军事指挥体系态势产品分层分类体系模型

张 翀，何春辉，鲍翊平，葛 斌

（国防科技大学信息系统工程重点实验室，长沙 410073）

0 引言

信息优势是信息化条件下联合作战交战双方争夺的焦点，及时准确地获取战场态势，对态势正确解读并在各指挥官之间形成共享的态势感知，是获取信息优势的关键［1-2］。军队作战指挥具有层次性、分工性，单一的态势系统无法满足各级各类作战需求，因此，态势产品要成体系建立。作为一种体系，如何设计合理的产品体系并发挥产品体系的效能，是作战指挥人员和参谋人员所重点关注的。

美军的共用作战图［3-6］（Common Operational Picture，COP）自1997 年开始逐步建立并完善了通用作战图的分层分类体系，即互操作的作战图族［6］（FIOP—Family of Interoperable operational pictures），包括共用作战图（COP—Common Operational Picture）、共用战术态势图（CTP—Common Tactical Picture）、单一合成态势图（SIP—Single Integrated Picture），它们分别服务于指挥决策、战术指控和火力协同打击等不同层次的作战应用。如图1 所示，COP、CTP 和SIP 共同为各级指挥员和执行人员提供完整的态势感知。

图1 FIOP 组成图

在我国，态势产品虽然起步比较晚，但是发展比较迅速。某部的“某态势系统”属于我军的战区指挥系统，初步达到了战略、战役一体化的目标，在局部区域还达到了指挥系统与主战武器一体化的程度。在军用标准和规范方面，虽然我军也制定了一系列的标准规范，但目前开发和在用的态势信息可视化系统仍以各军兵种面向应用的独立开发为主，没有形成体系，对联合作战的支持并不理想。

本文致力于研究建立适应于我军作战指挥体系的态势产品分层分类体系，特别要适应于当前灵活多变的作战指挥要求。从顶层设计出发，以模型指导体系建设为路线，提出了一种多级层次多视图的态势产品分层分类体系模型，该模型充分考虑了军队指挥结构中涉及到态势产品的基本元素，能够适应军队编制体制结构和指挥体系变化，并且充分考虑可计算、智能化的态势产品体系构建需求，利用运筹学模型建立了态势产品体系构建方法。模型的提出对于指导我军建立合理、灵活、可扩展的态势产品分层分类体系提供了技术支撑，也为将来我军各类态势产品的全面发展打下良好的参考基础。

在学术研究方面，文献［7］基于海量联合战场信息，提出了一种多级指挥所态势生成方法，针对不同级别情报处理中心的信息获取能力与作战应用需求，分别形成了战略层级的共用作战图、战役层级的共用态势图和战术层级单一合成图，并对每一种态势的原始数据和处理方法进行了详细的描述。文献［8］通过表、图和文字描述方式，研究了海天一体战场通用态势图构建的基本内容、实施过程及应实现的主要功能，并提出了海天一体战场通用态势图在多种等非战争军事行动中的运用建议。文献［9］针对联合作战战场态势图的互操作性问题，分析互操作性的定义和模型，总结公共时间基准、全球指控系统、公共作战图、单一合成空图的技术特点，最后面向服务的战场态势体系构建、元数据建模、多传感器数据互联等关键技术，给出了相关研究思路。文献［10］在分布式环境下探讨统一态势生成技术，提出了全分布式信息融合、统一态势标绘和统一情报分发数据链的关键技术，并分析了工程应用中的具体问题和解决方法。文献［11］针对态势信息有限管理问题，基于信息交换数据模型的研究思路，对态势数据存储、分发以及可视化表示等技术进行分析总结，提出了态势信息数据管理方法，并进行了实验验证。文献［12］设计了面向服务架构的通用作战态势图的架构，并提出了相关的体系结构，具有一定借鉴意义。文献［13］针对模块化构建态势图的需求，利用组件描述态势要素，以图层为中心对态势信息进行管理，提高了态势管理的灵活性。

1 多级层次多视图的态势产品分层分类体系模型

1.1 模型要素描述

模型需要充分考虑在军队指挥结构中态势产品分层分类体系中的各种元素，经过分析总结，在设计分层分类体系时主要考虑以下因素，如下页图2所示。

图2 模型的图形化示例

1.1.1 层次概念

军队指挥体系结构具有层次性，因此，为适应这种体系结构，态势产品体系也需要考虑层次这一因素。

态势产品体系的层次是指：态势产品体系中为适应军队某一指挥层级需求而对一系列产品设定的相同等级。它具有如下属性：

1）等级性

态势产品体系层次的等级要与军队指挥层级相对应。通过层次这个要素对态势产品按照军队指挥层级进行等级性划分。

2）多级性

军队中某一个指挥层级中往往存在进一步的层级划分，如军队指挥体系中的战区层，战区层又可以分为战区机关层和所辖的军兵种作战集团层次，在设计态势产品体系时需要考虑到这种多级性。因此，态势产品体系中某一层次也要能够进行再次划分。

