基于自组织理论的防空兵作战指挥系统分析

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摘 要：防空兵作战指挥系统是复杂的自组织系统。论文在对防空兵作战指挥系统自组织系统描述的基础上，分析了防空兵作战指挥系统的自组织特性，提出了防空兵作战指挥系统的自组织动力学模型，为深入研究防空兵作战指挥系统，提高作战指挥效能提供了理论基础。

关键词：自组织 防空兵 动力学模型

自组织理论是研究客观世界中自组织现象的产生、演化等理论的，耗散结构理论、协同学理论、超循环理论及突变理论是自组织理论的核心，它在许多科学领域都得到了发展和应用，特别是为复杂性与复杂系统的研究提供了强有力的工具。信息化条件下防空兵作战指挥系统是一个复杂系统，系统构成要素繁多，系统要素间关系复杂，要素间的协同困难，表现出极强的自组织性。利用自组织理论对防空兵作战指挥系统进行研究，对于探索防空兵作战指挥规律，提高防空兵作战指挥效能都具有重要的借鉴意义。

1防空兵作战指挥系统的自组织系统描述

防空兵作战指挥系统按一定的组织形式构成的具有组织指挥功能的有机整体，包括指挥主体、指挥客体以及指挥手段[1]。从自组织系统角度来说，指挥主体是自组织系统中指挥控制子系统，主要任务是依据战场态势，结合上级的命令，做出决策判断，是自组织系统实现自组织的核心；指挥客体相当于火力打击子系统，主要实现指挥控制部分的命令，并对打击效果进行反馈；指挥手段主要依托于指挥信息子系统，主要功能是完成各种信息的传递、处理等；而为了维持系统的有效运行，补充指挥保障子系统，四个子系统共同组成防空兵作战指挥系统（如图1所示）。其中指挥信息系统接受上级命令以及战场态势，相当于系统的输入部分；火力打击系统是整个系统的输出部分，且对命令执行情况进行反馈；指挥控制系统是系统的处理部分；指挥保障子系统是系统的补充，其关系并不是各自独立，而是相互联系、相互制约的，通过它们之间的协同合作，使整个系统得以运转和发展。

2防空兵作战指挥系统的自组织特性分析

2.1动态开放性是防空作战指挥系统实现自组织的必要条件

自组织理论的开放性原理指出：开放系统的熵变可以分成两个部分，系统内部的熵增加和系统与环境进行物质、能量和信息交换形成的熵流。若系统的熵流为负，且绝对值大于系统内的熵增加，则系统会向熵减的方向即有序方向演变。

信息化的发展使防空兵指挥系统构成一个整体，极大地促进了信息的交换，即防空兵作战指挥系统与作战环境之间不间断地进行着能量、物质和信息的交换。这种交换使得防空兵作战指挥系统熵流减少量远远大于系统内的熵增量，系统向熵减的方向加速演变，为防空兵作战指挥系统自组织的实现提供了必要条件。即防空兵作战指挥系统通过对外界信息、物质、能量的引进、吸收使系统产生负熵流，从而增强系统有序发展可能性。

2.2随机涨落是防空作战指挥系统实现自组织的诱因

自组织理论的涨落原理指出：在远离平衡的开放系统，随机涨落则有可能被放大为巨涨落，从而破坏原来的结构，形成新的有序结构，即耗散结构。因此，在远离平衡的开放系统，涨落对系统则起着建设性的作用。

防空兵作战指挥中，无论在掌握空情态势阶段，在制定决策阶段，还是在使用火力打击指挥阶段，即随机涨落是不可避免的。信息化极大地加快的战争的节奏，放大了战争的不确定性，即提升了涨落频率。而正是这种涨落诱导着防空兵指挥系统新型结构的形成和向有序方向演变，这就迫使将防空兵指挥权限有意识地向底层决策倾斜，倡导"冒险"精神，增强防空兵指挥者承担风险的能力，以应对快速变化的涨落，达成作战任务。

2.3非线互是防空兵作战指挥系统实现自组织的根本机制

防空兵作战指挥过程中的协同、反馈、指挥决策过程以及作战过程中的偶然因素等，使得指挥系统总体行为呈现出非线性特性。非线互作用使指挥系统内诸要素的独立性完全丧失，互为因果，形成双向信息传递的循环关系，使得指挥作战系统具有那些指挥系统要素的简单相加所没有的性质。防空兵作战指挥系统内复杂的非线互作用产生协同效应，形成良性循环，推动作战指挥系统向有序方向发展。

