杨 娜， 袁 舒, 古 丛

(1. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系，北京 100072； 2. 66489部队，北京 100095；

基于EC2I的陆军信息化部队电子对抗仿真建模

杨 娜1,2， 袁 舒3, 古 丛4

(1. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系，北京 100072； 2. 66489部队，北京 100095；

3. 北京特种车辆研究所, 北京 100072; 4. 装甲兵工程学院政治部， 北京 100072)

针对陆军信息化部队电子对抗的特点，分析了其系统性；基于系统论，提出了实体、指挥控制、交互(Entity,Command and Control,Interaction,EC2I)的陆军信息化部队电子对抗建模原理，分析了其适用性；基于该原理，提出了陆军信息化部队电子对抗的建模框架和流程；最后，应用该原理构建了陆军信息化部队电子对抗的模型体系和仿真系统，通过仿真对比实验验证了该原理的有效性。

电子对抗；作战仿真；EC2I；陆军信息化部队

以信息技术为主的高新科技的发展引发了军事领域的新变革，“软”对抗实力已经成为评判军队实力的重要标准之一[1]。适应现代作战的陆军信息化部队已成为世界各国军队建设和发展的重点，它在信息战争中面临的首要问题就是在复杂的电子对抗环境下的生存和作战能力。现代战争的经验和教训表明：如果不具有良好的电子对抗能力，再好的作战部队也不堪一击。当前，电子对抗已贯穿于作战的全过程，是信息作战的主要形式[2]，其研究已成为军事领域的热点和难点问题之一。电子对抗装备是陆军信息化部队装备体系的重要组成之一[3-4]，对陆军信息化部队电子对抗装备运用和装备训练进行研究，是提升陆军部队信息作战能力的保证。

与其他研究方法相比，建模与仿真方法具有费效比高、对装备无损耗、可灵活设置等优势。作战仿真技术是评估装备作战效能、提升部队作战训练效果的重要手段，已成为军事人员进行装备论证、试验、运用及训练的重要途径[5-6]。

在电子对抗仿真建模中，常常需要预先设定对抗目标和协同对象，根据模型接口可以相对独立地建立电子对抗模型[7-8]。但是陆军信息化部队的电子对抗与之不同，以往建模的方式不再适用于其建模研究。主要原因是：1)简单的信息交互不能充分地体现电子对抗与陆军信息化部队其他系统之间的信息共享、密切协同等一体化作战的特点；2)战场电磁环境复杂，有限的目标不能反映电子对抗交互对整个作战空间内电子设备产生的威胁或影响，自扰也被忽略了。因此，进行建模与仿真研究时不能脱离陆军信息化部队，需结合作战系统中复杂的关联关系、作战环境和作战目标等因素进行全面的实验探索与分析，进一步发展电子对抗的建模与仿真理论。

1 陆军信息化部队电子对抗的系统性

从陆军信息化部队电子对抗的特点出发，以战争的复杂性和系统论[9-10]为基础，分析电子对抗在体系对抗中的地位和作用，其系统性表述如下：1)电子对抗作为一个独立系统，由电子对抗的组成要素及要素之间的相互关系关联而成；2)电子对抗又是陆军信息化部队中的一个系统，与其他系统有机地互联，构成陆军信息化部队作战整体，在联合作战条件下与海、空、二炮、航天等军兵种系统之间还存在联合、协同关系；3)陆军信息化部队电子对抗还与蓝方之间存在敌我对抗关系，与环境之间也存在相互影响关系。

电子对抗在体系作战中发挥的效果正是通过电子对抗与其他参战实体和系统之间的复杂关联关系涌现而成的。其中：1)电子对抗系统的组成要素即为实体，指人与装备结合的最小作战单元；2)实体间的交互是系统间交互和体系间交互的基础；3)电子对抗实体及实体间的关联关系形成了电子对抗系统；4)电子对抗实体和其他实体之间的交互构成了陆军信息化部队作战体系；5)电子对抗实体与红方实体之间的协同支援交互以及其与蓝方实体之间的电子对抗交互形成了体系对抗中电子对抗的综合效果，如图1所示。

图1 陆军信息化部队电子对抗的系统性

从图1可以看出：一方面，由于信息系统的使用，电子对抗系统内部以及电子对抗与红方其他系统之间的关联关系更为密切；另一方面，在数字化的战场上，用频设备增多，电子对抗行动所产生的威胁或影响将更加复杂[11-12]。若要研究陆军信息化部队电子对抗的建模，既不能脱离陆军信息化部队，也不能脱离整个作战系统。

2 EC2I建模原理及其适用性

以系统论为指导，从组成系统的元素和元素之间的关系研究电子对抗的建模，提出实体、指挥控制、交互(Entity, Command and Control, Interaction, EC2I)的陆军信息化部队电子对抗建模原理：将系统自顶向下分解，直到满足战术级作战仿真需求的作战实体，分析实体间的关联关系和作用，建立相关模型，再通过自底向上的模型集成来形成陆军信息化部队电子对抗的整体描述。

