指揮控制(C2)的成效是戰(zhàn)爭勝負(fù)的決定因素。在戰(zhàn)爭中,任何一項其他活動的重要程度都無法與指揮控制相提并論。同時,指揮控制在應(yīng)急管理、反恐維穩(wěn)等社會治理領(lǐng)域具有越來越重要的作用。因此,指揮控制技術(shù)一直是軍事、管理等領(lǐng)域最活躍的研究內(nèi)容之一。本書對指揮控制技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性梳理與介紹,涵蓋態(tài)勢認(rèn)知、決策規(guī)劃、行動控制等三個方面,具體包括態(tài)勢建模、態(tài)勢分析、目標(biāo)選擇、任務(wù)規(guī)劃、戰(zhàn)場管理、監(jiān)控與協(xié)同等技術(shù)。本書不僅可供指揮控制領(lǐng)域的研究工作者借鑒,還可供指揮控制相關(guān)專業(yè)的師生和從業(yè)人員學(xué)習(xí)與參考。
《指揮控制技術(shù)》由信息系統(tǒng)工程全國重點實驗室組織編寫,中國工程院院士、中國指揮與控制學(xué)會理事長費愛國作序力薦,系統(tǒng)梳理指揮控制技術(shù)的態(tài)勢認(rèn)知、決策規(guī)劃、行動控制等內(nèi)容,詳解態(tài)勢建模、態(tài)勢分析、目標(biāo)選擇、任務(wù)規(guī)劃、戰(zhàn)場管理、監(jiān)控與協(xié)同等技術(shù),不僅可供指揮控制領(lǐng)域的研究工作者借鑒,還可供指揮控制相關(guān)專業(yè)的師生和從業(yè)人員學(xué)習(xí)與參考。
指揮控制(C2)的成效是戰(zhàn)爭勝負(fù)的決定因素。在戰(zhàn)爭中,任何一項其他活動的重要程度都無法與指揮控制相提并論。同時,指揮控制在應(yīng)急管理、反恐維穩(wěn)等社會治理領(lǐng)域具有越來越重要的作用,對其技術(shù)的研究也得到了更加廣泛的關(guān)注與重視。因此,指揮控制技術(shù)一直是軍事技術(shù)研究中最活躍的內(nèi)容之一。
指揮控制技術(shù)具有鮮明的跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的特點,涉及通信、網(wǎng)絡(luò)、計算機、控制、數(shù)學(xué)、人工智能等多個學(xué)科,以及軍隊指揮、組織管理等多個領(lǐng)域。這使得大量技術(shù)都可以被認(rèn)為與指揮控制相關(guān),而對那些屬于指揮控制最本質(zhì)、最核心的技術(shù),卻缺乏普遍共識,甚至在很多情況下,指揮控制技術(shù)與指揮控制系統(tǒng)的技術(shù)被混為一談,導(dǎo)致了對指揮控制技術(shù)的整體認(rèn)識不清晰,阻礙了指揮控制領(lǐng)域的發(fā)展。
自20世紀(jì)90年代以來,新一輪以信息化為標(biāo)志的軍事變革掀起了以消除各軍兵種煙囪系統(tǒng)、建立C2要素之間的互聯(lián)、互通、互操作為目的的指揮控制系統(tǒng)發(fā)展高潮。C2迅速從單純的C2演化到 C3I、C4I、C4ISR等,技術(shù)元素與功能形式越來越多,結(jié)構(gòu)與過程越來越復(fù)雜,涉及的人、信息與結(jié)構(gòu)及其對象等指揮控制要素都發(fā)生了深刻變化。智能技術(shù)的迅速興起又給指揮控制注入了新的發(fā)展動力,以智能化為特征的指揮控制系統(tǒng)成為未來發(fā)展的重點,整個領(lǐng)域面臨著一場深刻的變革。
因此,從問題源頭出發(fā),以技術(shù)科學(xué)的視角對指揮控制技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理,對于理解與認(rèn)識信息化、智能化給指揮控制技術(shù)帶來的深刻變化,服務(wù)新型指揮控制系統(tǒng)建設(shè)具有重要意義。
作者及所在團(tuán)隊從21世紀(jì)初開始,在國家指控組織設(shè)計與優(yōu)化創(chuàng)新團(tuán)隊、國家自然科學(xué)基金、863 等項目的支持下,開展了與指揮控制理論方法的研究,通過承擔(dān)指揮控制系統(tǒng)的研制任務(wù),進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的探索實踐。本書是作者及所在團(tuán)隊多年的實踐積累,結(jié)合目前正在開展的新一代智能化、輕量級新型指揮控制系統(tǒng)的探索,思考、總結(jié)與提煉的成果。本書也是從技術(shù)科學(xué)的視角,以新的使命與任務(wù)為出發(fā)點,對指揮控制技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性梳理的努力與嘗試。
