胡志强

1.江苏自动化研究所,江苏 连云港222061

指挥与控制是自然界和人类社会所有行动最基本的、也是最本质的内容.21世纪,随着大数据的发展以及信息技术为先导的现代高新技术以前所未有的广度和深度向各个必然和自由王国扩展和深入,围绕个体和人类集体组织行为,一个与物质世界平行的数字世界开始形成并发展壮大.大数据指挥与控制的内涵和作战组织形态发生了重大变化,并产生空前的作用和影响[1−2].从经典指挥与控制到大数据指挥与控制,指挥与控制的主体、内容,指挥与控制的域、方法、手段、组织结构和流程等都具有了新的特点.本文主要探讨大数据时代指挥与控制的内涵变化及其主要内容,以深化对指挥控制本质的认识,更好地实施大数据指挥与控制.

1 指挥与控制的基本涵义

指挥与控制是自然界和人类社会普遍存在的现象,但作为一门不断发展的科学意义上的概念,则是社会发展和技术进步的产物.20世纪初以来,由于战争(特别是二战)实践和军事的迫切需求,现代意义上的指挥与控制概念和理论得到了极大发展,确立了在军事领域以机械化作战指挥理论和经典控制论为基础的工业时代指挥与控制概念.指挥艺术和控制技术相互融合,形成了一体化的指挥与控制,即C2.指挥与控制理论、方法和技术除优先应用于军事领域外,还广泛应用于工程和人类社会生活的其他方方面面.

实际上,指挥作为个体或组织实现目标的一种手段,自打有社会活动开始就出现了.从原始人部落、农业社会到工业社会直至现代,“指挥”的概念历经数千年的演化,并且一并内含控制的意思.古汉语中,“挥” 通 “麾”.《旧五代史》卷七十五:“望麾而进,听鼓而动”.“麾”,指发令的小旗.无论是指向挥动,还是直接舞动小旗都有其最基本的涵义,都是调动他人行动的活动.战国时期《荀子·富国》一书中有“措揖指挥”,而强暴之国莫不驱使”.这里,“指挥”也是一种调度活动.在主体上,指挥控制是将帅的职责.《尉缭子·武议第八》中有“将专主旗鼓耳.临难决疑,挥兵指刃,此将事也,一剑之任,非将事也”.将帅指挥调度,发号施令,临难决疑,指挥行动;直接拿起武器与敌人格斗是士兵的事.在西方,Command一词起始于欧洲中世纪晚期(约1250∼1300年),最初是指与指挥个体相联系的管理艺术.二次大战后,现代Command的概念才正式成形.20世纪50年代,时任美国总统杜鲁门对麦克阿瑟将军授权时正式使用了“take command and control of the forces”的提法[3].《美国国防部军事辞典》对指挥控制的定义为:“在完成使命任务中由合适地赋予给指挥官的对指派兵力权威的行使,通过由指挥员在计划、协调和兵力控制中对人员、设备、通信、资源和过程的配置来实现指挥控制功能.”我国《军语》对指挥控制的解释是:“指挥员及其指挥机关对部队作战或其他行动进行掌握和制约的活动”.

控制,广义上可以说是与生俱来.譬如地球上大气、水、森林、草原、阳光、动物等构成一个动态平衡的自动控制系统.生物界,从低等植物、草食动物到肉食动物也相互制约和控制构成一个食物链系统.对于人类社会,大到国家治理、全球稳定,小到企业生产、市场营销,也都存在并需要控制活动.人行稳坐好也靠的是控制.更不用说在人类工程领域,各种系统装备和设备,普遍存在着反馈控制机构.但控制作为一个名词术语出现较晚.19世纪30年代,Jomini在其名著《战争艺术》中第一次使用“Control of Operations”这一提法,并对军事领域的控制概念进行了阐述.科学意义上,“控制(Control)”一词源自N.维纳的控制论.最早的指挥与控制模型是结合控制论建立的过程模型,而在指挥与控制领域长期占统治地位的理论模型则是20世纪80年代后期John R.Boyd创立的“OODA”模型[3−4].2000年后,美军各军兵种先后将指挥与控制概念写入了作战条例.

