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      基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建SPCT對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型*

      2013-11-23 04:18:28
      艦船電子工程 2013年4期
      關(guān)鍵詞:鄰接矩陣信息處理鏈路

      (1.海軍蚌埠士官學(xué)校四系 蚌埠 233012)(2.海軍指揮學(xué)院科研部 南京 210016)

      1 引言

      信息化條件下,信息對抗的基本作戰(zhàn)形式是體系對抗。對體系的理解主要是參考楊鏡宇、胡曉峰教授在《基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力評估研究》一文中的觀點(diǎn):從“系統(tǒng)的系統(tǒng)”發(fā)展到“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”,其實(shí)就是按照“實(shí)體-關(guān)系-網(wǎng)絡(luò)”的思路并在對抗中最終形成體系化的作戰(zhàn)能力,即作戰(zhàn)實(shí)體基于“信息網(wǎng)絡(luò)”通過各種交互關(guān)系構(gòu)成各種各樣的靜態(tài)“關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)”,在動(dòng)態(tài)對抗中交織在一起形成“對抗交互網(wǎng)絡(luò)”,最終形成體系新的性質(zhì)和能力[1]。具有強(qiáng)結(jié)構(gòu)特征的“信息網(wǎng)絡(luò)”和“關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)”是形成體系能力的物質(zhì)基礎(chǔ),是體系的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu),在體系運(yùn)行期間,它承擔(dān)著支撐體系運(yùn)行的大部分任務(wù),是體系穩(wěn)定有序的表現(xiàn)。具有弱結(jié)構(gòu)特征的“對抗交互網(wǎng)絡(luò)”是指在體系運(yùn)行期間,體系組分為了完成體系使命,適應(yīng)體系對抗過程中不確定性因素,依托強(qiáng)結(jié)構(gòu)而自發(fā)形成和解除的局部結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。它主要發(fā)生在對抗的體系環(huán)境中,是體系組分在自主適應(yīng)性驅(qū)動(dòng)下的運(yùn)作活動(dòng),對抗越激烈,表現(xiàn)越明顯。這種特征是通過節(jié)點(diǎn)的行為規(guī)則來實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的自我調(diào)整,是體系復(fù)雜性和多樣性的表現(xiàn)。“對抗交互網(wǎng)絡(luò)”使各作戰(zhàn)實(shí)體間相互影響并促使體系能力跨域累積,在強(qiáng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上弱結(jié)構(gòu)體系網(wǎng)絡(luò)逐漸生成體系的整體作戰(zhàn)能力。

      基于對體系的理解,信息對抗體系是一個(gè)由信息對抗系統(tǒng)中的傳感器、信息處理等實(shí)體節(jié)點(diǎn)、各實(shí)體節(jié)點(diǎn)之間的(物理、邏輯)“連接/關(guān)系”以及各實(shí)體節(jié)點(diǎn)之間的信息流交互、融合組構(gòu)成為的一個(gè)動(dòng)態(tài)、開放、一體的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[2]。將獨(dú)立、松散的實(shí)體綜合集成表達(dá)體系的特征,生成體系的整體作戰(zhàn)能力,對抗交互網(wǎng)絡(luò)在其中起到神經(jīng)和骨架的作用。因此,采用基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建模方法建立信息對抗體系對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型,是建立適應(yīng)體系對抗仿真的作戰(zhàn)體系模型的靈魂和關(guān)鍵。研究在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的各種動(dòng)力學(xué)過程的特征,探求體系的產(chǎn)生和演化的規(guī)律,能夠表現(xiàn)出體系的動(dòng)態(tài)性和自適應(yīng)性特征,在不同層次結(jié)構(gòu)中探求體系宏觀整體行為與體系各組成要素的微觀個(gè)體行為的關(guān)系。研究與揭示信息對抗系統(tǒng)/體系的形成與演化規(guī)律,尋找、發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)信息對抗的科學(xué)本質(zhì)與調(diào)控機(jī)理,從而以復(fù)雜系統(tǒng)理論為指導(dǎo)開辟復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究與信息對抗建模研究相互推動(dòng)的全新技術(shù)路線,已經(jīng)成為信息對抗領(lǐng)域極為重大、緊迫的前沿研究課題之一。

