战争的历史就是指挥控制的历史。在《孙子兵法》中,指挥的艺术占据了主要的地位,克劳塞维茨的《战争论》在很大程度上也是阐述如何进行指挥控制的著作,而任务式指挥思想也源自克劳塞维茨。中西方“兵圣”都高度关注指挥控制也恰恰说明了指挥控制在战争中不可或缺的核心作用。
指挥控制(C2)的成效是战争胜负的决定因素,联合作战、全域作战的重心在于指挥控制,取得体系优势的关键也在于指挥控制。在战争中,任何一项其他活动的重要程度都无法与指挥控制相提并论。
指挥控制不是一成不变的,政治、经济、科技和战争规模等都在牵引着指挥控制的发展演变,特别是科技的发展加速了这种演变,拓展了演变的广度与深度。同时,指挥控制在应急管理、反恐维稳等社会治理领域也具有越来越重要的作用,对其研究也得到了更加广泛的关注与重视。
恩格斯指出:“一旦技术上的进步可以用于军事目的,并且已经用于军事目的,它们便立刻几乎强制地,而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式的改变,甚至变革。”武器和科技的发展带来作战方式的变化,由此深刻地影响着指挥控制的演变甚至变革。与此同时,指挥控制的发展也影响着战争形态的变化,催发各种新型指挥控制组织形态。由于士兵的文化水平越来越高,其独立性也越来越强,因此,军队不仅必须改进训练方法,增强士兵的主动性和创造性,也要搞好相互间的协调,由此演化出新的组织形态。
影响战争与战争指挥控制的主要因素是人类组织形态的演化以及科学技术的催化作用,这种演化呈现出清晰的脉络,从中心化组织形成中心化指挥控制,到一线自主协同形成边缘指挥控制,呈现出“集中—分布—自组—敏捷”的演化过程。人类组织形态最开始以中心化为主,是集权的、层级制的、金字塔形的,马克思·韦伯将之归结为官僚制模型。这是一种严密、高效、精确的组织体系,指挥单元和行动单元严格分开,上下级之间形成指挥命令的层级关系,上级负责政策制定,有指挥、监督、命令之权;下级则必须依据官僚规则如实地执行上级命令。这种由中心化组织演化而来的中心化指挥控制也是一种自顶向下的指挥控制方式,它在解决静止性问题,以及不确定性较少的问题时得心应手,并长期受指挥员娴熟运用,成为一种范式。随着战争形态的改变、不确定环境的显现和去中心化趋势的加强,中心化指挥控制范式的不足逐渐显现,去中心化的一线自主协同边缘指挥控制弥补了中心化指挥控制的不足。这种指挥控制方式是典型的自组织,也是一种自下而上的指挥控制方式,呈现出自任务、自组织、自行动、自适应等特征。未来战争的规模可能进一步缩小,战场环境充斥着不确定性和偶然性,单纯地依靠他组织或自组织显然难以做到进退裕如,这就需要有更加敏捷的指挥控制方式,我们不妨称之为“中心+边缘”的指挥控制。适合中心化指挥控制的就用中心化指挥控制,适合边缘指挥控制的就用边缘指挥控制,两者各得其所、各美其美。
指挥控制的发展离不开指挥控制理论方法的创新,指挥控制理论方法是多学科交叉的,社会科学、自然科学、数学在指挥控制理论发展中都发挥着重要的作用。机械化时代采用预测、统计、运筹等数学方法,主要还是还原论的方法;信息与智能化时代更注重系统、体系的科学方法,也更加注重整体论。我们要善于引导指挥控制理论方法广泛吸收和应用现代科学技术(也包括社会科学)的最新成果,构建不同尺度的指挥控制,避免一把尺子量到底。一方面,应该像现在鼓励人们研究自然科学那样,提倡从哲学、经济学、历史学和社会学等各个角度,从体系等更加宽广的视野和维度深入研究指挥控制理论方法,拓展指挥控制研究的范畴;另一方面,继续采用预测、统计、运筹等数学方法,加深微观尺度的指挥控制研究。
数字化、智能化给今天的指挥控制带来机遇和挑战。当前人工智能技术的迅速兴起,催生了以智能无人为代表的新域新质作战力量,改变了装备与战争形态,指挥控制的主体客体、要素结构、技术手段、系统形态等面临根本性的变化,整个领域正在经历一场深刻的变革。指挥控制理论方法创新必须敢于直面数字化、智能化的挑战,同时又要善于抓住数字化、智能化带来的契机,必须着手研究更好的数字化、智能化方法,努力探索指挥控制领域新的数字化、智能化分析方法和手段,促进指挥控制基础理论与方法不断推陈出新。