全書共7章。第1章為緒論,介紹了指揮控制的基本概念、理論基礎(chǔ)、技術(shù)分類、演化與發(fā)展等內(nèi)容。第2章和第3章對應(yīng)態(tài)勢認(rèn)知技術(shù):第2章介紹了態(tài)勢建模技術(shù),包括目標(biāo)態(tài)勢建模、戰(zhàn)場環(huán)境建模等技術(shù);第3章介紹了態(tài)勢分析技術(shù),包括行為分析、威脅估計、意圖推斷等技術(shù)。第4章和第5章對應(yīng)決策規(guī)劃技術(shù):第4章介紹了目標(biāo)選擇技術(shù),包括目標(biāo)價值評估、目標(biāo)體系級聯(lián)失效評估、目標(biāo)優(yōu)化選擇等技術(shù);第5章介紹了任務(wù)規(guī)劃技術(shù),包括任務(wù)分配、資源規(guī)劃調(diào)度、部署方案規(guī)劃、行動路線規(guī)劃等技術(shù)。第 6章和第7章對應(yīng)行動控制技術(shù):第6章介紹了戰(zhàn)場管理技術(shù),包括戰(zhàn)場信息資源管理、作戰(zhàn)域管理、數(shù)字戰(zhàn)場等技術(shù);第7章介紹了監(jiān)控與協(xié)同技術(shù),包括計劃監(jiān)控、行動協(xié)同等技術(shù)。
由于指揮控制問題的復(fù)雜性,其技術(shù)體系及內(nèi)涵目前仍未形成共識。雖然本書歷經(jīng)近兩年時間的反復(fù)修改,但作者仍然認(rèn)為本書還是探索之作,在指揮控制技術(shù)的諸多方面還有待進(jìn)一步完善,加上作者本身的能力和水平所限,其中錯誤、疏漏在所難免,懇請廣大讀者提出寶貴的意見和建議,以利于作者繼續(xù)研究。
本書由朱承、張維明整體策劃,朱承撰寫了第1章并對全書進(jìn)行統(tǒng)稿,丁兆云、劉斌撰寫了第2章,周鋆撰寫了第3章,朱先強撰寫了第4章,王建江、王文浩、湯羅浩撰寫了第5章,朱先強、劉毅撰寫了第6章,雷洪濤撰寫了第7章。感謝實驗室團(tuán)隊的張勝、劉進(jìn)等老師,以及馮清泉、徐翔、張航、孫立健、龔少輝、楊昊、王云飛、劉蔚柯、李尚森、黃雪芹、郭園園、王琛、年愛欣、王菲、曹得琪、李凱等同學(xué),他們參與了資料收集與書稿整理工作。
作 者
朱承,博士,研究員,信息系統(tǒng)工程全國重點實驗室國防科大分部主任,博士研究生導(dǎo)師,中國指揮與控制學(xué)會C4ISR技術(shù)專委會副主任委員、軍隊某專業(yè)組專家,長期從事指揮控制理論與技術(shù)研究,主持國家自然科學(xué)基金、863等國家和軍隊級項目10余項、牽頭研制多個新型指控系統(tǒng),發(fā)表論文50余篇,出版專著教材8部,獲軍隊級科研獎勵3項。
第1章 緒論
1.1 基本概念
1.1.1 指揮控制
1.1.2 指揮控制技術(shù)
1.2 理論基礎(chǔ)
1.2.1 系統(tǒng)理論
1.2.2 組織管理理論
1.2.3 數(shù)據(jù)科學(xué)
1.2.4 運籌學(xué)
1.3 技術(shù)分類
1.3.1 態(tài)勢認(rèn)知
1.3.2 決策規(guī)劃
1.3.3 行動控制
1.4 演化與發(fā)展
1.4.1 冷兵器戰(zhàn)爭時期
1.4.2 熱兵器戰(zhàn)爭時期
1.4.3 機械化戰(zhàn)爭時期
1.4.4 信息化戰(zhàn)爭時期
1.4.5 智能化戰(zhàn)爭時期
參考文獻(xiàn)
第2章 態(tài)勢建模技術(shù)
2.1 概述
2.2 目標(biāo)態(tài)勢建模技術(shù)
2.2.1 目標(biāo)及目標(biāo)體系
2.2.2 目標(biāo)實體關(guān)系建模技術(shù)
2.2.3 目標(biāo)行為建模技術(shù)
2.2.4 目標(biāo)能力建模技術(shù)
2.2.5 威脅建模技術(shù)
2.3 戰(zhàn)場環(huán)境建模技術(shù)
