摘 要:为树立韧性理念,引领战场建设,增强战场体系抗扰动能力,确保其作战支撑和态势塑造功能的有效发挥,论述并建立了韧性战场的概念,探讨了韧性战场研究的必要性,分析了韧性战场的基本特点及运行机制,提出了韧性战场研究的关键问题.
关键词:战场体系; 韧性战场; 攻防对抗; 战争设计; 战场建设;
作者简介: 党爱国(1982-),男,硕士,高级工程师,主要从事工程防护理论研究与技术论证.; *左社强(1978-),男,硕士,高级工程师,主要从事工程防护理论研究与技术论证.E-mail:zz1978102@sina.com.;
Abstract:In order to establish the concept of resiliency,to lead battlefield construction,to enhance the anti-disruption capability of the battlefield system,and to ensure effective functioning of operational support and situation shaping capabilities of battlefield,this paper introduced and established the concept of resilience battlefield and discussed the necessity of resilience battlefield research,followed by an analysis of the basic characteristics and operational mechanism of the resilience battlefield,and finally put forward some key issues of resilience battlefield research.
Keyword:battlefield system; resilient battlefield; offensive and defensive operations; war planning; battlefield construction;
韧性,是表述系统对外界干扰进行预测、响应、抵抗,以及恢复的能力,是系统(或体系)在干扰条件下稳定性、可靠性的一种表征方法[1].战场是敌对双方作战的空间,从体系的角度来看,战场空间及其中的自然、社会、军事等环境要素共同构成了战场体系,而战争这一行为活动是战场体系内部要素之间相互作用,使战场体系从平衡到扰动、再从扰动到平衡的运动过程.战争双方对抗的暴力特性决定了战争活动对战场体系的扰动大多是剧烈、破坏性的,而谋求战争取胜这一共同目的使得敌对双方在强化己方战场体系的同时,又都极力对对方战场体系进行扰动、破坏.基于此,便形成了"韧性战场"研究的逻辑基础和需求来源.本文概述了韧性相关研究进展,论述并建立了韧性战场的概念,探讨了韧性战场研究的必要性,分析了韧性战场的本质特点,提出了韧性战场研究的关键技术,以期引起人们从不同视角对战场的进一步认识和对面向战争设计的战场建设进行深入思考.
1 韧性相关研究进展
韧性一词最早来源于拉丁语"resilio",本意是"回复到原始状态",至今演变成现在的英语"resile",国内学者多翻译为弹性或韧性[1].韧性较早用于机械学、生态学领域研究,1973年,加拿大生态学家Holling首次将韧性的思想用于系统生态学领域,定义生态系统稳定状态特征[2],之后,韧性研究逐渐被引入到人类社会系统.9.11事件后,公共安全和灾害响应研究受到国际社会普遍重视,韧性随之成为新的研究热点.韧性的概念及应用研究已广泛融入力学、生态学、社会经济、心理学、基础设施、防灾减灾、应急管理等众多领域[3,4,5].2004年,系统工程国际委员会(INCOSE)成立韧性工程专业组,研究如何基于系统工程学方法提高系统韧性.2006年,Hollnagel等[6]出版了《韧性工程:概念与准则》,标志着韧性研究和认识进入新的阶段.2010年,Jackson[7]出版了《构建韧性系统》,给出了韧性系统的属性定义、指标度量及工程实现方法,进一步发展了韧性理论.目前,对于韧性的理解,人们形成了较为统一的认识,即:系统对来自自然或人为事件的干扰进行预测、抵抗、吸收、反映、适应并恢复的能力[8].
国外对韧性在军事领域的研究与应用开展了大量工作.2011年,美国国防部公布的2013-2017财年优先科技投资计划中,韧性工程系统(engineered resilient system,简称ERS)就被列为第2优先项,研究内容包括韧性的工程概念、科学理论及设计工具等,并成立了工程韧性系统指导委员会作为辅助机构来协助国防部开展相关的韧性系统工程实践[9,10].2013年1月,美国国防科技委员会发布《高级赛博威胁和韧性军事系统》[11],提出了建设韧性军事系统以应对日益复杂和具有潜在毁灭性的赛博利用和攻击威胁.同年,奥巴马政府发布了21号总统指令《关键基础设施安全和韧性》,要求提高国家关键基础设施的韧性,以确保安全[12].2014年8月,美空军发布了赛博韧性能力研究指南,提出要加快韧性机理及其关键技术研究[13].近年来,国内对韧性军事系统的研究也取得了重要进展.蓝羽石等[10]在通用韧性研究的基础上,建立了韧性指挥信息系统概念,从结构、功能、信息和防护等方面形成了韧性指挥信息系统构建的"四自"机理,并给出了基于软件定义系统思想的实现方法;费爱国[14]给出了系统韧性过程模型、韧性指标体系及韧性度量与评估方法;石建伟等[15]针对军事体系韧性评估问题,建立了军事体系的韧性模型,给出了韧性指标评估方法.
