基于任務(wù)流的網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)抗毀性分析*

冉淏丹，李建華，崔 瓊，南明莉，3

（1.空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院，西安 710077；2.國防科技大學(xué)信息通信學(xué)院，西安 710106；3.解放軍95801部隊(duì)，北京 100095）

0 引言

網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)是體系作戰(zhàn)的核心支撐，在實(shí)時(shí)化情報(bào)獲取、一體化指揮控制和精確化火力打擊等方面發(fā)揮不可或缺的作用。在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境中，指揮信息系統(tǒng)面臨物理打擊和網(wǎng)絡(luò)攻擊雙重威脅，必須具備一定的抗毀性才能保障使命任務(wù)的順利完成。因此，研究指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗毀性在提升體系作戰(zhàn)效能具有重要意義。

網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗毀性研究，在一定意義上屬于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抗毀性研究的范疇，國內(nèi)外學(xué)者就復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗毀性展開了一系列研究。Jeong等從結(jié)構(gòu)角度對隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的抗毀性進(jìn)行了研究[1]；吳俊提出不完全信息條件下的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗毀性，通過建模、分析、優(yōu)化和應(yīng)用，對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗毀性進(jìn)行了系統(tǒng)研究[2]；胡焰智等通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞乃枷胙芯苛藷o標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的抗毀性[3]；彭興釗等重點(diǎn)研究了無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障情況下，網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)抗毀性[4]。在研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗毀性的基礎(chǔ)上，Grant等將指控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)抽象成一種無尺度網(wǎng)絡(luò)，通過移除節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)抗毀性與節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵性有關(guān)[5]；任清輝等從攻擊目標(biāo)選擇策略的角度，通過確定物理節(jié)點(diǎn)攻擊概率確定節(jié)點(diǎn)重要性[6]；王欣等從服務(wù)能力的角度，通過研究網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與節(jié)點(diǎn)間的服務(wù)關(guān)系，對系統(tǒng)抗毀性進(jìn)行分析[7]；易侃等從攻擊模式的角度，對不完全信息攻擊下的系統(tǒng)抗毀性進(jìn)行分析[8-10]。上述文獻(xiàn)側(cè)重對網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展開抗毀性研究，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能抗毀性研究較少。網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)雖具備復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性，但因其軍事任務(wù)的獨(dú)特性和作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的功能性[11]，其抗毀性研究重點(diǎn)應(yīng)不止于物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本身的抗毀性，還應(yīng)結(jié)合具體使命任務(wù)考慮其功能抗毀性。本文將指揮信息系統(tǒng)抗毀性定義為：指揮信息系統(tǒng)在遭受外界軟硬攻擊，或內(nèi)部要素故障失效的情況下，能夠完成作戰(zhàn)任務(wù)的能力。在此基礎(chǔ)上提出基于任務(wù)流的網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，引入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗毀度對抗毀性進(jìn)行定量分析，找出在任務(wù)流驅(qū)動下的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中影響功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，以期為增強(qiáng)指揮信息系統(tǒng)抗毀性提供有益參考。

1 指揮信息系統(tǒng)雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)是依托通信基礎(chǔ)網(wǎng)，由情報(bào)系統(tǒng)、指控系統(tǒng)和武器系統(tǒng)等軍事信息系統(tǒng)共同構(gòu)建的復(fù)雜軍事信息系統(tǒng)。廣義上講，指揮信息系統(tǒng)由指揮信息系統(tǒng)各組成要素及要素之間的相互關(guān)系構(gòu)成[12]。從任務(wù)功能角度分析，指揮信息系統(tǒng)基于通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)形成物理通信連接結(jié)構(gòu)，各作戰(zhàn)要素根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)目標(biāo)產(chǎn)生信息交互連接關(guān)系，形成功能連接拓?fù)洌锢砭W(wǎng)絡(luò)和功能網(wǎng)絡(luò)于一體，是承載多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的層級復(fù)雜系統(tǒng)。由于單層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無法全面準(zhǔn)確描述層級復(fù)雜系統(tǒng)，對研究系統(tǒng)功能特性也存在一定局限性，因此，本文將指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義為由物理網(wǎng)絡(luò)層和功能網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)成的雙層耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 指揮信息系統(tǒng)雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

