基于EC2I的陸軍信息化部隊電子對抗仿真建模

楊 娜， 袁 舒, 古 叢

(1. 裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系，北京 100072； 2. 66489部隊，北京 100095；

基于EC2I的陸軍信息化部隊電子對抗仿真建模

楊 娜1,2， 袁 舒3, 古 叢4

(1. 裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系，北京 100072； 2. 66489部隊，北京 100095；

3. 北京特種車輛研究所, 北京 100072; 4. 裝甲兵工程學院政治部， 北京 100072)

針對陸軍信息化部隊電子對抗的特點，分析了其系統性；基于系統論，提出了實體、指揮控制、交互(Entity,Command and Control,Interaction,EC2I)的陸軍信息化部隊電子對抗建模原理，分析了其適用性；基于該原理，提出了陸軍信息化部隊電子對抗的建?？蚣芎土鞒?；最后，應用該原理構建了陸軍信息化部隊電子對抗的模型體系和仿真系統，通過仿真對比實驗驗證了該原理的有效性。

電子對抗；作戰仿真；EC2I；陸軍信息化部隊

以信息技術為主的高新科技的發展引發了軍事領域的新變革，“軟”對抗實力已經成為評判軍隊實力的重要標準之一[1]。適應現代作戰的陸軍信息化部隊已成為世界各國軍隊建設和發展的重點，它在信息戰爭中面臨的首要問題就是在復雜的電子對抗環境下的生存和作戰能力?，F代戰爭的經驗和教訓表明：如果不具有良好的電子對抗能力，再好的作戰部隊也不堪一擊。當前，電子對抗已貫穿于作戰的全過程，是信息作戰的主要形式[2]，其研究已成為軍事領域的熱點和難點問題之一。電子對抗裝備是陸軍信息化部隊裝備體系的重要組成之一[3-4]，對陸軍信息化部隊電子對抗裝備運用和裝備訓練進行研究，是提升陸軍部隊信息作戰能力的保證。

與其他研究方法相比，建模與仿真方法具有費效比高、對裝備無損耗、可靈活設置等優勢。作戰仿真技術是評估裝備作戰效能、提升部隊作戰訓練效果的重要手段，已成為軍事人員進行裝備論證、試驗、運用及訓練的重要途徑[5-6]。

在電子對抗仿真建模中，常常需要預先設定對抗目標和協同對象，根據模型接口可以相對獨立地建立電子對抗模型[7-8]。但是陸軍信息化部隊的電子對抗與之不同，以往建模的方式不再適用于其建模研究。主要原因是：1)簡單的信息交互不能充分地體現電子對抗與陸軍信息化部隊其他系統之間的信息共享、密切協同等一體化作戰的特點；2)戰場電磁環境復雜，有限的目標不能反映電子對抗交互對整個作戰空間內電子設備產生的威脅或影響，自擾也被忽略了。因此，進行建模與仿真研究時不能脫離陸軍信息化部隊，需結合作戰系統中復雜的關聯關系、作戰環境和作戰目標等因素進行全面的實驗探索與分析，進一步發展電子對抗的建模與仿真理論。

1 陸軍信息化部隊電子對抗的系統性

從陸軍信息化部隊電子對抗的特點出發，以戰爭的復雜性和系統論[9-10]為基礎，分析電子對抗在體系對抗中的地位和作用，其系統性表述如下：1)電子對抗作為一個獨立系統，由電子對抗的組成要素及要素之間的相互關系關聯而成；2)電子對抗又是陸軍信息化部隊中的一個系統，與其他系統有機地互聯，構成陸軍信息化部隊作戰整體，在聯合作戰條件下與海、空、二炮、航天等軍兵種系統之間還存在聯合、協同關系；3)陸軍信息化部隊電子對抗還與藍方之間存在敵我對抗關系，與環境之間也存在相互影響關系。

