基于指揮流程建模的指揮模式研究?

郭穎輝 古英漢

（91977部隊 北京 100036）

1 引言

作戰(zhàn)行動中，指揮模式直接影響作戰(zhàn)體系的組織運用效率。如何在不同的作戰(zhàn)環(huán)境中，在不同的兵力條件下，采用最優(yōu)的指揮模式取得最優(yōu)作戰(zhàn)效能，是當下作戰(zhàn)指揮研究的重要課題［1～2］。現(xiàn)有研究往往是對指揮模式做出一定的定性分析，或者僅以某種技術(shù)為基礎(chǔ)研究特定場景下的指揮模式，缺少指揮模式研究的普適性方法［3～4］。

指揮流程是指揮者從事指揮活動的基本程序，能夠充分反映不同指揮模式下作戰(zhàn)指揮活動規(guī)律，通過對指揮流程進行建模和分析，可以評估不同指揮模式下的組織運用效率。

本文首先對指揮模式做了分類分析，重點聚焦研究集中、分散、分散集中三種重要指揮模式［5～7］。然后基于MBSA系統(tǒng)設(shè)計工具，提出指揮流程建模方法，并以海上作戰(zhàn)為案例背景，對集中、分散、分散集中三種指揮模式的指揮流程進行建模，提出了動態(tài)仿真方法，為普適性的指揮模式研究奠定了基礎(chǔ)。

2 指揮模式

指揮模式是指揮者和指揮機關(guān)在作戰(zhàn)過程中采用的方法和形式。指揮模式直接影響作戰(zhàn)指揮的質(zhì)量和效率。根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境和實際情況采用合適的指揮模式，對理順指揮關(guān)系、提高指揮效能、確保作戰(zhàn)行動效果至關(guān)重要。

2.1 指揮模式的分類

指揮模式有多種劃分方法［8］。按照指揮者對指揮對象指揮權(quán)的集中程度，指揮模式可以分為集中指揮和分散指揮；按照指揮者對指揮對象指揮權(quán)的秩序，指揮模式可以分為按級指揮和越級指揮；按照指揮者與指揮對象間的空間相對位置，指揮模式可以分為靠前指揮、岸上指揮、空中指揮、海上指揮；按照指揮者所處的狀態(tài)，指揮模式可以分為固定指揮和運動指揮；隨著智能技術(shù)的發(fā)展，按照智能系統(tǒng)參與指揮決策過程的程度，未來的指揮模式還可以分為智能輔助指揮、人機混合指揮、智能自動指揮。

2.2 不同類型指揮模式的特點

不同的指揮模式分類對于研究作戰(zhàn)指揮過程有不同的側(cè)重。按照指揮權(quán)集中程度對指揮模式進行劃分由來已久，這種類型的指揮模式以指揮者為中心，以指揮權(quán)的歸屬為控制變量，能夠較好地體現(xiàn)指揮者對作戰(zhàn)力量的整體掌控程度，適用于分析指揮權(quán)的運用。按照秩序劃分的指揮模式，適用于分析作戰(zhàn)力量在外部環(huán)境突變情況下的作戰(zhàn)效能。按照空間劃分的指揮模式，適用于從戰(zhàn)場環(huán)境和兵力類型等方面開展作戰(zhàn)剖面分析。按照狀態(tài)劃分的指揮模式，適用于分析指揮體系的穩(wěn)定性。

本文的重點是基于指揮流程建模，研究不同指揮模式下作戰(zhàn)體系的組織運用效率。影響組織運用效率的因素是多方面的，包括作戰(zhàn)體系中作戰(zhàn)力量相互間的連通性、作戰(zhàn)力量執(zhí)行某項作戰(zhàn)任務(wù)流程的時效性、作戰(zhàn)力量的任務(wù)處理效率等。按照指揮權(quán)的秩序、指揮者與指揮對象間的空間相對位置、指揮者所處的狀態(tài)、指揮工具等等角度劃分的指揮模式都不能充分地反映作戰(zhàn)力量體系的組織運用過程。而按照指揮權(quán)的集中程度劃分的指揮模式，能較充分地體現(xiàn)作戰(zhàn)力量組織運用中的指揮重點和變化方向。因此，本文主要針對集中/分散型指揮模式展開研究。

