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【CICC原创】联合全域指挥与控制机理模型及应用分析

 乐爹l8l8oowrum 2022-06-09 发布于北京

引用格式  易侃, 钟元芾, 曾逸凡, 张英朝, 周光霞, 阳东升. 联合全域指挥与控制机理模型及应用分析[J]. 指挥与控制学报, 2022, 8(1): 1-13.

YI Kan, ZHONG Yuan-Fu, ZENG Yi-Fan, ZHANG Ying-Chao, ZHOU Guang-Xia, YANG Dong-Sheng. Mechanism Model and Application Analysis of Joint All-Domain Command and Control. Journal of Command and Control, 2022, 8(1): 1-13.

摘要

关于联合全域指挥与控制(command and control,C2)概念的研究,其基础理论指导即观察-判断-决策-行动(oberve-ori-ent-decide-act,OODA环),但这一理论并没有涵盖全域C2的关键活动,这些活动包括作战规划、作战管理、作战评估等等。为解决这一矛盾现象,运用体系C2过程机理即筹划-准备-执行-评估,(planning-readiness-execution-assessment, PREA环)探索联合全域C2机理模型,主要创新点包括:以PREA环为指导,建立了跨域作战C2活动的一般过程;基于跨域C2过程机理,建立联合全域C2机理模型──多域多环嵌套,从联合全域作战筹划、部署准备、行动监控、作战评估4个环节建立每个闭环过程的嵌套与交互关系;围绕多域多环嵌套的核心,建立了联合全域C2的作战管理架构和信息保障模式。并以海上合成编队为例,运用全域C2机理模型,剖析海上合成编队多域多环嵌套共生、并发异步运行框架,基于这一框架对海上合成编队的指挥控制模式进行了设计。结果表明PREA环对联合全域C2过程机理描述是完整的;全域C2机理模型──多域多环嵌套可用于指导海上合成编队C2活动及系统建设运用。

2020年,美国空军柯蒂斯·李梅条令制定和教育中心发布《空军条令说明1-20 美国空军在联合全域作战中的作用》(简称《条令说明》),该条令阐述了美国空军在未来联合全域作战背景下,以经典理论OODA环[1]为指导,在观察、判断、指挥控制、行动各环节中需要发展的能力,首次以法规形式明确了联合全域指挥控制(Joint All-Domain Command and Control, JADC2)[2]概念,这一条令的颁布,标志着美军在JADC2发展上进入了新的阶段。

《条令说明》将JADC2定义为:关于决策的艺术和科学,能够将决策迅速转化为行动,并利用跨越所有领域的能力以及与任务合作伙伴的协作,在竞争和冲突中均占据作战和信息优势。

深入研究《条令说明》发现,关于JADC2,该条令既有经典理论(OODA环)指导的影子,强调“观察和判断”、“指挥控制”、“行动”、“敏捷支援、全域防护及弹性后勤保障”4个方面,又没有完全遵循经典理论指导,强调“规划”活动、“管理”活动,各作战域从“规划”开始融合,而不是仅仅停留在行动层面;先进作战管理系统 [3]是JADC2的核心和关键,尤其是在制胜机理上,完全没有遵循经典理论OODA环的“快速”“介入”指导,而是强调了协同致胜(增强己方效果)和融合致胜(态势融合获取决策优势)。

为什么会出现这种现象?问题的关键在于经典理论(OODA环)存在局限性,或者说存在适用范围边界。对这一问题的研究,国内外不少学者均有发现,尤其是国内学者阳东升等,在长期的海上编队作战体系的指挥控制实践后,发现OODA环在宏观作战体系的C2过程描述及C2系统建设与运用指导方面并不完全适用,并提出了C2过程机理的尺度关联性,宏观作战体系C2过程的PREA环以及多域多环及冲突协调模型等系列成果[4-9]。

本文的主要工作有3个方面:一是联合C2活动的特点剖析,划分了联合C2从初级、中级到高级的3种形态,提出了联合全域C2活动的多域并发性、节奏的异步性和过程的冲突性。二是以PREA环为指导,建立了跨域C2活动的一般过程和联合全域C2机理模型──多域多环嵌套,从联合全域作战筹划、部署准备、行动监控、作战评估4个环节建立每个闭环过程的嵌套与交互关系,并围绕多域多环嵌套的核心,建立了联合全域C2的作战管理架构和信息保障模式。三是以海上合成编队为例,运用全域C2机理模型,建立海上合成编队多域多环嵌套共生、并发异步运行框架,基于这一框架对海上合成编队的指挥控制模式进行了设计。

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联合全域指挥控制活动特点分析

1.1 联合C2形态的演化和发展

联合C2形态可以分为初级形态、中级形态和高级形态,不同形态有不同联合C2模式[10-12]。

联合C2的初级形态出现在冷兵器时代,以陆军部队和海军部队的联合为主,联合形式是松散的,存在共同的目标,但很难形成统一的计划,其C2职能以协调为主,而非指挥和控制。初级形态的相关特征如表1所示。

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联合C2的中级形态出现在机械化战争时代,联合的广度从传统的陆军部队、海军部队向空军部队、两栖部队拓展,联合形式从松散的独立军种走向形式上的“统一”,其标志是负责联合作战行动的专设C2机构成立,其C2职能开始从协调转向指挥控制。中级形态的相关特征如表2所示。

联合C2的高级形态源于信息网络技术的发展,形成于信息化战争时代,其联合的广度进一步拓展,从传统的陆、海、空拓展至太空、网络、电磁、心理等作战域,联合形式从物理上的统一转向信息域和认知以及社会域的融合,如联合作战态势统一、意图理解共享以及联合任务编组等等,其标志是打破军兵种C2系统的“烟囱”,开始联合C2系统的研制部署,其C2职能开始中央的联合指挥控制进一步向战区和联合任务渗透。高级形态的相关特征如表3所示。