为了总结并创新指挥控制的理论、方法与技术,服务指挥控制领域的发展,信息系统工程全国重点实验室(以下简称实验室)作为我国指挥控制领域国家级创新平台,联合国内相关优势单位,牵头组织、策划、撰写了“指挥控制系列丛书”(以下简称丛书)。
丛书涉及指挥控制的原理、方法、技术、系统等方面。其中,原理层面主要介绍指挥控制的基本原理,包括理论基础、领域模式、组织设计、过程模型等;方法层面主要介绍指挥控制的基本方法,包括架构设计方法、综合集成方法等;技术层面主要介绍指挥控制的技术体系,涵盖态势认知、决策规划、行动控制等三类技术,以及智能化指挥控制、数据与知识驱动的指挥控制等新技术;系统层面主要介绍联合及各军兵种的典型指挥控制系统。
丛书力求包含目前最新的研究成果,体现实验室作为指挥控制领域国家级创新平台的水平,作者均为长期奋战在指挥控制理论研究与工程实践一线的专家、学者,在相关领域积累了丰富的经验和成果。我们希望通过此套丛书的出版,为推动我国指挥控制领域的理论方法创新、前沿技术探索和工程建设实践做出贡献。
丛书的出版,是实验室系统性梳理指挥控制领域理论方法与技术的重要探索,不仅得到了国防科技大学系统工程学院、中国电子科技集团公司第二十八研究所、中国航天科工集团公司第四研究院十七所等单位的大力支持,还得到了中国指挥与控制学会的指导帮助,在此表示衷心感谢。由于自身能力和水平所限,丛书中错误、疏漏在所难免,恳请广大读者提出宝贵的意见和建议,以利于我们继续深入研究。
信息系统工程全国重点实验室主任
夺取战争胜利的关键,不仅在于兵力规模和武器装备,更在于通过指挥控制有机融合各类作战资源,实现按需聚能释能,产生功能涌现和效能跃升,形成多域对单域、高维对低维、整体对个体的优势。因此,联合作战、全域作战的重心在于指挥控制,取得体系优势的关键也在于指挥控制,世界各军事强国无不重视指挥控制技术和系统的研发。例如,美国国防部把联合全域指挥控制(JADC2)作为推进高端战争准备的战略抓手,积极推进“先进作战管理系统”“超越计划”等新系统研发;俄罗斯建立了国防指挥中心,可对俄武装力量的所有军事单元进行统一指挥;等等。
指挥控制作为指挥员及其指挥机关对部队作战或其行动进行掌握和制约的活动,其科学内涵具有军事科学、社会科学的鲜明属性。同时,指挥控制的实施涉及通信、网络、计算、决策、控制等多类学科中的技术,因此指挥控制又具有跨领域、跨学科的突出特点。随着智能化技术的迅速兴起,指挥控制的主体客体、要素结构、技术手段、系统形态等都在发生了根本性的变化,整个领域正在经历一场深刻变革。在此情况下,人们对指挥控制技术的整体认识还不够清晰,对其技术体系缺乏普遍共识,指挥控制技术往往与指挥控制系统的技术混为一谈,不利于指挥控制技术的发展和实施。
本书从指挥控制的问题源头出发,以技术科学的视角对指挥控制技术进行了系统化的梳理。书中界定的指挥控制技术,是指可支撑指挥控制的活动,具备通用性、代表性的技术及其集合,并根据指挥控制的核心功能分为态势认知、决策规划、行动控制三类技术。
态势认知,对应指挥员对战场态势的认识活动过程。从军队的组织结构看,信息搜集一般由各类情报部门负责,而指挥员的职责在于对搜集到的数据进行分析判断,形成正确的认知。态势认知的前提是建立关于态势的表征,即首先建立态势模型,然后基于模型对态势进行分析研判。因此,本书将态势认知技术分为态势建模技术、态势分析技术,其中态势建模技术围绕敌、我、环境等要素展开,态势分析技术则突出了对敌方行为、威胁和意图的分析。
决策规划,对应指挥员根据态势认知的结果进行决策、制订行动计划的过程。其中突出“规划”,因为制订计划是指挥员与指挥机构的重要职能,是从决策到行动的重要桥梁。作战任务往往针对交战目标,目标选择的结果为任务分配与方案生成提供输入,因此本书将决策规划技术分为目标选择技术、任务规划技术,其中目标选择技术围绕目标体系展开,任务规划技术则围绕方案生成展开。
行动控制,对应指挥员对作战力量进行组织和调控的过程。指挥员的职责不是执行行动,而是对行动的监控与协调。行动控制的前提是有效的战场管理,落脚点则是对作战力量进行调控,使之符合预期并形成合力。因此,本书将行动控制技术分为战场管理技术、监控与协同技术,其中战场管理技术围绕数字化战场展开,监控与协同技术则围绕计划执行过程的监控与调整展开。
