0、引言

信息技術的大量應用使得現代戰爭呈現出強烈的體系對抗性,跟蹤軍事對抗體系\\(MF-SoSs\\)的發展,認識其特性和規律,把握其本質,是新時期體系對抗理論研究的一項重大議題.

MF-SoSs的傳統研究方法[1 4]主要有蘭切斯特方程法[2]、蒙特卡洛法[3]和指數法[4]等,然而,這些方法所描述的作戰模型簡單而理想,不僅無法表現出體系擊破的思想,而且難以對信息域、認知域和物理域進行綜合建模,也體現不出人的能動性效果,因此很難從本質上解決MF-SoSs這樣多層次、高維、非線性交互、巨量實體、自組織、自適應的復雜系統建模仿真問題.近年來蓬勃興起的復雜網絡理論\\(CNT\\)研究取得了突破性進展,將復雜性和網絡有機地結合在一起,通過物理統計、模擬仿真和動力學演化等途徑來挖掘復雜大系統的本質特征,為信息化條件下的MF-SoSs研究提供了一種新的思路.

將CNT應用于戰爭網絡并有實質性研究的,最早可以追溯到2002年Dekker A H對具有不同拓撲結構的作戰網絡與非連網之間的對抗仿真分析,得到了不同拓撲結構下作戰網絡的效能值[5];而國內對該領域的研究則始于2006年李德毅院士對網絡化戰爭與復雜網絡相似性及應用性的討論[6].隨后經過國內外眾多學者的不懈努力,CNT在網絡化戰爭體系對抗研究方面取得了一定的進展.目前,對于MF-SoSs的研究,多集中于對MF-SoSs的網絡化描述與構建以及對特定條件下MF-SoSs網絡拓撲特性、抗毀性的研究[6 10],所研究的問題包括：1\\)如何認識和描述MF-SoSs網絡[1,6]?2\\)給定MF-SoSs網絡生成過程,研究MF-SoSs具有怎樣的拓撲特性[7 9]?3\\)MF-SoSs網絡在不同攻擊策略下表現出哪些特點等[10]?而對于一些其他問題,如MF-SoSs的構建原則及演化規則、MF-SoSs受攻擊后的重組和重構策略、MF-SoSs的作戰效能評估方法、MF-SoSs的網絡優化方法等問題研究相對少.

基于此,本文試圖從MF-SoSs的概念和特點出發,結合復雜網絡中的相關理論,系統地探討MF-SoSs的研究內容和研究進展,目的在于通過整理和總結這一方面的研究現狀,激發學者們對軍事領域復雜網絡應用的興趣,并為MF-SoSs研究提供一些參考和思路.

1 、MF-SoSs概述.

MF-SoSs伴隨人類從事作戰活動而產生,并隨著社會和戰爭形態的發展而發展.20世紀80年代,美軍建立了偵察打擊綜合體,并將其用于海灣戰爭,使得世界各國首次意識到了現代戰爭體系對抗的重要性.90年代,美國空軍戴維·德拉普拉中將提出了基于效果作戰理論,他將敵人描述為一個由很多系統構成的系統,并主張將所有系統組織起來,同時將這個“系統的系統”概念引申為“體系”.實際上,“體系”一詞,目前國內外尚無公認、統一的定義,這是因為“體系”研究廣泛存在于生物、社會、軍事和工程等領域.不同領域中“體系”的具體表述差異很大.就軍事領域而言,比較有影響力的是美國學者Ron Johnson[11]的觀點,他認為“體系就是‘系統的系統',是一個本身由復雜元素構成的超系統,也是一個由元素共同作用以達到共同目的的獨立系統”.《百科全書》也對作戰體系作過解釋:由可獨立執行某項或某些作戰任務的不同作戰系統組成的層次更高、規模更大,各作戰分系統之間協調和配合更加密切的作戰系統.

因此,結合現代軍事理論,可以給出如下定義:軍事對抗體系\\(MF-SoSs\\)是一個由指控、傳感、通信、交戰、后勤保障實體“節點”、各實體節點間的物理、邏輯“連接/關系”以及各實體節點之間的\\(物質、能量、信息\\)“流”交互、輸送、聚集、融合組構成為的一個動態、開放、一體的復雜網絡系統.軍事體系對抗,它是對MF-SoSs表現形態的描述,是指在信息系統的支撐下,各種作戰要素融合成一個有機整體,共同感知戰場態勢、實時共享戰場信息、準確協調戰場行動、同步遂行作戰任務、適時進行精確評控,由最為有效的作戰力量,對最具價值的作戰目標釋放最為精確的作戰效能的過程.