2 韧性战场的概念
"韧性战场"是一个叠加词,可拆分为"韧性" "战场",即表示具有韧性特质的战场,具体来说,是指在内部或外部因素扰动下,通过持续感知态势、及时调整对策、准确评估影响、快速恢复能力的适变机制,仍可保持其作战支撑和态势塑造能力的战场体系.要把握韧性战场的概念,首先要对战场的概念进行准确界定.战场,即两军交战的场所[16],相关的众多工具书对战场定义的描述也都与此类似,这也是人们长期以来通过战争实践总结对战场的普遍认识,此外,战场这一名词还被引申应用到经济、社会、文化等各个领域.然而,要用体系思维来认识战场、用系统工程方法研究战场建设的具体事项时,上述定义就不足以作为问题的逻辑出发点,还需要对战场概念的内涵进行探讨.
在军事领域审视战场概念的内涵,笔者认为需要从以下几个方面把握:(1)战场对战争的时空承载作用.一切战争都是在一定的战场环境中进行的,并且离开了战场环境,不仅不能研究战争规律,也不能进行战争行为.因此,战场是战争的平台条件和环境基础,战场是作战双方进行军事对抗的活动舞台,也是正确实施作战指导的客观条件和依据.(2)战场是可改造的.早在几千年前,古代军事学家就认识到了战场的重要性,并强调合理利用以趋利避害.如:《孟子·公孙丑下》指出,"天时不如地利,地利不如人和",《孙膑兵法·月战》论述,"天时、地利、人和,三者不得,虽胜有殃".这是古人基于朴素战争观对战场重要性的认识.随着对战争研究的不断深入和科学技术的发展,人们越来越系统地认识到战场在战争中重要性,主动建设和改造战场以形成有利作战态势的活动越来越理性化.如冷兵器时代的城池筑城、长城筑城、城堡筑城,热兵器时代的炮台要塞筑城、堑壕阵地筑城,核冷战时期的地下国防工程,到信息化时代支撑一体化联合作战、全域作战的体系化、网络化战场设施体系,就是最好的例证.(3)战场的构成要素是多元的、复杂的.从支撑战争和作战的角度看,战场涵盖的内容应包括战争活动的空间及其中对作战活动有影响的各种情况和条件.其中战争活动的空间包括陆、海、空、天、电磁、网络、认知等空间和领域[17];影响作战活动的情况和条件包括自然环境条件、社会环境条件和军事环境条件[18],而自然环境条件又包括地形、气象和水文等,社会条件又包括人口、民族、交通、通信、生产生活等,军事条件则包括战场工程设施构筑、作战物资储备和作战力量建设等情况.战争活动就是战场空间内各构成要素间相互作用的过程,战场空间及其中各类要素的关系相互交织、错综复杂,决定了战场体系构成及战争活动的复杂性.
3 韧性战场研究的必要性
3.1 韧性战场研究是战争攻防对抗的本质要求
攻和防作为战争运动的基本类型贯穿于战争的始终.克劳塞维茨曾说:"战争与其说是随征服者一起出现的,毋宁说是随防御者一起出现的,因为入侵引起了防御,而有了防御才引起了战争."战争的过程就是双方围绕"保存自己、消灭敌人"这一军事目的而展开的攻防对抗行动的过程.与生态、民生等领域相比,由于战争本身的暴力特性,使得战争攻防行动对战场体系的扰动更为剧烈,甚至是毁灭性的.能否构建韧性战场,持续保持战场体系的稳定性,维持有利的战场态势,对于战争能否取得胜利有着至关重要的作用.