1.2 联合全域C2的特点

联合全域C2是高级形态的联合C2,从过去的军种联合C2,任务联合C2,到跨作战域的全域联合C2,联合全域C2活动过程也呈现出与传统C2活动过程不同的特点。

1)C2过程的多域性。联合全域作战是各作战域的深度融合,在C2上同样是深度融合,但深度融合并不意味着完全融合,各作战域由于时空的不同,其C2过程在联合的统一的指挥下,还需要遵循各作战域C2过程的规律特点,建立各作战域的C2过程,从筹划到总结评估,统一指挥、各作战域分布实施是联合全域C2的基本方式。

2)多C2过程实施的并发性。由于C2过程的多域性,在不同的作战域,其行动实施需要遵循其自身特点和规律建立作战域的C2过程,联合全域作战不是单一作战域的活动,而是多作战域的协同,因此,在指挥控制活动上,联合全域C2是多作战域C2的并发过程。

3)C2过程节奏异步性。联合全域作战在C2上实现统一指挥和调度,但不同作战域行动的实施有各自的C2过程,这些作战域行动的性质可能是进攻,也可能是防御,进攻性的作战域可以由联合C2进行节奏控制,但防御性的作战行动,其主动权并不在己方,而是取决于对手,因此,对攻防一体的联合作战行动,各作战域行动的C2过程具有各自的节奏,尤其是防御性的作战域,其C2过程节奏取决于对手。

4)C2过程的冲突性。各作战域C2过程,从筹划到评估转换,都存在战场资源的需求,从兵力兵器资源、指挥控制资源至战场时域、频域、海域、空域资源,这些资源是各作战域执行并实现联合全域C2赋予任务目标的凭借和手段,从作战域行动的筹划开始,就面临同其他作战域的资源需求冲突,在JADC2的整个C2活动过程中,消解各域C2过程冲突是其主要职能之一。

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作战体系C2活动的一般过程及制胜机理

2.1 作战体系C2活动的一般过程:PREA环

关于C2活动的一般过程,OODA环完整描述了作战平台C2活动的一般过程,因此,在单一作战平台C2系统设计与作战运用上,OODA环具有完美的指导意义。这也是OODA环在军事领域被广泛应用,并称之为指挥控制领域经典理论的基础。

然而,在作战体系层面,经典理论却并没有表现出其强大的威力而被广泛接受,相反,其在作战筹划、作战协调、作战管理以及作战评估等体系C2活动方面,表现出不少的缺陷,无法完整描述体系的C2活动过程。

究其原因,作战体系是典型的复杂系统,在C2过程上,具有复杂系统科学的一般科学原理──涌现性,与单一作战平台的C2活动与过程特征不同,作战体系的C2活动过程呈现出涌现性,表现为完全不同的过程机理。这一过程机理即PREA环[9]。

PREA环通过四个环节对应4种信息态势、4种决策方式以及3种转换描述了作战体系C2活动的一般过程。

4个环节即作战筹划、作战准备、作战实施和作战评估,对应4种决策方式:基于意图的周密决策、基于预案的审慎决策、基于规则的快速决策和基于效果的转换决策。基于意图的周密决策是作战筹划环节在时间窗口较大时指挥主体(指挥员或指挥机构)对作战体系的整体谋划和设计,其触发或驱动即上级作战企图,因此,理解意图是周密决策的关键;基于预案的审慎决策是以作战筹划的输出为基础,在周密决策产品──各种预案的基础上,进一步根据可观测的态势进行预案的选择、计划制定、作战指导以及行动的部署准备;基于规则的快速决策以上一环节的产品输出──行动计划为基础,根据实时态势信息进行快速决策,以实现对态势的控制;基于效果的转换决策是基于当前决策方案对战场环境所产生的效果和影响,对决策预案、计划和行动方案进行实时、快速地更新和转换,以实现对战场环境的动态实时处置。

4种态势信息:历史演绎态势、直前态势、实时态势和演化过程态势,历史演绎态势是指无法通过当前态势预测时间尺度较长的未来,只能通过历史事件关联或统计数据分析推理较大时间窗口的未来;直前态势是指通过实时感知数据信息预测时间尺度较小的未来,是实时态势与预测数据的叠加;而演化过程态势是指从行动发起到当前,战场态势演化过程的复盘,演化过程态势是作战评估的基础。

伴随作战评估,PREA环有3种转换:1种是保持计划不变,调整战术/技术/程序,以实现计划执行的偏差纠正;第2种转换,态势变化较大,当前计划不足以应对,因此,需要改变计划,但仍然坚持指挥主体在周密决策环节的决策方案;第3种转换,态势变化出现没有预料的情况,现有预案或计划均不能应对当前态势的变化,因此,需要指挥主体改变决心方案。

PREA环的完整过程如下图1所示。

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图1 体系C2一般过程:PREA环

Fig. 1  System C2 general process: PREA loop

从态势信息的变化看,PREA环的正向过程是战场不确定性逐渐减小,迷雾逐渐消散,同时,决策窗口也越来越小,决策的紧迫性越来越强,指挥主体的决策空间需要逐渐收敛,以应对决策窗口变小趋势的需要。PREA环的逆向过程是战场不确定性逐渐变大,迷雾逐渐增加,决策窗口及指挥主体的决策空间逐渐变大。

总结PREA环的4个环节,指挥主体(包括指挥机构)的C2活动尽管还存在观察、判断、决策和行动,但C2过程不再是简单的OODA环,而是“谋势”、“布势”、“控势”和“估势”,是对战场“势”的掌控。