      由于體系存在于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之中,體系內(nèi)部的系統(tǒng)之間的交互更加頻繁,各種行動(dòng)的后果可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播和累加,產(chǎn)生出綜合的體系效果。這種效果的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)是戰(zhàn)爭系統(tǒng)體系內(nèi)部各系統(tǒng)之間進(jìn)行交互的結(jié)果,并且隨著體系作戰(zhàn)過程的推進(jìn),節(jié)點(diǎn)之間的交互累積得越來越多(也就是網(wǎng)絡(luò)中的鏈路越來越多),另一方面,新的節(jié)點(diǎn)會(huì)通過派生等途徑陸續(xù)涌現(xiàn)。因此,體系會(huì)呈現(xiàn)出明顯的生長特性,由于生長特性是無尺度復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的典型特征之一,鑒于此,本文借鑒杰夫·凱爾斯在《分布式網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)》一文中構(gòu)建的信息時(shí)代戰(zhàn)斗模型中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)和鄰接矩陣算法[3],運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論來構(gòu)建傳感器(S)、信息處理節(jié)點(diǎn)(P)、信息對抗節(jié)點(diǎn)(C)、目標(biāo)(T)對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型,從無尺度復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度來考察體系作戰(zhàn)能力的聚合特征,從而對戰(zhàn)爭系統(tǒng)中的體系作戰(zhàn)的整體行為進(jìn)行分析評估。

      2 SPCT 對抗交互網(wǎng)絡(luò)

      2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

      對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)該具有網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是一個(gè)由鏈路連接節(jié)點(diǎn)的集合。一種可以區(qū)分不同類型的鏈路、節(jié)點(diǎn)及連接規(guī)則的分類法對于模型建立是很有必要的。節(jié)點(diǎn)是對抗過程中的基本元素,主要包括傳感器、信息處理節(jié)點(diǎn)、信息對抗節(jié)點(diǎn)及目標(biāo)等。分別定義如下:

      ·傳感器(S)接收來自其他節(jié)點(diǎn)的可觀測信息,并把這些信息發(fā)送給信息處理節(jié)點(diǎn);

      ·信息處理節(jié)點(diǎn)(P)接收來自傳感器的信息,并就當(dāng)前及將來其他節(jié)點(diǎn)的部署做出決策;

      ·信息對抗節(jié)點(diǎn)(C)接收信息處理節(jié)點(diǎn)的指令,與其他節(jié)點(diǎn)相互作用,并影響那些節(jié)點(diǎn)的狀態(tài);

      ·目標(biāo)(T)是所有具有軍事價(jià)值的節(jié)點(diǎn),但傳感器、信息處理節(jié)點(diǎn)和信息對抗節(jié)點(diǎn)除外。

      連接節(jié)點(diǎn)的鏈路是具有方向性的。例如,從一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)射出來,并可由傳感器檢測到的現(xiàn)象就是一種鏈路,它可能是無線電頻譜能量、紅外信號(hào)、反射光、通信或音頻能量等。被傳感器檢測到的信息被傳送至信息處理節(jié)點(diǎn),這種通信過程也是另外一種鏈路。信息處理節(jié)點(diǎn)向信息對抗節(jié)點(diǎn)、傳感器及目標(biāo)發(fā)出指令,信息對抗節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)相互作用(如典型的相互作用就是摧毀或使那些節(jié)點(diǎn)無效),這些指令及相互作用也被定義為鏈路。鏈路不僅包括節(jié)點(diǎn)之間那些基于信息技術(shù)建立起來的連接,還可以描述更多的功能。在對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型中,絕大多數(shù)的鏈路代表了節(jié)點(diǎn)之間在作戰(zhàn)意圖驅(qū)動(dòng)下的對抗交互行動(dòng)。

      2.2 對抗網(wǎng)絡(luò)

      上面定義的鏈路和節(jié)點(diǎn)就可以構(gòu)成一個(gè)對抗網(wǎng)絡(luò)。圖1表示了一個(gè)最基本的網(wǎng)絡(luò),圖2則是一個(gè)具有“敵我雙方”的對抗網(wǎng)絡(luò)。圖中使用不同的線型來表示作戰(zhàn)模型中不同類型的鏈路,但為簡便起見,在后面的圖例中線型將被忽略,采用統(tǒng)一的實(shí)線來表示鏈路。對于這種不太完整的模型而言,線型的簡化便于理解。鏈路的賦值是下面建立對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型的一個(gè)重要步驟。

