陸軍部隊作戰(zhàn)指揮信息流程仿真建模方法

沈 昆，譚玉璽，李路遙

(1.國防科技大學(xué)國際關(guān)系學(xué)院，江蘇 南京 210039；2.陸軍指揮學(xué)院，江蘇 南京 210045)

1 引言

作戰(zhàn)指揮是決定部隊整體戰(zhàn)斗能力的重要因素，指揮體系的科學(xué)性、指揮決策的合理性、指揮流程的高效性以及指揮手段的適用性都將在極大的程度上影響著部隊?wèi)?zhàn)斗力的提升。特別是隨著我軍信息化建設(shè)的穩(wěn)步推進，指揮手段的建設(shè)得到了迅猛的發(fā)展，如何依托于新型的指揮信息系統(tǒng)來組織指揮機關(guān)，形成科學(xué)的決策結(jié)果，是我軍建設(shè)發(fā)展過程中遇到的又一道難題。指揮信息流程是指揮信息系統(tǒng)信息流運行機制的表現(xiàn)形式，是影響指揮信息系統(tǒng)適應(yīng)戰(zhàn)場環(huán)境能力的主要條件，是能否實現(xiàn)將信息優(yōu)勢經(jīng)由知識優(yōu)勢和決策優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成行動優(yōu)勢的決定因素，如何設(shè)計和優(yōu)化作戰(zhàn)指揮信息流程，已經(jīng)成為提升整個作戰(zhàn)體系作戰(zhàn)能力的重要因素[1]。目前，關(guān)于指揮流程建模的研究已取得比較多的成果，可參考文獻[2-5]，但對指揮信息流程進行建模卻少有研究，本文基于仿真的方法，分析陸軍部隊作戰(zhàn)指揮信息流程的關(guān)鍵要素，建立信息流程仿真模型，為指揮信息流程的優(yōu)化和改進提供決策支持。

2 指揮信息流程分析

2.1 本質(zhì)內(nèi)涵

指揮信息流程是指揮員及其指揮機構(gòu)為完成指揮工作依托指揮系統(tǒng)進行的一系列指揮活動的有序集合，是一種動態(tài)、有序、結(jié)構(gòu)化、可描述的信息流。其特點是工作時間受到嚴(yán)格的限制，各個工作環(huán)節(jié)緊密相關(guān)，涉及的人員多，跨部門的協(xié)調(diào)量大，如圖1所示。

圖1 指揮信息流程示意圖

指揮信息流程，是指揮系統(tǒng)各要素之間通過信息交互產(chǎn)生作用和相互影響的具體方式，表現(xiàn)為信息獲取、信息傳遞、信息處理、信息釋效的循環(huán)過程[6]。

2.2 指揮信息流程的分類

根據(jù)信息的價值規(guī)律，指揮信息在流轉(zhuǎn)過程中具有四種基本功能：反映戰(zhàn)場態(tài)勢、解讀戰(zhàn)場態(tài)勢、闡釋指揮決策智慧和調(diào)控作戰(zhàn)行動。依此把指揮信息流程劃分為三類：情報信息流、指控信息流和協(xié)同信息流[7]。

1)情報信息流

情報信息流用于反映戰(zhàn)場態(tài)勢，包括敵方、他方以及戰(zhàn)場環(huán)境等信息，分為情報感知信息鏈和情報傳遞信息鏈。情報感知信息鏈主要描述戰(zhàn)場情報偵察要素內(nèi)部的信息鏈路，實現(xiàn)各作戰(zhàn)實體所載荷的傳感器、探測設(shè)備與情報處理機構(gòu)、席位之間的信息流轉(zhuǎn)；情報傳遞信息鏈指各類情報處理機構(gòu)、席位與情報用戶間傳遞情報信息所形成的鏈路。

2)指控信息流

指控信息是各級指揮機構(gòu)與下級指揮機構(gòu)以及作戰(zhàn)部隊之間的交互信息。一方面包含上級對下級的指示、命令等信息的流轉(zhuǎn)，例如上級意圖、部隊任務(wù)、首長決心等；一方面也包含下級對上級的請示、報告和建議等信息，例如作戰(zhàn)行動請示、行動實施情況報告等[8]。

3)協(xié)同信息流

協(xié)同信息流是指揮員及其指揮機關(guān)，對所屬部隊和分隊作戰(zhàn)行動在時間、空間與目標(biāo)上進行調(diào)節(jié)的信息。主要包括：調(diào)整任務(wù)、組織新的協(xié)同、調(diào)節(jié)行動速度等內(nèi)容。這類信息流程按照作戰(zhàn)計劃中明確的協(xié)同關(guān)系、協(xié)同任務(wù)、協(xié)同時機、協(xié)同區(qū)域建立。

