁,体系能力最终对外表现为火力能力。我们可以称通信能力和指控能力为内能力,预警能力和火力能力为外能力,内能力的强弱最终还要通过外能力表现出来,在体系能力计算的优化模型中,外能力是目标函数,内能力作为约束条件。体系的其他能力,如防护能力、机动能力,在明确相应的军事规则后,可以转化为约束条件,也可以作为参数融合到目标函数中,从而影响目标选择的结果。

以体系的火力覆盖区指标为例。从预警单元发现目标到火力单元得到目标信息进行拦截,假设不考虑指控单元处理情报的时间,那么最终能够提供给拦截装置的飞行时间就等于预警时间减去传输延时,这个延时包括两部分,一部分是预警单元到指控单元的时间,另一部分是指控单元到火力单元的时间。

图1.22中目标体系的火力能力是由每个火力单元的属性、体系其他能力的约束及体系结构共同决定的,我们首先求出体系约束下每个火力单元的能力指标,然后根据体系的结构对单个目标的能力按照任务需求进行融合,基本步骤如下:c(1)在通信层计算各功能单元之间的最短通信时间T。f(2)在逻辑层计算预警信息到达火力单元的最短时间T。(3)计算火力单元的最长可反应时间。(4)计算拦截装置的最长飞行时间。(5)计算拦截装置的最大飞行距离。(6)计算拦截装置的有效拦截距离f。i(7)计算火力覆盖区面积F。

其流程如图1.22所示。图1.22 体系火力覆盖区计算流程3.目标选择准则与约束

模型的输出为实现毁伤效果,在一定的约束条件下所对应的最优目标集合。优化的准则为有效性、可行性和方案的代价。

有效性体现在所选择的目标集合U能够达成一定的体系失效结果。打击行动所产生的目标单元摧毁效果,要能通过体系内部各要素间的影响机制使得上层系统失效,直至达成体系效能下降或整体瘫痪。

可行性体现在对U中某个目标的打击满足前提条件。例如,需要打击防空系统才能够打击指挥系统,必须先打击防空系统,且资源、时间代价要在约束范围之内,所选目标符合交战规则。

方案的代价体现在打击U所消耗资源R、时间T,在敌方反制条件下还要考虑我方体系可能受损。此外,在反制条件下,我方打击敌方过程中,敌方也会对我方体系实施打击,摧毁我方作战单元,阻止我方作战行动的实施,这就需要在方案中考虑优先摧毁对我方威胁的目标。

在实施打击行动生成的过程中,还会受到时间、资源等己方多种作战条件的约束,如图1.23所示。图1.23 多约束条件下的打击行动选择(1)时间约束。作战行动是高强度的军事活动,对时间有严格要求,在实际行动中,不仅对整个作战过程的可用时间有着严格的限制,而且常划分为多个作战阶段对目标打击进行区分。由于目标打击需要消耗一定的时间,所以作战过程时间的长短和作战阶段的划分会影响目标的选择。

根据打击体系过程的阶段划分,可将打击行动生成分为单阶段和多阶段打击行动生成两种情况。在理想情况下,我方能一次性将敌方体系摧毁,但由于战场容量、武器装备性能、打击前提条件等约束,我方需分为多个作战阶段实施打击行动才能使目标体系瘫痪。单阶段打击行动生成结果只需要给出打击行动集;对于多阶段打击行动生成,由于打击行动次序会影响最终的打击体系效果,因此还需要对行动时序进行优化。(2)资源约束。打击行动需要消耗一定的资源,而行动所需的资源往往是有限的,因此无论是在整个作战过程,还是每个作战阶段中都存在资源约束。例如,对于机场的战机就存在日最大出动数量等资源的阶段使用约束。资源约束影响每个作战阶段和整个过程中的可选目标。(3)目标约束。在生成打击行动时,军事人员会根据战略、政治等诸多因素,考虑哪些目标能打、不能打、优先打、避免打,约束了打击行动的选择,即预先指定必须选择某些目标单元(目标系统),或者是禁止打击某些目标单元(目标系统)。由于目标体系内的层次影响关联,目标约束不仅影响最终目标选择方案中是否选择打击这些目标单元(系统),还影响与其相关联的目标单元(系统)的选择结果。1.2.4 目标体系的分析扩展

