陸軍部隊作戰指揮信息流程仿真建模方法

沈 昆，譚玉璽，李路遙

(1.國防科技大學國際關系學院，江蘇 南京 210039；2.陸軍指揮學院，江蘇 南京 210045)

1 引言

作戰指揮是決定部隊整體戰斗能力的重要因素，指揮體系的科學性、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戰斗力的提升。特別是隨著我軍信息化建設的穩步推進，指揮手段的建設得到了迅猛的發展，如何依托于新型的指揮信息系統來組織指揮機關，形成科學的決策結果，是我軍建設發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信息流運行機制的表現形式，是影響指揮信息系統適應戰場環境能力的主要條件，是能否實現將信息優勢經由知識優勢和決策優勢轉化成行動優勢的決定因素，如何設計和優化作戰指揮信息流程，已經成為提升整個作戰體系作戰能力的重要因素[1]。目前，關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，分析陸軍部隊作戰指揮信息流程的關鍵要素，建立信息流程仿真模型，為指揮信息流程的優化和改進提供決策支持。

2 指揮信息流程分析

2.1 本質內涵

指揮信息流程是指揮員及其指揮機構為完成指揮工作依托指揮系統進行的一系列指揮活動的有序集合，是一種動態、有序、結構化、可描述的信息流。其特點是工作時間受到嚴格的限制，各個工作環節緊密相關，涉及的人員多，跨部門的協調量大，如圖1所示。

圖1 指揮信息流程示意圖

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

2.2 指揮信息流程的分類

根據信息的價值規律，指揮信息在流轉過程中具有四種基本功能：反映戰場態勢、解讀戰場態勢、闡釋指揮決策智慧和調控作戰行動。依此把指揮信息流程劃分為三類：情報信息流、指控信息流和協同信息流[7]。

1)情報信息流

情報信息流用于反映戰場態勢，包括敵方、他方以及戰場環境等信息，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場情報偵察要素內部的信息鏈路，實現各作戰實體所載荷的傳感器、探測設備與情報處理機構、席位之間的信息流轉；情報傳遞信息鏈指各類情報處理機構、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與下級指揮機構以及作戰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，例如上級意圖、部隊任務、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，例如作戰行動請示、行動實施情況報告等[8]。

3)協同信息流

協同信息流是指揮員及其指揮機關，對所屬部隊和分隊作戰行動在時間、空間與目標上進行調節的信息。主要包括：調整任務、組織新的協同、調節行動速度等內容。這類信息流程按照作戰計劃中明確的協同關系、協同任務、協同時機、協同區域建立。

3 指揮信息流程建模分析

要對陸軍部隊作戰指揮信息流程進行建模，首先對其進行詳細的梳理和分析。

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，在特定環境下依托指揮裝備執行指揮工作，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系等內容的描述。

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，這些任務之間存在著一定的執行順序，需要對其中的運行邏輯進行分析。

3)分析指揮任務的具體內容及關聯席位

分析指揮任務要處理的具體事項，任務執行需要輸入的條件信息和任務完成后需要輸出的產品信息，以及指揮任務涉及的關聯席位功能等內容。

4)分析基于席位的指揮流程信息交互

分析指揮活動、指揮任務的信息交互關系，將其細化關聯到指揮編組的每個席位，充分體現在指揮信息流程中，這些席位是如何參與開展指揮活動，執行指揮任務的。

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建立系統模型并進行仿真，由實驗得到系統數據，經過統計處理后得到系統效能指標評估值。該方法通過建立一種可以描述過程和關系的軍事模型和數學模型，控制和改變各個因素而預測評估的結果[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+流轉過程仿真”的模型構建思路，如圖2所示，具體為：

圖2 指揮信息流程模型設計

一是把仿真系統中所有產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、協同信息三類，并在仿真系統進行指揮信息交互時調用指揮信息流程仿真服務模型；

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；

三是建立每種類型信息在不同指揮車、席位、作戰實體間流轉的模板；

四是按照不同信息類型對仿真系統產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、分發和處理，并記錄流轉過程中的所有數據。

4.1 席位編配設計

為了能夠使仿真產生的所有指揮信息能夠順利流轉，需要對仿真系統中指揮機構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，指揮機構內部的席位編配數據結構設計如表1所示。

表1 指揮機構席位編配數據結構

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

4.2 指揮信息流程模板設計

對指揮信息流程模板進行設計，模板的數據結構如表2所示。

表2 信息流程模板數據結構

其中，信息類型分為情報信息、指控信息和協同信息。指揮所ID、指揮車ID、席位ID根據席位編配獲得。信息處理時延是對信息在發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的消耗時間，這兩個時間參數是由人工根據經驗進行設置。

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，模板的數據按照表2數據結構記錄為XML文件。

圖3 指揮信息流程模板(局部)

4.3 服務模型設計

指揮信息流程服務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走向和處理情況，并提供各類信息的查詢服務。

服務模型的信息記錄數據結構如表3所示。

表3 信息記錄數據結構

其中，節點數組記錄信息交互過程中所涉及各個席位的相關信息；信息傳輸狀態包括：傳輸成功、在當前網絡環境下無法將信息傳遞給目標、信息傳輸中鏈路中斷導致信息傳輸失敗、指揮席位處理信息失敗導致指揮信息流轉失敗。

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計

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

1)指揮關系拓撲結構顯示

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系，通過指揮關系數據實現。

2)指揮所內部組織結構

顯示指揮所及其席位的配置組成，通過指揮所席位配置數據以及席位角色數據實現。

3)指揮信息邏輯流程

指揮信息邏輯數據，格式：業務類型、發送隸屬方、發送指揮所名稱、發送席位名稱、接收隸屬方、接收指揮所名稱、接收席位名稱、流轉指揮所名稱、流轉席位名稱等。

4)指揮信息交互流程

指揮信息交互數據，格式：發送時間、發送隸屬方、發送指揮所、發送席位、接收時間、接收隸屬方、接收指揮所、接收席位、業務類型、指令類型、流轉席位信息列表(流轉指揮所、流轉席位、處理時間、處理時長)。

5 評估指標分析

指揮信息流程模型是從情報信息流、指控信息流和協同信息流等多類信息的角度來分析陸軍部隊進行作戰指揮活動時的信息流轉相關情況，并從這三個方面來共同描述作戰指揮活動的實施情況，因此，從指控域、協同域和情報域對指揮信息流轉情況進行分析評估。指控域重點關注作戰過程中指揮控制信息在作戰指揮活動過程中所表現出來的效能[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，主要從指控網絡靜態平均聯通率、指控信息時效性以及指控信息到達率三個方面進行評價。協同域重點關注作戰過程中組織協同信息在作戰指揮活動過程中所表現出來的效能，評估的對象主要是協同發起者與被協同者以及聯系兩者之間關系的協同信息流，主要從協同網絡靜態平均聯通率、協同信息傳輸時效性以及協同信息到達率三個方面進行評價。情報域關注作戰過程中情報信息在作戰指揮活動過程中所表現出來的效能，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 結束語

本文從指揮信息流程的本質內涵出發，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、服務模型、態勢顯示和分析評估進行了設計和開發，更方便地實現了對指揮信息流程的分析，已經在陸軍指揮裝備某實驗項目中得到了應用，也可推廣到其它領域的流程建模和仿真中。