3）扩展性

态势产品体系层次要符合军队指挥体系层级，当军队指挥体系层级发生变化时，态势产品的层次需要随之变化、进行扩展。

1.1.2 视图概念

态势产品可以按照不同分类标准划分为不同种类，而分类标准不仅不尽相同，而且还不断变化，因此，需要考虑视图这一因素来描述不同种类的态势产品。

态势产品体系视图是指为了符合军队指挥体系中某军兵种、某种任务或某类业务等，在态势产品体系中设定的对应产品种类。它具有如下属性：

1）多种类性

为适应军队指挥体系中各种分类标准，态势产品体系视图可以按照不同标准进行划分，例如可以按照军兵种划分，可以按照业务进行划分，可以按照指控流程进行划分等等。

2）统一性

虽然产品体系具有按不同标准的视图，但视图仅仅是整个态势的一个侧面，各个视图要在后台数据上相统一。

3）跨层次性

态势产品体系模型中既有层次也有视图，视图可能存在于某一层次，也可能跨层次存在，例如后勤业务视图存在于多个层次中，但每个层次后勤态势的粒度不同；情报融合分析视图跨军委、战区、作战集团而存在，在这些层次中都需要考虑设计情报融合分析的态势产品。

1.2 面向态势能力的态势产品体系构建方法

对态势产品分层分类体系建立模型可以抽象化描述产品体系，此外，还可以基于所提模型来建立态势产品体系构建方法，构建方法要体现出态势图辅助指挥作战的能力，本文称为态势能力。

随着军队指挥体系架构的变化，特别是针对灵活多变快速的作战要求，态势产品体系要符合新一代智能化、自动化的态势分析需求，因此，本文认为态势产品体系的构建应该遵循一种动态的、可调整的、可计算的构建机制。遵循此种思想，本文提出采用运筹学方法对态势产品体系进行建模，并利用相关运筹学方法对产品体系的构建过程进行计算。

1.2.1 基于线性规划的体系构建运筹学模型

基于上述所建立的多级层次多视图的分层分类体系模型可知，模型包含多个层次，每个层次还可以包含多个种类的视图，每个种类视图中包含具体的视图。从态势产品体系评价出发，目的是为了最大化态势产品的效能，可将该能力细分为若干指标：C1，C2，…，Cn，那么对于具有l 个层次，每个层次i有mi个种类视图，其中，第j 种类视图有Ni，j个视图应用，设ci，j，k是第i 层第j 种类视图对应于第k 个能力指标的系数，那么目标函数可以表示为：

其中，YLi和YHi分别表示第i 层视图数量的最小值和最大值，VLi，j和VHi，j分别表示第i 层第j 种类视图中视图数量的最小值和最大值。

联立以上目标函数与约束条件，那么可以得出求解视图数量的运筹学［14］模型为：

1.2.2 模型求解

通过引入松弛变量，模型式（4）可以转化为：

可用单纯形法［15］求解，计算步骤为：

1）找出初始可行基，确定初始基可行解，建立初始单纯形表；

3）在σj≤0，j=m+1，…，n，中，若有某个σk对应xk的系数向量Pk≤0，则此问题无解，停止计算；否则，转入下一步；

4）根据max（σj＞0）=σk，确定xk为换入变量，按θ 规则计算

可确定xl为换出变量，转入下一步；

5）以alk为主元素进行迭代，把xk所对应的列向量进行变换，得到新的单纯形表，重复步骤2）～步骤5），直到求解结束。

1.3 模型特点与意义分析

军队指挥体系随着时代而发展，因此，相应的态势产品体系也必须随之发生转变，本文提出态势产品分层分类体系模型的目的就是指导产品体系不断改进和变化，以适应新的编制体制。综合以上描述可总结出，多级层次多视图的态势产品分层分类体系模型的特点如下：

1）符合军队指挥体系的基本结构并具备灵活扩展性

所构建的模型符合军队的指挥层次性，所设计的视图可以体现作战时各个业务口对态势不同角度的需求，能够按照不同标准对各军兵种、各业务、各任务等需求建立态势产品。模型总结出基本要素，能够反映指挥结构中的本质特点，当层级或任务分工发生变化时，这些本质特点不会发生变化，因此，模型指导生成的态势产品体系具有灵活的可扩展性。