从指挥与控制概念的发展可以看出,从古至今,指挥都有其一贯基本的涵义,并与控制密切相关,而“控制”一词的发展则与现代科技紧密相连.今天,指挥与控制逐渐融为一体,合称指挥与控制.在国外文献中,合称为C2(Command and Control),其后出现的C3,C3I,C4I,C4ISR及C4KISR都是对指挥与控制方式、方法、内容、体系结构、流程等的丰富、变化和提高.

2 信息时代指挥与控制概念的发展

指挥与控制是有目的的组织行为.指挥与控制这一概念伴随着现代科技突飞猛进和战争理论与实践不断发展.20世纪70年代开始,随着以信息技术为先导的现代高新技术的快速发展,人类社会产生和获取的各种数据和信息比以往任何时期都快得多的速度增长.指挥与控制不断丰富其内涵,改变其域,扩展其外延,变化其形式.指挥与控制的本质内容产生了质的飞跃.事实上,指挥控制的内涵和外延一直随着时代的变迁、科技的发展在不断丰富、发展和演化之中.信息时代,指挥与控制的主体是信息.指挥控制演变为决策者为完成使命任务,依据一定的目的,通过对相关各种要素的情报信息收集与评估作出决策,进而实现资源、任务和责任的分配并根据需要进行调整的活动.随着网络社会的发展,人与人之间、人与组织之间、组织与组织之间越来越多地通过网络进行不受时空限制的资源信息共享与互动.因而有国外学者针对指挥控制组织的内涵,提出“汇合(Convergence)”和“对焦(Focus)”两个新概念[4],即指挥与控制实际是使各个个体在时间和相关的组织使命任务空间以并行和协同的形式实现资源的有效汇合和对焦.在集中式组织中,以中心统一的指令行动;在边缘组织中,各个个体以自组织、自治的形式联合作战.对焦强调提供环境背景并努力定义努力的目标而将多个实体整合到一起;汇合,强调多个实体根据组织目标动态行动,走向一致的过程.此时,指挥与控制转变为一种引导和大系统管理活动.

信息时代,指挥与控制的内容体现为信息主导.指挥与控制主体在寻求实现使命目标的过程中可以创造性地发挥主观能动性,包括对意图的建立和描述、对活动情况的掌握,进行任务分解与资源分配,对态势演化作出预测和评估,以及对解决问题方案的建构与选择等.军事行动和非军事行动的区别仅仅在于,军事行动指挥控制含有丰富的体系对抗博弈行为;一般活动和非战争性军事行动指挥控制则以规划和计划为主.但都具有安排、支配、协调、反馈等有目的的组织活动.如图1所示,指挥与控制包括指挥控制主体、指挥控制客体和信息3个部分.

图1 指挥与控制概念模型

其中,使命任务是指挥与控制的原动力.为了完成任务、达成使命,就要因地制宜进行规划、计划,对任务进行分派,并在具体行动中对抗各种干扰和破坏、纠正偏差,直至实现目标.在农业社会、工业社会和信息化社会前期,指挥控制的主体是人及现代科技人脑的延伸物−−−电脑及各种智能系统.在“OODA”模型中,指挥主体依据一定的目的,通过信息和认知对相关资源(包括平台、系统、人员、装备)在时间和空间上进行有序安排和组织.通过观察,来了解外部世界.判断则是一个多方面的交互过程,包括价值观、历史传统、以往经验以及当前环境信息等的交叉参考,相互关联和相互影响.在时空上的有序安排是指控组织的行为特征;信息和认知是指挥控制的基础.指挥与控制主体不仅要进行决策和命令的发布,还要进行态势评估、计划制定和信息收集.同时,指挥与控制主体也是被客体和环境作用的客体.指挥有水平高低之分,与指挥主体的认识水平密切相关.不同水平的指挥,可能产生结果迥异的后果.因此,人们通常认为指挥是一种艺术.人及现代科技人脑的延伸物−−−电脑及各种智能系统运用指挥与控制工具系统,支配、调度和操纵以人为中心的资源来实现目标.整个指挥与控制过程存在于客观物质世界和主观精神世界的物理域、信息域、认知域和社会域.

