指挥控制组织结构模型研究现状及思考

指挥控制组织结构是指挥及作战单元在其行动过程中形成的结构关系,是将指挥员意图转换为战斗员行动的桥梁。为进一步认识理解指挥控制组织结构及其模型方法,从指挥控制组织结构的描述模型、评估模型和优化模型着手,讨论了指挥控制组织结构模型在表示方法、分析评估和优化调整等方面的研究现状及不足。在此基础上,分析了指挥控制组织结构模型的发展方向并提出了相关建议。

指挥控制组织敏捷性研究与思考

过去20年中,复杂网络和电磁环境带来的威胁、人工智能技术的高速发展对指挥和控制(C2)组织体系提出了新的挑战,导致当前的C2组织能力缺乏足够的敏捷性。阐述了C2组织敏捷性的相关概念和理解,开发一系列新的、可实现的概念及解决方案以提高在退化或受限制的网络电磁环境中C2组织的敏捷性。

面向任务的指挥控制组织设计、建模与仿真方法

面向任务的指挥控制组织(Task Oriented Command and Control Organization,TOC2O)从使命任务出发对组织结构进行动态构建,以满足联合作战的任务需求,并且能够迅速地适应战场环境的动态变化。对TOC2O的四种相关设计方法进行了简要论述。总结了对TOC2O建模、仿真的主要研究机构、项目,对比分析了各自的优缺点,最后总结了当前研究的主要特点,提出了下一步研究的方向。

以网络为中心的指挥控制组织探索性分析

以计算组织理论以及探索性分析方法为基础,提出对以网络为中心的指挥控制(Comm and Contro l,C2)组织的探索性分析方法的进行效能优化的探索性建模和优化方法。通过对信息化战场指挥控制组织及其组织要素的建模,建立动态适应使命与环境变化的指挥控制组织模型;通过对指挥控制组织及其组织要素多类角色和多个维度的相互关系以及相应信息流、控制流的结构建模分析,建立并优化指挥控制组织及其组织要素之间的关于多种使命环境、组织属性的重叠网络模型。通过探索性分析方法,研究信息化战场网络指挥控制组织的动态重构的离散时态演化机制,并对指挥控制组织网络构成的有效性进行测度和优化。

网络化作战指挥控制组织设计关系描述和分析

指挥控制(C2)组织基本元素间的关系描述和分析是完成C2组织设计的前提和基础。从描述C2组织设计的基本概念出发,抽象和建模了C2组织的基本元素,描述了C2组织设计过程中基本元素间各类关系,介绍了各类关系的定义和基本属性,最后分析了各类关系间联系,并给出了C2组织设计过程中各类关系间联系示意图。

马赛克战兵力设计下的边缘指挥与控制组织结构

为夺得决策优势,马赛克战和边缘作战应运而生.边缘指挥与控制(command and control,C2)是有效利用马赛克战兵力设计原则和实现边缘作战概念的必然选择.通过分析C2信息传递流程,提出决策融合的新理念.基于决策融合理念,提出边缘C2组织结构和中心与边缘相结合的C2组织结构.通过示例验证了该C2组织结构的科学性和可行性.

敏捷C2组织生成及演进的度量与优化

指挥与控制(command and control,C2)组织敏捷性度量与优化是重要的研究领域。针对当前研究主要集中于组织设计方面导致范畴受限,以及方法本身不够系统全面的问题,提出从C2组织生成及演进角度开展相关研究,从而实现组织敏捷性的高效度量与优化。在对C2组织生成及演进、C2组织设计概念内涵进行辨析的基础上,分析了分层递阶视角下C2组织生成及演进的具体内容。分别分析了C2组织生成鲁棒性和演进适应性的作用原理、作用过程和具体分类。根据C2组织生成及演进的具体内容,分别进行生成鲁棒性和演进适应性的度量和优化。