2.4远离平衡是防空兵作战指挥系统自组织有序演进的源泉

普利·高津指出："非平衡是有序之源"[2]，这里所说的非平衡态是指系统远离平衡态。防空兵作战指挥系统内部的各个子系统的结构功能、运行模式互不相同，系统中的各个部分的差异越大，就会离平衡状态越远，即作战指挥系统中诸要素不一致性促使作战指挥系统进入不平衡态。另外，防空兵作战指挥系统存在于瞬息万变的战场环境中，外界环境的变化会对作战指挥系统产生一定的作用力，而不同的子系统所承受的作用力是不同的，环境改变而引起的差异导致系统与环境之间物质、能量和信息的交换的不平衡。正是不平衡的存在才使得作战指挥系统不断进化、发展和演化。

2.5序参量是防空兵作战指挥系统自组织有序演进的主控因素

自组织系统理论指出，系统的有序性是靠对系统结构和功能起主导作用的序参量协作与竞争形成的。所谓序参量，是指在系统内部存在着很多参量，它们相互作用和发展变化影响着系统结构和状态，在系统从无序向有序演化的过程中，那些对系统宏观结构和功能起决定作用的子系统及其参量就是决定系统有序程度的序参量。

序参量主控原理指出通过有效控制作战体系的"序参量"达成各作战指挥单元稳定有序地协同行动。这就要求防空兵指挥员在纷繁复杂的信息化战场中找出起决定作用的序参量，促使防空兵作战指挥和各种力量行动的协调一致，实现防空兵作战指挥结构的有序性；另一方面指挥员要适时指挥防空兵力量有重点地打击影响敌方的序参量，破坏敌方体系内部结构的完整性和系统运行的有序性，使敌方作战体系从有序走向混乱，丧失作战功能。

运用自组织理论研究防空兵作战指挥系统，一方面有助于深刻理解防空兵作战指挥系统"动态开放性"、"随机涨落"、"远离平衡性"以及整体功能的"涌现性"，正确认识其机理，并以此来创新作战指挥理论；另一方面，能揭示作战指挥系统的一般特征和规律，理清指挥系统中各要素之间的相互联系与相互作用，促进作战指挥系统的进一步完善和发展。

3防空兵作战指挥系统自组织动力学模型

防空兵指挥系统的自组织性在于能实时对外部环境做出反应，及时调整自身的状态，达到对外部环境的自适应。其结构的演化不仅是自身的内部过程，也是其状态变量对外力响应的过程，所以防空兵作战指挥系统演化看作是系统内部和环境外力作用的结果，系统内部主要体现在不同子系统之间的相互作用，环境外力作用体现在环境对系统的影响。防空兵作战指挥系统演化过程可用自组织方程进行描述，建立如下的动力学模型：

式中：P1、P2、P3、P4分别是指挥信息子系统、指挥控制子系统、火力打击子系统和指挥保障子系统；E为防空兵作战指挥系统的指挥能力；k0为E的变化率与原有状态的关系；ki为Pi的变化率与原有状态的关系；f为所有子系统的协同对作战系统作战能力演化的影响；fi为各子系统的协同作用对Pi演化的影响；F为外部环境作用力； Fi为外部环境作用力对Pi演化的影响。

模型中，式（1）表示防空兵作战指挥系统的指挥能力形成和演化的结果，它不仅受系统自身初期状态和外部环境的作用，同时也受到内部各子系统相互协同作用的影响。式（2）则分别表明各子系统的基本能力的演化过程，它描述了系统内部的自组织作用机理，每个子系统不仅受到自身初期状态的影响，也受到其他子系统协同作用的影响，还受到外部环境作用力反馈的影响。防空兵作战指挥系统的自组织过程促进内部子系统基本能力的演化，也促使作战指挥能力的演化，并且每个子系统基本能力的演化又促进了其他子系统基本能力的演化，形成了相互促进、相互影响、互为因果的关系。防空兵指挥能力正是在这些相互影响、相互促进中不断形成和演化的，防空兵作战指挥系统作战能力的形成和演化，是作战指挥系统通过其内部各子系统基本能力的自组织过程，是从原有的结构功能改变为新的结构功能的结果。

4结束语

本文将自组织理论引入到防空兵作战指挥系统研究，分析了防空兵作战指挥系统的自组织特性，建立其自组织动力学模型，为下一步防空兵作战指挥系统研究提供了思路和参考。

参考文献：

[1]王玉生.防空兵作战指挥[M].北京：军事科学出版社，2007.

[2]普利高斯等.从混沌到有序[M].上海：上海译文出版社，1987.

[3]吴彤.自组织方法论研究[M].北京：清华大学出版社，2001.

[4]孙中一.耗散结构·协同论·突变论[M].北京：中国经济出版社，1989.

[5]卜先锦.军事组织协同的建模与分析[M].国防工业出版社.2009

[6]路建伟.军事系统科学导论[M].军事系统科学出版社.2007

作者简介：王建杰，男，（1984- ），甘肃甘谷人， 研究方向：作战指挥学，防空兵学院研究生25队 学员；姚增建 防空兵学院研究生25队 学员。