2.1 基本元素及其关系

EC2I建模原理的基本元素包括3部分：

1) 实体(E)是作战系统中的最小要素，包括实体本身的建模和实体行为的建模2部分，这里专指电子对抗实体；

2) 指挥控制(C2)指所有电子对抗实体及其行为的统一组织；

3) 交互(I)指实体之间的交互，本文重点关注与电子对抗实体相关的交互。

EC2I建模原理基本元素及其关系如图2所示。

图2 EC2I建模原理的基本元素及其关系

2.2 EC2I的建模原理

1) 该建模原理是应用于体系对抗中陆军信息化部队电子对抗的建模；

2) 该建模原理的核心是以实体、指挥控制、交互作为基本的模型类，以此研究陆军信息化部队电子对抗的建模；

3) 根据电子对抗的系统性，从上逐层向下分解，直至作战系统中具有独立功能的最小要素——作战实体；

4) 从体系层、系统层到作战实体层逐层分析与电子对抗相关的关系和交互，并将所有的关系和交互用实体间的交互进行表示；

5) 建立人装合一的、具有独立行为功能的电子对抗实体模型，反映不同作战实体交互的特性，并具备一定的通用性；

6) 建立电子对抗指挥控制模型，反映陆军信息化部队指挥机构对电子对抗系统及其内部力量的组织使用；

7) 建立交互模型，重点是电子对抗行动对其他军兵种的影响和其他军兵种对电子对抗的影响建模，表现为由电子对抗行动引发的一种面向服务式的电磁交互;

8) 通过电子对抗实体模型、电子对抗指挥控制模型以及交互模型相互作用，涌现产生系统的作战能力，向上逐步传递,产生体系的整体性和体系对抗的综合效果，最终形成体系对抗中电子对抗的建模。

2.3 EC2I建模原理的适用性

基于EC2I的电子对抗建模原理，将还原论和整体论相结合，实现了作战系统到作战实体自顶向下的分解以及作战效果自下向上的涌现，适用于陆军信息化部队中电子对抗及其他兵种的建模，并满足体系对抗作战仿真的建模需求。

由于建模的粒度达到了单装，因此能够用于交战级、战术级的仿真，按照EC2I建模原理构建的模型可进一步聚合，以支持战术级以上规模的仿真。

EC2I建模原理强调指挥控制在作战过程中的重要性，突出了人在作战中发挥的决策作用，反映了作战是具有一定主观目的、有组织的活动，体现了一体化指挥信息系统在现代信息化作战中的铰链作用，更能反映信息化作战的特点。

3 基于EC2I的陆军信息化部队电子对抗建模框架和流程

3.1 陆军信息化部队电子对抗建模框架

基于EC2I的陆军信息化部队电子对抗建模框架如图3所示，既包括陆军信息化部队电子对抗的实体建模、指挥控制建模和交互建模3方面，也反映了三者之间的关系。这3方面内容并非是孤立的，电子对抗的实体建模是基础，描述了产生电子对抗行动的最小作战单元，也反映了电子对抗装备的新特点，实体的行为是交互产生的触发条件；指挥控制建模是核心，描述了电子对抗单个实体行为及整个系统行动的组织、协调和控制，电子对抗系统与陆军信息化部队作战体系内其他系统的协同也是在指挥控制之下开展的；交互建模是行动产生效果的体现，反作用于实体和指挥控制建模。

图3 基于EC2I的陆军信息化部队电子对抗建模框架

3.2 陆军信息化部队电子对抗建模流程

根据EC2I的建模原理，陆军信息化部队电子对抗的建模流程如图4所示，包括以下3个基本过程：

1) 整体作战系统自顶向下的分解过程。该过程包括组成元素和组成元素间的关系分解2部分。作战系统分解为不同作战体系，陆军信息化部队作战体系分解为包括电子对抗系统在内的不同作战系统，各作战系统分解为作战实体，电子对抗系统分解成单个电子对抗实体；在体系层主要存在体系之间的对抗关系，向下分解为系统层中其他系统与电子对抗系统之间的关联关系，进一步分解为其他实体与电子对抗实体相关的关系。

图4 基于EC2I的陆军信息化部队电子对抗建模流程

2) 陆军信息化部队电子对抗的EC2I建模过程。该过程是对自顶向下分解结果的建模，其中：电子对抗实体建模是对电子对抗装备、人以及人操作装备产生行为功能的建模，重点是对能够触发交互、对其他系统和实体产生影响的电子对抗行动进行建模；电子对抗指挥控制建模除了对电子对抗系统内部指挥方式、指挥体制的建模外，重点是对电子对抗系统与红方其他系统之间协同的建模；电子对抗交互建模重点是对电子干扰、电子对抗侦察、电子防御产生的交互及作用进行建模，是电磁辐射在战场环境中、整个作战系统内对其他实体产生作用的建模，包括对己方的影响。