3.2 韧性战场研究是战争形态发展的迫切需求
当前,战争形态正加速向信息化战争演变,一体化联合作战成为基本作战形式,其实质是体系和体系的对抗,对韧性战场研究提出了更为紧迫的需求.纵观人类战争历史,随着战场构成要素的不断增加,其关联度和依存度越来越高.冷兵器时代,在基于人的体能和石、木、刀、枪等作战工具的接触式攻防对抗中,战场主要在陆域,其构成要素相对单一,战争胜负主要取决于人力的多寡、兵器的精良程度、战阵的运用;热兵器时代,在基于火药化学能和火枪、火炮等典型兵器的线式攻防对抗中,战场空间拓展至海上,但陆战场和海战场自成体系、独立发展[19];机械化战争时代,在基于现代航空器大范围作战能力和机械化坦克装备快速机动穿插作战能力的大纵深攻防对抗中,战场已演变成陆海空三维空间,战场构成要素多元化趋势日益明显;信息化时代,在基于网络信息体系的一体化攻防对抗中,战场由多维空间向全维空间拓展,战场空间及其构成要素在信息系统的融合作用下,呈现出相互依存、整体联动的特性,体系的稳定性及效能发挥成为战争制胜的关键基础,战场体系的韧性研究迫在眉睫.
3.3 韧性战场研究是面向战争设计的战场建设必然要求
当今世界范围科技革命迅猛发展,颠覆性技术层出不穷,战争形态快速嬗变,深入揭示战争制胜机理、前瞻设计作战概念、体系推进军事体系建设是打赢未来战争的当务之急.战场体系作为战争的空间平台和作战的环境支撑,必然是战争设计的重要内容.韧性战场研究实质是运用系统工程理论和方法对战场体系进行宏观审视和微观内视.运用战场体系模型绘制未来战争蓝图构想,通过韧性度量评估找出战场体系以及子体系、系统等建设的薄弱环节,最终实现宏观层面作战概念、使命任务等需求,有效转化为中微观层面的能力指标、系统功能需求.
4 战场体系韧性的本质特点
韧性战场研究旨在以韧性理念探索战场体系的构成及内在运行规律,进而以韧性度作为度量牵引战场建设.认识和理解韧性战场,应重点从以下方面把握其基本特点.
4.1 互斥性
韧性战场具有互斥性.首先,韧性描述的是战争双方的战场体系对扰动的感知、应对、评估及恢复能力,虽然战争双方同处一个空间实施作战,但韧性战场反映的却是战争各方战场准备及战场体系建设的完善程度,各自战场体系的韧性度量值也不尽相同,也就是说,战争各方的韧性战场都有其独特的内涵.其次,战场的互斥性是由战争攻防对抗的本质决定的,根据"保存自己、消灭敌人"这一战争的军事目的,战争双方无不是围绕战争目的、作战任务,进行作战资源配置、完善战场建设,积极营造有利于己不利于敌的战场态势.如美军在其联合出版物JP3-59《联合气象海洋行动》中强调充分利用战场环境条件,降低和减轻战场环境对友军的不利影响,从而使对敌作战优势最大化.古往今来的战场建设无不是围绕营造对己有利态势而展开的,如完善的战场工程设施在为己方提供战场防护、发挥装备效能的同时,也可以有效迟滞敌方进攻,降低敌方的打击毁伤效果.战争的对抗性使得战争双方的韧性战场建设呈现"此消彼长"特性.
4.2 复杂性
韧性战场的复杂性有其独特的内涵.首先,韧性战场的复杂性是由战场的层次复杂性决定的.根据战争级别和冲突规模,战场体系也可分为战略、战役、战术等3个层次.战略层面,战场体系是一个国家为维护领土、主权,保障国家整体利益而对战争空间和环境条件的总体判定和统筹建设;战役层面,是军队为完成重要战略方向作战任务而进行的作战空间和环境条件准备;战术层面,是作战部队为有效完成战斗任务而在相应地域或空间进行的环境资源和作战力量准备.其次,信息化战争的特点加剧了韧性战场的复杂性.按照作战主体主要活动空间,战场可分为陆战场、海战场、空天战场、网络空间战场等,各空间领域的战场有其独特的作战任务要求和复杂韧性需求,同时,信息化战争条件下,作战要素跨域机动、多域联动,战场空间多维一体、多域融合的特征日益明显,使得战场体系的韧性特征有了更加复杂的内涵.按照不同空间领域的战场相互耦合、相互关联日益紧密的发展趋势,未来一体化程度将进一步提高.按照战场环境构成要素,韧性战场又涵盖韧性战场工程设施体系、韧性作战物资保障体系和韧性作战力量体系等,而各构成要素又有其丰富的内涵和韧性特征.如韧性战场工程设施体系可分为韧性指挥工程体系、韧性野战工程体系、韧性边海防设防工程体系、韧性机场设施体系等.