3 指揮信息流程建模分析

要對陸軍部隊作戰(zhàn)指揮信息流程進行建模，首先對其進行詳細(xì)的梳理和分析。

1)分析信息流程中的指揮活動

主要分析每種信息流程中特定對象(部隊)的指揮人員基于特定指揮編組模式，在特定環(huán)境下依托指揮裝備執(zhí)行指揮工作，形成對指揮活動的類型、參與者、輸入信息和輸出信息，以及指揮活動之間邏輯關(guān)系等內(nèi)容的描述。

2)分析指揮活動的運行邏輯

指揮活動會涉及若干項具體指揮任務(wù)，這些任務(wù)之間存在著一定的執(zhí)行順序，需要對其中的運行邏輯進行分析。

3)分析指揮任務(wù)的具體內(nèi)容及關(guān)聯(lián)席位

分析指揮任務(wù)要處理的具體事項，任務(wù)執(zhí)行需要輸入的條件信息和任務(wù)完成后需要輸出的產(chǎn)品信息，以及指揮任務(wù)涉及的關(guān)聯(lián)席位功能等內(nèi)容。

4)分析基于席位的指揮流程信息交互

分析指揮活動、指揮任務(wù)的信息交互關(guān)系，將其細(xì)化關(guān)聯(lián)到指揮編組的每個席位，充分體現(xiàn)在指揮信息流程中，這些席位是如何參與開展指揮活動，執(zhí)行指揮任務(wù)的。

4 指揮信息流程建模

基于仿真的方法是指運用建模仿真技術(shù)建立系統(tǒng)模型并進行仿真，由實驗得到系統(tǒng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計處理后得到系統(tǒng)效能指標(biāo)評估值。該方法通過建立一種可以描述過程和關(guān)系的軍事模型和數(shù)學(xué)模型，控制和改變各個因素而預(yù)測評估的結(jié)果[8-9]。

按照指揮信息流程建模分析，基于仿真的方法，采用“信息流程模板+信息分類生成+流轉(zhuǎn)過程仿真”的模型構(gòu)建思路，如圖2所示，具體為：

圖2 指揮信息流程模型設(shè)計

一是把仿真系統(tǒng)中所有產(chǎn)生的指揮信息進行分類，按照指揮信息流程的類別分為情報信息、指控信息、協(xié)同信息三類，并在仿真系統(tǒng)進行指揮信息交互時調(diào)用指揮信息流程仿真服務(wù)模型；

二是對指揮實體所含的指揮車與席位進行編配，作為指揮信息流程仿真的依據(jù)；

三是建立每種類型信息在不同指揮車、席位、作戰(zhàn)實體間流轉(zhuǎn)的模板；

四是按照不同信息類型對仿真系統(tǒng)產(chǎn)生的每條信息進行歸類，基于信息流程模板對每條信息進行流轉(zhuǎn)、分發(fā)和處理，并記錄流轉(zhuǎn)過程中的所有數(shù)據(jù)。

4.1 席位編配設(shè)計

為了能夠使仿真產(chǎn)生的所有指揮信息能夠順利流轉(zhuǎn)，需要對仿真系統(tǒng)中指揮機構(gòu)的指揮車和席位進行編配，席位作為指揮車實體模型的一種屬性進行描述，指揮車以裝備實體模型的方式掛載到指揮實體上，指揮機構(gòu)內(nèi)部的席位編配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計如表1所示。

表1 指揮機構(gòu)席位編配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

其中，席位類別按照指揮所各要素所設(shè)置的功能席位來劃分，席位狀態(tài)分為作業(yè)狀態(tài)、閑置狀態(tài)、異常狀態(tài)。在信息進行流轉(zhuǎn)過程中，對接受席位的當(dāng)前狀態(tài)進行檢測，如果其席位狀態(tài)是閑置狀態(tài)，則可以正常的流轉(zhuǎn)；若席位狀態(tài)是作業(yè)狀態(tài)，則表示該席位被占用，需要排隊等待信息處理完成，才可以繼續(xù)流轉(zhuǎn)。信息處理能力數(shù)組用來對席位能夠處理的指揮信息類型進行約束和定義，并通過數(shù)值的方式描述當(dāng)前席位對指定信息類型的綜合能力，建立能力數(shù)值與信息處理時延的對應(yīng)規(guī)則，作為指揮信息處理時延的依據(jù)。

4.2 指揮信息流程模板設(shè)計

對指揮信息流程模板進行設(shè)計，模板的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 信息流程模板數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

其中，信息類型分為情報信息、指控信息和協(xié)同信息。指揮所ID、指揮車ID、席位ID根據(jù)席位編配獲得。信息處理時延是對信息在發(fā)送席位上完成處理的時間；信息傳輸時延則是描述兩個席位間完成收發(fā)的消耗時間，這兩個時間參數(shù)是由人工根據(jù)經(jīng)驗進行設(shè)置。

