通信系統(tǒng)受干擾條件下合成部隊作戰(zhàn)指揮能力評估

魏 元，賈仁耀，翟 翔

(電子工程學院，合肥 230037)

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通信系統(tǒng)受干擾條件下合成部隊作戰(zhàn)指揮能力評估

魏 元，賈仁耀，翟 翔

(電子工程學院，合肥 230037)

對通信受干擾條件下部隊作戰(zhàn)指揮能力進行分析、評估，將作戰(zhàn)指揮能力劃分為情報能力、決策能力、組織能力和控制能力，分析通信干擾威脅下作戰(zhàn)指揮的薄弱環(huán)節(jié)，最后運用“聯(lián)合指數(shù)法”建立作戰(zhàn)指揮能力的聚合模型。

通信干擾；作戰(zhàn)指揮；能力評估

0 引 言

指揮信息系統(tǒng)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的“神經(jīng)中樞”，而其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是通信。受敵通信干擾時，通信系統(tǒng)效能下降，導致情報、決策、組織和控制等一系列作戰(zhàn)指揮活動的有效、及時程度下降，作戰(zhàn)指揮能力受到嚴重影響。

通信受干擾條件下，對部隊作戰(zhàn)指揮能力的評估可分為2個層次進行:第一是在受干擾條件下，對通信系統(tǒng)的可靠性、有效性進行評估；第二是在指揮通信受干擾時，對我作戰(zhàn)指揮能力下降程度進行分析。本文在當前通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能研究的基礎(chǔ)上，對作戰(zhàn)指揮能力進行分析研究。

1 合成部隊作戰(zhàn)指揮能力評估指標

作戰(zhàn)指揮能力的評估指標體系，按作戰(zhàn)指揮活動中各個環(huán)節(jié)職能的不同劃分為情報能力、決策能力、組織能力和控制能力4項。指揮通信系統(tǒng)受干擾時，情報、控制能力被削弱是敵通信干擾的直接影響，指揮機構(gòu)、指揮員所受影響是間接的[1]。

情報通信受阻，影響的是情報活動的及時程度和全面程度，導致情報能力被削弱。指揮通信受阻，影響到的是指令下達的及時程度和可行性，導致控制能力被削弱。情報、控制都是作戰(zhàn)指揮能力的重要行動環(huán)節(jié)，其能力受到削弱必將導致作戰(zhàn)指揮能力的下降[2]。

2 對情報能力的評估分析

情報活動指的是指揮所收集與處理情報信息的活動，是決策活動的基礎(chǔ)。對情報能力的評估可以從情報的及時程度和全面程度兩方面進行[3-4]。

情報活動的延時包括獲取延時、傳輸延時、處理延時三部分。情報活動的組織實施過程中，情報源獲取和處理情報的速度、情報通信的誤碼率共同決定了指揮員獲取戰(zhàn)場情報的及時程度，即情報的及時程度TQB。隨著干擾信號強度增大，情報通信誤碼率升高，數(shù)據(jù)的傳輸速率逐漸下降；誤碼率過高的情況下，通信鏈路被阻塞，情報信息需多次中轉(zhuǎn)傳輸至指揮所。2種情況都將導致情報傳輸延時增大，情報活動的及時程度下降。指揮所從不同情報源獲取情報信息，各情報源使用的情報通信手段、受通信干擾的程度不同，延時也不相同，情報源i情報活動的及時程度可表示為:

(1)

式中:τQB-i為第i個情報源的傳輸延時；τQBmin為情報傳輸延時的下限閾值，情報傳輸延時不超過該值時，情報價值最大，時效性不受延時影響；τQBmax為情報傳輸延時的上限閾值，情報傳輸時延超過該值時，情報將無法體現(xiàn)其價值，失去時效性。

圖1 情報通信平均延時對情報活動及時程度的影響趨勢

部分情報受指揮員關(guān)注程度高，對戰(zhàn)場形勢的影響大，這部分情報對于指揮所的情報能力影響也大。因此，使用情報通信延時的加權(quán)均值以體現(xiàn)情報活動的整體特征。設(shè)ωQB-i為反映情報源重要程度的權(quán)值，情報源提供的情報越受指揮員關(guān)注，對戰(zhàn)場局勢影響越大，ωQB-i值越大。對各情報通信的及時程度進行加權(quán)平均得到合成部隊的情報活動及時程度：

(2)

式中:0<ωQB-i<1,∑ωQB-i=1。

敵我雙方關(guān)注的焦點目標也是敵通信干擾的重點，ωQB-i越大，τQB-i也就越大。前沿部署的偵察部隊、先頭部隊及主要作戰(zhàn)方向上的主力部隊通信系統(tǒng)受干擾時，對應的ωQB-i·τQB-i項變化程度較大，導致獲取情報延時τQB的大幅增加，情報及時程度受較大影響。