其中，物理網(wǎng)絡(luò)由物理節(jié)點(diǎn)（作戰(zhàn)單元）和通信鏈路構(gòu)成，每個(gè)物理節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)具體的作戰(zhàn)單元，并且具有一種或多種功能（例如電子偵察機(jī)具有情報(bào)偵察功能、預(yù)警機(jī)具有指控和情報(bào)功能）。功能網(wǎng)絡(luò)由功能節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的信息連接關(guān)系構(gòu)成，每個(gè)功能節(jié)點(diǎn)只具備單一功能。物理節(jié)點(diǎn)和功能節(jié)點(diǎn)之間為“一對一”或“一對多”的映射關(guān)系（如電子偵察機(jī)映射為情報(bào)節(jié)點(diǎn)、預(yù)警機(jī)映射為指控節(jié)點(diǎn)和情報(bào)節(jié)點(diǎn)）。

上述分析可知，指揮信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一個(gè)由物理網(wǎng)絡(luò)和功能網(wǎng)絡(luò)耦合而成的雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，物理網(wǎng)絡(luò)是指揮信息系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的載體，對功能網(wǎng)絡(luò)形成約束；不同作戰(zhàn)任務(wù)需求引起功能節(jié)點(diǎn)間的信息供需關(guān)系發(fā)生變化，形成不同的信息交互關(guān)系。因此，在物理連接不發(fā)生改變的情況下，功能網(wǎng)絡(luò)隨作戰(zhàn)任務(wù)的變化呈現(xiàn)出不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2 基于任務(wù)流的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建模

2.1 作戰(zhàn)任務(wù)流模型

作戰(zhàn)行動圍繞特定作戰(zhàn)目標(biāo)展開，由一系列作戰(zhàn)任務(wù)構(gòu)成，按照一定的邏輯/時(shí)間關(guān)系形成作戰(zhàn)任務(wù)流，指揮信息系統(tǒng)按照作戰(zhàn)任務(wù)流，進(jìn)行所有信息活動。

指揮信息系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)任務(wù)目標(biāo)OT，將OT分解為若干任務(wù)，組成作戰(zhàn)任務(wù)集，即。作戰(zhàn)過程中，指揮信息系統(tǒng)按照一定的時(shí)間/邏輯順序執(zhí)行T，因此，作戰(zhàn)任務(wù)流可以用二元組表示，其中RT-T表示不同作戰(zhàn)任務(wù)間的時(shí)序/邏輯關(guān)系，即指揮信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)目標(biāo)過程中的任務(wù)流動關(guān)系；

2.2 基于任務(wù)流的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建模

任務(wù)流驅(qū)動功能節(jié)點(diǎn)之間的信息供需關(guān)系發(fā)生變化，改變信息流轉(zhuǎn)，從而使功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S作戰(zhàn)任務(wù)流的變化呈現(xiàn)動態(tài)時(shí)效性。

圖2 基于任務(wù)流的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

功能網(wǎng)絡(luò)Si可以看成是由一系列任務(wù)不重疊且按照任務(wù)流前后連續(xù)的鄰接矩陣，其中aij表示邏輯/時(shí)序第n個(gè)任務(wù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的信息連接關(guān)系：

2.3 基于任務(wù)流的多子網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建模

基于任務(wù)流的網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其上層功能網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)功能子網(wǎng)構(gòu)成的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，即由功能節(jié)點(diǎn)和信息連邊構(gòu)成的具有多個(gè)交互子網(wǎng)的超網(wǎng)絡(luò)。本文將功能網(wǎng)絡(luò)分為3類子網(wǎng)：態(tài)勢感知網(wǎng)GI、指揮控制網(wǎng)GC和火力打擊網(wǎng)GK，從而得到指揮信息系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)模型，其中表示功能子網(wǎng)間的4種信息依賴關(guān)系。

如圖3所示，作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)根據(jù)其業(yè)務(wù)功能，可分為3類節(jié)點(diǎn)：情報(bào)節(jié)點(diǎn)VI、指控節(jié)點(diǎn)VC和火力節(jié)點(diǎn)Vk。功能網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⒎譃橥惞?jié)點(diǎn)之間的協(xié)同信息EA，VC向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的指控信息EC，以及VI向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的情報(bào)信息EI。VC向VI發(fā)送EC，形成GI對GC的依賴關(guān)系，用鄰接矩陣表示；VI向 VC提供 EI，形成 GC對 GI的依賴關(guān)系，用鄰接矩陣表示；VC對Vk發(fā)出EC，形成GK對GC的依賴關(guān)系是GK對GC的依賴，用鄰接矩陣表示；VI向Vk傳送 EI，形成火力打擊網(wǎng)對 GI的依賴關(guān)系，用鄰接矩陣表示。指揮信息系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)模型用矩陣AG表示為：