      3 SPCT 對抗交互網(wǎng)絡(luò)的評估方法

      3.1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)

      局部對抗部署的優(yōu)勢來源于節(jié)點(diǎn)間通過各條鏈路的動(dòng)態(tài)交互。環(huán)是一種由鏈路與節(jié)點(diǎn)組成的特殊結(jié)構(gòu),它產(chǎn)生了對抗的價(jià)值。環(huán)形子網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都沿著一條特定的路徑行使自己的功能,而且至少行使了兩次。如果網(wǎng)絡(luò)中沒有環(huán),也就不會(huì)產(chǎn)生有用的網(wǎng)絡(luò)效能。因此,分布式網(wǎng)絡(luò)化對抗的優(yōu)勢也只能從這些動(dòng)態(tài)的、常常是自催化的(或者說是復(fù)合的)環(huán)中產(chǎn)生,而目前有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的文獻(xiàn)及作戰(zhàn)模型都沒有充分闡述環(huán)的效能。

      圖1 最簡單的網(wǎng)絡(luò)

      圖2 最簡單的“敵我雙方”對抗網(wǎng)絡(luò)

      盡管網(wǎng)絡(luò)理論允許存在只包含一個(gè)或兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán),但是這樣的環(huán)(被稱作“1-環(huán)”或“2-環(huán)”)在網(wǎng)絡(luò)化對抗中基本沒有意義[4]。脫離對抗網(wǎng)絡(luò)的單個(gè)傳感器雖然也是一個(gè)子網(wǎng),除非將其連接到更大的對抗網(wǎng)絡(luò)中,否則該傳感器并沒有多大價(jià)值,同樣一個(gè)簡單的目標(biāo)-傳感器環(huán)的意義也不大[5]。三維以及更高維數(shù)的環(huán)才是產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)效能的源泉。

      杰夫·凱爾斯在《分布式網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)》一文中構(gòu)建的信息時(shí)代戰(zhàn)斗模型中介紹了四種網(wǎng)絡(luò)環(huán),分別是控制環(huán)、催化控制環(huán)、催化競爭環(huán)和戰(zhàn)斗環(huán)。文獻(xiàn)[6]和文獻(xiàn)[7]也分別不同程度地引用了杰夫·凱爾斯的網(wǎng)絡(luò)環(huán)思想,基于杰夫·凱爾斯的網(wǎng)絡(luò)環(huán)思想,本文基于網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)性的特征構(gòu)造三種網(wǎng)絡(luò)環(huán),更能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)性的特征。

      第一種是基于己方態(tài)勢的控制環(huán):在沒有外敵干預(yù)的情況下,己方的信息對抗體系對己方的目標(biāo)、傳感器和信息處理節(jié)點(diǎn)和對抗節(jié)點(diǎn)形成完整的控制。

      圖3 基于己方態(tài)勢的控制環(huán)

      圖3描述了一個(gè)基于己方態(tài)勢的控制環(huán),傳感器S接收目標(biāo)T 的信息,并把該信息傳送至信息處理節(jié)點(diǎn)P,P發(fā)送控制信號(hào)至己方T,而T 的移動(dòng)受S的監(jiān)測;與此同時(shí),傳感器S還接收信息對抗節(jié)點(diǎn)C 的信息,并把該信息傳送至信息處理節(jié)點(diǎn)P,信息處理節(jié)點(diǎn)P發(fā)送指令至信息對抗節(jié)點(diǎn)C,P 發(fā)送控制信號(hào)至己方信息對抗節(jié)點(diǎn)C,而C的移動(dòng)也受S的監(jiān)測,從而構(gòu)成了完整的控制環(huán)。此時(shí)的信息對抗節(jié)點(diǎn)C 只是原地待命,隨時(shí)等候信息處理節(jié)點(diǎn)的調(diào)遣。