在席位編配方案的支持下，運用指揮信息流程模板編輯工具，對陸軍部隊作戰(zhàn)指揮信息的典型流程進行抽象，完成圖形化的信息流程模板生成，如圖3所示，模板的數(shù)據(jù)按照表2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄為XML文件。

圖3 指揮信息流程模板(局部)

4.3 服務(wù)模型設(shè)計

指揮信息流程服務(wù)模型主要功能是按照信息類型讀取指揮信息流程模板，記錄每類信息的流轉(zhuǎn)走向和處理情況，并提供各類信息的查詢服務(wù)。

服務(wù)模型的信息記錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表3所示。

表3 信息記錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

其中，節(jié)點數(shù)組記錄信息交互過程中所涉及各個席位的相關(guān)信息；信息傳輸狀態(tài)包括：傳輸成功、在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下無法將信息傳遞給目標(biāo)、信息傳輸中鏈路中斷導(dǎo)致信息傳輸失敗、指揮席位處理信息失敗導(dǎo)致指揮信息流轉(zhuǎn)失敗。

4.4 模型處理過程

指揮信息流程模型的處理過程如圖4所示。

圖4 指揮信息流程模型處理過程

4.5 指揮信息流程顯示設(shè)計

為了能更加清晰的展現(xiàn)指揮信息流程的全過程，更好分析指揮信息流轉(zhuǎn)過程中存在的問題，對指揮信息流程的顯示進行設(shè)計如下：

1)指揮關(guān)系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)顯示

主要顯示各級指揮所之間、指揮所與下級兵力實體之間的關(guān)系，通過指揮關(guān)系數(shù)據(jù)實現(xiàn)。

2)指揮所內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)

顯示指揮所及其席位的配置組成，通過指揮所席位配置數(shù)據(jù)以及席位角色數(shù)據(jù)實現(xiàn)。

3)指揮信息邏輯流程

指揮信息邏輯數(shù)據(jù)，格式：業(yè)務(wù)類型、發(fā)送隸屬方、發(fā)送指揮所名稱、發(fā)送席位名稱、接收隸屬方、接收指揮所名稱、接收席位名稱、流轉(zhuǎn)指揮所名稱、流轉(zhuǎn)席位名稱等。

4)指揮信息交互流程

指揮信息交互數(shù)據(jù)，格式：發(fā)送時間、發(fā)送隸屬方、發(fā)送指揮所、發(fā)送席位、接收時間、接收隸屬方、接收指揮所、接收席位、業(yè)務(wù)類型、指令類型、流轉(zhuǎn)席位信息列表(流轉(zhuǎn)指揮所、流轉(zhuǎn)席位、處理時間、處理時長)。

5 評估指標(biāo)分析

指揮信息流程模型是從情報信息流、指控信息流和協(xié)同信息流等多類信息的角度來分析陸軍部隊進行作戰(zhàn)指揮活動時的信息流轉(zhuǎn)相關(guān)情況，并從這三個方面來共同描述作戰(zhàn)指揮活動的實施情況，因此，從指控域、協(xié)同域和情報域?qū)χ笓]信息流轉(zhuǎn)情況進行分析評估。指控域重點關(guān)注作戰(zhàn)過程中指揮控制信息在作戰(zhàn)指揮活動過程中所表現(xiàn)出來的效能[11]，評估的對象主要是指揮者與被指揮者以及兩者之間指控信息流，主要從指控網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)平均聯(lián)通率、指控信息時效性以及指控信息到達率三個方面進行評價。協(xié)同域重點關(guān)注作戰(zhàn)過程中組織協(xié)同信息在作戰(zhàn)指揮活動過程中所表現(xiàn)出來的效能，評估的對象主要是協(xié)同發(fā)起者與被協(xié)同者以及聯(lián)系兩者之間關(guān)系的協(xié)同信息流，主要從協(xié)同網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)平均聯(lián)通率、協(xié)同信息傳輸時效性以及協(xié)同信息到達率三個方面進行評價。情報域關(guān)注作戰(zhàn)過程中情報信息在作戰(zhàn)指揮活動過程中所表現(xiàn)出來的效能，評估的對象主要是情報收集者、情報處理者、情報分發(fā)者和情報用戶，以及它們之間的情報信息流，主要從指情報生成效率、情報共享效率以及情報信息到達率三個方面進行評價。

6 結(jié)束語

本文從指揮信息流程的本質(zhì)內(nèi)涵出發(fā)，基于指揮信息流程的分類，運用仿真的方法對指揮信息流程模型中的席位編配、流程模板、服務(wù)模型、態(tài)勢顯示和分析評估進行了設(shè)計和開發(fā)，更方便地實現(xiàn)了對指揮信息流程的分析，已經(jīng)在陸軍指揮裝備某實驗項目中得到了應(yīng)用，也可推廣到其它領(lǐng)域的流程建模和仿真中。