圖3 指揮信息系統(tǒng)三類功能子網(wǎng)信息連接圖

3 基于任務(wù)流的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗毀性分析

在雙層耦合的網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，上層功能網(wǎng)絡(luò)承載態(tài)勢感知、指揮決策、火力打擊等業(yè)務(wù)，下層物理網(wǎng)絡(luò)對其起支撐作用。因此，指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗毀可分為物理網(wǎng)絡(luò)抗毀和功能網(wǎng)絡(luò)抗毀，兩者之間通過映射關(guān)系相互影響。基于任務(wù)流的指揮信息系統(tǒng)抗毀性是在研究物理網(wǎng)絡(luò)抗毀性的基礎(chǔ)上，對隨任務(wù)變化的功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行抗毀性研究。基于任務(wù)流的功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S任務(wù)不斷變化，當(dāng)實(shí)體節(jié)點(diǎn)遭受打擊故障時(shí)，可能會導(dǎo)致功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)失效，引發(fā)網(wǎng)絡(luò)擾動，降低網(wǎng)絡(luò)效率，進(jìn)而影響功能網(wǎng)絡(luò)能力。因此，本文將采用網(wǎng)絡(luò)效率指標(biāo)來衡量網(wǎng)絡(luò)能力的變化情況，借鑒“破壞性等價(jià)于重要性”的系統(tǒng)科學(xué)思想，在動態(tài)變化的功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲凶R別關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對基于任務(wù)流的指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功能抗毀性進(jìn)行分析。

3.1 功能網(wǎng)絡(luò)分析

指揮信息系統(tǒng)在執(zhí)行不同的任務(wù)時(shí)，功能網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涑尸F(xiàn)出不同結(jié)構(gòu)。圖3所示為3個(gè)任務(wù)階段，指揮信息系統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆成?種不同功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞那闆r。

如下頁圖4所示，針對同一物理網(wǎng)絡(luò)，在完成3項(xiàng)不同任務(wù)時(shí)，指揮信息系統(tǒng)所呈現(xiàn)出不同的功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此，應(yīng)綜合多任務(wù)條件下的功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑢δ芫W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抗毀性分析。

圖4 3個(gè)任務(wù)階段物理拓?fù)浜凸δ芡負(fù)溆成鋱D

3.2 改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)效率指標(biāo)

基于任務(wù)流的功能網(wǎng)絡(luò)效率如式（4）所示：

其中，N是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，定義di，j（T）為節(jié)點(diǎn)Vi到節(jié)點(diǎn)Vj的最短信息連邊距離，為節(jié)點(diǎn)Vi到節(jié)點(diǎn)Vj的網(wǎng)絡(luò)效率。在功能網(wǎng)絡(luò)中εij（T）隨任務(wù)T而變。在式（4）的基礎(chǔ)上，將態(tài)勢感知網(wǎng)、指揮控制網(wǎng)和火力打擊網(wǎng)3個(gè)功能子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)效率分別用表示。

3.3 抗毀性分析

指揮信息系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)過程中，功能節(jié)點(diǎn)遭受攻擊會使功能網(wǎng)絡(luò)受損，影響網(wǎng)絡(luò)連通能力。系統(tǒng)抗毀度用于描述系統(tǒng)受損后，其結(jié)構(gòu)保持聯(lián)通的能力，是量化指揮信息系統(tǒng)抗毀程度的重要指標(biāo)。

其中，INV（A）為指揮信息系統(tǒng)對攻擊A的抗毀度，E表示指揮信息系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)的效率，EA表示系統(tǒng)在受到攻擊A時(shí)功能網(wǎng)絡(luò)的效率。

4 仿真分析

以某區(qū)域聯(lián)合防空指揮信息系統(tǒng)抗毀性為例，進(jìn)行仿真分析。

4.1 想定設(shè)置

假設(shè)該區(qū)域聯(lián)合防空力量包括：1個(gè)聯(lián)合指揮中心，1個(gè)戰(zhàn)術(shù)指揮中心，1個(gè)雷達(dá)指揮中心控制5個(gè)雷達(dá)單元，2個(gè)高炮指揮控制中心，4個(gè)高炮單元，2輛導(dǎo)彈指揮車控制4個(gè)導(dǎo)彈發(fā)射單元，1個(gè)情報(bào)處理中心，1架預(yù)警機(jī)，2架電子干擾機(jī)和3架殲擊機(jī)，共29個(gè)物理節(jié)點(diǎn)，包含41條通信鏈路，其中預(yù)警機(jī)和殲擊機(jī)主機(jī)為復(fù)合節(jié)點(diǎn)。上層功能網(wǎng)絡(luò)中有 31 個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中 V1～V9為情報(bào)節(jié)點(diǎn)，V10～V18為指控節(jié)點(diǎn)，V19～V31為火力節(jié)點(diǎn)。該指揮信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