军队指挥体系具有层级性和明确的任务分工，但层级中可能还存在进一步划分，模型充分考虑了这种情况，利用多级层次结构来表示这种划分。另外，军队指挥中的业务线具有贯穿指挥层级的情况，对于这种情况，模型也阐述了跨层次的视图这种解决办法。模型的设计不但考虑了军队指挥的本质特点，还涵盖了一些细节和特殊情况。

2）可以支持机动作战时灵活的态势产品配置

现代战争作战样式丰富，纵观各场战争，灵活的部队构建是当前作战的主要特点，在这种基本要求的作战模式下，态势产品体系就要随之而动。最高指挥机构不论配置何种的作战体系，态势产品需要灵活地适应指挥体系。本文所设计的态势产品体系模型采用运筹学方法描述，机动时可以通过灵活配置参数，从而获得满足条件的态势产品体系，可以较好地支撑作战体系的变更。

3）可以支持当前智能化自动化作战参谋技术

随着人工智能技术的不断发展，越来越多的智能技术引入到作战参谋技术中，在这种环境中，态势产品的构建要求不再是需要人模糊地“拍脑袋”式地建立，而是需要可建模、可计算的态势产品构建能力，这样才能和智能化参谋技术无缝对接，为构建智能化态势产品体系应用提供技术支持。

2 我军态势产品体系探讨

本节基于上述模型，探讨构建面向我军指挥体系的态势产品分层分类体系。

2.1 态势产品体系层次

综合我军联合作战指挥体系特点，在分层分类体系模型的指导下，本文将态势产品体系分为军委战略级、战区联指级、军种战役级和战术单元级4个层次的划分。

1）军委战略级

军委级态势产品用于军委联合作战指挥中心的战场态势感知，辅助军委指挥层级从战略上制定作战方针，进行战略意图筹划；军委级态势产品描述并强调当前的部署和态势，同时也包含了帮助指挥官预测和影响未来局势的信息。

2）战区联指级

战区级态势产品主要服务于战区联合作战指挥机构的态势需求，辅助战区统帅和战区内各军种作战指挥员进行战区级筹划与决策。按照我军指挥层级的划分，战区层进一步划分为两个子层：处于上层的为战区统帅指挥机构服务，处于下层的为各军种作战指挥员服务。本文所设计的战区级涵盖了指挥体系中的战区首脑机构和各军种作战业务人员。这两个子层基本任务和信息要素类似，根据不同的作战任务、军兵种结构等情况会有一定的区别。

3）军种战役级

军种战役级态势产品主要用于各军兵种中的军、旅级，或其相对应等级的作战指挥部的态势展现与分析，辅助部队指挥员制定作战计划，进行指挥控制，并接收战区的态势和情报，融合下级态势和情报。军种战役级态势产品主要对应于我军指挥体系中的作战部队，应用于包括军级、旅级或其相对应等级的指挥所，因此，可以进一步进行子层划分。

4）战术单元级

战术单元级态势产品服务于由各军兵种单独编组的营、连、排级作战分队或作战平台（舰、船、艇、飞机、车辆），接收上级态势和情报信息，指控火控武器，向上级提供本级战场态势和火控武器态势信息，辅助本级进行单元作战。

2.2 业务视图

上一节主要从层次方面对面向我军指挥体系的态势产品分层分类体系进行阐述，实际建立态势产品时，还要从各个态势系统所对应的业务来进行设计，本节从业务视图角度阐述态势产品体系。

1）参谋工作

参谋工作业务是个跨指挥层级的视图，军委联合指挥部、战区指挥机构、作战集团指挥所、部队指挥所都具有参谋工作的业务，主要包括作战计划筹划、情报侦察、电子对抗等。

2）政治工作

与参谋工作类似，政治工作也是跨指挥层级的业务视图，主要包括思想政治、组织、人力资源、心理战等。

3）后勤工作

后勤工作跨指挥层级，并且有专属的保障中心，主要包括财务、营房、运输等业务。

4）装备工作

装备工作跨多个指挥层级进行建设与保障，主要包括装备保障与装备维护。

5）训练工作

训练工作贯穿指挥体系，主要包括训练、教育、考核等。

6）动员工作

动员工作仅存在于军委战略层次和战区联指层次，主要包括动员征兵、边海防等。

2.3 OODA 视图

以上是从我军指挥体系中业务角度来对态势产品体系的设计，另一方面，指挥控制过程遵循包以德循环，OODA［16］（Observe，Orient，Decide and Act），即观察-调整-决策-行动。4 个阶段贯穿物理域、信息域、认知域和社会域所涉及的媒介和空间。物理域中的实体和行为，通过信息域的指挥信息系统转化为特定的数据、信息和知识，结合人的作战经验以及世界观等主观因素，在作战人员的思想意识中形成认知。认知的目的是保证在社会域通过指挥人员间交互进行科学、及时、精细、到位的决策，最终对部队的作战行动实施有效的指挥控制，而正确快速认知来源于对战场环境与态势正确快速自动的分析。本节从OODA 环来阐述态势产品体系。