事实上,改变视角,PREA环可以理解为以“作战评估”为中心,“作战筹划(谋势)”、“部署准备(布势)”、“作战实施(控势)”围绕这一中心的闭环过程,如下图2所示。

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图2  以“评估”为中心的PREA环

Fig. 2  Assessment-centered PREA loop

2.2 作战体系C2对抗的制胜机理

经典理论OODA环认为C2对抗的制胜机理体现在两个方面:“快速”和“介入”,“快速”即己方OODA环的运行速度比对手OODA环的速度要快,“介入”即在己方OODA环速度快的同时,其OODA环影响到对手的OODA环,通俗地说,即己方OODA环没有高速“空转”。

在作战体系层面,其C2过程机理发生了本质的变化,不再表现单一的平台的C2活动特性,同样,其制胜机理也不同于作战平台的对抗。经典理论OODA环强调“快速”和“介入”制胜,始终瞄准对手,以获取比较优势,但对作战体系,这一机理似乎并不完整,一方面,强调速度的比较优势并不是体系制胜的关键,体系作为宏观整体,“速度”的优势往往会导致其“稳定性”的劣势,失去“稳定性”通常会导致体系整体的风险,也就是说,在体系层面,“稳定性”优先于“快速性”;另一方面,“介入”,或者说己方行动对对手的影响程度,也并不是体系对抗的致胜关键,在宏观体系上,通常强调“你打你的,我打我的”,坚定己方的战略、战术,不被对手左右,不被对手牵制,这才是致胜的关键。

PREA环的制胜机理从复杂系统科学角度分析两个复杂军事体系对抗的优势体现,可以总结为3个方面。

1)C2过程的连续性

C2过程的连续性是指其指挥控制活动的连续性,相关的决策方案、计划、指令在时序和逻辑上具有连续性,不存在前后矛盾、冲突或间断。具体地说,就是在同一PREA环的周期内,从战前的筹划产品到战中的指令具有相关性、紧凑性,筹划产品是指令的依据,指令是筹划产品的具体实施,同时,PREA环从一个周期的PREA环转入下一个周期的PREA环具有连续性,作战转换保持C2过程上的不间断。

C2过程的连续性是C2效能稳定性的保证。

2)C2效能的稳定性

C2效能的稳定性是指在敌对双方的C2对抗中,其C2过程与结构维持整体效能不变的程度,根据组织变革理论,任何变革──结构和过程的调整,其整体效能遵循“U”型变化曲线,C2过程或结构的变化意味着体系整体失衡,直到变化后形成新的稳态,体系整体效能又得到恢复,甚至提升新的高度。C2效能的稳定性在很大程度上取决于PREA环在作战筹划环节的产品──决策方案与计划的鲁棒性,决策方案和计划的鲁棒性设计是对战场的不确定性的考虑。因此,在作战筹划环节的周密决策是其稳定性的关键保证。

C2效能的稳定性是衡量一个PREA环周期的运行好坏,具有稳定性相对优势的C2体系意味着其作战筹划或者说战争设计上周密决策较对手具有更长远的预见性和正确性。

3)C2体系的适应性

“迷雾”、“摩擦”、“阻力”是战争的基本特性,战场的不确定性始终存在,任何优秀的指挥官都无法以“上帝的视角”透视整个战场和战争过程,把所有不确定变为确定。因此,如何战争的设计──作战筹划总是存在预料之外的事件,如何把预料之外变为“预料之中”,确保整体对抗优势,这就需要C2体系适应性比较优势。C2体系适应性是指应对战场态势变化C2体系调整过程和结构维持整体效能的能力。C2体系适应性的相对优势体现在其过程和结构设计的灵活性,即决策方案、计划是可调整的,不是僵化的,在态势变化超出预见时,其结构可以重构,过程可以调整。过程和结构调整导致C2体系效能变化的“U”型曲线较对手具有更小的时间窗口和累积风险。

C2体系的稳定是维持其过程和结构不变的能力,与之相对应,C2体系的适应性是实施过程调整或结构重构的能力。两个特性是对立的统一,但并不是不可调和的矛盾。事实上,两者是可以维持完美的辩证统一:在复杂多变的战场环境下,当C2体系的适应性发生变化,其过程和结构的改变将会给C2效能的稳定性带来影响;当C2体系处于不稳定状态,这也会给C2体系调整过程和演进其结构带来制约。从另一面看,良好的C2体系适应性为C2效能的稳定提供了必要的过程条件和结构基础;C2效能的稳定也可以促进C2体系的过程和结构朝着高效、高鲁棒性的方向演进,两者相得益彰,相互促进也相互斗争。在战场态势变化较小,其C2体系整体效能仍然维持时,需要稳定性主导;战场态势变化较大,C2体系整体效能不能维持时,则需要C2体系的适应性主导。

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联合全域C2过程的机理建模

PREA环建立了体系C2活动的一般过程,在联合全域C2活动过程的描述上,PREA环同样具有指导意义。本节重点以PREA环依据建立联合全域C2过程的机理模型。

3.1 差异环境下C2跨域协调的致胜机理

联合全域C2过程建立在两个或两个以上作战域的跨域C2基础之上,跨域作战的C2活动是研究联合全域C2活动的基础和前提。

在任何两个作战域之间,其C2过程在不同的环节有不同的协调需求,根据C2域的划分,这些协调活动可能发生在物理域、信息域、认知域和社会域中的任何一个C2域,以作战筹划为例,不同作战域的筹划协调需要有统一的组织指挥机构进行任务的区分和协调,确保各作战域不会出现任务的冲突,同时,在认知域,需要形成对当前总体任务的统一认识,并在统一的决心部署下展开各自作战域的筹划,在信息域,作战筹划需要动向情报的综合,并基于综合情报分析推理预判趋势。