本书在技术体系上围绕指挥控制的核心功能进行编写,体现了学科特点并突出了通用性和代表性;在具体内容组织上围绕指挥控制领域的关键问题展开,体现了智能化时代新技术的发展变化。本书作者及其所在团队长期从事指挥控制理论研究与实践,从而积累了丰富的经验和成果,并将其融入书中。总之,本书是对指挥控制技术进行系统性梳理的很好尝试。
人工智能技术的飞速发展,催生了以智能无人为代表的新域新质作战力量,改变了装备与战争形态,智能化战争已拉开了序幕。指挥控制作为作战体系的核心,必将在军事智能化的进程中扮演至关重要的角色,指挥控制技术也将全面向智能化转型发展。期待我国指挥控制领域在智能化时代实现跨越式发展,为实现强军目标提供关键支撑。
中国工程院院士
中国指挥与控制学会理事长
指挥控制(C2)的成效是战争胜负的决定因素。在战争中,任何一项其他活动的重要程度都无法与指挥控制相提并论。同时,指挥控制在应急管理、反恐维稳等社会治理领域具有越来越重要的作用,对其技术的研究也得到了更加广泛的关注与重视。因此,指挥控制技术一直是军事技术研究中最活跃的内容之一。
指挥控制技术具有鲜明的跨领域、跨学科的特点,涉及通信、网络、计算机、控制、数学、人工智能等多个学科,以及军队指挥、组织管理等多个领域。这使得大量技术都可以被认为与指挥控制相关,而对那些属于指挥控制最本质、最核心的技术,却缺乏普遍共识,甚至在很多情况下,指挥控制技术与指挥控制系统的技术被混为一谈,导致了对指挥控制技术的整体认识不清晰,阻碍了指挥控制领域的发展。
自20世纪90年代以来,新一轮以信息化为标志的军事变革掀起了以消除各军兵种“烟囱系统”、建立C2要素之间的“互联、互通、互操作”为目的的指挥控制系统发展高潮。C2迅速从单纯的C2演化到C3I、C4I、C4ISR等,技术元素与功能形式越来越多,结构与过程越来越复杂,涉及的人、信息与结构及其对象等指挥控制要素都发生了深刻变化。智能技术的迅速兴起又给指挥控制注入了新的发展动力,以智能化为特征的指挥控制系统成为未来发展的重点,整个领域面临着一场深刻的变革。
因此,从问题源头出发,以技术科学的视角对指挥控制技术进行系统化的梳理,对于理解与认识信息化、智能化给指挥控制技术带来的深刻变化,服务新型指挥控制系统建设具有重要意义。
作者及所在团队从21世纪初开始,在教育部“指控组织设计与优化”创新团队、国家自然科学基金、863等项目的支持下,开展了与指挥控制理论方法的研究,通过承担指挥控制系统的研制任务,进行了相关技术的探索与实践。本书是作者及所在团队多年的研究与实践积累,结合目前正在开展的新一代智能化、轻量级新型指挥控制系统的探索,思考、总结与提炼的成果。本书也是从技术科学的视角,以新的使命与任务为出发点,对指挥控制技术进行系统性梳理的努力与尝试。
全书共7章。第1章为绪论,介绍了指挥控制的基本概念、理论基础、技术分类、演化与发展等内容。第2章和第3章对应态势认知技术:第2章介绍了态势建模技术,包括目标态势建模、战场环境建模等技术;第3章介绍了态势分析技术,包括行为分析、威胁估计、意图推断等技术。第4章和第5章对应决策规划技术:第4章介绍了目标选择技术,包括目标价值评估、目标体系级联失效评估、目标优化选择等技术;第5章介绍了任务规划技术,包括任务分配、资源规划调度、部署方案规划、行动路线规划等技术。第6章和第7章对应行动控制技术:第6章介绍了战场管理技术,包括战场信息资源管理、作战域管理、数字战场等技术;第7章介绍了监控与协同技术,包括计划监控、行动协同等技术。
由于指挥控制问题的复杂性,其技术体系及内涵目前仍未形成共识。虽然本书历经近两年时间的反复修改,但作者仍然认为本书还是探索之作,在指挥控制技术的诸多方面还有待进一步完善,加上作者本身的能力和水平所限,其中错误、疏漏在所难免,恳请广大读者提出宝贵的意见和建议,以利于作者继续研究。
本书由朱承、张维明整体策划,朱承撰写了第1章并对全书进行统稿,丁兆云、刘斌撰写了第2章,周鋆撰写了第3章,朱先强撰写了第4章,王建江、王文浩、汤罗浩撰写了第5章,朱先强、刘毅撰写了第6章,雷洪涛撰写了第7章。感谢实验室团队的张胜、刘进等老师,以及冯清泉、徐翔、张航、孙立健、龚少辉、杨昊、王云飞、刘蔚柯、李尚森、黄雪芹、郭园园、王琛、年爱欣、王菲、曹得琪、李凯等同学,他们参与了资料收集与书稿整理工作。
作者