MF-SoSs具有不同于傳統作戰體系的特點[11 12]:首先,組分系統在脫離整體情況下仍能獨立達成各自目的;其次,組分系統的管理主要出于自身目的而非整體目的;第三,整體展現出的行為不能夠由組分系統獨立獲得;第四,組分系統的功能和行為可以在體系運行期間追加或移去;最后,組分系統在地理上通常是分散的.實際上,MF-SoSs還具有復雜性、非線性、向心性、適應性、尺度與層次性、自組織、快速響應性、網絡化和信息共享等特征.研究對抗體系的特點有利于加深對MF-SoSs的了解,對構建己方高可靠性和低毀傷性體系網絡,擊破敵方MF-SoSs有重大意義.

2、 復雜網絡在MF-SoSs方面的研究進展.

應用CNT研究MF-SoSs已有近十年時間,在此期間,學者們在認識和描述MF-SoSs網絡、構建具體環境下的MF-SoSs、分析MF-SoSs的節點\\(邊\\)重要性、集團性、抗毀性等方面取得了一定的成果,但也存在很多問題.首先,研究者缺乏對MF-SoSs概念和特點的準確理解,這主要是因為MF-SoSs至今沒有一個公認、統一的定義,也沒有一個嚴格的描述框架造成的;其次,對于MF-SoSs的研究內容和研究層次比較混亂,這主要是因為人們所關心的問題各不相同以及各自定義的參數比較繁雜;最后,對于模型參數優化問題尚有商榷之處,復雜網絡中度量網絡性能的參數對于評估MF-SoSs性能存在一定的局限性,而改進和新構建的評估參數還需要時間和效用的檢驗.

圖1復雜網絡下MF-SoSs研究框架Fig.1 Research framework of MF-SoSs based on CNT因此,本文在概述MF-SoSs的概念和特點的基礎上,將復雜網絡理論在體系對抗中的應用研究按流程劃分為MF-SoSs的認識與構建、特性研究、對抗能力研究以及效能與評估參數研究等4個方面,并給出了CNT下MF-SoSs的研究框架,如圖1所示.

2.1、 MF-SoSs的認識與構建研究.

2.1.1 、MF-SoSs的認識及描述對MF-SoSs的認識及描述主要包括3個方面:對MF-SoSs層次、結構和關系的認識.

MF-SoSs中,對抗雙方的人員與裝備組織嚴密,且具有明確的層次性[11 12]:在裝備結構上可分為任務功能層、裝備結構層、型號系列層和技術性能層;在技術層面上可分為全軍、軍種、兵種3個層次;在作戰層次上可分為戰略層、戰役層和戰斗層;在編制級別上可分為戰區級、軍級、師級、團級.層次不同,構建的對抗模型粒度也不同,Barabsi A L等[13]曾經就復雜網絡中的層次結構進行了研究,而國防大學胡曉峰等[14]則對作戰體系的層次結構進行了分析.仿真經驗表明:模型粒度并非越小越好,首先目前還不具備構建所有高分辨率的、范圍廣泛的模型所必需的全部知識,其次過分細化模型,會使得實體之間行為的涌現性難以表現,而如果在問題要求的范圍和層次內設計模型和實體,則能很好地滿足實際需要.

MF-SoSs的結構分析一般可以從組成元素和結構要素兩方面進行討論[1,7,8,12].組成元素是指組成MF-SoSs的傳感器系統、指控系統、通信系統、火力系統和保障系統等.其中,傳感器系統又具體包括情報收集、目標偵察、戰場監視與毀傷評估等系統,完成收集、獲取目標及戰場信息等功能;通信系統可分為地面通信網、微波通信網、通信衛星等,將MF-SoSs其它系統有效聯系起來;指控系統是MF-SoSs的決策中心,完成情報處理、決策和指揮控制等任務;火力系統包括火力打擊、干擾和防衛等系統,在其它系統的支持和配合下完成預定的作戰任務;保障系統是指物資保障、醫療保障和技術保障等,主要完成對MF-SoSs的后勤維護,使得MF-SoSs的作戰效能最大.結構要素主要是指武器裝備系統的組成、編配與部署、指控結構和通信網絡結構等.其中,武器裝備系統組成描述了武器裝備的各類參數,如型號、性能和數量等;編配與部署是指各組成元素在作戰過程中的武器裝備系統的編組、編隊的組成和樣式以及實際物理分布情況;指控結構是指MF-SoSs中各組成元素間指揮、控制的組織結構,由通信鏈路相互聯接,形成一個指揮控制層次結構;通信網絡結構是指MF-SoSs中各組成元素間進行各種數據通信的網絡結構,由通信裝備和其它武器平臺上的通信設備所建立的通信鏈路組成.

