机群打击链组织结构层级化模型*

2019-03-14罗木生王宗杰

火力与指挥控制 2019年2期

罗木生，王宗杰，刘浩

（海军航空大学，山东烟台 264001）

0 引言

机群打击链是由空中各型作战飞机构建而成，能够针对打击对象完成“发现-定位-跟踪-决策-交战-评估”完整作战环节的打击体系［1］。机群打击链聚合了分布在广阔战场空间的兵力，实现了战机功能单元之间的高效协同，极大地缩短了从发现到打击目标所需的时间［2］。

组织结构是从总体上描述机群打击链指挥层级，包括指挥关系、协同关系、控制关系，以及信息需求等。机群打击链是一个深度协同的作战体系，首先需对兵力组织结构进行建模，从总体上展现机群兵力节点连接关系与兵力之间的信息需求，为后续作战过程、信息交互建模奠定基础。

在组织结构方面已开展较多研究，但侧重于面向C2（Command and Control）的组织结构的优化与设计［3-4］、网络拓扑模型［5］、信息流描述图模型［6］、合理度评估［7］、扁平化分析［8］、鲁棒性研究［9］等；以及指挥所人员的组织结构［10］、兵力组织的设计与运作［11-12］和组织结构效能的定量分析［13］等方面。相关研究成果是将兵力平台整体［14-15］作为组织结构分析与研究的对象，主要服务于组织结构的顶层设计与体系研究等方面的需要。

网络化作战中，机群作战不再以平台为中心，而是强调整合并发挥机群平台上各功能单元的作用，实现功能单元级的深层次协同。目前通常采用的以平台为基本单元的组织结构建模方法，不能描述到功能单元级，因而难以满足这一需求。本文采用层级化方法，构建机群打击链组织结构模型，以期较好地解决上述不足。

1 机群打击链组织结构层级化建模方法

机群打击链可由预警机、战斗机、电子战飞机、反潜机、无人侦察机、无人战斗机等兵力和机载导弹等武器设备构成。兵力层级较为复杂，如预警机，不仅可以执行侦察预警、战场监视任务，还可以执行指挥控制、兵力引导，为导弹提供中制导等任务；而导弹则较为单一，主要用于对目标实施火力打击。

因此，在机群打击链组织结构模型中，不同兵力节点的描述粒度需求并不相同。一个粒度较粗作战兵力节点（如预警机）本身就可能包含若干个粒度较细的功能单元节点。所以，提出层级化建模方法，对机群打击链的组织结构进行建模描述。

所谓层级化方法，是指能够根据粒度需求的不同，以构建打击链的兵力体系为对象，建立满足不同层级的作战兵力组织结构模型。建模方法的基本步骤包括：

1）建立粒度较粗的作战兵力节点（高层级作战节点）间的高层级组织结构图；

2）把全部或部分粒度较粗作战兵力节点分解成为若干粒度较细的作战兵力子节点（子层级作战节点）；

3）用分解得到的作战兵力子节点取代其父节点位置，完成子层级作战节点组织结构图；

4）子层级作战兵力节点可进一步分解成更下一层级的作战节点，分解层级根据建模的目的与需求确定。

通过上述步骤，可以得到不同层级的作战兵力节点组织结构图，从而满足不同指挥层级作战决策和信息需求的描述图。例如，对于进行海上战役筹划的指挥员来说，机群便是其筹划的基本单元对象，必须对每一架飞机进行研究和决策，至于单架飞机上哪些功能单元发挥作用并不是其关注的重点，如图1所示的“层级1”。然而，对于战斗层级来说，必须了解清楚每一架飞机上的功能单元，在不同时刻、不同打击链中发挥的作用，以便于从整体上对机群进行作战运用规划，如图1所示的“层级 2”。

图1 机群打击链兵力节点层级化描述示意图

2 机群打击链组织结构高层级模型

在机群打击链作战体系中，组织结构高层级描述是以各型飞机兵力整体作为基本元素进行研究。

根据有向图理论及其方法，兵力节点组织结构图是由作战兵力节点与兵力节点之间连接线共同构成的。兵力节点之间连接线表示2个兵力节点之间各种信息需求的集合；但是仅表示两者之间有信息需要，而不代表两者之间信息的传递关系。兵力节点之间的连接线用有向箭头表示，以表征两者间的信息需求方向，且通常在箭头旁边用文字、图形或代码标志最主要的信息。如下页图2所示。

图2 组织结构高层级描述示意图

图2清晰呈现了一种情况下的兵力节点的组织关系以及信息需求。但实际上，兵力节点信息需求比图中给出的要多，且大部分兵力节点之间具有相同的信息需求。将这些信息需求汇总成表，并分别给出唯一的编号，如表1所示。