電子對抗在體系作戰中發揮的效果正是通過電子對抗與其他參戰實體和系統之間的復雜關聯關系涌現而成的。其中：1)電子對抗系統的組成要素即為實體，指人與裝備結合的最小作戰單元；2)實體間的交互是系統間交互和體系間交互的基礎；3)電子對抗實體及實體間的關聯關系形成了電子對抗系統；4)電子對抗實體和其他實體之間的交互構成了陸軍信息化部隊作戰體系；5)電子對抗實體與紅方實體之間的協同支援交互以及其與藍方實體之間的電子對抗交互形成了體系對抗中電子對抗的綜合效果，如圖1所示。

圖1 陸軍信息化部隊電子對抗的系統性

從圖1可以看出：一方面，由于信息系統的使用，電子對抗系統內部以及電子對抗與紅方其他系統之間的關聯關系更為密切；另一方面，在數字化的戰場上，用頻設備增多，電子對抗行動所產生的威脅或影響將更加復雜[11-12]。若要研究陸軍信息化部隊電子對抗的建模，既不能脫離陸軍信息化部隊，也不能脫離整個作戰系統。

2 EC2I建模原理及其適用性

以系統論為指導，從組成系統的元素和元素之間的關系研究電子對抗的建模，提出實體、指揮控制、交互(Entity, Command and Control, Interaction, EC2I)的陸軍信息化部隊電子對抗建模原理：將系統自頂向下分解，直到滿足戰術級作戰仿真需求的作戰實體，分析實體間的關聯關系和作用，建立相關模型，再通過自底向上的模型集成來形成陸軍信息化部隊電子對抗的整體描述。

2.1 基本元素及其關系

EC2I建模原理的基本元素包括3部分：

1) 實體(E)是作戰系統中的最小要素，包括實體本身的建模和實體行為的建模2部分，這里專指電子對抗實體；

2) 指揮控制(C2)指所有電子對抗實體及其行為的統一組織；

3) 交互(I)指實體之間的交互，本文重點關注與電子對抗實體相關的交互。

EC2I建模原理基本元素及其關系如圖2所示。

圖2 EC2I建模原理的基本元素及其關系

2.2 EC2I的建模原理

1) 該建模原理是應用于體系對抗中陸軍信息化部隊電子對抗的建模；

2) 該建模原理的核心是以實體、指揮控制、交互作為基本的模型類，以此研究陸軍信息化部隊電子對抗的建模；

3) 根據電子對抗的系統性，從上逐層向下分解，直至作戰系統中具有獨立功能的最小要素——作戰實體；

4) 從體系層、系統層到作戰實體層逐層分析與電子對抗相關的關系和交互，并將所有的關系和交互用實體間的交互進行表示；

5) 建立人裝合一的、具有獨立行為功能的電子對抗實體模型，反映不同作戰實體交互的特性，并具備一定的通用性；

6) 建立電子對抗指揮控制模型，反映陸軍信息化部隊指揮機構對電子對抗系統及其內部力量的組織使用；

7) 建立交互模型，重點是電子對抗行動對其他軍兵種的影響和其他軍兵種對電子對抗的影響建模，表現為由電子對抗行動引發的一種面向服務式的電磁交互;

8) 通過電子對抗實體模型、電子對抗指揮控制模型以及交互模型相互作用，涌現產生系統的作戰能力，向上逐步傳遞,產生體系的整體性和體系對抗的綜合效果，最終形成體系對抗中電子對抗的建模。

2.3 EC2I建模原理的適用性

基于EC2I的電子對抗建模原理，將還原論和整體論相結合，實現了作戰系統到作戰實體自頂向下的分解以及作戰效果自下向上的涌現，適用于陸軍信息化部隊中電子對抗及其他兵種的建模，并滿足體系對抗作戰仿真的建模需求。

由于建模的粒度達到了單裝，因此能夠用于交戰級、戰術級的仿真，按照EC2I建模原理構建的模型可進一步聚合，以支持戰術級以上規模的仿真。

EC2I建模原理強調指揮控制在作戰過程中的重要性，突出了人在作戰中發揮的決策作用，反映了作戰是具有一定主觀目的、有組織的活動，體現了一體化指揮信息系統在現代信息化作戰中的鉸鏈作用，更能反映信息化作戰的特點。