MF-SoSs中的關系主要是指系統中的物質流、能量流和信息流.目前,只有少量文獻[15]研究了不同權值、具有方向條件下的MF-SoSs網絡特性,而多數文獻[5,7,9 10,16 18]在仿真體系作戰過程中都將實體間關系直接抽象為同一性質的無權、無向邊,例如李旭涌等[16]將艦艇編隊中各類傳感器、指揮臺、通信設備間的關系直接抽象為相同性質的無權、無向邊,又如黃仁全等[17]將作戰指控通信感知保障等實體節點間的通信鏈路、道路等簡化為單一性質的無權、無向邊等等,這與實際MF-SoSs中信息流、能量流和物質流存在非等重要性和方向性不相符,因此,還需要進一步的研究.

2.1.2 、MF-SoSs模型的構建與演化.

規則CNT下MF-SoSs模型的構建,目前主要是將CNT中的BA、隨機網絡、無尺度網絡等模型引入具體的體系對抗應用研究中,如金偉新、張明科等[1,19]將BA模型和體系對抗結合,研究現代MF-SoSs網絡的一般特性;陳麗娜等[9]結合傳統作戰樹型網絡和隨機網絡,構造了新型網絡化戰爭拓撲結構模型;Dekker A H等[5]將小世界、隨機、無尺度、集散和星型網絡模型與Agent技術聯合應用于體系對抗實驗中,得到了不同拓撲結構下作戰Agent網絡的作戰效能值;王慶功等[20]將傳統靜態作戰網絡隨機加邊,構成動態網絡,分析了MF-SoSs的基本特征.而對于MF-SoSs模型的演化行為研究,目前主要是基于上述幾種模型的演化規則,很少結合MF-SoSs的演化機理、演化過程和演化方法,需要進一步探索.

對于利用CNT構建具體背景下的MF-SoSs模型,目前已經取得了一定的成果,但實際上對MF-SoSs的認識還不夠深入,且存在很多問題,有必要加深探討.在構建MF-SoSs時,應當遵循兩個原則和3個結合:兩個原則是指,“不斷改善”和“優勢互補”的原則.對MF-SoSs進行建模時,應該從組織原則、實體屬性和行為產生的基本機理入手,從簡單實體對象及其相互作用的一致認識出發,綜合集成構造對抗模型,然后通過模擬計算和行為觀察,分析模型與真實“平行系統”的差距,然后改進這個模型,從而使得模型更貼近實際并能發揮各組分的優勢.而3個結合是指:首先是結合作戰需求,因為作戰體系的配置是一系列目的和意圖的延伸,要根據實際需求來構建模型;其次是結合指揮體制、對抗層次和整體涌現性能;最后,結合作戰資源,即在資源有限情況下,如何選取組分,并將其融入體系.

2.2 、MF-SoSs特性研究

2.2.1 、MF-SoSs的拓撲特性網絡的拓撲性質研究經歷了3個階段:

20世紀50年代以前的規則網絡,例如歐幾里德格網;50年代末到90年代末的隨機網絡以及近幾年科學家們發現的復雜網絡.目前,MF-SoSs網絡的拓撲結構研究主要集中在對節點/邊的重要性評估、集團性探索和對權向性的研究等方面.

節點/邊的重要性評估是MF-SoSs拓撲特性研究的一個重要內容.作戰時,敵我雙方通常會先尋找對方體系中的關鍵節點或路徑,并通過打擊這些要害之處來破壞敵方體系結構,降低敵方作戰效能.目前,MF-SoSs中的節點/邊的重要性評估已取得很多成果,如楊宇飛等[21]研究了地域通信網中關鍵節點對于地域通信網打擊和防御的重要性;邱原等[22]通過考慮兩個端點對邊的影響,對作戰網絡關鍵邊進行了計算分析.同時,評估算法也豐富多樣,如李茂林等[23]提出用度、介數、緊密度和特征向量等指標衡量節點的重要性方法;譚躍進等[24]提出了節點收縮法;陳勇等[25]的節點刪除法等.