基于多目标优化的C2组织平台资源动态调度方法

针对指挥控制(command and control,C2)组织的平台资源动态调度问题,对战场上的突发事件进行了分析,针对平台损毁和任务增加两种突发事件,构建了以最大化任务完成质量和最小化计划调整代价为优化目标的数学模型,并基于非支配排序遗传算法设计了多目标优化模型的求解方法。仿真实验表明,所构建的C2组织平台资源动态调度模型及求解方法能够有效应对战场上的突发事件,能够为决策者提供多个有效的平台资源动态调度方案。

C2组织信息结构效能测度及综合评估

军事指挥控制(command and control,C2)组织中的效能评估问题是信息化作战中研究的热点。首先通过分析C2组织实体间的关系,形式化描述了C2组织信息结构的基本概念。分别从作战使命层次和作战任务层次设计了指控效率、同步效率和负载率作为其效能测度指标。然后从结构高效性和鲁棒性的角度探讨了测度指标的选择对衡量C2组织信息结构效能的影响。最后,基于加权积模型提出了一种C2组织信息结构效能综合评估方法,并通过一个案例证明了该方法的有效性和稳定性。

Holonic-C2组织资源调度问题研究

为了解决复杂多变战场环境下指挥控制(command and control,C2)组织资源调度敏捷性不足的问题,将Holonic控制理论引入C2组织的设计领域,研究Holonic-C2组织的资源调度问题。首先,对基于Holonic理论的C2组织Holon单元进行定义,给出Holonic-C2组织的基本结构;其次,对Holonic-C2组织的决策权限进行分析,给出决策模式的划分及确定方法;最后,研究在不同决策模式下Holon单元资源调度及针对不确定性事件的动态调度方法,建立集中与协作相结合的资源调度和调整机制。

C2组织决策实体配置问题建模与求解方法

针对指挥控制组织设计中决策实体的配置问题,提出了一种问题的配置模型及其求解方法。在分析传统决策实体配置模型不足的基础上,采用了作战任务执行时间来测度决策实体工作负载,建立了以全部决策实体工作负载的均方根(root mean square,RMS)最小为目标函数的问题数学模型。提出了基于最小RMS合并规则的层次聚类方法的问题求解思路,给出了该方法的具体步骤和流程。最后结合联合作战仿真算例中一个任务-平台的调度方案,验证了所提方法的有效性和优越性。

基于动态影响网的C2组织COA问题建模

提出了用动态影响网(Dynamic Influence Nets,DINs)对指挥控制(Command and Control,C2)组织行动过程(Course of Actions,COA)问题进行建模的方法。该方法通过引入因果强度参数,替代了传统动态贝叶斯网络中的条件概率表。给出了利用因果强度参数进行概率传播的具体计算方法。结合一个联合作战的仿真算例,验证了该建模方法的优越性和有效性。

面向任务C2组织的多层次评价描述模型

现代战场环境下,要求能够根据作战任务迅速的进行兵力调配,设计相应的C2组织结构。不同的设计方法可能设计出完全不同的C2组织结构,那么如何对这些C2组织进行评价是一个重要的问题。在对组织评价的各种方法、理论进行了综述后,依据计算数学组织理论和组织结构权变理论,提出了一个对面向任务C2组织进行评价的多层次描述模型,从组织与任务环境的交互关系,组织内信息流与命令流结构以及组织内的决策者实体的功能3个层次分别对C2组织进行了描述,为建立评价的定量模型和仿真模型奠定了基础。

Holonic-C2组织决策分配及演化方法

为了有效发挥指挥控制(Command and Control,C2)组织集中式决策和协作式决策的决策优势,对具有决策权限动态变化能力的Holonic-C2组织的决策分配问题进行研究。针对群决策中专家固定权重的主观性太强的缺点,提出基于专家权威性和意见一致性相结合的专家组选择方法,提高了决策分配过程中多属性决策的客观合理性;针对决策分配的动态演化问题,提出基于多阶段决策的决策模式演化机制,在考虑属性前后阶段的变化的基础上,给出相邻阶段决策模式跃迁方法。仿真结果表明,所提方法能够给出相对客观的决策模式的优劣排序以及多阶段的演化路线,从而证明了方法的可行性和有效性。