3 集中/分散型指揮模式的特點及運用

3.1 集中式指揮

集中式指揮是指揮權(quán)高度集中的指揮模式，指揮權(quán)由指揮者集中掌握運用。在該模式下，指揮者通過指揮關(guān)系直接控制所有作戰(zhàn)力量。上級指揮者為下屬作戰(zhàn)力量提供明確的作戰(zhàn)任務(wù)計劃、任務(wù)完成方法、任務(wù)執(zhí)行程序等作戰(zhàn)規(guī)定。上級指揮者有權(quán)根據(jù)形勢變化改變作戰(zhàn)規(guī)定，下級作戰(zhàn)力量必須嚴格執(zhí)行上級下達的作戰(zhàn)規(guī)定，如有改變意圖，必須向上級請示批準。集中式指揮有以下優(yōu)點。

1）便于指揮者集中使用作戰(zhàn)力量，發(fā)揮作戰(zhàn)力量整體效能。指揮者根據(jù)上級作戰(zhàn)意圖和自身作戰(zhàn)決心，對作戰(zhàn)力量部署、行動方向、協(xié)同事項進行統(tǒng)一規(guī)劃，能夠牢牢把握作戰(zhàn)目標，調(diào)動所有作戰(zhàn)資源達成作戰(zhàn)目標。

2）便于指揮者靈活控制作戰(zhàn)力量，抓住作戰(zhàn)重心。指揮者能夠?qū)λ凶鲬?zhàn)流程中的所有環(huán)節(jié)直接施加影響，能夠?qū)崿F(xiàn)對所有作戰(zhàn)力量的精準控制，從全局高度調(diào)整和把握作戰(zhàn)重心，靈活控制作戰(zhàn)力量和作戰(zhàn)活動。

3）降低各作戰(zhàn)力量間的協(xié)調(diào)難度和溝通成本，保證協(xié)同作戰(zhàn)效能。指揮者能夠?qū)ψ鲬?zhàn)力量的協(xié)同方式作出統(tǒng)一規(guī)定，進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，減少作戰(zhàn)力量間協(xié)調(diào)帶來的復雜性和混亂，提升整體作戰(zhàn)效能。

4）有利于各級作戰(zhàn)力量嚴格實現(xiàn)作戰(zhàn)決心，專注執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。各級作戰(zhàn)力量的作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)目標、作戰(zhàn)方法都由上級指揮者下達，作戰(zhàn)力量本身只需嚴格遵守作戰(zhàn)規(guī)定，專注完成作戰(zhàn)任務(wù)。

相應(yīng)地，集中式指揮存在以下缺點。

1）上級指揮者制定整體作戰(zhàn)計劃的周期較長。指揮者需要制定非常詳細的作戰(zhàn)實施計劃和協(xié)同組織計劃，拉長了作戰(zhàn)響應(yīng)時間。

2）不利于發(fā)揮下級作戰(zhàn)力量的主動性。下級作戰(zhàn)力量在根據(jù)形勢變化對作戰(zhàn)活動進行快速響應(yīng)和創(chuàng)造性應(yīng)對時，會因向上請示過程的時延受到干擾。

3）對戰(zhàn)場形勢變化反應(yīng)慢，容易貽誤戰(zhàn)機。下級作戰(zhàn)力量上報后請示的過程可能跨越多個指揮層級，且嚴重依賴指揮系統(tǒng)通信能力，如果批準周期過長或者通信能力出現(xiàn)異常，都會導致下級作戰(zhàn)力量錯過戰(zhàn)機。

3.2 分散式指揮

分散式指揮又稱委托式指揮，大部分指揮權(quán)由下級作戰(zhàn)力量掌握，上級指揮者不對下級作戰(zhàn)力量執(zhí)行任務(wù)的程序和方法進行規(guī)定，而只從作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)目標、完成時限等大的作戰(zhàn)原則方面對下級作戰(zhàn)力量進行約束。分散式指揮有以下優(yōu)點。

1）有利于下級作戰(zhàn)力量發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造力。下級作戰(zhàn)力量在不違反上級指揮者作戰(zhàn)原則的情況下，可以根據(jù)戰(zhàn)場實際情況，因地制宜采取靈活對策。如果作戰(zhàn)指揮體系被破壞，失去與上級指揮者的聯(lián)系，下級作戰(zhàn)力量也能夠按照自身對上級作戰(zhàn)意圖的理解制定有效作戰(zhàn)計劃，執(zhí)行必要的作戰(zhàn)行動。