MF-SoSs的集團性是指體系內部節點聯系緊密而與其它體系之間聯系松散的特性.對它的研究有利于尋找各體系的邊界,保護/切斷它們之間的聯系,對維持整個作戰體系穩定以及對敵各分體系進行分割包圍,形成局部集團優勢并向全局優勢轉化有很實用的參考價值.對于網絡集團性的發現算法,目前國內外成果較多,如基于圖論的譜分解法、KL算法[26];社會學的聚集、分裂算法[27];基于信息論的模塊化方法[28];復雜網絡中的GN算法、改進GN算法[29]等.但實際應用中,卻少見有將這些方法應用到體系對抗網絡的,應該引起有關學者的關注.

MF-SoSs拓撲特性研究的另一重要問題是對網絡權向性的研究.有研究[30]表明:僅將實際系統抽象成布爾網絡是遠遠不夠的,單純的拓撲結構會忽略很多重要的、客觀存在的物理信息.例如,MF-SoSs網絡中,信息流和物質流存在方向性,節點的能力和交互強度也各不相同,不能用相同性質的節點/邊代替.目前,含權有向性在MF-SoSs的研究還不多,少數比較典型的有楊宏偉等[15]用點權和負載流方法研究了裝備保障網絡中流通效率的問題;劉剛等[31]用單向傳輸方法研究了交通流中的擁塞問題.但對于利用含權、有向思想解決MF-SoSs中更多的問題還有待于進一步研究.

2.2.2、 MF-SoSs的抗毀性

MF-SoSs抗毀性是指節點/邊發生自然失效或遭受攻擊時網絡維持其功能的能力,一般體現為拓撲結構保持連通的能力.提高網絡抗毀性,能夠減少故障或攻擊對MF-SoSs的影響,使得損失最小化.目前,網絡抗毀性研究比較深入,其評價方法有基于割集信息、最小割集的全局性網絡拓撲結構抗毀性度量[32];跳面節點法[33];基于節點抗毀性度量值均方差的評估模型[34]等.然而,過去幾年的抗毀性研究雖然取得了重大進展,但幾乎都是針對無向、無權的邏輯網絡,而有向、加權、不完全信息的動態廣義抗毀性研究只有極少數文章探討過,總體情況上對MF-SoSs的抗毀性還缺乏更為深刻的認識.

MF-SoSs抗毀性研究中一個令人關注的問題是網絡的相繼故障,2002年美國學者Carreras[35]通過構造電力系統相繼故障模型對北美大面積停電事故進行了分析研究,使得眾多學者對由于部分失效而引起的其它部件故障的雪崩效應產生了濃厚的興趣,繼而開展了電力系統、復雜網絡等領域相繼故障的研究[36],這對MF-SoSs網絡中節點/集團的連鎖故障研究有很強的借鑒性,如2010年任俊亮[37]建立相繼故障模型討論了作戰通信網絡中的相關問題;2012年代偉權等[38]提出3種資源分配策略來防止電子對抗信息網絡中的相繼故障.然而,目前也僅有很少文獻利用相繼故障模型對MF-SoSs網絡進行研究,研究范圍也還很局限,需要進一步發展.

對于復雜網絡理論下MF-SoSs的抗毀性研究,我們認為還應該繼續深入下去,挖掘MF-SoSs網絡更多的特性,為理解、構建和優化MF-SoSs網絡作出貢獻.

2.2.3、 MF-SoSs的動力學性

MF-SoSs的動力學性一般包括MF-SoSs的同步性和涌現性.其中,MF-SoSs中的同步性,是指各級指控系統能夠共享作戰情報,同時感知敵我態勢,上下級并行制定作戰計劃,達到作戰意圖高度一致和集中優勢作戰效果的性質.目前,對于網絡同步的研究,主要集中在同步動力學的研究之上[39],例如汪曉帆、陳關榮等[39 40]研究了小世界網絡和無標度網絡的同步性能,并分析了復雜網絡中各個因子與同步性能的關系;鮑鮮鯤[41]研究了基于復雜網絡的作戰同步問題;趙明等[42]總結了近年來復雜網絡同步機制的研究情況.其它關于網絡同步的研究主要集中于無權無向同質網絡,對于有向網絡、異質網絡、動態網絡的同步研究相對較少.