基于PREA环的跨域作战C2活动如下图3所示。

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图3 基于PREA环的跨域C2活动

Fig. 3 Cross-domain C2 activity based on PREA loop

由于总体任务目标的牵引,任何时候,不同的作战域存在主次之分,决定总体任务目标实现的关键行动涉及的作战域即主要作战域,其他的作战域则以支援和配合为主。跨作战域的主次之分是其跨域C2的基本依据,不同作战域在作战资源、时域、频域、海(空)域方面存在需求冲突时,跨域C2应分清作战域的主次,优先解决主要矛盾,满足主要作战域和决定性行动的需求。

3.2 联合全域C2过程机理模型──多域多环嵌套

联合全域C2是对所有作战域建立共同的任务目标,制定统一的计划,在宏观层面指导并协调各分域的作战行动,实时监控评估战场全局、全域。

联合全域C2并不是替代分域作战C2,而是加强分域作战C2之间的总体牵引和技术融合,提升整体能力,两者的主要任务各不相同。

联合全域C2的主要任务:建立共同的任务目标,制定统一的计划,组织战场全局的周密部署,指导并协调各分域作战行动,评估战场全局态势。

分域作战C2活动的主要任务:在统一的计划指导下,制定分域作战行动计划,组织分域作战部署转入,指导并协调分域战斗活动,评估分域作战行动效果。

联合全域C2活动过程与分域作战C2活动过程有各自的PREA环,两个层次的PREA环有相同的形式,不同的尺度、内容、周期、节奏等。

时间尺度:联合全域C2过程的PREA环着眼总体任务周期,时间尺度相对较大,但其时间尺度并不具有绝对性,而是与战争的规模密切相关,国家层面的战争,其时间尺度可达数年,如“911”事件后的反恐战争,在战区层面,其时间尺度可达数月或数周;与联合全域C2活动过程相比较,分域C2过程的时间尺度各不相同,但总体上,与全域C2过程存在量级的不同。因此,在作战进程上,全域C2是对总体进程(从任务开始至任务结束)的把握,而分域C2仅限于任务涉及作战分域的某一阶段,其他不涉及该作战分域则不在分域C2过程中。

空间尺度:在空间尺度上,联合全域C2活动关注全维空间,从传统联合作战的陆、海、空至全域联合的空天、网电等等;分域C2活动主要关注其分域所涉及的空间维度,如海上作战活动以海上为重点,空间作战活动以空中重点,网电对抗则以网络电磁空间为重点,等等,不同的作战分域涉及不同的空间维度,只有全域C2是对全维空间的关注。因此,在态势上,全域C2需要建立全域的态势。

兵力规模尺度:在兵力规模尺度上,全域C2始终以战场全维空间所有兵力的最佳运用为目标,包括兵力在各作战域之间的分配使用、兵力的预备以及兵力作战能力与状态的维持等等,都是宏观整体的考虑,分域C2由以分配的有限的兵力为资源手段完成被赋予的任务目标,因此,分域C2的兵力规模尺度相对较少,是全域C2的部分兵力,尽管分域C2可以申请和使用跨域的作战兵力资源,但这一活动需要在全域C2的指导下实施。

内容不同:联合全域C2的主要内容以战略C2为主,包含总体任务目标实现的战略规划、战略部署、战略实施和战略评估,而分域C2的主要内容以全域C2制定的战略规划实施为主,包含实施计划的制定、计划执行部署、执行监控调整和执行效果评估等等,联合全域C2的主要内容除PREA环的主线外,还包括对分域PREA环的计划指导、部署协调、跨域行动的协同等等。因此,联合全域C2的内容更加丰富,其C2活动具有更多的复杂性。

周期不同:在周期上,联合全域C2的周期相对较大,通常以“月”或“天”计,而分域C2活动则相对较小,通常以“小时”或“分”计,与时间尺度一样,不同规模的战争有不同的周期,联合全域C2通常划分任务阶段,每个阶段即PREA环周期,分域C2活动通常以“战斗”活动为周期,一次战斗为一个PREA环的周期。

节奏不同:与周期相对应,全域C2节奏较分域C2活动要慢得多,分域C2活动强调执行的快速,所以节奏快,而全域C2活动强调全局整体运行的连续和稳定,因此,其C2过程节奏不在于快,与分域C2节奏相比要慢,但具有连续和稳定性。

联合全域C2活动过程与分域作战C2既有差异性,也存在关联性,全域C2过程建立分域C2的任务、原则和指导,是分域C2的输入,分域C2基于全域C2建立的任务、原则和指导组织分域的具体行动实施,同时,向全域C2反馈行动实施的效果,两者之间存在输入和反馈的关系。以PREA环描述联合域C2过程和分域C2过程,则两者之间是嵌套反馈的关系,如图4所示。

联合全域C2过程与分域C2过程的交互除总体统筹,发布总体计划,指导作战分域,作战分域反馈行动情况外,还存在另外一种交互,即作战分域行动实施过程的干预,“干预”通常发生在分域作战行动偏离既定的计划或者全域C2认为分域作战行动不符合其意图时,全域C2活动对分域的“干预”否决式指挥方式的体现,在实施委托式指挥时,否决式指挥方式是必要的补充。