3 基于“三个世界”理论的大数据指挥与控制模型与本体概念

图2 基于“三个世界”理论的指挥与控制概念模型

在后信息大数据时代,根据卡尔·波谱尔(K.Popper,1902∼1994)“三个世界” 理论[5],世界可划分为客观物质世界(世界1)、主观精神世界(世界2)和客观知识世界(世界3).数据一旦产生,就将成为客观物质世界(世界1)、主观精神世界(世界2)之外的客观知识世界(世界3)及其存在物,并将在“世界3”里按照自身指数发展的逻辑增长,具有客观性、自主性和实在性,并以其独特的主体性对其之外的客观物质世界和主观精神世界具有越来越强大的作用.如图2所示,在“三个世界”理论的指挥与控制概念模型中,大数据既是客体,也是指挥与控制的主体.大数据从二元的客观物质世界和主观精神世界独立出来成为客观知识世界的本体;平台、系统、人员、装备是客观物质世界的本体;人的思想、意志、情感及其延伸物构成主观精神世界.虽然“三个世界”相对独立,但在指挥与控制中,客观物质世界(世界1)、主观精神世界(世界2)和客观知识世界(世界3)是融为一体的.即客观物质世界和主观精神世界向客观知识世界的数据化、知识化,客观知识世界和主观精神世界向客观物质世界的物化;客观知识世界向主观精神世界的思想化,客观物质世界向主观精神世界的精神化.在客观知识世界中,知识的增长、知识的生产、知识的更新等构成一个知识网络;在主观精神世界中,人与人之间的交流、碰撞和妥协构成主观精神世界网络;在客观物质世界中,装备序列和作战体系构成一个物质世界网络.

在“三个世界”中,指挥发生在主观精神世界,指挥客观物质世界,反映客观知识世界;控制发生在客观物质世界,反作用于客观知识世界,体现了主观精神世界.作为自然和人类活动结构的表征和体现,大数据是客观物质世界的反映[6],体现了客观知识世界和客观物质世界之间具有同构和同步关系.因此,基于客观知识世界的大数据知识和信息,可以预测、指挥和控制客观物质世界.即大数据指挥与控制通过主观精神世界由客观知识世界和客观物质世界的相互作用来实现.相对传统抽样指挥控制和模型指挥控制,大数据不仅能提供更多额外的价值,而且能抵消一些局部错误数据的影响.

