網絡化岸艦導彈武器系統連通效能評估?

邵云龍 孫學鋒 苗永昌 王道重

（1.海軍航空大學 煙臺 264001）（2.中國人民解放軍92349部隊 淄博 255178）

1 引言

隨著通信與計算機技術的飛速發展，武器裝備體系組成要素間的交互關系更加緊密，其信息傳遞的容量和速度都得到了極大的提高?！熬W絡中心戰”的本質是通過有效連接武器系統各節點實體，將信息優勢轉為戰斗力。網絡潛在價值的來源是節點間相互作用的結果，網絡的存在使得節點間的相互作用成為信息的“倍增器”［3］。這意味著在網絡化岸艦導彈武器系統中，有效提高系統的連通性，把分布配置的作戰節點通過網絡連接起來，共享所有有用信息，奪取戰場信息優勢，掌控相應的武器裝備，提高系統的反應速度，發揮信息在作戰效能中“倍增器”的作用。本文基于復雜網絡理論進行的網絡化岸艦導彈建模就是力爭更加真實地反映信息時代以網絡為中心的作戰行動特征。復雜網絡模型把系統的每個節點看成是一個具有特定拓撲結構的網絡，網絡的節點和邊代表了作戰實體和節點連通情況，反映了系統的物理領域；由平均距離、度分布、集群系數三個重要指標決定的網絡質量，反映了系統的信息領域；作戰系統同步和控制研究則反映了系統的認知和社會領域［4］。

2 網絡化岸艦導彈組成及功能

網絡化岸艦導彈武器系統由三類通過通信網互相關聯的分布配置的探測節點、指控節點和打擊節點組成。［5］探測節點主要由空間偵察衛星、預警機、遠程偵察機、超視距雷達、作戰艦艇、艦載直升機和無人機等構成［6］，用于提供戰場態勢，對目標進行識別跟蹤和打擊效果評估，并將目標數據向指控節點和打擊節點傳輸。指揮控制節點，主要由岸基指控中心或預警機擔任，用于接收遠程偵察預警兵力提供的戰場信息，進行數據處理和數據融合，提供統一的戰場感知，進行作戰指揮決策［7］，向火力平臺分發目標指示數據和進行火力分配。打擊節點主要由岸艦導彈發射平臺組成，用于完成導彈裝載和機動接收指控中心和探測平臺提供的目標指示，求解火控數據，實施導彈發射打擊任務。

網絡化岸艦導彈武器系統的結構關系主要體現在節點之間的信息交互，包括探測節點向指控節點或打擊節點提供的探測信息，由指控節點向探測節點和打擊節點提供的指控信息，和由打擊節點反饋給指控節點和探測節點的結果信息等［8］。

3 網絡化岸艦導彈系統建模

“網絡中心戰”系統作為一種復雜系統，可以使用復雜網絡建模，從系統各單元節點間相互關系著手，建立系統模型，通過對本質特征因素進行分析和歸納，總結系統規律?，F假設一網絡化岸艦導彈武器系統由探測、指控、打擊三類七個節點組成，其網絡結構模型［9］如圖1所示。

1）節點1為地波雷達站，屬于探測節點，為指揮控制節點提供其偵察范圍內的目標信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節點的指控信息。

2）節點2為艦載直升機，屬于探測節點，為指揮控制節點提供其偵察范圍內的目標信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節點的指控信息。

3）節點3為水面艦艇，屬于探測節點，為指揮控制節點提供其偵察范圍內的目標信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節點的指控信息。

4）節點4為預警機，屬于探測節點，為指揮控制節點提供其偵察范圍內的目標信息及地形、地貌、海況等資料，并接收來自指揮控制節點的指控信息，為岸艦導彈火力單元提供敵情目標和前導位置環境信息等。

5）節點5為指揮控制中心，屬于指控節點，接收探測節點為其提供的目標信息及地形、地貌、海況等資料，進行數據融合、處理，向探測節點和打擊節點提供統一的戰場感知，進行作戰指揮決策，為岸艦導彈火力單元提供其敵情目標和前導位置環境信息、分發目標指示數據和進行火力分配。

6）節點6和節點7為岸艦導彈火力單元，屬于打擊節點，接收來自探測和指控節點提供的敵情目標和前導位置環境信息，執行打擊敵水面目標的“射手”任務。

4 網絡化岸艦導彈系統實例分析

為研究不同類型的網絡在結構上的共同特征，常用來分析復雜網絡的最重要的3個統計特征為平均距離、度分布和集群系數［10］。

1）平均距離。平均距離又稱為平均路徑長，表示網絡中所有節點對之間的平均最短距離，可記為，式中N表示節點數，dij為節點i與節點 j之間的最短距離。

2）度分布［11］。度分布有時簡稱為度，又稱為連通度，表示節點的鄰邊數。節點i的度可記為網絡的平均度定義為，網絡的最大度定義為為保證充分發揮信息效能，網絡化的岸艦導彈武器系統應具有較強的自適應特性，系統中應有極少的高連接度節點，有數量中等的中等連接度節點，有較多的低連接度節點，偏斜的度分布使得系統具有催化的能力，只需要改變大約5%～10%的部署，就可以重新配置網絡化效能。

3）集群系數。集群系數又稱為集聚系數、簇系數，衡量網絡的集團化程度，表示網絡中節點的鄰點之間也稱為鄰點的比例。節點i的集群系數可

假設上述網絡化岸艦導彈系統中，探測節點地波雷達站、艦載直升機、水面艦艇和預警機距離指揮控制節點的距離分別為150km、350km、270km、800km，打擊節點岸導火力單元1、2距離指揮控制節點的距離分別為200km和300km，打擊節點岸導火力單元1、2距離探測節點預警機的距離分別為670km和750km，則該系統模型的平均距離 l≈83 km。根據前述網絡度分布和集群系數的概念，則七個節點的度 k1～k7分別為2，2，2，6，12，4，4，網絡的平均度 k=，最大度k=12；七個節點的max集群系數 C～C分別為2，2，2，，，，，網17絡的平均集群系數C≈1.13。

5 結語

本文介紹了網絡化岸艦導彈武器系統的基本組成和功能，采用有向圖的方法進行了武器系統建模，對平均距離、度分布和集群系數三個重要指標進行了計算，提供了一種武器系統網絡效能評估的簡單計算方法。根據網絡化岸艦導彈武器系統網絡結構和節點分布位置的不同，分別進行計算，按照計算結果，可對網絡結構和節點配置進行優化，提升武器系統網絡的有效性和穩定性。