根據(jù)區(qū)域聯(lián)合防空的作戰(zhàn)目標(biāo)，其主要任務(wù)包括：情報(bào)偵察T1、電子攻擊T2、空中突擊T3、防空反導(dǎo) T4等。T1階段，指控節(jié)點(diǎn)對偵察節(jié)點(diǎn)（V1～V9）發(fā)送情報(bào)偵察指令，情報(bào)節(jié)點(diǎn)收集情報(bào)信息，經(jīng)情報(bào)處理中心V11匯總處理后上報(bào)聯(lián)合指揮中心V10和戰(zhàn)術(shù)指揮中心V12；T2階段，指控節(jié)點(diǎn)在情報(bào)支持下，對電子干擾機(jī)（V27V28）下達(dá)對敵電子攻擊指令，對敵空中力量進(jìn)行電子干擾；T3階段，指控節(jié)點(diǎn)結(jié)合空中態(tài)勢信息，對殲擊機(jī)（V29V30V31）下達(dá)空中突擊指令，對敵實(shí)施空中火力打擊；T4階段，戰(zhàn)術(shù)指揮中心V12綜合空地態(tài)勢，通過高炮指控中心（V15V16）和導(dǎo)彈指揮車（V13V14）下達(dá)火力打擊指令，實(shí)施防空反導(dǎo)作戰(zhàn)行動。

根據(jù)任務(wù)之間的時(shí)序/邏輯關(guān)系，得到區(qū)域聯(lián)合防空作戰(zhàn)任務(wù)流，如圖6所示。

區(qū)域聯(lián)合防空作戰(zhàn)任務(wù)流驅(qū)動其指揮信息系統(tǒng)上層功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)演化，根據(jù)，構(gòu)建功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌鐖D7所示。

4.2 仿真分析

圖7 指揮信息系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲莼瘓D

為簡化分析，將指揮信息系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)抽象為無向加權(quán)圖，連邊權(quán)值均設(shè)為1。本文采用MATLAB仿真軟件分別對執(zhí)行4項(xiàng)不同任務(wù)時(shí)（拓?fù)淙鐖D7所示），分別對指揮信息系統(tǒng)單個(gè)功能子網(wǎng)抗毀性與功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀性進(jìn)行分析，記錄節(jié)點(diǎn)損毀后網(wǎng)絡(luò)抗毀度的變化情況，繪制抗毀度變化曲線，通過節(jié)點(diǎn)毀傷后系統(tǒng)抗毀度的變化情況，并結(jié)合圖7，對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。

4.2.1 功能子網(wǎng)抗毀性分析

若不考慮態(tài)勢感知網(wǎng)、指揮控制網(wǎng)和火力打擊網(wǎng)之間的信息關(guān)聯(lián)關(guān)系，可分別得到3個(gè)功能子網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)對子網(wǎng)抗毀度的影響，確定節(jié)點(diǎn)在功能子網(wǎng)中的重要性，從而通過關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)防護(hù)和調(diào)整子網(wǎng)內(nèi)部的信息連接關(guān)系等方法，增強(qiáng)功能子網(wǎng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)抗毀性。

如圖8所示，圖中橫坐標(biāo)為毀傷節(jié)點(diǎn)編號，其中橫坐標(biāo)編號1～9表示情報(bào)節(jié)點(diǎn)V1～V9，屬于態(tài)勢感知網(wǎng)中的功能節(jié)點(diǎn)；橫坐標(biāo)編號10～18表示指控節(jié)點(diǎn)V10～V18，屬于指揮控制網(wǎng)中的功能節(jié)點(diǎn)；橫坐標(biāo)編號19～31表示火力節(jié)點(diǎn)V19～V31，屬于火力打擊網(wǎng)中的功能節(jié)點(diǎn)。縱坐標(biāo)表示功能子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的抗毀度。結(jié)合圖7中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，功能子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的抗毀度由式（5）～式（8）計(jì)算得到。