在“三个世界”理论中,目的依然是指挥与控制的动力所在,但指挥与控制本身不是目的,只是实现目的的手段.尽管在现代指挥与控制域中,从战场态势感知到融合判断形成决策,再到实施决策、制定计划、行动反馈是实证主义的,需要根据执行过程中的反馈信息随时进行调整,这些都可以认为是客观知识世界对信息的接收、处理和传递.在客观知识世界,知识是进化的、成体系的.也只有进化的、成体系的知识才是有价值和作用的.在智能化指挥与控制系统中,指控工具本身所具有的“融合、共享、联动”功能也可以有效融合指挥实体,共享感知态势,实现指控要素与行动要素的联动,达到最终将信息优势转化为决策优势、行动优势的目标.这可以看作是传统客观物质世界“OODA”向客观知识世界“大数据预测”、“大数据决策”和“大数据评估”的迁移.层次上,客观知识世界中大数据可分信息、情报和知识3个层次;属性上,客观知识世界中大数据可分基础性信息、情报和知识,预测性信息、情报和知识,决策性信息、情报和知识及混合性信息、情报和知识4类.各类信息、情报和知识通过各种属性关系上下左右相连.现代指挥与控制行动的主体是人及现代科技人脑的延伸物−−−电脑及各种智能系统,追求的是情报、预测、决策和行动之间的因果关系.实际上,指挥与控制并不强调因果关系,只需要现实的情况和客观的反应.指挥与控制实际上是各种规划、计划和围绕目标的相互博弈,包括行动规划、计划、控制、协调、磋商、分配、预测、结果反馈和随时控制.某种意义上,现代指挥与控制表现为一种信息和数据处理活动与过程.指挥控制手段和工具信息化、网络化、数字化、智能化、一体化.由于很多指挥与控制行为,特别像战争这样的行为,是有目的和动机的行为.在大数据指挥与控制过程中,大数据通过客观知识世界的数据分析,得到真实、全面的相关关系,在相关关系中突出因果关系,从而作出正确的判断;通过大数据预测评估进行决策,均显示了大数据作为客观知识世界知识本体的作用.从近几十年指挥信息系统的发展实践(从半自动化指挥控制系统SAGE到C3I、C4ISR,到基于全球信息栅格的网络使能系统NECC)看,作战指挥与控制都是围绕着信息与决策进行的[7−8],即通过不断深化和高效获取与利用信息适应瞬息万变的战场.以美军为首的军事强国已开始围绕“大数据”建设指挥信息系统,构建“从数据到决策”的能力体系.从这个角度看,大数据(包括各种情报、信息和数据库、知识库)最终将成为指挥控制决策的主体,人(包括各种平台、系统和设备)成为指挥控制决策的执行者和载体.逻辑上,大数据是指挥控制的主体;物理上,人、系统、平台和设备是大数据指挥控制的执行者和载体.因果关系被纳入到相关关系之中.因果关系和相关关系在客观物质世界和客观知识世界相互结合.

因为现实指挥与控制的存在需要速度、质量和效益,因此,就有指挥与控制的方法和效能问题.就本体而言,指挥与控制方法空间包括决策权的分配、信息的分发和成员间交互模式的选择.因此,有集中式指挥控制组织和边缘性指挥控制组织之分.在客观物质世界和主观精神世界,有效地指挥与控制需要明确的指挥意图、中央的指导、分散的执行、通用的规则和互操作.指挥与控制主体作出的决策包含分配任务、明确各执行体的职责及相互关系,建立规则和约束,包括奖惩、激励和信任契约[4].在客观知识世界,这表现为大数据的广泛度、流量、高速处理的速度及处理的水平和协同能力.大数据确定价值目标集、任务集、资源集、规则集和边界.大数据指挥与控制本质上是边缘化的.在顶层,大数据指挥与控制只遵循客观的知识世界规则,不需要人为统一的协议规则,但需根据大数据明确各执行体的职责及相互关系,为执行层确立一致的规则和约束;在底层,所有行动实体实时按需共享大数据,按大数据世界确定的规则行动.

4 大数据指挥与控制的内容

如上研究,大数据时代指挥与控制的本质是利用大数据(技术)完成指挥控制组织和管理,达成使命目标.大数据指挥与控制即大数据分析、决策和管理.大数据指挥控制成为利用大数据(技术)的指挥控制与管理行动.大数据使现代战争演变成利用数据作战,使非战争军事行动演变成利用数据规划和行动.大数据指挥与控制突出了客观知识在指挥控制中的主体性,成为客观物质世界指挥控制行动天然的本体.现代指挥与控制行动往往是立体多维的活动,涉及多元因素,需要处理庞大的数据.大数据通过处理所有数据(包括反馈数据)进行态势评估和决策[8−9],而不是抽样数据和局域情报信息进行指挥与控制,指导行动.如图3所示,指挥与控制通过数据情报获取,依托大数据分析从海量数据中提取有价值的信息,进行规划、推演,准确及时地掌握情况,分析态势变化和可用的资源,从数据优势达成行动优势.在客观知识世界,大数据指挥与控制数据化、知识化、智能化;在客观物质世界,大数据指挥与控制工程化,物化为各种兵力、平台、系统和装备.

图3 大数据指挥与控制基本流程

大数据指挥与控制的具体内容如下.