      第二種環(huán)是基于雙方態(tài)勢的控制環(huán):對己方資源的控制受己方及對方態(tài)勢信息的共同作用。

      圖4描述了一個(gè)簡單的基于雙方態(tài)勢的控制環(huán),P 控制己方的T 和C,一個(gè)己方傳感器探測到敵方傳感器以及己方目標(biāo)和信息對抗節(jié)點(diǎn)的位置信息,并將這些位置信息報(bào)告給P。P基于這些信息重新部署己方傳感器和信息對抗節(jié)點(diǎn)的位置。資源的移動(dòng)被己方S 跟蹤監(jiān)測后報(bào)告給P,這樣形成了一個(gè)完整的基于雙方態(tài)勢的控制環(huán)。這里只是以探測到敵方的傳感器為例,還可以根據(jù)探測到的敵方其他節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行其他的適合己方態(tài)勢行為的控制命令。

      第三種是基于雙方態(tài)勢的對抗環(huán):在第二種控制環(huán)的基礎(chǔ)上,增加描述某一方對另一方使用了干擾。

      圖5描述了一個(gè)簡單的基于雙方態(tài)勢的對抗環(huán)。在圖中,我方傳感器S探測到敵方傳感器信息,并將該信息以及我方T和C的位置信息一并送至P,P調(diào)整我方目標(biāo)的位置,同時(shí)命令我方C攻擊敵方S,我方傳感器監(jiān)測對抗過程,并報(bào)告給我方P,從而構(gòu)成完整的基于雙方態(tài)勢的對抗環(huán)。

      圖4 基于雙方態(tài)勢的控制環(huán)

      圖5 基于雙方態(tài)勢的對抗環(huán)

      3.2 鄰接矩陣

      對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型不僅能用圖形化的環(huán)來描述,還可以用鄰接矩陣與PFE 特征值來表示。鄰接矩陣是任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間連接關(guān)系矩陣,可以用來計(jì)算對抗網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)及性能統(tǒng)計(jì)量,特征值是一個(gè)矩陣計(jì)算的數(shù)值,用希臘字母λ表示,是矩陣的一種綜合參數(shù)[8]。因?yàn)閷菇换ゾW(wǎng)絡(luò)模型的鄰接矩陣是一種特殊的矩陣——“非負(fù)稀疏矩陣”。根據(jù)Perron-Frobenius定理,非負(fù)稀疏矩陣至少有一個(gè)非負(fù)特征值,同時(shí)也是最大特征值;又由于鄰接矩陣元素只有0和1,Perron-Frobenius特征值(PFE 值,非負(fù)最大特征值)有三種不同的取值范圍,而這三種不同值正好對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)效能的三種度量:無環(huán)網(wǎng)絡(luò)、單環(huán)網(wǎng)絡(luò)以及具有顯著網(wǎng)絡(luò)效能的網(wǎng)絡(luò)[11]。從而,可以通過鄰接矩陣特征值λ的計(jì)算結(jié)果來比較網(wǎng)絡(luò)的效果[10],來研究體系作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何影響體系作戰(zhàn)行為,以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體系作戰(zhàn)個(gè)體行為的互相影響過程。

      圖6 無環(huán)網(wǎng)絡(luò)

      圖6的左半部分描繪了一個(gè)無環(huán)網(wǎng)絡(luò),它不存在從一個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā)還能夠回到該節(jié)點(diǎn)的鏈路。圖的右半部分是該無環(huán)網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣,該矩陣的PFE值為0。我們定義:一個(gè)PFE值為0的鄰接矩陣可以表示一個(gè)無環(huán)網(wǎng)絡(luò)(也就是不具有網(wǎng)絡(luò)效能的網(wǎng)絡(luò))。

      圖7 單環(huán)簡單網(wǎng)絡(luò)

      與此對應(yīng),圖7表示了一個(gè)簡單環(huán),即一個(gè)沒有后向反饋及前向反饋捷徑的環(huán)。由于沒有捷徑,也就沒有復(fù)合的網(wǎng)絡(luò)效能,該網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣PFE 值恰好等于1.0。我們定義:一個(gè)PFE值為1.0的鄰接矩陣可以表示一個(gè)無網(wǎng)絡(luò)效能的簡單網(wǎng)絡(luò)。需要指出的是,這里的目標(biāo)T是指對方的目標(biāo),在傳感器發(fā)現(xiàn)對方目標(biāo)之后將獲取的目標(biāo)信息傳輸給信息處理節(jié)點(diǎn),信息處理節(jié)點(diǎn)給信息對抗節(jié)點(diǎn)下達(dá)對抗命令,信息對抗節(jié)點(diǎn)對敵方目標(biāo)實(shí)施干擾。這是一個(gè)典型的單傳感器單目標(biāo)的信息對抗流程。