2）能夠減輕上級指揮者的工作量，使上級指揮者集中更多精力在重要的作戰(zhàn)方向上。從全局整體上看，減輕不必要的工作量，能夠提升上級指揮者的決策效率和指揮質(zhì)量，進而提升整個作戰(zhàn)體系的作戰(zhàn)效能。

3）減少了對作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)通信能力的依賴，提升指揮穩(wěn)定性。在作戰(zhàn)過程中，指揮者的控制命令主要通過作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的通信系統(tǒng)進行傳遞，通信系統(tǒng)在作戰(zhàn)過程中容易受到干擾和破壞。因此，減少對作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)通信能力的依賴，能夠提升指揮穩(wěn)定性，同時也提升整個作戰(zhàn)體系的穩(wěn)定性。

此外，實施分散式指揮存在以下難點。

1）對下級作戰(zhàn)力量的指揮者能力要求較高。下級指揮者擁有較大的權(quán)限空間，需要面對復雜多變的戰(zhàn)場情況獨立做出指揮決策，同時要盡量高效地達成上級意圖，避免意外情況發(fā)生。

2）下級作戰(zhàn)力量需要更多保障。下級作戰(zhàn)力量需要充足的保障來充分支持獨立的作戰(zhàn)活動。

3）需要清晰地劃分上下級之間的職責和職權(quán)，避免指揮過程存在過多沖突和漏洞。在分散指揮模式中，上級指揮者并不是將指揮權(quán)完全交給下級作戰(zhàn)力量。在關(guān)鍵的指揮環(huán)節(jié)上，上級指揮者仍要參與指揮環(huán)節(jié)，對作戰(zhàn)行動施加控制，保證作戰(zhàn)目標不偏離。在這一過程中，上下級需要按照清晰地職權(quán)和職責劃分，各司其職、默契配合，共同努力實現(xiàn)作戰(zhàn)目標。

3.3 集中與分散相結(jié)合式指揮

集中與分散相結(jié)合式指揮模式，是介于集中式指揮和分散式指揮之間的一種靈活有彈性的指揮模式，是在充分吸取集中式、分散式指揮優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，指揮者根據(jù)作戰(zhàn)目標和戰(zhàn)場實際情況，采用的一種指揮權(quán)部分集中、部分分散的模式。指揮權(quán)集中和分散的程度，取決于指揮者的判斷。

4 指揮流程建模和分析

指揮流程建模和分析基于MBSA工具開展。在指揮流程建模的基礎(chǔ)上，可根據(jù)具體的指揮關(guān)系和信息關(guān)系對相應(yīng)的指揮模式進行定量分析和動態(tài)仿真。

基于模型的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計評估軟件（MBSA），是一款基于最新建模標準聯(lián)合架構(gòu)框架UAF1.0標準的可視化體系架構(gòu)建模工具，同時也支持DODAF2.0、MODAF1.2、NAF4.1等其他體系建模標準，可支持作戰(zhàn)活動建模和指揮過程分析等系統(tǒng)工程設(shè)計活動。本文利用該平臺對指揮流程進行建模和分析，先按照DODAF2.0標準框架視角進行數(shù)據(jù)收集分析與模型準備，再將模型轉(zhuǎn)換成UAF1.0標準框架，并完成建模。

4.1 體系結(jié)構(gòu)建模

DODAF2.0標準框架包括全景、能力、作戰(zhàn)、系統(tǒng)、服務(wù)、數(shù)據(jù)和信息、標準、項目等八個視角。本文采用作戰(zhàn)視角構(gòu)建指揮流程模型，描述作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)節(jié)點、指揮關(guān)系、作戰(zhàn)活動、信息交換。涉及的作戰(zhàn)視角模型包括組織關(guān)系圖（OV-4）、作戰(zhàn)活動分解樹（OV-5a）、作戰(zhàn)活動模型（OV-5b）、作戰(zhàn)規(guī)則模型（OV-6a）、狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述（OV-6b）和事件追蹤描述（OV-6c）。

模型設(shè)計及轉(zhuǎn)換如下。

組織關(guān)系圖（OV-4）：描述組織機構(gòu)間的隸屬關(guān)系、指揮關(guān)系、協(xié)同關(guān)系及相關(guān)任務(wù)關(guān)系。對應(yīng)UAF1.0框架人員域中的人員聯(lián)通及人員約束模塊。