MF-SoSs的涌現性是指MF-SoSs整體具有而其組成部分以及部分之總和不具有的特性.涌現的核心問題是如何發現或預測涌現性、如何描述涌現性以及如何創造人類需要的涌現性.目前,探討MF-SoSs涌現性方面的文獻不多,僅有魏小猛、胡曉峰等[43 44]對MF-SoSs的涌現性有過一些分析,但這并不妨礙MF-SoSs涌現性研究的強大生命力.當前,學者們普遍認為,復雜網絡能夠刻畫個體間的復雜關系導致的系統整體涌現性行為,因此我們認為,雖然目前MF-SoSs中這方面的研究還相當有限,但復雜網絡理論應該能夠為MF-SoSs涌現性研究帶來更加廣闊的發展空間.

MF-SoSs上的動力學性質涉及面非常廣泛,除以上兩個性質外,還有諸如傳播、網絡搜索、相變等問題,與MF-SoSs拓撲結構的研究相比,這方面的研究進展相對較慢,有待進一步挖掘.

2.3、 MF-SoSs對抗能力研究體系

對抗能力是指MF-SoSs在完成與其它MF-SoSs對抗活動時所具有的能力,主要體現在3個方面:體系擊破能力、體系防御能力和故障修復能力.

2.3.1、 MF-SoSs擊破能力

MF-SoSs網絡魯棒性與脆弱性并存的性質表明:選擇性攻擊比隨機攻擊的破壞效果更大.因為,選擇性攻擊的基礎是關鍵點/邊,它們對整個作戰網絡起到了支撐作用,一旦被摧毀,將對整個網絡產生巨大影響,甚至導致整個網絡癱瘓.目前,對于擊破策略的研究有[1,17,46]:隨機去點\\(邊\\)打擊、基于度優先\\(ID\\)、基于介數優先\\(IB\\)、條件攻擊、基于節點攻擊價值攻擊、RD攻擊、RB攻擊、基于聚類系數攻擊方式、指控\\(C2\\)優先和體系\\(SOS\\)擊破打擊等方式.研究的內容也非常廣泛,如黃仁全等[17]采用隨機、度、介數、聚類系數優先去點攻擊和隨機、介數優先去邊攻擊等策略對一般MF-SoSs網絡的抗毀性進行了研究;吳俊[46]采用信息廣度與精度的方法對戰情保障網絡進行了研究等.然而,這些研究多是從打擊策略出發,而沒有考慮節點自身能力的大小,認為節點一旦受到打擊就會失效,這與實際情況不太相符,應該引起有關學者的注意.

2.3.2 、MF-SoSs防御能力真實條件下的MF-SoSs防御技術可以歸納為3種方式,一是隱蔽偽裝;二是變換工作方式和使用新裝備;三是對敵干擾.目前,CNT下的MF-SoSs防御技術研究多是從體系擊破角度出發,針對不同的擊破策略來構建相應的防御策略,例如邢煥革等[38]通過分析遼沈戰役中東北城市的重要性程度來研究軍事防御力量在空間部署的合理性.但綜合來講,CNT下的MF-SoSs防御技術還是缺乏系統的研究.對于防御策略與方法的研究,我們認為應該考慮4個方面問題:由于MF-SoSs是典型樹網結構,根節點\\(對應最高指揮層\\)是全網關鍵,必須設法保證其存活;無論何種打擊策略,打擊高層節點的效果明顯高于普通節點,因此,若指揮層次不變,可通過增加高層節點來改善網絡的平均向心距離和平均向心度\\(反映了中心節點的指控能力\\);可使指揮體制扁平化,使高層節點有一定的跨層指揮權利;要做好情報工作,防止具體結構泄露,使敵方難以尋找到己方高層節點和Hub節點.