情報全面程度RQB衡量的是指揮所獲取情報信息反映敵情我情、戰(zhàn)場態(tài)勢的全面程度，由各情報源所搜集情報的全面程度和情報傳遞的可靠性決定，表達式為：

(3)

式中:SQB為情報搜集的全面性;n為情報源數(shù)目;N(0≤N≤n)為通信被壓制的情報源數(shù)目。

通信干擾條件下，各條通信鏈路的誤碼率都會不同程度地增大，誤碼率超過門限值的通信鏈路被壓制。

成功傳遞情報是情報價值得以實現(xiàn)的前提，當所有情報通信暢通時，情報活動的全面程度與各情報源情報搜集的全面程度相等。而隨著通信系統(tǒng)效能的下降，被壓制的情報源無法傳遞，情報的全面程度也相應下降。若所有情報通信都被壓制，指揮所無法接收情報，則情報活動就無全面程度可言了。

情報活動的及時性、全面性衡量的是2個不同方面的屬性，兩者都是情報能力得以發(fā)揮的保證，因此，情報能力EQB表達式為：

EQB=TQB·RQB

(4)

3 對控制能力的分析評估

控制能力指的是指揮所對下屬部分隊作戰(zhàn)行動進行控制的能力，控制能力的評估可從控制及時程度、控制可行性兩方面進行。

控制的及時程度TKZ與指揮所處理情報、決策、下達指令等環(huán)節(jié)的效率有關(guān)。通信干擾條件下，指令下達過程受干擾影響最大。受干擾影響，指揮通信誤碼率增大，通信延時相應增加，指令下達延時增加。設(shè)第i條指令的傳輸延時為τKZ-i，該指令的及時程度為:

TKZ-i=

(5)

式中:τKZmax,τKZmin為指令下達延時的上限閾值和下限閾值。

指揮通信延時對控制及時程度的影響趨勢如圖2所示。

圖2 指揮通信延時對控制活動及時程度的影響趨勢

延時小于τKZmin則視為延時對控制的及時程度無影響;延時處于τKZmin、τKZmax之間時，τKZ越大，控制的及時程度越差；延時超過τKZmax時，下屬部分隊所接收的已成為過時的作戰(zhàn)指令，不具備戰(zhàn)場控制的作用，控制的及時程度最差。指令下達延時τKZ-i是受干擾條件下通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率受限的表現(xiàn)。設(shè)共傳輸指令m條，控制的及時程度即為:

(6)

控制的可行性QKZ由指令傳輸?shù)目煽啃院椭噶畋旧淼目尚行越M成，只有當指令本身可行、指令傳輸手段也可靠時，控制的可行性才得以體現(xiàn)。每個部分隊使用的通信手段、所傳遞的指令內(nèi)容不盡相同，綜合考慮控制過程中指揮員發(fā)出的所有指令的可行性，有：

(7)

式中:rZL-i為第i條指令傳輸手段的可靠性，即指揮通信的可靠性，是通信系統(tǒng)誤碼率的函數(shù)；qZL-i為指令本身的可行性，即指揮員所作決策的正確性和指令的準確性。

式(5)中通信系統(tǒng)的有效性下降，導致延時增加、控制及時程度下降；式(6)中，通信系統(tǒng)可靠性下降，導致控制可行性下降。在敵通信干擾力量的威脅下，通信裝備抗擾性較差或?qū)惩{度高的部分隊，其指揮通信受影響的程度也較深，rZL-i下降程度大。

控制活動同時對指揮的及時性和有效性提出了較高要求，兩項指標同時滿足要求才能保證控制活動的順利實施。因此，控制能力EKZ可表示為：

EKZ=TKZ·QKZ

(8)

4 合成部隊作戰(zhàn)指揮能力聚合模型

作戰(zhàn)指揮過程是情報、決策、組織、控制4種階段性活動有序、周期性重復實施的過程，每一環(huán)節(jié)是其他后續(xù)各項活動開展的基礎(chǔ)。沒有情報活動，決策時就無據(jù)可依；沒有決策過程定下作戰(zhàn)決心，后續(xù)的組織工作和戰(zhàn)場控制就無從談起。因此，作戰(zhàn)指揮能力是情報、決策、組織、控制4種能力的有機結(jié)合，而不是簡單的線性疊加。傳統(tǒng)的線性加權(quán)平均方法不能將各項能力之間相互依存、緊密銜接的關(guān)系體現(xiàn)出來，本文采用“聯(lián)合指數(shù)法”對作戰(zhàn)指揮能力進行聚合，將作戰(zhàn)指揮能力看作一個由不同能力指標構(gòu)成的向量，向量的模值作為作戰(zhàn)指揮能力值。計算公式如下：

(9)