      圖8 多傳感器對單目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)

      當(dāng)出現(xiàn)多傳感器對單目標(biāo)時(shí),如圖8所 示,以 兩 個(gè)傳感器為例,在圖7的基礎(chǔ)上,增加一個(gè)傳感器,增加的節(jié)點(diǎn)和鏈路形成的后向及前向反饋機(jī)制產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)效能。一個(gè)具有捷徑的網(wǎng)絡(luò)其鄰接矩陣的PFE值總是大于1.0。由于附加的結(jié)構(gòu)通過如下方法復(fù)合了網(wǎng)絡(luò)效能,因而無需加倍網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),S1和S2的效能就可以反復(fù)循環(huán)。

      圖9 多傳感器對多目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)

      當(dāng)出現(xiàn)多傳感器對多目標(biāo)時(shí),如圖9所示,在圖8的基礎(chǔ)上增加一個(gè)敵方的目標(biāo),來計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣的PFE值??梢钥闯觯瑘D9顯示了PFE值是如何隨著連接的增加而增加的,而PFE值的增加對應(yīng)著網(wǎng)絡(luò)效能的增加。

      在出現(xiàn)多傳感器對多目標(biāo)的基礎(chǔ)上,再出現(xiàn)多個(gè)干擾情況下,如圖10所示,在圖9的基礎(chǔ)上增加一個(gè)信息對抗節(jié)點(diǎn),來計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣的PFE值。

      圖10 多干擾條件下多傳感器對多目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)

      以此類推,出現(xiàn)多個(gè)信息處理節(jié)點(diǎn)時(shí),如圖11所示,在圖10的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)信息處理節(jié)點(diǎn),來計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣的PFE值。

      圖11 多干擾條件下多處理節(jié)點(diǎn)多傳感器對多目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)

      圖11的兩個(gè)信息處理節(jié)點(diǎn)互相之間信息不互通,當(dāng)兩個(gè)信息處理節(jié)點(diǎn)之間信息共享時(shí),如圖12所示,在圖11的基礎(chǔ)上增加兩條鏈路。計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣的PFE值。

      圖12 多干擾條件下多處理節(jié)點(diǎn)信息共享的網(wǎng)絡(luò)

      可以看出,當(dāng)兩個(gè)信息處理節(jié)點(diǎn)之間出現(xiàn)信息共享,PFE值增加,對應(yīng)著網(wǎng)絡(luò)效能的增加。

      綜上所述,從圖6到圖12顯示了PFE 值是如何隨著連接的增加而增加的,而PFE值的增加對應(yīng)著網(wǎng)絡(luò)效能的增加。然而,并不是所有附加的鏈路和節(jié)點(diǎn)都對網(wǎng)絡(luò)效能起作用。圖13示意了在圖9基礎(chǔ)上增加了鏈路和節(jié)點(diǎn)而并不改變PFE值的情況。

      這里引入杰夫·凱爾斯在《分布式網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)》一文中構(gòu)建的信息時(shí)代戰(zhàn)斗模型中的一個(gè)概念,就是網(wǎng)絡(luò)的重心。網(wǎng)絡(luò)的重心是指網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)中包含了能夠產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)效能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因而也就決定了矩陣PFE 值的大小。圖9的網(wǎng)絡(luò)就是圖13中網(wǎng)絡(luò)的重心結(jié)構(gòu)。那些不能增加PFE 值的鏈路和節(jié)點(diǎn)稱為外圍鏈路或節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然,在一個(gè)大型的網(wǎng)絡(luò)中,可能會(huì)有不止一個(gè)重心的存在。

      圖13 相對于圖9的多傳感器對多目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)