4.1 大数据情报信息获取

大数据指挥与控制首要的、最显著的特点是依靠大数据.体现在大数据情报信息获取的空前广泛和多源.不仅仅包括传统的指挥控制行动所要的历史情报信息和技术情报信息,更多的是覆盖所有角落的事物现象和活动的情报信息.从所有的大规模全面情报信息中获得过去样本数据无法得到的知识.

4.2 大数据预测

预测是决策的前提.包括大数据分析、高层信息融合.在作战指挥控制中,大数据依托统计性的搜索、比较、聚类、分类、关联等进行模式识别和分析综合,直接从大数据中发现新知识和相关性[9].通过大数据分析从海量数据中提取有价值的信息,及时准确地掌握敌方的战略企图、作战规律和兵力配置,客观预判对手的作战构想和行为特点,准确地分析把握敌我力量对比关系和战场态势的发展变化,实现战场态势实时感知和指挥主体同步认知.大数据关注的是相关关系,但是人类的活动和行动常常是有目的的组织活动或行动,事件背后往往具有因果关系或某种目的,加上因果关系的大数据相关关系分析是深化指挥与控制,提升其分析能力的核心要素.大数据融合从目标状态的信息融合拓展并上升到包括目标意图分析在内的高层信息融合和大数据融合.例如从大数据中发现战争的苗头和征兆,战争可能发生的时间、地点,从大数据中发现敌人的意图,得出敌移动导弹发射架等时敏目标的位置、航母的位置和可能航线,敌潜艇航线,从大数据中找出敌作战网络的关键节点并发现敌人潜在的作战结构,得出敌指挥官的性格特点,发现类似像本·拉登那样的全球目标等等.

预测的结果指导战略规划和博弈推演;指导搜索、探测、监视、决策、跟踪等活动.

4.3 大数据决策

在复杂多维的指挥与控制行动中,感知和共享感知仅仅是作战主体正确采取行动的依据,真正的行动还需要通过指挥与控制主体认知和认知交互来进行.感知和共享的感知进入主体(如人)的认知域后,不同主体的认知可能是不同的,反应也可能是不同的.这既有出发点不同的原因,也有能力差异的因素.大数据决策包括高层关联和信息融合,通过客观知识世界的大数据分析,得到真实、全面的相关关系,从而作出正确及时的决策.譬如利用大数据进行海上行动规划和资源调配,利用大数据拟定作战计划,进行兵力指挥协同、行动指挥、火力控制、传感器控制,包括有人装备、系统和无人装备、系统之间的协作.进行作战空间感知,实施战场管理,完成联合行动.

4.4 大数据监视与评估

效果是所有行动的出发点和着眼点.通过大数据对战场监视,不断对各种实体行为和行动效果进行评估,对整体指挥控制行为和后果进行预测,动态地协调各个实体的行动并合理分配战场资源,最后达到最终的目的.

4.5 大数据模拟和试验

“预测未来最好的方法,就是去创造未来.”大数据指挥与控制可以反复分析、研究、试验、推演,可以通过大数据模拟某些现象,揭示规律,大数据使指挥与控制实验化.

5 结论

在工业社会,人们依据局部数据、抽样数据和片面数据,甚至仅仅依赖经验、理论假设和价值观去发现未知领域的知识和规律,进行行动或指导行动,往往是简单的、肤浅的、有限的和扭曲的.大数据从客观知识世界的角度,以一种前所未有的方式直接从大数据中找到我们所需要的知识,获得有巨大价值的产品和服务,或深刻的洞见.

大数据带来了思维方式的变革.面对大数据时代海量的数据,大数据指挥与控制突破了传统指挥与控制的窠臼,无论是范围还是内涵都发生了重大变化,指挥控制变成了“基于大数据分析的行动决策和管理”.大数据对指挥与控制的信息收集、信息处理、信息分发和信息利用的各个方面和环节都直接产生作用,直接提升了指挥与控制的层次和指挥控制的能力.