圖8 功能子網(wǎng)獨(dú)立抗毀度

由圖8中可以看出：當(dāng)情報(bào)節(jié)點(diǎn)V6損毀時(shí)，T3和T4階段態(tài)勢感知網(wǎng)的抗毀度明顯下降，結(jié)合圖7（c）和圖7（d），兩任務(wù)階段V6在態(tài)勢感知網(wǎng)中除完成自身情報(bào)獲取的同時(shí)，還對V7V8進(jìn)行信息中轉(zhuǎn)，其損毀嚴(yán)重影響態(tài)勢感知網(wǎng)的功能實(shí)現(xiàn)；T1階段聯(lián)合指揮中心V10擔(dān)負(fù)整體決策功能，在指揮控制網(wǎng)絡(luò)中連接多個(gè)指控節(jié)點(diǎn)，當(dāng)V10損毀時(shí)，T1階段指揮控制網(wǎng)絡(luò)的抗毀度明顯下降；當(dāng)指控節(jié)點(diǎn)（戰(zhàn)術(shù)指揮中心）V12損毀時(shí)，所有任務(wù)階段指揮控制網(wǎng)的抗毀度都下降，且除情報(bào)偵察T1外，其他3個(gè)任務(wù)階段指揮控制網(wǎng)的抗毀度降為0，此時(shí)該功能子網(wǎng)已癱瘓，喪失任務(wù)執(zhí)行能力；在火力打擊網(wǎng)中，火力節(jié)點(diǎn)V19～V26只參與T4，其損毀僅對該任務(wù)階段火力打擊網(wǎng)抗毀度造成影響；火力節(jié)點(diǎn)V29V30V31只參與T3，損毀后火力打擊網(wǎng)抗毀度僅在T3任務(wù)階段明顯降低。以上分析說明不同任務(wù)階段，功能子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化使得同一功能節(jié)點(diǎn)對子網(wǎng)抗毀度的貢獻(xiàn)不同，節(jié)點(diǎn)在子網(wǎng)中的重要程度隨子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化發(fā)生改變。

4.2.2 整體抗毀性分析

由于態(tài)勢感知網(wǎng)，指揮控制網(wǎng)和火力打擊網(wǎng)之間存在信息依賴關(guān)系，構(gòu)成指揮信息系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌虼耍谧鲬?zhàn)目標(biāo)達(dá)成的過程中，應(yīng)考慮依賴關(guān)系對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響，綜合分析功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀性。

圖9中橫坐標(biāo)為毀傷節(jié)點(diǎn)編號，與圖8橫坐標(biāo)含義相同，縱坐標(biāo)為功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀度。結(jié)合圖7，通過式（4）、式（8）計(jì)算可得功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀度。

圖9 功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀度

由圖9可以看出：功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀度曲線在指控節(jié)點(diǎn)V10～V18處的變化幅度最大，其后依次為情報(bào)節(jié)點(diǎn)、火力節(jié)點(diǎn)。說明指控節(jié)點(diǎn)損毀對整體功能網(wǎng)絡(luò)抗毀度影響最為顯著，在作戰(zhàn)中重要性整體較高。進(jìn)一步分析可知，4條功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀度曲線變化最明顯的點(diǎn)出現(xiàn)在V11V12處：T1階段，情報(bào)處理中心V11所有情報(bào)節(jié)點(diǎn)與之建立直接連接，承擔(dān)所有情報(bào)進(jìn)行分析處理工作，以及對指控節(jié)點(diǎn)上報(bào)情報(bào)態(tài)勢的重要使命，其重要性尤為突出；T2～T4階段，戰(zhàn)術(shù)指揮中心V12對其他指控該節(jié)點(diǎn)下達(dá)作戰(zhàn)指令，對參與戰(zhàn)斗的各情報(bào)節(jié)點(diǎn)和火力節(jié)點(diǎn)進(jìn)行指揮控制，該節(jié)點(diǎn)損毀會對任務(wù)的完成產(chǎn)生嚴(yán)重影響。4條功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀度曲線在火力節(jié)點(diǎn)V19～V26處表現(xiàn)不明顯，說明火力節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中與其他節(jié)點(diǎn)的信息交互較少，具有較強(qiáng)的獨(dú)立性。

通過上述分析可知，在不同任務(wù)階段，能夠動態(tài)跟蹤并鎖定關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置，針對性地根據(jù)任務(wù)需要，合理分配資源以及對重要節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)防護(hù)，提升指揮信息系統(tǒng)抗毀性。

5 結(jié)論

本文采用基于任務(wù)流的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析思路，建立了指揮信息系統(tǒng)雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，針對上層功能網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋭討B(tài)性，提出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗毀性分析方法，并結(jié)合功能子網(wǎng)抗毀度及功能網(wǎng)絡(luò)整體抗毀度對節(jié)點(diǎn)的重要性進(jìn)行了分析，為指揮信息系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)識別及抗毀性研究提供了有益參考。下一步將針對網(wǎng)絡(luò)化指揮信息系統(tǒng)抗毀性度量問題進(jìn)行研究。