3) 作战效果自底向上的涌现过程。该过程是由电子对抗实体与其他相关实体之间的物质、能量、信息的交互而产生的直接和间接效果，向上产生电

子对抗系统的功能；由电子对抗系统与体系内外系统的相互作用，产生陆军信息化部队作战体系的信息攻防效果；最终形成了体系对抗中电子对抗的综合作战效果。

4 基于EC2I的电子对抗仿真应用

4.1 电子对抗仿真系统

基于EC2I的建模原理，建立了电子对抗实体模型、电子对抗指挥控制模型、电子对抗交互模型和环境模型4大类仿真模型，形成了陆军信息化部队战术级电子对抗模型体系，如图5所示。

图5 陆军信息化部队战术级电子对抗模型体系

所建模型已应用于陆军信息化部队电子对抗仿真系统中，该仿真系统由初始化模块、数据接收模块、仿真运行模块、数据输出模块、底层通信模块和电子对抗模型库、数据库构成，可实现不同专业、不同平台的电子对抗装备仿真；按照电子对抗部(分)队的编成和灵活分组情况，生成组织结构，实现不同级别电子对抗的指挥控制仿真；实现红蓝双方通信对抗、光电对抗和雷达对抗等行动和交互仿真，以及实体/部(分)队之间相互配合、协同的仿真。

4.2 仿真实验及结果分析

将构建的电子对抗仿真系统应用于陆军信息化部队的体系对抗仿真实验之中，包括指挥、装甲、机步、通信、侦察、电子对抗、炮兵、防空、陆航和保障等系统的虚拟仿真。设定蓝方为机步旅，红方为数字化机步旅，配有电子对抗力量。对比实验中，在保持蓝方兵力、编成、装备性能和作战地域等条件不变的情况下，将红方的电子对抗力量屏蔽。

1) 红方地面装甲集群的战损统计与分析

在有、无电子对抗力量时红方地面装甲集群的战损分别如表1、2所示。可以看出：在无电子对抗力量时，红方地面装甲集群的平均战损率为56.5%；有电子对抗力量时，红方电子对抗部队伴随装甲突击群实施掩护和支援，平均战损率为42.7%，比无电子对抗力量时下降了13.8%。

表1 在有电子对抗力量时红方地面装甲集群的战损

表2 在无电子对抗力量时红方地面装甲集群的战损

2) 蓝方指挥通信网络性能统计与分析

表3显示了在红方有、无电子对抗力量时，蓝方旅基、前、预、后指挥所的通信请求成功率。可以看出:在红方无电子对抗力量时，蓝方旅指挥所平均通信成功率约为79.82%;当红方有电子对抗力量时，蓝方旅指挥所平均通信成功率约为70.39%，其中旅前进指挥所通信请求成功率下降较为明显，而预备指挥所和后方指挥所的通信成功率变化不明显。

表3 蓝方指挥通信请求成功率

以上分析表明：通过对红方电子对抗实体、指挥控制的仿真,红方侦察系统与电子对抗系统之间的协同仿真,以及红方电子对抗实体对蓝方通信的干扰压制仿真等，体现了红方电子对抗对地面装甲集群的电子防护以及对蓝方浅近纵深内通信的干扰压制，降低了蓝方对红方前沿浅近纵深的打击能力。通过上述限定条件下的对比实验，在一定程度上验证了从实体、指挥控制和交互3方面建立电子对抗仿真模型的有效性，实现了电子对抗仿真系统的功能。

5 结论

在复杂电磁环境下的陆军信息化部队的体系对抗仿真中，电子对抗建模具有一定的难度。本文针对陆军信息化部队中电子对抗的系统性，从实体、指挥控制和实体间交互3方面出发，完成了对电子对抗作战活动的整体建模。基于EC2I的建模原理，注重电子对抗装备特点、电子对抗指挥控制、电子对抗实体行为功能和效果的描述，并突出了作战体系中实体和系统间的信息共享和相互协同。研究结果对信息化条件下体系对抗仿真中电子对抗的建模具有一定的指导作用，为电子对抗装备试验、装备效能评估、装备培训和训练提供了支撑。

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(责任编辑:尚彩娟)

Modeling of Electronic Countermeasure Simulation in ArmyInformationization Forces Based on EC2I

YANG Na1,2, YUAN Shu3, GU Cong4

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China；2. Troop No. 66489 of PLA, Beijing 100095, China；3. Beijing Special Vehicle Research Institute, Beijing 100072, China；4. Department of Politics, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China)

Aiming at the characteristics, the systematic property is analyzed. Then, based on system theory, Entity, Command and Control, Interaction (EC2I) modeling principle of electronic countermeasure in army informationization forces is proposed and usability of EC2I is analyzed. The modeling frame and processes of electronic countermeasures in informationization forces is proposed based on modeling principle of EC2I. At last, the model system and simulation system are built by using modeling principle of EC2I. By simulation experiments and contract, the modeling principle is validated.

electronic countermeasure; combat simulation; EC2I; army informationization forces

1672-1497(2015)02-0092-05

2015-01-12

杨 娜(1983-)，女，博士研究生。

TN97; TP391.9

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.02.018