网络化岸舰导弹武器系统连通效能评估∗

邵云龙 孙学锋 苗永昌 王道重

（1.海军航空大学 烟台 264001）（2.中国人民解放军92349部队 淄博 255178）

1 引言

随着通信与计算机技术的飞速发展，武器装备体系组成要素间的交互关系更加紧密，其信息传递的容量和速度都得到了极大的提高。“网络中心战”的本质是通过有效连接武器系统各节点实体，将信息优势转为战斗力。网络潜在价值的来源是节点间相互作用的结果，网络的存在使得节点间的相互作用成为信息的“倍增器”［3］。这意味着在网络化岸舰导弹武器系统中，有效提高系统的连通性，把分布配置的作战节点通过网络连接起来，共享所有有用信息，夺取战场信息优势，掌控相应的武器装备，提高系统的反应速度，发挥信息在作战效能中“倍增器”的作用。本文基于复杂网络理论进行的网络化岸舰导弹建模就是力争更加真实地反映信息时代以网络为中心的作战行动特征。复杂网络模型把系统的每个节点看成是一个具有特定拓扑结构的网络，网络的节点和边代表了作战实体和节点连通情况，反映了系统的物理领域；由平均距离、度分布、集群系数三个重要指标决定的网络质量，反映了系统的信息领域；作战系统同步和控制研究则反映了系统的认知和社会领域［4］。

2 网络化岸舰导弹组成及功能

网络化岸舰导弹武器系统由三类通过通信网互相关联的分布配置的探测节点、指控节点和打击节点组成。［5］探测节点主要由空间侦察卫星、预警机、远程侦察机、超视距雷达、作战舰艇、舰载直升机和无人机等构成［6］，用于提供战场态势，对目标进行识别跟踪和打击效果评估，并将目标数据向指控节点和打击节点传输。指挥控制节点，主要由岸基指控中心或预警机担任，用于接收远程侦察预警兵力提供的战场信息，进行数据处理和数据融合，提供统一的战场感知，进行作战指挥决策［7］，向火力平台分发目标指示数据和进行火力分配。打击节点主要由岸舰导弹发射平台组成，用于完成导弹装载和机动接收指控中心和探测平台提供的目标指示，求解火控数据，实施导弹发射打击任务。

网络化岸舰导弹武器系统的结构关系主要体现在节点之间的信息交互，包括探测节点向指控节点或打击节点提供的探测信息，由指控节点向探测节点和打击节点提供的指控信息，和由打击节点反馈给指控节点和探测节点的结果信息等［8］。

3 网络化岸舰导弹系统建模

“网络中心战”系统作为一种复杂系统，可以使用复杂网络建模，从系统各单元节点间相互关系着手，建立系统模型，通过对本质特征因素进行分析和归纳，总结系统规律。现假设一网络化岸舰导弹武器系统由探测、指控、打击三类七个节点组成，其网络结构模型［9］如图1所示。

1）节点1为地波雷达站，属于探测节点，为指挥控制节点提供其侦察范围内的目标信息及地形、地貌、海况等资料，并接收来自指挥控制节点的指控信息。

2）节点2为舰载直升机，属于探测节点，为指挥控制节点提供其侦察范围内的目标信息及地形、地貌、海况等资料，并接收来自指挥控制节点的指控信息。

3）节点3为水面舰艇，属于探测节点，为指挥控制节点提供其侦察范围内的目标信息及地形、地貌、海况等资料，并接收来自指挥控制节点的指控信息。

4）节点4为预警机，属于探测节点，为指挥控制节点提供其侦察范围内的目标信息及地形、地貌、海况等资料，并接收来自指挥控制节点的指控信息，为岸舰导弹火力单元提供敌情目标和前导位置环境信息等。

5）节点5为指挥控制中心，属于指控节点，接收探测节点为其提供的目标信息及地形、地貌、海况等资料，进行数据融合、处理，向探测节点和打击节点提供统一的战场感知，进行作战指挥决策，为岸舰导弹火力单元提供其敌情目标和前导位置环境信息、分发目标指示数据和进行火力分配。

6）节点6和节点7为岸舰导弹火力单元，属于打击节点，接收来自探测和指控节点提供的敌情目标和前导位置环境信息，执行打击敌水面目标的“射手”任务。

4 网络化岸舰导弹系统实例分析

为研究不同类型的网络在结构上的共同特征，常用来分析复杂网络的最重要的3个统计特征为平均距离、度分布和集群系数［10］。

1）平均距离。平均距离又称为平均路径长，表示网络中所有节点对之间的平均最短距离，可记为，式中N表示节点数，dij为节点i与节点 j之间的最短距离。

2）度分布［11］。度分布有时简称为度，又称为连通度，表示节点的邻边数。节点i的度可记为网络的平均度定义为，网络的最大度定义为为保证充分发挥信息效能，网络化的岸舰导弹武器系统应具有较强的自适应特性，系统中应有极少的高连接度节点，有数量中等的中等连接度节点，有较多的低连接度节点，偏斜的度分布使得系统具有催化的能力，只需要改变大约5%～10%的部署，就可以重新配置网络化效能。

3）集群系数。集群系数又称为集聚系数、簇系数，衡量网络的集团化程度，表示网络中节点的邻点之间也称为邻点的比例。节点i的集群系数可

假设上述网络化岸舰导弹系统中，探测节点地波雷达站、舰载直升机、水面舰艇和预警机距离指挥控制节点的距离分别为150km、350km、270km、800km，打击节点岸导火力单元1、2距离指挥控制节点的距离分别为200km和300km，打击节点岸导火力单元1、2距离探测节点预警机的距离分别为670km和750km，则该系统模型的平均距离 l≈83 km。根据前述网络度分布和集群系数的概念，则七个节点的度 k1～k7分别为2，2，2，6，12，4，4，网络的平均度 k=，最大度k=12；七个节点的max集群系数 C～C分别为2，2，2，，，，，网17络的平均集群系数C≈1.13。

5 结语

本文介绍了网络化岸舰导弹武器系统的基本组成和功能，采用有向图的方法进行了武器系统建模，对平均距离、度分布和集群系数三个重要指标进行了计算，提供了一种武器系统网络效能评估的简单计算方法。根据网络化岸舰导弹武器系统网络结构和节点分布位置的不同，分别进行计算，按照计算结果，可对网络结构和节点配置进行优化，提升武器系统网络的有效性和稳定性。