各分域作战C2过程为实现任务目标,各自追求可用资源的最大化和行动效果的最佳,因此,各分域作战C2过程存在矛盾和冲突,具体内容涵盖兵力兵器的使用、时域冲突、海(空)域冲突、频域冲突以及行动效果冲突(如图5所示),等等,尤其是行动效果冲突,各分域作战行动在不能有效协同时,可能会导致行动之间相互影响,从而造成效果的削弱。因此,分域作战C2过程必须在全域C2的统筹下展开,确保各分域PREA环有序运转。在职能上,所有分域C2过程之间的矛盾和冲突都须在全域C2过程中得到解决,全域C2可在筹划环节以计划的方式协调各作战分域潜在的冲突,也可在部署和实施环节以临机方式协调各作战分域的实时冲突。需要注意的是各作战分域之间可存在协商沟通,但最终冲突解决方案须得到全域C2过程的认可或批复。全域C2过程需要适时发布关于作战资源、时域、频域、海(空)域占用的权威信息,权威信息源自全域C2过程对各作战分域C2过程冲突协调的最终仲裁。

联合全域C2过程是全域PREA环的持续循环直至任务目标实现的过程,同时,在每一个全域PREA环周期,存在全域C2与分域C2的两个层次的迭代交互,每一个分域PREA环以全域计划或指令为指导,进行分域作战行动的筹划、部署准备、实施和评估,直到分域作战任务目标的实现。

联合全域C2过程在作战筹划、部署准备、行动监视和作战评估的每一个环节与分域作战有不同的内涵和交互方式。

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图4 联合全域C2过程与分域C2过程的嵌套关系

Fig.4  Nested relationship between joint all-domain C2 processes and sub-domain C2 processes

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图5 作战分域C2过程的冲突

Fig.5  Conflicts in C2 processes of the combat sub-domain

3.2.1 联合全域的作战筹划

联合全域作战筹划是宏观的、整体的,也是跨作战域的,其筹划产品有多种形式,包括远期筹划、中期筹划、近期筹划和总体计划(直前筹划)。

联合全域C2的远期筹划着眼总体任务的长远目标实现,规划总体作战进程、作战资源配置和作战体系构建等。远期筹划的时间跨度较大,基于具有更高的使用价值的事件历史统计信息,通过对历史统计数据的分析,演绎时间跨度较长远的未来,形成对未来战场的研判结论,但由于远期筹划决策所依赖的情报信息源自历史统计数据的演绎推理,具有较大的不确定性,因此,远期筹划具有如下特点:1)需要充分考虑各种可能的假设,根据假设作出相应的筹划;2)无法筹划具体实施方案,只能进行概略性的战略规划。

在作战时间跨度较长时,联合全域C2需要进行中期筹划。联合全域的中期筹划以远期筹划为指导,与远期筹划相比较,中期筹划的时间跨度相对较小,筹划决策即可从历史统计数据进行演绎推理,也可根据当前态势信息进行预判,两者结合,相互佐证,与远期筹划决策的信息相比较,其不确定性得到消减。因此,中期筹划具有细节性和一定程度上的可实施性,为近期筹划提供指导依据。中期筹划具体到作战分域的行动指导,即明确相对较长一段时间可能涉及的作战分域及概略任务,包括进攻性作战分域和防御作战分域。

在作战时间跨度不大时,联合全域C2直接转入近期筹划。近期筹划基于当前的实时态势信息,具有一定程度上的确定性。在筹划内容产品上,近期筹划需要进一步明确具体全域作战行动的具体实施细节,为分域筹划提供指导。近期筹划产品须提供全域作战的总体计划,在总体计划形成后,各分域即可依据总体计划组织分域作战筹划,包括分域作战任务、作战资源以及相关约束。

在全域作战部署准备时,可能面临战场实时态势的变化,当实时态势变化超出近期筹划的预判时,联合全域C2须组织全域作战行动的直前筹划,根据当前态势的变化进行全域作战部署与计划的调整。在部署准备环节,由于相关指挥机构、人员已按部署进入相关部位,无法进行集中会商和研讨,因此,全域作战行动的直前筹划通常在分布的环境中组织实施,需要联合全域C2系统提供相关技术支持,包括分布环境中的统一态势、协同决策等。

3.2.2 联合全域的部署准备 

联合全域的部署准备在筹划确定部署方案后即展开,在行动实施前结束,通常以作战行动的D日T时刻为标志。联合全域部署准备的目的是建立全域作战行动发起和实施的条件,为全域行动展开布势。

联合全域C2的部署准备是全面的、细节的,涵盖具体活动和兵力行动,具体到兵力部署展开的时间和空间及路线选择。联合全域C2在部署准备方面的主要活动包括4个方面:1)根据全域作战筹划产品,指导部队的筹划和准备活动,确保部队各级筹划产品符合本级意图,相关准备工作达到预期;2)相关兵力按照既定的部署方案展开,在规定的时间内进入指定的阵位;3)相关兵力转入相应的战斗等级,为行动发起做好准备;4)全域作战行动的相关要素体系构建,在规定的时间内,指挥控制、情报、通信、后勤装备等要素体系围绕全域作战行动构建完毕。

全域作战C2是关键的,也是必要的,是嵌套PREA环从全域到分域的不可或缺的连接。全域作战C2的依据是已经得到批复的全域作战筹划产品,C2的对象是下级指挥机构及部队,C2的内容包含2个方面:1)下级指挥机构的筹划活动,对筹划活动指导的重点在筹划内容产品,确保筹划产品符合本级意图;2)部队的作战准备,即确保相关部队在规定的时间内完成计划所要求的状态准备。全域作战C2须把握下级的筹划准备时间,给下级充分的筹划准备时间,同时,也要保证部队准备状态维持的时间限制和行动发起的时间窗口限制。根据美军的数据统计,对下级的指导时间(下级筹划准备时间)须大于本级的筹划准备,确保下级指挥机构和部队准备充分。

3.2.3 联合全域的行动监控 

联合全域作战行动由分域作战行动构成,各作战分域行动有各自的时空尺度与节奏,其组织实施通常由各分域指挥控制机构和C2过程负责,全域C2负责全域作战总体计划的执行,监控全域作战行动与总体计划是否存在偏离,存在偏离时则负责纠正,同时,根据需要对重点作战分域的关键行动进行监控,在需要介入时进行干预。