作戰(zhàn)活動分解樹（OV-5a）和作戰(zhàn)活動模型（OV-5b）：描述完成某項任務(wù)所需的作戰(zhàn)能力、作戰(zhàn)活動和相互關(guān)系。對應(yīng)UAF1.0框架作戰(zhàn)域中的作戰(zhàn)過程模塊。

作戰(zhàn)規(guī)則模型（OV-6a）：描述作戰(zhàn)活動需要遵守的業(yè)務(wù)規(guī)則。對應(yīng)UAF1.0框架作戰(zhàn)域中的作戰(zhàn)約束模塊。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述（OV-6b）：描述作戰(zhàn)節(jié)點對事件的響應(yīng)和相關(guān)業(yè)務(wù)流程。對應(yīng)UAF1.0框架作戰(zhàn)域中的作戰(zhàn)狀態(tài)模塊。

事件追蹤描述（OV-6c）：描述作戰(zhàn)任務(wù)中執(zhí)行任務(wù)活動的先后順序。對應(yīng)UAF1.0框架作戰(zhàn)域中的作戰(zhàn)交互場景。

4.2 基于MBSA工具的建模步驟

本文以某典型海上作戰(zhàn)任務(wù)為背景，面向相關(guān)指揮所和參戰(zhàn)兵力，構(gòu)建不同指揮模式下的指揮流程模型。

1）建模步驟

第1步：對作戰(zhàn)任務(wù)進行分析。首先梳理作戰(zhàn)環(huán)境，明確作戰(zhàn)區(qū)域；其次明確作戰(zhàn)的對象和目標，包括對手平臺或力量編組；再次明確我方作戰(zhàn)力量的兵力和任務(wù)編組；然后分析作戰(zhàn)行動基本過程要點；最后整理出主要任務(wù)剖面。

第2步：對組織關(guān)系進行分析和建模。首先梳理作戰(zhàn)節(jié)點，包括參與任務(wù)執(zhí)行的平臺節(jié)點和平臺內(nèi)部包含的子節(jié)點、子節(jié)點及其任務(wù)職責等；然后梳理作戰(zhàn)力量組織機構(gòu)，包括組織機構(gòu)及下屬部位、部位的組織角色和部署位置、組織類型和層級；最后利用MBSA軟件中人員聯(lián)通模塊工具建立指揮關(guān)系模型和作戰(zhàn)節(jié)點關(guān)系模型。

圖1 集中式指揮流程示意圖

第3步：對作戰(zhàn)活動進行分析和建模。對作戰(zhàn)活動進行逐層分解，分析各層級作戰(zhàn)活動的名稱、層級及描述，標明每一項活動的上級活動，形成作戰(zhàn)活動分解樹。

第4步：對作戰(zhàn)信息進行分析和建模。梳理作戰(zhàn)信息，包括對應(yīng)信息類型和信息描述。分析產(chǎn)生作戰(zhàn)信息的活動和接收作戰(zhàn)信息的活動，分析作戰(zhàn)活動間的信息關(guān)系。

第5步：利用MBSA軟件作戰(zhàn)域工具對作戰(zhàn)節(jié)點、作戰(zhàn)活動和作戰(zhàn)信息進行統(tǒng)一的作戰(zhàn)流程建模，注明作戰(zhàn)信息流轉(zhuǎn)關(guān)系、節(jié)點間和節(jié)點內(nèi)部的活動順序。

2）模型度量指標

為分析集中、分散、集中與分散相結(jié)合三種指揮模式的組織運用效率，主要從三個方面進行指標度量：作戰(zhàn)節(jié)點間的連通性、作戰(zhàn)節(jié)點的任務(wù)處理效率、體系流程時效性［9～10］。

作戰(zhàn)節(jié)點間的連通性主要考慮作戰(zhàn)體系中各級指揮所及任務(wù)兵力之間的通信保障能力，包括通信傳輸帶寬需求和通信傳輸距離需求。

作戰(zhàn)節(jié)點的任務(wù)處理效率主要考慮平臺節(jié)點或節(jié)點內(nèi)部任務(wù)編組的任務(wù)處理能力，含人員力量需求和系統(tǒng)處理能力需求，包括探測與情報處理能力、作戰(zhàn)籌劃能力、指揮控制能力等各級指揮所及任務(wù)兵力的信息處理容量需求。