目标体系分析模型的进一步扩展包括考虑对方的行动生成(打击时序)、博弈行为(反制)、多阶段对抗、分布式决策等。

现代军事斗争具有显著的高强度对抗性,在打击敌方目标体系的同时,敌方可能会对我方目标体系进行反制打击,使我方目标体系削弱或者被摧毁,从而影响我方打击行动的实施,因此敌方是否反制会影响我方目标打击行动的生成决策。博弈论是研究对抗或者竞争环境中多人决策问题的理论,包括完全信息的静态博弈、完全信息的动态博弈、非完全信息的静态博弈、非完全信息的动态博弈。敌我双方的对抗是一种典型的博弈,如何在对抗中动态构建能够最大程度打击敌方、最小程度损失己方的作战体系是体系分析与设计的重要内容。

此外,在目标体系构建和分析中,体系的识别技术与相关数据分[18]析技术也是重要内容。例如,网络结构识别、网络链路预测[19][20、21]、网络挖掘等技术对于目标体系的结构识别与数据分析也具有指导意义。鉴于篇幅有限,相关内容本书不做讨论。1.3 相关理论与应用

网络化目标体系建模与分析的相关理论主要包括体系理论、复杂网络理论、信息与决策理论、可靠性理论等。1.3.1 体系理论

现实世界中,由于系统所处环境的动态性与不确定性,导致传统[22、23]系统工程技术或方法面临挑战。为应对这些挑战,从20世纪90年代初开始,“体系”一词出现并广泛应用在信息系统、系统工程、智能决策等研究领域,体系研究得到众多从事复杂系统、系统集成及[1]管理决策研究学者的普遍认可。

针对“体系”出现了多种定义。与本书研究问题关系密切的定义为:

体系是处于某一动态复杂环境中多个实体(包括系统、平台、决策者等)为通过各自有目的的行为完成其共同使命而形成的整体[24]。[25、26]

相比于系统,体系的典型特征如下。(1)组成元素的独立性。如果体系被分解为各个分系统,则分系统能够独立有效运作。体系就是由这些在自身的位置上能够独立运作的系统组成的。体系的组成部分在构建或形成体系过程中可以被独立获取,在形成体系后仍然保持持续运作的存在。(2)体系模式的演化。体系并不以固定的模式出现,其存在和发展都伴随其功能、使命、环境、知识和经验的变化而演化。(3)体系的“涌现”行为。体系在功能的执行以实现其目标过程中所表现出的行为是其组成各部分所不具备或不能表现出的行为,这些行为是整个体系的“涌现”特性。体系的“涌现”行为是体系的基于特征和构建体系的主要目标。对于决策者而言,体系中系统的行为往往不能进行直接控制,而且可能不存在对于体系的完整控制机制。这就导致了体系中系统行为可能呈现较大程度的自主行为。(4)体系的分布性。体系的各部分在地理上广泛分布,通过信息交流技术在各部分之间进行信息交流实现各部分之间的融合。

从系统科学的角度来看,体系是松耦合系统的集合,其耦合的目的是实现共同的目标;从组织科学的角度来看,体系即为区域分布、结构扁平松散、各部分有较强的独立性和自主性的组织。

体系就其社会属性可以划分为狭义体系和广义体系。所谓狭义体系是一种技术体系,是多系统技术的集成体,狭义体系更接近于系统[27]属性,如Eisner关于体系的定义、LUMAN对反水雷体系的研究[28][29]及David对联合C4ISREW体系的定义等;广义体系则包含智能体———人的社会实体,广义体系更接近于社会组织实体和复杂巨系统。

体系的基本元素包括环境、使命、实体、结构、过程。

环境是体系存在的依托,是体系运作不可缺少的一部分。环境的复杂性与稳定性在很大程度上影响体系的运作,如在稳定的、简单的环境中体系是较松散的组织,而在变化激烈的复杂环境中体系就需要组成个体间相对的紧耦合。