表1 兵力节点之间信息需求列表

定义Fnodi为第i个兵力节点，采用矩阵化的方法，对兵力节点高层级组织结构进行描述，则图2所示的兵力节点组织关系可表示为

其中，Nconi，j值为1表示从兵力节点i到兵力节点j之间存在信息需求，而Nconi，j值为0则表示兵力节点之间无信息需求。

但式（1）并未给出具体信息需求的名称，因此，结合表 1，将式（1）变换为

其中，Ncii，j值大于0，则表示兵力节点i到兵力节点j之间存在信息需求，Ncii，j的数值与表1中的编号对应，代表了具体的信息需求。

设机群打击链作战体系由N0个作战兵力节点构成，则兵力节点高层级组织关系可表示为

兵力节点高层级组织结构模型中，是将作战兵力整体当作“质点”进行分析，描述的层级较高、粒度较粗，所展现的信息能够满足一定层级指挥员进行战场指挥控制与决策的需求。

但是，对于网络化作战中的指挥员，图2所示的组织结构描述模型就不能满足作战决策、规划与指挥控制的要求。主要因为同一作战兵力完全可能是多条打击链的兵力节点，因而必须明确兵力节点在各打击链中担负任务的功能单元，从而利于在打击链构建中对兵力节点进行统筹规划。例如：图2中，并不能得出兵力节点2的哪些功能单元发挥了作用，也就无法得出兵力节点2还有哪些功能单元可以继续参与其他作战体系的构建。因此，必须构建粒度更细的兵力节点组织结构模型。

3 机群打击链组织结构子层级模型

兵力节点子层级组织结构模型是在高层级组织结构的基础上，进行粒度更细的描述。因此，首先必须对兵力节点的描述进行细化。

根据各型飞机兵力在打击链作战体系中发挥的作用，划分出若干功能上相互独立的功能单元，作为基本元素进行研究。以图2为例，若其兵力节点2可细化为3个功能单元：指控单元、火控单元、武器单元，则打击链组织关系如图3所示。

图3 组织结构子层级描述示意图

图3仅对兵力节点2进行了细化，如有需要，则同样可对其他兵力节点进行细化，得到类似的子层级组织结构图，从而更为清晰地展现兵力节点内部与其他兵力节点之间的主要信息需求，利于指挥员进行作战筹划与指挥决策。

设机群所有作战兵力节点共计N0个，按照组织结构图颗粒度差异，划分为J0层级，则作战兵力节点集合记为，其中n为作战节点颗粒度值，即当前作战兵力节点或子节点所在的层级；NFnod，i为兵力节点i细化出来的子节点的数量。例如，表示兵力节点1划分的第2层、第3个子节点。若兵力节点4只划分了1个层级，且该层级只有1个节点，则可简写为Fnod4，也就是兵力节点组织结构高层级描述中的元素。

那么图3所示的组织结构关系可用矩阵表示为

显然，随着各兵力节点划分的功能单元越多，其子节点也越多，将使得组织结构关系描述矩阵维数迅速增加。为控制矩阵规模，应将对兵力节点划分为能够反映体系信息需求、数量尽可能少的功能单元。

4 机群打击链组织结构层级化模型示例

以机群反舰作战中，“预警机→无人侦察机→战斗机→空舰导弹”打击链为例，其兵力构成关系描述如图4所示。

图4 “预警机→无人侦察机→战斗机→空舰导弹”兵力构成关系图

根据组织结构层级化建模方法逐层进行描述。

4.1 机群打击链组织结构高层级模型

对于机群打击链作战体系，其兵力节点主要有预警机节点、无人侦察机节点、战斗机节点以及空舰导弹节点。根据作战的需要，分析得到各兵力节点之间的信息需求，兵力节点高层级组织结构描述如图5所示。

图5 反舰打击链组织结构高层级描述示意图

图5清晰描述了各兵力节点之间的主要信息需求，能够满足以兵力为整体进行作战规划、决策的作战需求。

4.2 兵力节点功能单元划分

为了能够更深入地描述打击链兵力节点子层级组织结构，对各兵力节点进行功能划分。在反舰打击链作战体系中，并不是各型飞机所有的功能单元都发挥了作用。在构建打击链子层级组织结构模型时，为减少描述矩阵的维度，减少无用信息的描述，只选取发挥作用的功能单元作为兵力子节点，进行建模和矩阵的描述。如下页表2只给出了兵力节点主要的功能单元，但不是全部。