      4 構(gòu)建SPCT 對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型

      自適應(yīng)性是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)顯著特點(diǎn),所謂自適應(yīng)是指系統(tǒng)能自動(dòng)改變自己的習(xí)性以適應(yīng)環(huán)境的變化。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,自適應(yīng)性是通過改變網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的位置以適應(yīng)環(huán)境的變化,當(dāng)環(huán)境發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化時(shí),鏈路和節(jié)點(diǎn)的部署將不能與新的環(huán)境相匹配,網(wǎng)絡(luò)需要重新配置以適應(yīng)新的目標(biāo)。在對抗交互網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性變化中出現(xiàn)重心位置的改變被稱為重心轉(zhuǎn)移。在重心轉(zhuǎn)移中,對抗交互網(wǎng)絡(luò)的中心可以從一種鏈路和節(jié)點(diǎn)的子集轉(zhuǎn)移到另一種鏈路和節(jié)點(diǎn)的子集。下圖示意了一個(gè)對抗網(wǎng)絡(luò)中的重心轉(zhuǎn)移——從目標(biāo)發(fā)現(xiàn),到重新部署信息對抗節(jié)點(diǎn)的對抗準(zhǔn)備,直至最后的目標(biāo)對抗。

      圖14~圖18顯示了對抗交互網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)過程:

      如圖14所示,監(jiān)控態(tài)勢。一個(gè)信息處理節(jié)點(diǎn)控制著一組監(jiān)測敵方目標(biāo)的傳感器節(jié)點(diǎn)S1、S2、S3。方框內(nèi)的元素是產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)效能的重心,鄰接矩陣中陰影部分與之相對應(yīng)。方框之外 的C1、C2、C3為三個(gè)外圍節(jié)點(diǎn),T1、T2、T3為敵方目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

      圖14 監(jiān)控態(tài)勢的對抗交互網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

      如圖15所示,準(zhǔn)備對抗。在準(zhǔn)備對抗階段,信息處理節(jié)點(diǎn)指定其中兩個(gè)傳感器繼續(xù)跟蹤目標(biāo),另外一個(gè)傳感器監(jiān)測信息對抗節(jié)點(diǎn)的信息,進(jìn)行對抗之前的準(zhǔn)備??梢钥吹骄W(wǎng)絡(luò)的重心中已經(jīng)包含了信息對抗節(jié)點(diǎn),PFE 值也隨之發(fā)生了變化。上面重心轉(zhuǎn)移的過程是通過移去原來控制傳感器到目標(biāo)的幾條鏈路,并增加從信息對抗節(jié)點(diǎn)到傳感器的幾條鏈路來實(shí)現(xiàn)的。

      圖15 準(zhǔn)備對抗的對抗交互網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

      如圖16所示,實(shí)施對抗。在實(shí)施對抗時(shí),信息處理節(jié)點(diǎn)指定信息對抗節(jié)點(diǎn)C1、C2、C3分別對敵方目標(biāo)節(jié)點(diǎn)T1、T2、T3實(shí)施對抗,同時(shí),指定傳感器節(jié)點(diǎn)S1和S2不在跟蹤目標(biāo)T1、T2、T3,而是去搜索其他的敵方目標(biāo),指定傳感器節(jié)點(diǎn)S3監(jiān)控目標(biāo)的對抗情況。重心轉(zhuǎn)移再次出現(xiàn),如鄰接矩陣右下角的陰影區(qū)域所示。此時(shí),S1和S2已經(jīng)變成了網(wǎng)絡(luò)的外圍節(jié)點(diǎn),而最重要的是敵方目標(biāo)T1、T2、T3被包含到網(wǎng)絡(luò)的重心中了。PFE 值也隨著重心轉(zhuǎn)移再次發(fā)生了變化。