使命是体系存在的前提和目的,由于组成体系的元素各自保持高度的独立性和自主性,形成体系的目的即体系的使命,当使命不存在时意味着体系的消亡。使命的复杂程度也影响体系的运作,复杂的使命需要组成成员间互相依赖并紧密协作;反之,则只需要组成成员各自独立执行自身功能。

同一般系统相比,体系的属性、特征及行为表现都存在本质的不同,这一点可以通过传统军事系统与现代信息化战争军事体系的比较得出结论(见表1.2)。表1.2 体系与系统的比较1.体系的结构描述和设计

由于体系的复杂性,在复杂体系描述上的研究尝试还较少。从相关领域的研究来看,国内外关于计算组织的描述技术已经相当成熟,这对于复杂体系的描述具有一定的借鉴意义。组织结构的完整描述问题一直是组织设计在各个领域应用中的热点研究问题,并在不同问题的解决上提出了众多不同的解决方法。这些描述方法包括有色Petri网(乔治梅森大学C3I研究中心Monguillet)、元矩阵(卡耐基梅隆大学社会决策科学系)、网络描述、组织元(康涅狄格大学电子计算机工程系)、核心元素关系(国防科学技术大学信息系统工程重点实验室)和组织树(多伦多大学知识管理实验室)等。这些描述方法的重点体现在两个方面:一是强调通过静态结构视图的运作过程来比较组织的结构对组织效能的影响,这方面具有代表性的是Monguillet变结[30]构理论,这一理论通过建立组织的有色Petri网模型得到很好的验证;二是强调静态的完整描述,试图找到组织结构的核心元素,通过这些核心元素建立整体视图,以此来建立组织结构描述,这方面具有代表性是Carley的元矩阵思想,这一思想在C2、C3I系统的拓扑结[31]构描述中得到应用。

尽管这些方法都试图建立组织的描述,但从军事应用来看都存在一定的局限性,具体表现在大多只是针对各自具体的领域、具体的问题所采用的组织描述,如Carley教授提出的元矩阵描述指挥控制结构(但从其虚拟实验与实际实验比较的结果来看,这一思想并不能如实地反映结构的效能,也不能用来测度结构)。Monguillet的变结构理论则只是考虑了信息结构;而复杂体系由于其规模的宏大、边界的模糊及其动态涌现行为,在其结构描述和维护管理等方面变得异常复杂。2.体系效能测度

尽管关于体系有效性测度(Measures of Effectiveness,MOEs)的定义有很多,但到目前为止还没有支持MOEs分析的完整理论。从这一问题的研究发展看,20世纪80年代中期,MORS(Military Operations Research Society)的C2工作组关于C2系统效能测度提出的C2系统效能测度的理论和分析框架MCES(Modular Command and Control Evaluation Structure,MCES)是这一问题研究的里程碑[32]。在这之后对MOEs的研究基本上都是在MORS工作基础上的延续。

在体系问题的研究上,尽管体系作为一种大系统或者复杂系统的现象普遍存在并广为接受,但体系效能问题仍然是困扰众多学者的难题。从目前的研究文献看,仅有的文献对这一问题的涉足也只是对体系个别元素(实体、结构、过程和环境)测度,如在MORS工作基础上John M.Green采用体系的概念拓展有效性分析的理论和框架,并[33]对C2体系有效性测度提出了对过程的数学描述的测度。David Matthews等提出了联合C4ISREW概念和不同层次上体系结构实践的框架,其体系结构模型的主要思想是双层共生,即演化视图(定义体系演化发展的结构、交互关系及原则与导向)和合成视图(定义体系快速集成及满足具体作战需求的结构、交互关系,以及原则与导向),[34]并在此框架基础上进行C4ISREW体系的能力评估。

Anthony H.Dekker采用社会网络分析方法和FINC方法,对C4ISR体系结构提出了几种不同测度方法和C4ISR体系结构构建的4[35]种基本原则。社会网络分析方法是对组织内个体间关系网络的

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