联合全域作战行动监控的依据是总体计划,监控的目的是保证全域作战行动与总体计划保持一致,也就是说,确保全域作战行动按照总体计划实施,全域作战行动的监控是全局的、整体的,通常不深入到作战分域行动或具体兵力的行动,但对影响全域作战的关键行动和兵力,同样也是全域监控的对象。因此,全域作战行动监控在C2技术支持上需要做到即可实施宏观整体行动层面的监控,也可具体到各作战分域的监控,两者间可切换。

联合全域作战行动监控的基础是各作战分域态势的融合,只有融合的数据信息构建全域作战的统一态势才能为全域作战行动提供监控的条件。因此,各作战分域态势的融合是全域作战C2的关键技术之一。

联合全域作战行动实施阶段,相关任务兵力已经按部署展开,进入指定的阵位,分布在不同维度的战场空间。在分布的战场环境中,各分域作战为完成全域作战赋予的任务目标,在组织分域作战行动时,通常会遭遇其态势非预期的变化,计划调整或改变是其常态,在分域作战行动调整或改变计划时,可能与其他作战分域在时空上、作战资源的使用上,甚至作战效果上产生冲突,如何实时监控这些改变或调整?并实时解决矛盾和冲突?需要进行跨域的协调和协同,这是全域作战行动监控的关键和难点。在两个不同的作战分域之间可建立协商和沟通机制,但在有限资源条件下,重点保障哪个作战分域?在任何平行的两个作战分域之间都无法完美解决这一冲突和矛盾,只有全域C2才能成为仲裁,保证有限的资源投入关键的作战分域行动中,确保整体行动实施和总体任务目标的实现。因此,作战资源跨域协调需要全域作战C2的主导,同时,跨域协同只能在全域作战C2的主导下组织实施,协同内容包括时域、频域、空域以及行动效果的协同。

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图6 联合全域作战行动监控示意图

Fig.6  Diagram of joint all-domain operation surveillance

3.2.4联合全域的作战评估

联合全域作战评估伴随全域作战行动的始终,从行动开始至行动结束,全域作战评估是不可或缺的C2活动。

联合全域作战评估是整体性的、全局性的评估。评估的内容既有静态的,也有动态。静态评估对象即包含作战任务的联合全域作战体系,从全域作战任务过程至全域作战体系结构,评估重点是两者的匹配程度,或者说作战体系结构是否满足全域作战任务的需要,评估的主要依据即体系整体作战能力对当前任务和未来任务需求的满足程度,如图7所示。

图7 联合全域作战静态评估示意图

Fig.7  Schematic diagram of the static assessment of joint all-domain operations

静态评估需要分析作战体系结构与能力,通常需要专门的机构或团队组织实施。静态评估是全域作战体系的转换的主要依据之一。当评估值较小,两者不匹配程度较高时,则需要评估机构或团队及时向指挥主体预警。

全域作战的动态评估是对战场态势变化趋势的研判,既有对敌方未来总体作战意图的判断,也有对己方整体能力变化趋势的判断,还包含对战场环境未来变化的预测,三个方面的研判结论共同决定了全域作战体系的动态评估结果

3.3 联合全域C2的战场管理

联合全域C2的战场管理的核心是多尺度、多域、异步、并发且相互冲突的PREA环,围绕多尺度多域多PREA环这一内核,展开进程管理、资源管理和行动要素管理,其管理的基本框架如下图8所示。

联合全域作战的战场管理内容主要包含3个方面:1)全域作战进程管理;2)全域作战资源管理;3)全域作战行动要素管理。全域作战进程管理主要是总体进程的掌控和分域进程的协调。全域作战资源管理是对战场所有资源进行统筹,根据总体任务目标的实现进行资源的配置。全域作战行动要素管理是保证全域战场有限的时间、空间得到充分的利用,保障所有作战行动有序实施。

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图8 联合全域C2的战场管理框架

Fig.8  A battlefield management framework for joint all-domain C2

3.4 联合全域C2的信息保障

联合全域C2保障是围绕多域多PREA环嵌套内核,展开情报、通信、气象、水文、环境及等信息保障活动,确保各域各环能够得到及时、正确、完整的相关信息,为其决策提供情报信息支持。

联合全域C2既有统一的态势信息保障需求,同时,在不同的层次、不同的环节、不同的作战域以及不同的技术层面有不同的保障需求。

在全域C2的PREA环,其信息保障需求是全面的、统一的,但其精度通常是粗粒度,服务于宏观整体的决策过程,与全域C2的信息保障需求相比较,作战分域的C2活动是局部的、分域的,但其精度更高,服务于作战分域的过程。在全域与分域C2之间还存在意图与任务的理解,形成共识,因此,在必要的环节,分域C2活动也存在全域统一的态势信息需求,以便于理解全域C2的意图与任务分工的区分。

不同层次的C2活动过程(PREA环)在不同的环节有不同的情报信息需求,这是PREA环自身的特性,在筹划时,需要时间跨度大的动向情报信息,服务于对未来的周密决策活动;在部署准备时,需要实时态势信息及基于实时态势的预测预报,服务于基于预案的审慎决策;在行动实施时,需要实时态势信息,服务于基于规则的快速决策;在评估时,需要过程复盘,即态势演化过程。

全域统一态势是形成全域C2共同理解认识的条件,但在分域C2活动中,同样存在分域决策的信息保障需求,尤其是分域行动的组织实施,需要更加精准及时的信息保障,统一态势与分域态势在不同的环节有不同的需求重点。围绕多域多PREA环嵌套内核,既保障全域统一态势信息,同时,区分层次、环节,面向作战域提供信息保障是全域作战C2过程的基本保证。