3 基于EC2I的陸軍信息化部隊電子對抗建?？蚣芎土鞒?/h2>

3.1 陸軍信息化部隊電子對抗建?？蚣?/p>

基于EC2I的陸軍信息化部隊電子對抗建?？蚣苋鐖D3所示，既包括陸軍信息化部隊電子對抗的實體建模、指揮控制建模和交互建模3方面，也反映了三者之間的關系。這3方面內容并非是孤立的，電子對抗的實體建模是基礎，描述了產生電子對抗行動的最小作戰單元，也反映了電子對抗裝備的新特點，實體的行為是交互產生的觸發條件；指揮控制建模是核心，描述了電子對抗單個實體行為及整個系統行動的組織、協調和控制，電子對抗系統與陸軍信息化部隊作戰體系內其他系統的協同也是在指揮控制之下開展的；交互建模是行動產生效果的體現，反作用于實體和指揮控制建模。

圖3 基于EC2I的陸軍信息化部隊電子對抗建?？蚣?/p>

3.2 陸軍信息化部隊電子對抗建模流程

根據EC2I的建模原理，陸軍信息化部隊電子對抗的建模流程如圖4所示，包括以下3個基本過程：

1) 整體作戰系統自頂向下的分解過程。該過程包括組成元素和組成元素間的關系分解2部分。作戰系統分解為不同作戰體系，陸軍信息化部隊作戰體系分解為包括電子對抗系統在內的不同作戰系統，各作戰系統分解為作戰實體，電子對抗系統分解成單個電子對抗實體；在體系層主要存在體系之間的對抗關系，向下分解為系統層中其他系統與電子對抗系統之間的關聯關系，進一步分解為其他實體與電子對抗實體相關的關系。

圖4 基于EC2I的陸軍信息化部隊電子對抗建模流程

2) 陸軍信息化部隊電子對抗的EC2I建模過程。該過程是對自頂向下分解結果的建模，其中：電子對抗實體建模是對電子對抗裝備、人以及人操作裝備產生行為功能的建模，重點是對能夠觸發交互、對其他系統和實體產生影響的電子對抗行動進行建模；電子對抗指揮控制建模除了對電子對抗系統內部指揮方式、指揮體制的建模外，重點是對電子對抗系統與紅方其他系統之間協同的建模；電子對抗交互建模重點是對電子干擾、電子對抗偵察、電子防御產生的交互及作用進行建模，是電磁輻射在戰場環境中、整個作戰系統內對其他實體產生作用的建模，包括對己方的影響。

3) 作戰效果自底向上的涌現過程。該過程是由電子對抗實體與其他相關實體之間的物質、能量、信息的交互而產生的直接和間接效果，向上產生電

子對抗系統的功能；由電子對抗系統與體系內外系統的相互作用，產生陸軍信息化部隊作戰體系的信息攻防效果；最終形成了體系對抗中電子對抗的綜合作戰效果。

4 基于EC2I的電子對抗仿真應用

4.1 電子對抗仿真系統

基于EC2I的建模原理，建立了電子對抗實體模型、電子對抗指揮控制模型、電子對抗交互模型和環境模型4大類仿真模型，形成了陸軍信息化部隊戰術級電子對抗模型體系，如圖5所示。

圖5 陸軍信息化部隊戰術級電子對抗模型體系

所建模型已應用于陸軍信息化部隊電子對抗仿真系統中，該仿真系統由初始化模塊、數據接收模塊、仿真運行模塊、數據輸出模塊、底層通信模塊和電子對抗模型庫、數據庫構成，可實現不同專業、不同平臺的電子對抗裝備仿真；按照電子對抗部(分)隊的編成和靈活分組情況，生成組織結構，實現不同級別電子對抗的指揮控制仿真；實現紅藍雙方通信對抗、光電對抗和雷達對抗等行動和交互仿真，以及實體/部(分)隊之間相互配合、協同的仿真。

