指挥与控制原理
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2.2 指挥与控制的系统论模型

作为一门科学的理论,系统论由L.V.贝塔朗菲(Ludwig Von Bertalanffy)创立。1932年贝塔朗菲发表“抗体系统论”,提出了系统论的思想。1937年其提出的一般系统论原理,奠定了这门科学的理论基础。确立这门科学学术地位的是1968年贝塔朗菲发表的专著——《一般系统理论基础、发展和应用》(General System TheoryFoundations, Development, Applications),该书被公认为这门学科的代表作。

2.2.1 系统论基本思想与方法

系统一词,来源于古希腊语,是由部分构成整体的意思。今天人们从各种角度研究系统,对系统下的定义不下几十种,如“系统是诸元素及其行为的给定集合”“系统是有组织的和被组织的全体”“系统是有联系的物质和过程的集合”“系统是许多要素保持有机的秩序,向同一目的行动的东西”等。一般系统论则试图提供一个能揭示各种系统共同特征的一般系统的定义,通常把系统定义为:由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念,表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。

系统论的核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的性质。他用亚里士多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性,反对那种认为要素性能好,整体性能一定好,以局部说明整体的机械论的观点。同时他认为,系统中各要素不是孤立存在着的,每个要素在系统中都处于一定的位置上,起着特定的作用。要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用。

系统论的基本方法,就是把所研究和处理的对象,当作一个系统,分析系统的结构和功能,研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律。世界上任何事物都可以看成一个系统,系统是普遍存在的。大至浩瀚的宇宙,小至微观的原子,一粒种子、一群蜜蜂、一台机器、一个工厂、一个学会团体等,都是系统,整个世界就是系统的集合。

2.2.2 系统论模型

战场敌我双方激烈对抗,无论是敌方还是我方,在指挥与控制上,都有一些共同的因素是不可或缺的,这些因素包括:

(1)物理设施,如传感器、计算机、指挥与控制节点(指挥员)、传输线路或链路等;

(2)结构,即把运行、数据和信息流等结合在一起的结构关系;

(3)过程,基于结构之上的功能关系,通常一个系统的结构决定其功能,而功能的运用即过程,决定行为的有效性。

在兵力组织中,任何一个指挥与控制节点在实施有效的指挥与控制时都必须遵循一个基本的原则,即遵循系统原则,建立整体与局部、静态与动态的认知概念。

C2的整体与局部包括多个层次,具有多粒度的特性。作战平台上具有C2行动,如一艘军舰的作战行动需要舰长实施指挥与控制;同样,对舰载的武器系统,其运作也是方面指挥员、武器长、中队长等节点实施指挥与控制行为;上升到一个舰艇编队层次上,编队的作战行动涉及编队指挥员对作战平台指挥员的指挥与控制行为。

C2的整体与局部是对系统组成要素与结构关系的认识,在敌我对抗的战场环境中,C2是动态、持续的过程行为,它在遵循一般C2过程的同时又具有独特的个性特征,其个性特征是我们理解认识C2系统的重点。

因此,对一个C2系统的认识,需要界定其边界和过程。

1.C2边界定义

一个C2系统包括三个部分的内容:一是物理实体;二是结构,包括组织、运动方式及信息源模式;三是过程,即功能运行关系。

C2边界的定义界定C2系统的前两部分内容(物理实体与结构),同时识别系统元素,建立要素及结构关系,为过程定义奠定基础。

C2边界的定义需要针对不同的层次问题建立不同层次的理解和认识概念,这些层次概念包括敌我对抗的战场环境、作战力量、系统、子系统(见图2-4)。在建立这些认知概念的同时构建对应的度量方式方法,以便于指挥员对感知问题有深入认知。

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图2-4 C2边界及度量

通常,在系统层建立系统有效性(MOE)的度量概念;在系统层以下,建立性能度量概念;而在底层(不可再分解的维度层)建立“维度”参数概念,即参数值可描述底层系统。在系统层以上,建立作战力量的兵力有效性度量(MOFE)概念。

2.C2过程定义

C2过程定义是构建系统功能执行关系,建立系统的动力学模型的过程,系统过程如图2-5所示。

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图2-5 C2系统过程

环境是C2过程的起点或源头。C2的内部过程由感知、评判、产生、选择、规划、命令等构成。感知是早期的探测,获取最初的认知概念,而评判是对感知进行评价和判断,产生是根据评判结果生成预案,选择是在可选预案中确定执行计划或方案,规划是执行方式的选择,命令是依据选择结果和规划结果形成向下级发布的指令。

环境同内部过程的交互内容包括敌方兵力、我方兵力及其他环境因素等。

过程定义主要是将系统过程加以识别,并变成可测度的战斗功能。经过边界和过程的定义后,C2的全部内容就都完成了识别与分类,而C2的综合就是把所有完成的要素综合在一起,形成对C2的正确理解和认识。

3.C2的综合

C2的综合是C2系统的静态与动态结合,以过程的有效性为目标,建立系统的组成结构。

C2的综合步骤如下。

第一步,通过C2过程构造数据流图。

第二步,进行信息变换分析,确定节点(可能是指挥员、武器系统或装备等)间的隶属关系,从功能上确定系统的层次结构。

第三步,把执行功能的物理实体(人或机器)纳入节点中,形成系统的组织结构图。