      圖16 實(shí)施對抗的對抗交互網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

      如圖17所示,持續(xù)對抗。在持續(xù)對抗階段,傳感器節(jié)點(diǎn)S3不僅重點(diǎn)監(jiān)控目標(biāo)的損傷情況,還要監(jiān)控信息對抗節(jié)點(diǎn)的信息。并將監(jiān)控信息發(fā)送給信息處理節(jié)點(diǎn),信息處理節(jié)點(diǎn)P繼續(xù)控制信息對抗節(jié)點(diǎn)C1、C2、C3分別對敵方目標(biāo)節(jié)點(diǎn)T1、T2、T3繼續(xù)對抗。注意圖17與圖16中并沒有發(fā)生重心轉(zhuǎn)移,信息對抗節(jié)點(diǎn)C1、C2、C3分別都可以對敵方目標(biāo)節(jié)點(diǎn)T1、T2、T3實(shí)施對抗,也就是對抗得到了加強(qiáng),三個(gè)對抗節(jié)點(diǎn)之間形成互補(bǔ)優(yōu)勢,對抗交互網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效能得到了增強(qiáng)。

      圖17 持續(xù)對抗的對抗交互網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

      如圖18所示,結(jié)束對抗。在結(jié)束對抗之后,信息處理節(jié)點(diǎn)只指定傳感器節(jié)點(diǎn)S3監(jiān)控目標(biāo)的毀傷情況,此時(shí)與圖17相比,對抗交互網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了重心轉(zhuǎn)移,傳感器節(jié)點(diǎn)S1和S2搜索其他的敵方目標(biāo),傳感器節(jié)點(diǎn)S3監(jiān)控對抗目標(biāo)的毀傷情況。此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)重心與監(jiān)控態(tài)勢階段的網(wǎng)絡(luò)重心相同,計(jì)算出的PFE值也與圖14的PFE值相同,只是相對于圖14減少了鏈路,并不改變PFE值的情況。

      圖18 結(jié)束對抗的對抗交互網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

      上文可以看出,從目標(biāo)發(fā)現(xiàn),到重新部署信息對抗節(jié)點(diǎn)的對抗準(zhǔn)備,直至最后的目標(biāo)對抗,是個(gè)動(dòng)態(tài)連續(xù)的對抗交互網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)變化過程,其中包含了傳感器、信息處理節(jié)點(diǎn)、信息對抗節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)等節(jié)點(diǎn)之間的交互過程。網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)單元都是這個(gè)整體的局部,不再是孤立的行動(dòng)單位,其中任何一個(gè)單元功能受損,都可能引發(fā)本方作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)的連鎖反應(yīng),臨界情形下甚至使作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)陷于崩潰。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)部的系統(tǒng)之間的交互更加頻繁,各種行動(dòng)效果通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播和累加,產(chǎn)生出綜合的體系效果。這種效果的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)是戰(zhàn)爭系統(tǒng)體系內(nèi)部各系統(tǒng)之間進(jìn)行交互的結(jié)果,并且隨著體系作戰(zhàn)過程的推進(jìn),節(jié)點(diǎn)之間的交互累積得越來越多(也就是網(wǎng)絡(luò)中的鏈路越來越多),另一方面,新的節(jié)點(diǎn)會(huì)通過派生等途徑陸續(xù)涌現(xiàn)。因此,體系會(huì)呈現(xiàn)出明顯的生長特性。

      5 結(jié)語

      本文通過分析SPCT 對抗交互網(wǎng)絡(luò)的基本內(nèi)涵,包括對抗網(wǎng)絡(luò)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)維數(shù)與復(fù)雜度等。通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)和鄰接矩陣來分析SPCT 對抗交互網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效能,介紹了對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型一般具有4種類型的環(huán),分別是控制環(huán)、催化控制環(huán)、催化競爭環(huán)和對抗環(huán)。運(yùn)用鄰接矩陣來計(jì)算對抗交互網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)及性能,與網(wǎng)絡(luò)環(huán)一一相對應(yīng)。最后,根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有突發(fā)性增長和自適應(yīng)性的演化特征,來構(gòu)建SPCT 對抗交互網(wǎng)絡(luò)模型。文中給出了從目標(biāo)發(fā)現(xiàn),到重新部署信息對抗節(jié)點(diǎn)的對抗準(zhǔn)備,直至最后的目標(biāo)對抗的全過程,是個(gè)動(dòng)態(tài)連續(xù)的對抗交互網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)變化過程,其中包含了傳感器、信息處理節(jié)點(diǎn)、信息對抗節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)等節(jié)點(diǎn)之間的交互過程。對抗交互網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性變化通過PFE值的增加來體現(xiàn),從而判斷對抗交互網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效能得到了增強(qiáng)。

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