4.3 动态性
现代战争的鲜明特性决定了韧性战场的高动态性.从作战时空变换来看,信息化战争作战空间的跳跃性和作战进程的快速性是韧性战场呈现高动态性的时空基础.一方面信息化战争双方没有前后方、正面和侧翼之分,任何一个目标都可能遭受来自任何方向的袭击,任何一个方向都可能形成作战空间[19];另一方面,随着战争进程的发展,主要作战空间也将发生变化.如伊拉克战争中,前期是以联军空袭和远程精确打击为主,后期则以地面部队为主在陆战场展开地面作战.此外,同一场战斗中,随着战斗时节的推进,作战力量对战场体系的不同需求也是韧性战场体系动态性的重要原因.从战场态势变换来看,信息化战争战场攻防态势的快速转换成为韧性战场高动态性的逻辑基础.信息化战争中,由于高技术武器装备的运用,打击能力、机动能力大幅提高,弱势一方通过非对称手段发起卓有成效的反击成为可能,传统固定式攻防将被攻防快速转换所取代.因此根据战争及作战需要,韧性战场的动态性在信息化战争中将更为明显.
5 韧性战场的运行机制
韧性战场的核心思想是:通过持续态势监测、感知体系及构成要素动态变化及建立主动调整应对外部扰动的自适应机制,使整个战场体系具备态势自感知、威胁自响应、损伤自评估、结构自适应等功能.
5.1 态势自感知
态势自感知是指通过遍布于战场空间的海量传感器及军事信息网络,实时感知战场空间及其中各要素的状态信息.美军先后开展了收集战场信息的"智能微尘"系统、远程监视战场环境的"伦巴斯"系统、侦听武器平台运动的"沙地直线"、专门侦收电磁信号的"狼群"系统等一系列传感系统的研究与应用,其构建的集中统一的战场传感网络体系,具备全维感知战场的核心能力,能够通过各类集成化的微型传感器的协作,实时采集战场环境或监测对象的数据信息.以传感器、嵌入式计算、智能组网、无线通信、分布式信息处理等技术为核心的战场物联网技术快速发展,为战场态势自感知提供了可能.
5.2 威胁自响应
威胁自响应是指根据战场态势感知网络获得的信息,基于可能面临的外部或内部扰动威胁及其影响程度判断,进行的有效利用自然环境,充分调动社会资源,调配包括武器装备、作战物资、作战人员、作战设施等在内的军事资源等响应活动.威胁自响应的目的是为了避免或减轻威胁因素对战场体系的扰动,使其对战场体系稳定性的影响尽可能小.威胁自响应对于战场体系稳定能力至关重要,通过适度的响应可有效抵消甚至消除扰动的影响,响应不足可能导致效果不佳,而过度响应则可能造成作战资源浪费甚至带来更大的扰动.威胁自响应科学与否取决于态势感知的实时性、全面性和威胁判断的及时性、准确性以及资源环境的可用性、有效性.
5.3 损伤自评估
系统论认为,系统整体的性质、行为和功能会影响或制约系统中每一个元素的性质、行为和功能,反之系统中每一个元素的性质、行为和功能变化又会对整个系统产生影响[20].在或温和或激烈的战争攻防对抗活动中,战场体系不是静止不变的,其要素状态及要素之间的关联、耦合关系处于动态变化之中.无论是敌方打击还是己方作战任务变化、力量部署调整、作战资源调度都会对战场体系构成要素带来影响,进而影响到整个战场体系支撑作战任务遂行的功能.因此,韧性战场还应具备对其支撑作战任务遂行的功能状态进行时时评估的能力,通过对战场环境、战场设施、作战装备(含指控装备)、作战力量、作战物资等系统的状态数据进行实时采集、科学分析,评估不同扰动条件下,尤其是强扰动(如遭受敌打击)条件下战场各要素能力变化情况,评估其所组成的子系统、系统功能变化,进而对整个战场体系的功能损伤进行评估.