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案例分析:海上合成编队全域C2模式设计

海上合成编队是由多平台(舰艇、飞机等)多系统依据作战任务构建的海上作战体系,在C2机理上,与单一作战平台的OODA环存在本质的差异,在合成编队作战体系尺度上,其指挥控制机理适用PREA环,其指挥控制系统具有多域多PREA环,并具有层次嵌套和异步并发特点。

4.1 海上合成编队多域多环嵌套共生、并发异步运行框架

海上合成编队作战指挥控制活动体现在两个层面:任务部署周期的PREA环和分域作战行动周期的PREA环,其中,任务部署周期的PREA环具有任务周期的唯一性,而分域作战行动周期的PREA环与作战域相对应,在任务部署周期具有多域并发性和异步性,任务部署周期的PREA环与分域作战行动的PREA环是嵌套关联,分域作战行动的PREA环以任务部署周期的PREA环为指导,并反馈行动简报,海上合成编队指挥控制活动体现为分层、多域多环且并发异步,如图10所示,图中战斗指挥控制活动的机理体现为OODA环。

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图10 海上合成编队多域多环嵌套共生、并发异步运行示意图

Fig.10  Maritime synthetic formation, multi-domain and multi-loop nested symbiosis, concurrent asynchronous, operation diagram

层次嵌套的多域多环构成了海上合成编队指挥体系核心组成部分,层次嵌套的多域多环的高效运行是合成编队指挥对抗优势获取的基本保障和要求,其指挥模式的构建始终围绕嵌套指挥环的高效运行展开。

海上合成编队指挥对抗优势的获取需要具备以下条件:

1)在不同层次上有不同的指挥主体负责指挥环的运行过程。在层次嵌套的多域多环中,划分了编队指挥的两个层次,即任务部署周期和分域作战行动周期的PREA环,任务部署周期的PREA环关注战场全局和任务的总体进程,分域作战行动PREA环,关注战场局部(某一区域或战场的某一维度)和兵力行动进程;两个层次上的PREA环有着不同的要求,任务层是宏观要求,而具体行动的指挥是微观细节要求;而且,在两个层面的指挥对抗节奏完全不一样,任务层上节奏慢,行动层面节奏快。两个层面的指挥活动在属性上存在较大的差异,对指挥主体来说,同时兼顾两个层面的指挥活动具有极大的挑战性,因此,理想的做法是不同层次设置不同的指挥主体,确保各层面的指挥活动都能高效实施。

2)不同作战域的PREA环设置不同的指挥主体。不同作战域的PREA环具有多环并发且异步的特点,其基本的构型是防御类行动PREA环(防空作战、反潜作战、反舰作战) 攻势类指挥环、非战争军事行动指挥环、编队作战勤务行动指挥环,多域多环并发是合成编队作战指挥的常态;而且,不同类型的行动样式具有不同的指挥属性和专业需求,防御类行动指挥活动具有被动特性,攻势类行动指挥活动掌握着主动权,所有分域PREA环具有异步特征,在同一阶段,有的分域PREA环可能已转入执行阶段,有的可能还在准备阶段,还有的可能在计划调整阶段,尤其是防御类指挥活动,其指挥周期的节奏完全取决于对方进攻行动指挥环的节奏。

在分域作战行动上,一个指挥主体负责一个分域PREA环,这是确保分域作战PREA环独立、高效运行的基本保证,也是指挥对抗优势获取的基本保障。在一个指挥主体负责多个行动指挥环的条件下,指挥主体要同时应付不同的战场局部态势和不同的行动进程,这对大部分指挥主体来说都是一种挑战,只有专注才能高效,确保行动反应敏捷,形成指挥对抗的优势。

3)设置作战要素资源的协调主体确保多域多环整体运行的有序性。海上合成编队的作战要素资源是有限的,有限的要素资源需要分配至任务的各阶段以及同一阶段的各域行动中,在激烈的对抗海战场环境中,按计划协调只是一种理想的情况,大多数情况下要素资源的实时需求会在各类作战行动的实施过程产生,这些冲突都需要实时消解,不能得到实时消解就会导致各类行动的相互影响,从而导致指挥系统的混乱。设置要素资源的协调主体,实时消解作战行动的各类冲突,这是指挥对抗优势获取的另一保障。作战要素是指任务行动的时域、空域、海域以及频域等要素,而资源主要包括各类兵力兵器,如水面舰艇、潜艇、各类舰载飞行器等。

4)各类保障面向不同层次、不同类型的指挥控制活动提供正确、及时、有效的信息保障服务,确保多域多环指挥决策活动快速高效。各类保障向指挥控制活动提供持续和稳定的保障服务是海上合成编队指挥体系高效运转的基础和前提。海上合成编队的各类保障包括作战保障和后装保障,作战保障包括情报、通信、海洋气象、海洋环境、航空保障等等,后装保障是指合成编队的海上补给和装备保障服务,面向指挥控制活动的保障服务主要是提供各类保障信息,如战场态势信息、海洋环境信息、气象及气象预报信息等,面向不同层次、不同类型的指挥控制活动提供所需要的信息是确保保障信息精确化,为不同节点的指挥决策活动提供正确、及时、有效的保障信息服务。

4.2 海上合成编队指挥控制模式设计

指挥模式是指挥活动的组织实施方式,好的指挥模式能保证指挥活动的高效,从而提升指挥系统的效能,反之亦然。因此,指挥模式的建立就是追求指挥活动的高效,确保指挥系统的指挥效能的提升。海上合成编队指挥模式要与海上合成编队指挥活动的一般规律相适应,确切地说,就是模式要服务于多域多环嵌套共生、并发异步的机理特性,这是海上合成编队指挥模式建立的根本出发点和立足点,如果模式不符合海上合成编队指挥活动的规律,与基本原理相违背,模式的建立就失去了意义。