4.2 仿真實驗及結果分析

將構建的電子對抗仿真系統應用于陸軍信息化部隊的體系對抗仿真實驗之中，包括指揮、裝甲、機步、通信、偵察、電子對抗、炮兵、防空、陸航和保障等系統的虛擬仿真。設定藍方為機步旅，紅方為數字化機步旅，配有電子對抗力量。對比實驗中，在保持藍方兵力、編成、裝備性能和作戰地域等條件不變的情況下，將紅方的電子對抗力量屏蔽。

1) 紅方地面裝甲集群的戰損統計與分析

在有、無電子對抗力量時紅方地面裝甲集群的戰損分別如表1、2所示?？梢钥闯觯涸跓o電子對抗力量時，紅方地面裝甲集群的平均戰損率為56.5%；有電子對抗力量時，紅方電子對抗部隊伴隨裝甲突擊群實施掩護和支援，平均戰損率為42.7%，比無電子對抗力量時下降了13.8%。

表1 在有電子對抗力量時紅方地面裝甲集群的戰損

表2 在無電子對抗力量時紅方地面裝甲集群的戰損

2) 藍方指揮通信網絡性能統計與分析

表3顯示了在紅方有、無電子對抗力量時，藍方旅基、前、預、后指揮所的通信請求成功率?？梢钥闯?在紅方無電子對抗力量時，藍方旅指揮所平均通信成功率約為79.82%;當紅方有電子對抗力量時，藍方旅指揮所平均通信成功率約為70.39%，其中旅前進指揮所通信請求成功率下降較為明顯，而預備指揮所和后方指揮所的通信成功率變化不明顯。

表3 藍方指揮通信請求成功率

以上分析表明：通過對紅方電子對抗實體、指揮控制的仿真,紅方偵察系統與電子對抗系統之間的協同仿真,以及紅方電子對抗實體對藍方通信的干擾壓制仿真等，體現了紅方電子對抗對地面裝甲集群的電子防護以及對藍方淺近縱深內通信的干擾壓制，降低了藍方對紅方前沿淺近縱深的打擊能力。通過上述限定條件下的對比實驗，在一定程度上驗證了從實體、指揮控制和交互3方面建立電子對抗仿真模型的有效性，實現了電子對抗仿真系統的功能。

5 結論

在復雜電磁環境下的陸軍信息化部隊的體系對抗仿真中，電子對抗建模具有一定的難度。本文針對陸軍信息化部隊中電子對抗的系統性，從實體、指揮控制和實體間交互3方面出發，完成了對電子對抗作戰活動的整體建模?；贓C2I的建模原理，注重電子對抗裝備特點、電子對抗指揮控制、電子對抗實體行為功能和效果的描述，并突出了作戰體系中實體和系統間的信息共享和相互協同。研究結果對信息化條件下體系對抗仿真中電子對抗的建模具有一定的指導作用，為電子對抗裝備試驗、裝備效能評估、裝備培訓和訓練提供了支撐。

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(責任編輯:尚彩娟)

Modeling of Electronic Countermeasure Simulation in ArmyInformationization Forces Based on EC2I

YANG Na1,2, YUAN Shu3, GU Cong4

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China；2. Troop No. 66489 of PLA, Beijing 100095, China；3. Beijing Special Vehicle Research Institute, Beijing 100072, China；4. Department of Politics, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China)

Aiming at the characteristics, the systematic property is analyzed. Then, based on system theory, Entity, Command and Control, Interaction (EC2I) modeling principle of electronic countermeasure in army informationization forces is proposed and usability of EC2I is analyzed. The modeling frame and processes of electronic countermeasures in informationization forces is proposed based on modeling principle of EC2I. At last, the model system and simulation system are built by using modeling principle of EC2I. By simulation experiments and contract, the modeling principle is validated.

electronic countermeasure; combat simulation; EC2I; army informationization forces

1672-1497(2015)02-0092-05

2015-01-12

楊 娜(1983-)，女，博士研究生。

TN97; TP391.9

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.02.018