2.3.3 、MF-SoSs故障修復能力

故障修復,即是將已故障網絡的效能進行恢復,包括MF-SoSs重組和MF-SoSs重建.其中,MF-SoSs重組是指在不恢復已故障節點/路徑條件下,對現有網絡進行優化的過程;而MF-SoSs重建是指通過恢復已故障節點/路徑,使故障網絡能夠逐漸復原的過程.交戰前,MF-SoSs組織嚴密、層次結構高度有序,而交戰時,MF-SoSs網絡中的某些實體和組織關系會遭到破壞,剩余實體或關系會進行重組或者重構,形成新的有利結構或維持原有經典結構,以使得作戰效能達到最大.目前,針對網絡故障修復問題,已有一些文獻開始研究,如田旭光等[8]從重構觸發機制、邊的修復策略、結構重組策略和重構評價機制4方面建立了C2系統的自適應重構模型;林振智等[48]通過不斷恢復介數大的路徑來重建網絡;Park Y M等[49]提出了基于知識的專家系統來優化恢復路徑.然而,這些方法多是從網絡的拓撲結構出發,沒有考慮MF-SoSs的資源問題.通常,MF-SoSs的資源存在不足和充足兩種情況,對應的措施是重組和重建,但對于具體進行到哪種程度,還需要進一步考慮,這些都是現有文獻沒有考慮到的.

2.4、 MF-SoSs作戰效能與評估參數

研究MF-SoSs作戰效能與評估參數的主要研究內容有3個方面:對效能評估內容的研究、對效能評估方法及模型的研究和對效能評估標準與參數的研究.

2.4.1、 MF-SoSs效能評估內容的研究

對MF-SoSs效能評估內容的研究,就是要明確要解決的問題以及要實現的目標,主要是指要評估MF-SoSs網絡在哪方面的效能,是體系構建效果?攻擊能力?抗毀傷性?拓撲結構的重構能力?還是可靠性?

等等;目前,CNT下的MF-SoSs效能評估研究十分分散,研究內容包括了譚東風[50]基于拓撲結構的信息效能對戰斗毀傷影響的分析;李旭涌等[16]對艦艇編隊作戰系統的效能分析;卜廣志[51]對潛武器裝備的效能分析等.由于MF-SoSs的性能必須要通過體系之間的對抗才能表現出來,而且不同情況下的表現特征也不一樣,即動態性.因此,我們認為,體系效能評估應該建立在對抗、動態和整體三位一體的條件下,用靜/動態指標體系、趨勢性以及結構功能性等描述方式對MF-SoSs的效能進行分析.

2.4.2 、MF-SoSs效能評估方法及模型的研究

目前,MF-SoSs效能評估方法及模型主要有[52 53]:探索性建模與分析方法、解析法\\(如WSEIAC模型、排隊網絡理論、信息論方法和目標規劃方法\\)、綜合評估方法\\(如層次分析法、模糊綜合評判法、多屬性效用函數法和灰色系統效能分析法\\)、基于仿真的方法\\(如基于計算機仿真法、基于原型仿真方法\\)、系統工程分析法\\(SEA\\)、系統模型方法\\(如結構模型方法、平穩狀態系統模型方法、影響圖方法和Lanchester方程法\\)和作戰模擬方法等.但這些方法多側重于對武器裝備系統評估,顯然不能滿足信息化戰爭中體系對抗的需求,因此,有必要發展新的評估方法.我們認為,對MF-SoSs效能進行評估應該建立在定量與定性描述、專家經驗與系統模型綜合基礎上,把多種方法綜合使用,比如綜合評估方法用來衡量體系總體效能,綜合評估方法所需的指標數據通過仿真或作戰模擬獲取;而解析方法可用于MF-SoSs某一部件的建模.當前,CNT下的MF-SoSs效能評估已有一定的研究,如譚東風[50]提出了網絡整體信息效能和組織效能概念,并對一隨機交戰過程進行了評估;李旭涌等[16]結合結構熵和復雜網絡理論,對艦艇編隊作戰系統網絡的效能進行了研究等.但這些研究只是CNT下效能評估模型的簡單應用,還需要進行更加深入的研究.

2.4.3 、MF-SoSs效能評估標準與參數的研究

MF-SoSs效能評估標準與參數研究,包括評估參數研究和參數可信度研究兩個方面.