基于多域多环高效运转、获取指挥对抗优势的基本要求,建立合成编队通用指挥模式:在任务周期的PREA环上采取集中方式,指挥主体为编队指挥员,负责战场全局的掌握和任务要素的确定,包括任务的阶段划分、目标设置、任务分配、兵力分配、主要海空域设置(如综合作战区)、航线选择等等;在分域行动PREA环上,采取委托授权,主体是编队指挥员授权的行动指挥官,负责具体战术行动的组织实施,包括行动兵力的编组及任务区分、行动海空域、行动目标及行动要点等;在任务行动的要素资源管理上,以综合协调控制为主,主体即可设置独立的调控主体,也可由任务行动指挥主体兼职,主要职责是管理战场的要素资源,适时解决任务行动在要素资源上的冲突问题,确保任务规划行动指挥环的同步高效运转;在各类保障上,以面向不同层次、不同类型指挥控制活动的信息服务保障为主,为任务规划行动指挥环的指挥决策活动提供持续稳定的各类保障信息。

通用指挥模式可以概括为任务集中规划、分域行动委托指挥、作战要素资源综合调控、保障面向嵌套指挥过程服务,如下图11所示。

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图11  海上合成编队指挥控制基本模式

Fig.11  The basic model of command and control of maritime synthetic formations

在基本模式中,确保多域多环高效运转的活动可以概括为4类:指挥活动、控制活动、协调活动和保障活动。指挥活动是指任务部署周期PREA环系列活动,控制活动是指分域作战行动的PREA环,协调活动是指对战场要素资源的管理控制活动,而保障活动是指服务于多域多环的信息服务保障。

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结论

关于联合全域C2概念的开发和运用,美军强调了经典理论OODA环的指导,但在具体实施方法上,又与OODA环并不完全一致,在强调“观察”、“判断”、“指挥控制”的同时,也强调“筹划”、“融合”、“管理”等概念。对这种理论与实践自相违背的现象,本文认为,其本质在于经典理论的适用错误。联合作战是体系作战的概念,而非单一的作战平台单元,在体系层面,其C2过程机理不同于单一作战平台单元,这是C2过程尺度关联性具体体现。OODA环源自于战斗机的空中格斗,对单一作战平台单元的C2对抗具有非常好的适用性,但并不适用于作战体系的C2对抗。体系的对抗过程,遵循PREA环及其制胜机理。

本文以宏观作战体系C2过程(PREA环)为指导,探索联合全域C2概念机理,主要工作包括3个方面:1)对联合C2活动的特点进行剖析,划分了联合C2从初级、中级到高级的三种形态,提出联合全域C2活动的多域并发性、节奏的异步性和过程的冲突性。2)以PREA环为指导,建立了跨域作战C2活动的一般过程和联合全域C2机理模型──多域多环嵌套,从联合全域作战筹划、部署准备、行动监控、作战评估4个环节建立每个闭环过程的嵌套与交互关系,并围绕多域多环嵌套的核心,建立了联合全域C2的作战管理架构和信息保障模式。3)以海上合成编队为例,运用全域C2机理模型,建立海上合成编队多域多环嵌套共生、并发异步运行框架,基于这一框架对海上合成编队的C2模式进行了设计。

从联合全域C2机理模型及案例分析看,关于运用体系C2过程描述的PREA环理论指导全域C2概念是可行的,也是科学完整的,可以解释联合全域C2的相关活动,这些活动不仅仅涵盖传统的“观察”、“判断”、“指挥控制”等,还包括宏观尺度上的作战筹划、作战评估、作战部署、作战管理等活动。另外,基于PREA环的多域多环嵌套模型,完整描述了联合全域C2的过程机理,从作战全域到作战分域,从C2的物理域、信息域到社会域,各域之间的相互关联和活动边界。首先,从多域多环嵌套模型高效运行的角度,合理解释了联合全域C2战场管理的必要性以及战场管理所需要的基本框架模式。其次,从多域多环嵌套模型高效运行的角度,合理解释了全域C2对统一融合态势的需求以及分域态势的信息,并建立面向多域、多环、多尺度的信息保障模式。

从基于PREA环的多域多环多尺度嵌套模型可以看出,联合全域C2活动是复杂的,联合全域C2系统建设面临诸多挑战,不仅有传统的态势融合、跨域协同的挑战,更多的挑战在于多域多进程的管理、战场资源管理以及全域行动要素的管理,管理是全域C2效能发挥的关键支撑,同时,全域C2还面临信息保障的难题,这一难题的关键在于面向不同的作战分域、作战进程环节和C2层级需要满足不同的信息精度、内容和时效性。

致谢:感谢信息系统工程重点实验室开放基金资助课题(05202007),国家重点实验室基金(6142101190201,XM2020XT1009),对该项研究的资助。

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作者简介

易侃(1981—),男,研究员级高级工程师,主要研究方向为指挥控制系统技术。

钟元芾(1995—),男,博士研究生,主要研究方向为体系工程、复杂网络韧性分析。

曾逸凡(1996—),男,博士研究生,主要研究方向为复杂网络信息系统、信息系统分析与设计。

张英朝(1977—),男,通讯作者,教授,主要研究方向为信息系统工程、信息管理与决策、体系工程。

周光霞(1966—),男,研究员级高级工程师,研究方向为系统总体技术。

阳东升(1975—),男,博士,高级工程师,主要研究方向为指挥控制基础理论与方法、海上合成编队作战指挥和体系工程。

排版校对:刘亚丽

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