式中:EQB、EJC、EZZ、EKZ分別為情報能力、決策能力、組織能力和控制能力。

通信受干擾時，情報能力EQB和控制能力EKZ受影響程度較大，作戰(zhàn)指揮活動中這2個環(huán)節(jié)受阻，部隊作戰(zhàn)指揮能力E也將下降。若情報活動受阻，后續(xù)的一系列指揮活動都建立在不完整的情報信息之上，效能必然會下降，但根據(jù)上級指示、前期偵察和預定決心，指揮員仍能起到指導部隊行動的作用。而控制活動受阻時，下級指揮員可根據(jù)上級的既定決心和作戰(zhàn)方案，結(jié)合已掌握的情報自行指揮部隊。戰(zhàn)前的決策結(jié)果仍能在一定程度上起到指導作用。

5 仿真分析

某合成師，其指揮所的情報來源主要包括：上級戰(zhàn)區(qū)聯(lián)指組織的敵情報知，友鄰部隊的情報支援，處于一線的偵察部隊，戰(zhàn)場預置的聲、光、電傳感器。根據(jù)各情報源提供信息的重要程度對4種情報源的權(quán)重賦值為0.2,0.15,0.3,0.35。使用0-1函數(shù)表示不同敵我態(tài)勢情況下，師指揮所與各情報源之間通信被壓制情況，0表示未受壓制，1表示受到壓制。師指揮所與各情報源之間的情報通信延遲見表1、表2，師指揮所共發(fā)送5條指令，發(fā)送指令時的指揮通信連通率、延遲見表3、表4。

表1 師指揮所情報通信被壓制情況

表2 師指揮所情報通信延遲

表3 師指揮所指揮通信連通率

表4 師指揮所指揮通信延遲

情報通信延時的上限閾值和下限閾值分別為0.2 s和5 s，指揮通信延時的上限閾值和下限閾值分別為1 s和5 s，情報搜集的全面程度和各指令的可靠程度都為1，則情報活動的及時程度、全面程度和情報能力如圖3(a)所示;指揮活動的及時程度、可靠程度、控制能力如圖3(b)所示;指揮活動的情報能力、控制能力、綜合作戰(zhàn)指揮能力如圖3(c)所示。

圖3 不同敵我態(tài)勢情況下部隊情報能力、控制能力、指揮能力

隨著被壓制通信的數(shù)量升高、情報傳輸延時的增加，情報能力也在持續(xù)下降，而當傳輸延時過于嚴重時，情報的及時程度變化就不再敏感了。當某一部分隊受到強烈通信干擾以至于指揮通信連通度大幅下降，延時增加時，指揮所的控制能力也受到較嚴重影響。指揮所的整體作戰(zhàn)指揮能力受影響時變化敏感程度更低，原因在于作戰(zhàn)指揮能力是由眾多因素共同影響決定的，情報能力、控制能力所產(chǎn)生的影響只是一方面。

6 結(jié)束語

綜上可知：(1)指揮員關(guān)注的焦點通常也是敵通信干擾的重點，前沿部署的偵察部隊、先頭部隊及主要作戰(zhàn)方向上的主力部隊通信系統(tǒng)受干擾時，作戰(zhàn)指揮能力所受影響具體表現(xiàn)為關(guān)鍵情報信息獲取困難、熱點區(qū)域監(jiān)視失效，作戰(zhàn)部隊指令接收困難、戰(zhàn)場控制手段失效。對每個下屬單位的控制能力下降都會嚴重影響指揮所對部隊整體的控制能力。(2)與強敵作戰(zhàn)時，電磁環(huán)境復雜，通信干擾嚴重，距離較遠的部隊易受影響，導致情報不暢、指令不通。對前出作戰(zhàn)梯隊或迂回穿插分隊的指揮員來說，需要具備過硬的綜合素質(zhì)，可以獨立指揮部隊在上級決心的基礎(chǔ)上自行指揮部隊，完成既定任務。

本文描述了通信受干擾條件下合成部隊指揮控制能力的薄弱環(huán)節(jié)，對其情報能力、控制能力2項指標進行闡述，為進行復雜電磁環(huán)境下陸軍作戰(zhàn)能力的評估和分析奠定基礎(chǔ)。通信系統(tǒng)效能下降，其影響不僅限于本文研究的兩方面，指揮機構(gòu)運行效率、指揮員的指揮意志、心理狀態(tài)等多方面所受影響都有待進一步研究。

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Synthesis Operation Command Capability Evaluation of Troops UnderThe Condition of Jammed Communication System

WEI Yuan，JIA Ren-yao，ZHAI Xiang

(Electronic Engineering Institute,Hefei 230037,China)

This paper analyzes and evaluates the operation command capability of troops under the condition that the communication system are jammed,divides the operation command capability into intelligence ability,decision-making ability,organization ability and control ability,analyzes the weak link of operation command under the threat of communication jamming,finally uses the combination index method to establish the polymerization model of operational command capability.

communication jamming；operation command；capability evaluation

2015-03-15

TN914

A

CN32-1413(2015)04-0106-05

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.04.027