指挥与控制组织结构模型研究

针对传统指挥与控制组织结构模型中存在的系列问题,提出新的指挥与控制组织结构模型.该模型按组织元素、组织关系与组织流程对指挥与控制组织结构进行建模.其中组织元素以对抗敌方作战体系为牵引,将我方作战体系划分为中心指挥单元与边缘作战单元.组织关系划分为指挥关系、控制关系、保障关系、信息交互关系、杀伤关系与杀伤链.组织流程划分为决策和评估两部分.通过上述指挥与控制组织结构模型,可以有效刻画指挥与控制组织结构参与作战的作用过程与作战机理,具有科学性、合理性和实践性.

完成时间限制下的任务—平台关系设计模型及算法

针对指挥控制组织结构设计中任务—平台关系的设计问题,提出了一种使命完成时间限制条件下的问题的设计模型及其求解算法。分析了使命完成时间限制条件下任务—平台关系设计(task-platform relation de-sign under mission completion time constraint,TPRDTC)问题的约束条件,建立了以使命执行质量的值最大为目标的问题数学模型。设计了用于求解该模型的循环多动态列表规划(multi-dimensional dynamic list scheduling,MDLS)算法,给出了该算法的详细步骤和流程。最后通过一个联合作战的战役案例,分析并验证了循环MDLS算法对求解TPRDTC问题的有效性和适用性。

任务计划适应性改造优化建模及方法

针对指挥控制(C2)组织资源层-任务计划的适应性优化问题,提出了一种方案改造代价限制条件下的任务计划适应性优化(AOMPTP)问题模型及求解算法。介绍了国内外学者对任务计划适应性优化及适应性测度的研究成果,在分析方案改造代价的必要性和衡量标准的基础上,给出了方案改造代价的定义和约束条件。在方案改造代价限制条件下,建立了以使命完成时间最短为目标的问题数学模型,设计了求解该模型的多维动态列表规划(MDLS)及循环遗传(CG)算法,使指挥员能够更好地权衡方案改造优化的性能与代价,作出决策。最后通过实验分析,验证了所提方法的有效性和适用性。

基于知识约束的决策实体配置问题建模与求解

针对指挥控制组织设计中决策实体的配置问题,提出了在知识约束条件下该问题的数学模型及其求解方法。分析了该问题的约束条件,包括该问题的知识约束、隶属约束、能力属性约束等,建立了以最小化决策实体工作负载均方根为目标的优化模型,提出了基于遗传算法的模型求解算法,设计了针对问题模型的染色体编码方式、适应度函数以及遗传算子。最后结合联合作战仿真算例中一个任务与平台关系的设计方案,验证了所提方法的可行性和稳定性。

网络构建成本约束下信息交互关系设计

针对指挥控制(C^2)组织决策实体间信息交互关系的设计问题,提出了一种网络构建成本约束条件下设计模型及其求解方法。首先,分析了网络构建成本约束条件下信息交互关系设计(CRDNCCC)问题的约束条件,建立了以信息交互网络平均时延最小为目标的数学模型;然后,提出了基于拉格朗日乘数法(LMR)和遗传算法(GA)的求解方法,其中,LMR用于求解确定信息传输路由组合下信息交互网络的最小平均时延,GA用于信息传输路由组合的优选。最后,通过一个联合作战的仿真算法,分析并验证了所提方法的有效性和适用性。

基于离散萤火虫算法的指控结构适应性调整

指挥控制组织结构的适应性调整是敏捷指控领域研究的热点问题。首先给出了指挥控制组织的基本组成要素,针对行动计划变化和战术决策实体失效两种战场突发事件,分析了这两种事件下的优化约束条件和优化目标,分别构建了指挥控制组织结构适应性调整问题的优化模型,设计了基于离散萤火虫算法的模型求解方法,给出了离散萤火虫算法的具体流程,最后通过具体算例对指控组织结构适应性调整模型和其求解算法进行了仿真验证和对比,仿真结果表明了求解方法的可行性和高效性。