評估參數研究中,目前多是將復雜網絡中的度、介數、聚類系數等特征參數應用于MF-SoSs中,評估MF-SoSs網絡的節點/邊的重要性、社團性、抗毀性和動力學性等特性,例如吳曉鋒等[18]通過引入平均路徑長度和平均聚集系數等參數建立了適用于艦艇作戰的進化網絡模型;張明科等[19]利用平均距離評估MF-SoSs抗毀性;陳麗娜等[9]用聚集系數評估戰爭網絡中的資源共享程度等.然而,隨著對MF-SoSs效能評估研究的深入,學者們發現僅用上述統計特征量已經難以表達MF-SoSs網絡的主要特性,例如,平均距離只能表示任意兩點間的平均距離,但是實際上我們還需要測量普通節點到指控中心節點的平均距離;又如聚集系數,它很難度量指控網絡的集團特性,因為指控網絡是樹形結構,不存在橫向指控關系,原始計算方法所得的聚集系數為0,說明網絡沒有集團特征,與事實不符.由此可見,用于測量MF-SoSs網絡的某些參數存在一定的局限性,需要進行改進或者尋找新的特征參數.基于此,金偉新等[1]提出了中心連通率用以刻畫與指控中心節點直接相連的節點數占節點總數的比率,又提出了平均向心距離、中心最大離心距離、節點向心聚集系數和中心平均向心率等概念;Dorogovtsev S N[54]也提出了網絡時效性、反應準確性和網絡抗毀性有序度等概念;李茂林等[23]利用緊密度和特征向量等指標對作戰體系節點的重要性進行分析.然而,學者們提出的評估指標雖多,但目前尚無一個通用性的指標體系.參數可信度是指,選取的參數指標對MF-SoSs網絡效能評估的有效性,要求能夠正確反映MF-SoSs絡的實際特征.但目前多數文獻都在追求指標的如何構建,而忽視了對評價指標可信度的研究,應該引起重點關注.

3、總結與展望

信息化條件下的戰爭也不再是武器對武器、平臺對平臺的對抗,而是由指揮控制系統、偵察監視系統、武器控制系統、打擊系統等系統組成的MF-SoSs對抗.

MF-SoSs已成為高技術條件下局部戰爭的基本形態,從體系對抗的角度對作戰問題進行模擬和研究將有助于對戰爭現象進行深入、精確、更加定量化的研究,增強對有關體系、復雜、互聯、非線性等戰爭復雜性的理解.

國內外研究表明:傳統的建模方法[1 4,54]已經很難較好地刻畫戰爭復雜系統,而復雜網絡理論作為一門新興的交叉學科,在社會網絡、生物網絡、技術網絡和信息網絡等領域中的成功應用,為體系對抗仿真研究提供一種新的研究思路和方法.目前,CNT下MF-SoSs研究已有一些成果,能夠對MF-SoSs網絡的很多特性進行分析,對發現和揭開信息化MF-SoSs作戰規律及其控制原理,建立科學的作戰、指揮和戰術理論提供自然科學的解釋和描述;對研究部隊創新體系作戰戰法、訓法,提高作戰系統的抗毀性,把握戰場涌現性有著重要的意義.

本文在簡述MF-SoSs概念和特點的基礎上,給出了CNT下MF-SoSs的研究框架,并對其作了詳細分析.目前,體系對抗研究的發展速度遠落后于實際需求,而造成這種現狀主要是因為:一缺乏對MF-SoSs更深層次的認識,研究內容雖然廣泛但模糊,沒有形成體系;二是在體系演化、攻擊與防御、體系崩潰與網絡重構、效能評估等方面缺乏理論指導,無成熟理論可以借鑒.然而,CNT在體系對抗及其他領域中的經典應用卻昭示了它的強大生命力,隨著信息化建設的不斷深入,軍事理論建設的不斷發展,體系對抗與復雜網絡相結合的綜合研究將會為認識現代化戰爭揭開一頁新的篇章.

參考文獻:

[1] 金偉新.體系對抗復雜網絡建模與仿真[M].北京:電子工業出版社,2010:1 21.

[2]Sheeba P S,Ghose D.Optimal resource allocation and redistribution strategy in military conflicts with Lanchester squarelaw attrition[J].Naval Research Logistics,2008,55:581 591.

[3] 薛青.裝備作戰仿真基礎[M].北京:國防工業出版社,2010:18 61.

[4] 韓曉明,張金哲,張君.基于指數法的航空武器裝備對比優勢評估模型[J].系統工程與電子技術,2009,31\\(6\\):14091414.Han Xiaoming,Zhang Jinzhe,Zhang Jun.Model of comparative superiority evaluation for air weapon equipment based onexponent method[J].Systems Engineering and Electronics,2009,31\\(6\\):1409 1414.

[5]Dekker A H.Applying social network analysis concepts to military C4ISR architectures[J].Connections,2002,24\\(3\\):93 103.