5.4 结构自适应
根据系统的观点,战场体系是由战场环境、战场设施、武器装备、作战力量、作战物资等体系组成的复杂体系,根据作战任务需要,各组成体系之间以一定的关联和耦合关系相互作用,形成具有特定组织形式、适应作战任务的战场体系结构.但随着作战进程的发展,敌我攻防态势的变化,以及作战行动任务的转换,都会对战场体系的功能产生新的要求.结构决定功能,功能驱动结构演变,韧性战场结构自适应的本质是战场体系以灵活性、鲁棒性和高效性等结构韧性能力指标的综合最优为目标,对其构成要素及结构关系进行优化调整以满足任务和环境变化要求.
6 韧性战场评估的关键问题
从韧性的视角研究战场体系的目的,在于分析战场体系的韧性机理及其影响因素,建立战场体系的韧性指标体系,通过对战场体系的韧性值进行量化,从而作为衡量战场建设成效的依据.借鉴其他领域韧性系统评估的方法和理论,当前韧性战场评估应注重以下几个方面.
6.1 战场体系模型构建
模型是人们依据研究的特定目的,在一定假设条件下,再现原型客体的结构、功能、属性、关系、过程等本质特征的物质形式或思维形式.根据本文给出的定义,韧性战场更加注重战场体系的抗扰性、恢复性等能力,因此,要研究和构建韧性战场,首先要建立针对特定应用场景具有"韧性"演化能力的战场体系模型.战场体系模型反映的是战场复杂构成和结构形态,是对战场体系构成要素间相互交互特性与过程关系的形式化描述.构建战场体系模型的关键是研究战场体系的构成及要素间的相互关系,而根据相关的工具书查阅可知,当前对于"战场"的提法大多还停留在"作战空间"这一概略的描述,对战场环境、战场设施等都是基于军兵种所属领域建设内容进行条块分区、割裂研究,从系统的视角去分析战场及其构成要素的研究较少,这种情况导致人们更容易"被动"适应战场,而"主动"改造战场、设计战场的意识不足.应以特定的作战任务和作战构想为框架,以战场对作战的环境支撑和态势塑造能力为牵引,研究相应时空范围内战场体系的构成及其要素间相互作用,构建战场体系框架模型,为战场体系的韧性能力建设提供前期支撑.
6.2 战场体系要素能力映射
战场体系是由战场空间及其中的自然环境、社会环境和军事环境共同构成的复杂体系,其中自然环境、社会环境和军事环境又在一定的条件下构成独立的子体系,就军事环境体系而言,可细分为战场工程设施体系、作战物资体系和作战力量体系等,战场工程设施体系又可细分为指挥工程体系、边海防工程体系、战略武器防护工程体系、武器装备阵地体系,以及道路、桥梁、障碍等.战场体系作为一个整体,对作战行动发挥空间承载和环境条件支撑作用,那么其中各级构成要素(或子系统)性能与能力的映射关系,及其对战场体系整体功能的贡献率如何,是进一步研究战场体系韧性评价和基于韧性评价改造战场、强化体系韧性的基础问题.
6.3 战场体系韧性指标构建
韧性概念的提出引起了人们对韧性定量评估的研究.N.Cen等[21]以系统的鲁棒性表示系统的承受能力,以系统性能的恢复速率和恢复量表示系统适变能力及恢复能力,提出了系统韧性的综合分析方法.陈宽等[22]基于网络的功能依赖特性,采用功能依赖网络分析(FDNA)体系效能评估方法,从体系受损后的鲁棒性和可恢复性两方面来评估体系韧性.李倩等[23]通过系统梳理供水系统地震韧性评价方法,将供水系统地震韧性指数分为地震安全性指数和震后恢复能力指数.石建伟等[15]基于军事体系能力的结构化模型,提出了体系韧性的定量化度量指标,即能力恢复时间和恢复性能比.当前的韧性研究在战场体系中应用的局限性在于,战场体系的使命任务和能力是关注的重点,其他领域的以系统性能作为评估指标的方法不适用,亟需研究建立以体系能力为导向的韧性度量指标体系.
7 结语
信息化战争是国家整体实力的综合较量,更是体系与体系的对抗.信息化时代的战争准备需要进行精细化的战争设计,而采用系统思维和系统工程理论方法对战场体系进行审视和研究是精细化战争设计的前提.韧性战场的提出,旨在呼吁采用韧性的理念去思考和筹划战场设计,从而为科学化战场建设、精细化战争准备提供有效手段.目前,韧性战场理论和技术研究还较为缺乏,距离指导战场建设还有较大差距,需要在战场体系模型构建、战场体系要素能力映射、韧性战场定量评估等方面作进一步深入研究.
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