1）信息探测与采集

作为OODA 环的第一环节，需要通过各种探测与采集手段进行信息获取，在这一环节中各种探测与采集设备的态势要在态势产品上进行展现，以辅助对信息和情报获取能力的监控。

2）融合与分析

融合与分析是OODA 环的第二阶段，汇聚各种传感器的信息，并进行融合处理，提供分析支撑环境。

3）决策与指挥

决策与指挥阶段存在于军委战略级、战区联指级和军种战役级，主要涉及方案、决心、目标分配、计划拟制、计划推演。

4）打击执行

打击执行贯穿4 个层次，主要包括火控武器态势、行动监控和效果。

3 态势产品体系分析与模型研究

根据上节所描述的2 种态势产品体系，即以业务视图为主的体系和以OODA 视图为主的体系，本节对这两种体系进行分析并结合前述模型加以研究。

3.1 业务视图体系分析

以表格形式对业务视图态势产品体系进行分析，“√”表示存在态势产品，如表1 所示。

表1 业务视图态势产品各层级分布

从业务视图态势产品体系的根本目的出发，要提高各个业务口基于态势的工作业务感知能力，可以将面向业务视图态势产品体系的能力指标分为业务表达能力CY1、业务分析能力CY2和业务认知能力CY3。从各个层级来考察这3 个能力指标，层级越高责任越大，所发挥的效能越大，因此，考虑按照由高层级到低层级逐级递减来设计能力指标。从各个业务视图来考虑这3 个能力指标，可以设计各个业务口的权重系数。因此，可以设计出如表2 所示的业务视图态势产品能力指标体系。其中，战术单元级为标准能力，其上的层级乘以相关的增长系数。

表2 业务视图态势产品体系能力指标分布

关于业务视图态势产品体系中每一种业务视图中，态势产品的数量层级越高机关越庞大，所需要态势产品的数量也越丰富。另外，从业务口的数量需求出发，每个业务口对态势产品数量的要求也不相同，可考虑设定数量系数。因此，关于各层级各视图中态势产品的约束数量如表3 所示，其中，战术单元级按照标准的最低和最高态势产品数量计算，其上的层级乘以相关的增长系数。

表3 业务视图态势产品数量约束分布

基于上述对能力指标和数量约束的考虑，可以针对业务视图态势产品体系列出部分运筹学模型（由于空间有限，单一视图中态势产品数量约束公式未列出）。模型中hi，j代表不同层级不同视图的系数，如军种战役级的参谋视图该系数为1.1，而战术单元级的后勤视图该系数为0。

3.2 OODA 视图体系分析

以表格形式对OODA 视图态势产品体系进行分析，“√”表示存在态势产品，如表4 所示。

表4 OODA 视图态势产品各层级分布

OODA 视图的态势产品主要是从作战过程角度辅助指挥员和参谋人员更好地理解态势，对战场态势具有全面而深刻的把控。因此，可以提出态势汇聚能力CO1，态势融合能力CO2，态势辅助能力CO3以及态势评估能力CO4这4 项目能力指标。

关于能力指标权重分配和产品数量约束分配与业务视图可基本一致，在此不作过多赘述。那么针对OODA 视图态势产品体系列出部分运筹学模型（由于空间有限，单一视图中态势产品数量约束公式未列出）。

4 结论

随着世界军事形式不断变化、我军指挥体系的不断完善、未来战场对态势需求日益加强，构建符合我军指挥体系完整的态势产品体系是必然要求。本文针对合理有效构建我军态势产品体系的需求，提出了多级层次多视图的态势产品分层分类体系模型；模型抽取出军队态势产品体系本质要素，设计了层次和视图这两个概念，并综合考虑灵活多变作战指挥的要求，以及可计算、智能化作战参谋的需要，运用运筹学方法建立了形式化态势产品体系模型，并从效能最大化出发求解产品体系；最后以应用案例的方式，建立了适应于我军指挥体系的态势产品分层分类系统架构。这为构建满足我军指挥体系的态势产品分层分类体系作出探索，也为智能化、自动化、可计算的现代化作战态势体系建立提供了技术支撑。

下一步工作将会进一步根据更多视图种类完善态势产品分层分类体系，并通过结合联合渡海登岛、舆论战与网络战等案例，研究态势产品体系的实用性。