2.3.1 物理環(huán)境建模技術(shù)
2.3.2 信息環(huán)境建模技術(shù)
2.3.3 社會環(huán)境建模技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第3章 態(tài)勢分析技術(shù)
3.1 概述
3.2 行為分析技術(shù)
3.2.1 異常行為檢測技術(shù)
3.2.2 行為演化預(yù)測技術(shù)
3.3 威脅估計技術(shù)
3.3.1 基于綜合分析的威脅估計技術(shù)
3.3.2 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的威脅估計技術(shù)
3.4 意圖推斷技術(shù)
3.4.1 意圖推斷模型
3.4.2 意圖推斷算法
3.4.3 意圖推斷案例
參考文獻(xiàn)
第4章 目標(biāo)選擇技術(shù)
4.1 概述
4.1.1 聯(lián)合作戰(zhàn)目標(biāo)作業(yè)過程
4.1.2 目標(biāo)選擇相關(guān)技術(shù)
4.2 目標(biāo)價值評估技術(shù)
4.2.1 目標(biāo)個體價值評估
4.2.2 目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)價值評估
4.3 目標(biāo)體系級聯(lián)失效分析技術(shù)
4.3.1 目標(biāo)體系級聯(lián)失效過程
4.3.2 目標(biāo)體系級聯(lián)失效模型
4.3.3 目標(biāo)體系級聯(lián)失效分析案例
4.4 目標(biāo)優(yōu)化選擇技術(shù)
4.4.1 基于網(wǎng)絡(luò)阻斷的目標(biāo)優(yōu)選模型
4.4.2 網(wǎng)絡(luò)阻斷求解算法
4.4.3 典型案例
參考文獻(xiàn)
第5章 任務(wù)規(guī)劃技術(shù)
5.1 概述
5.2 任務(wù)分配技術(shù)
5.2.1 任務(wù)描述與建模
5.2.2 集中式任務(wù)分配技術(shù)
5.2.3 分布式任務(wù)分配技術(shù)
5.3 資源規(guī)劃調(diào)度技術(shù)
5.3.1 基于網(wǎng)絡(luò)計劃圖的調(diào)度技術(shù)
5.3.2 基于RCPSP的調(diào)度技術(shù)
5.4 部署方案規(guī)劃技術(shù)
5.4.1 基于連續(xù)(網(wǎng)格)選址模型的技術(shù)
5.4.2 基于離散選址模型的技術(shù)
5.5 行動路線規(guī)劃技術(shù)
5.5.1 基于圖的路徑規(guī)劃技術(shù)
5.5.2 基于網(wǎng)格的路徑規(guī)劃技術(shù)
5.6 方案推演評估技術(shù)
5.6.1 仿真模型構(gòu)建技術(shù)
5.6.2 實驗分析與評估技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第6章 戰(zhàn)場管理技術(shù)
6.1 概述
6.2 戰(zhàn)場信息資源管理技術(shù)
6.2.1 戰(zhàn)場信息資源組織治理
6.2.2 戰(zhàn)場信息資源處理管控
6.2.3 戰(zhàn)場信息資源分發(fā)共享
6.3 作戰(zhàn)域管理技術(shù)
6.3.1 空域管理技術(shù)
6.3.2 頻譜管理技術(shù)
6.3.3 網(wǎng)絡(luò)域管理技術(shù)
6.4 數(shù)字戰(zhàn)場技術(shù)
6.4.1 數(shù)字戰(zhàn)場環(huán)境技術(shù)
6.4.2 計算機兵力生成技術(shù)
6.4.3 基于數(shù)字戰(zhàn)場的平行控制技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第7章 監(jiān)控與協(xié)同技術(shù)
7.1 概述
7.2 計劃監(jiān)控技術(shù)
7.2.1 偏差識別技術(shù)
7.2.2 關(guān)鍵鏈分析技術(shù)
7.2.3 偏差處理技術(shù)
7.3 行動協(xié)同技術(shù)
7.3.1 預(yù)先計劃協(xié)同技術(shù)
7.3.2 臨機自主協(xié)同技術(shù)
參考文獻(xiàn)