體系流程時效性指從前端探測節(jié)點發(fā)現(xiàn)目標到末端打擊節(jié)點實施打擊的總時延。本文主要從情報處理的時效性、決策的時效性、指揮控制的時效性等方面對體系流程時效性建模。其中，決策時效性是指揮者在決策過程中產(chǎn)生的時延，包括人工處理時延和系統(tǒng)信息處理時延；指揮控制時效性是指揮命令和指揮信息下達到末端所產(chǎn)生的時延，包括系統(tǒng)處理時延和信息傳輸時延。

3）流程建模和分析

按照以上建模步驟，以某典型海上作戰(zhàn)任務(wù)為背景，分別對集中指揮、分散指揮、集中與分散相結(jié)合三種指揮模式進行指揮流程建模，利用MBSA軟件作戰(zhàn)域工具完成流程圖，并進行動態(tài)仿真。仿真變量為流程圖作戰(zhàn)活動模塊中的參數(shù)，仿真結(jié)果用模型度量指標衡量。

圖2 分散式指揮流程示意圖

以集中式流程圖為例，“processing”模塊代表作戰(zhàn)任務(wù)中的處理模塊。該模塊可以根據(jù)任務(wù)具體需求，定義具體的處理數(shù)學模型。通常情況下，處理模塊是包含多種業(yè)務(wù)模型的組合模型。例如，根據(jù)探測信息收集能力、情報處理編組中人員編成與人員效率以及系統(tǒng)的情報處理能力進行探測處理能力建模；根據(jù)作戰(zhàn)籌劃編組中人員編成與人員效率以及系統(tǒng)的方案計劃處理能力進行作戰(zhàn)籌劃能力建模；根據(jù)指揮控制編組中人員編成與人員效率以及系統(tǒng)的處理能力進行指揮控制能力建模；綜合探測處理、作戰(zhàn)籌劃、指揮控制等模型，按照影響因素模型進行綜合建模，得到處理模塊。模型及模塊輸入輸出變量為任務(wù)/數(shù)據(jù)量和處理時間。

通信容量建模方面，“Target assignment”和“guide”任務(wù)模塊間的通信能力，通過在信息接收一方模塊上建模來表征。在“guide”上建立“目標分配”通信過程模型，模型包含電磁干擾子模型、頻譜分配子模型、信號傳輸距離子模型等。子模型可以以相關(guān)專業(yè)研究結(jié)論為基礎(chǔ)建立，在沒有專業(yè)模型支撐的情況下，可以采用平均隨機模型進行替代。模型變量為時間延遲、傳輸距離、頻譜通道、數(shù)據(jù)損失率等。

圖3 分散集中式指揮流程示意圖

體系流程時效性方面，在模塊模型的基礎(chǔ)上，建立任務(wù)鏈路或任務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型，利用任務(wù)鏈和任務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型來表征體系流程。首先是建立任務(wù)鏈路模型，找出任務(wù)流程中包含從發(fā)現(xiàn)目標到實施打擊整個流程的所有任務(wù)鏈，基于各任務(wù)模塊時延模型，進行加權(quán)建模，得到任務(wù)鏈時延模型。對所有任務(wù)鏈時延模型進行仿真，可以得到理想情況下（各條任務(wù)鏈不沖突）體系流程時效性的最大最小值。其次建立任務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型，方法主要有兩種，第一種是根據(jù)任務(wù)經(jīng)驗，按照一定的統(tǒng)計規(guī)律或模型，對所有任務(wù)鏈模型進行整合；第二種是根據(jù)任務(wù)經(jīng)驗，基于任務(wù)模塊模型，進行復雜網(wǎng)絡(luò)建模。本文中所用建模工具適用第一種方法。

不同指揮模式下，任務(wù)鏈模型和任務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型有明顯差異。指揮流程分析中，可以分別基于不同指揮模式做重復性仿真，統(tǒng)計時延分布，然后調(diào)整任務(wù)鏈模型或任務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型，統(tǒng)計變化后的時延分布。通過時延分布的統(tǒng)計分析，可以進一步比較不同指揮模式下的指揮流程時效性。

5 結(jié)語

本文針對集中、分散、集中與分散相結(jié)合三種重要指揮模式，探索了基于MBSA系統(tǒng)設(shè)計工具，以海上典型任務(wù)為背景，建立指揮流程模型并進行動態(tài)仿真的方法，提出了定量化的指揮模式比較分析路徑。在后續(xù)工作中，還需對流程模型和能力參數(shù)進行深入研究，并基于多種任務(wù)場景對該方法進行拓展。