2.1　指揮與控制的控制論模型

自從1948年諾伯特·維納出版了著名的《控制論——關于在動物和機器中控制和通信的科學》一書以來，控制論的思想和方法已經滲透到了幾乎所有的自然科學和社會科學領域。維納把控制論看作一門研究機器、生命社會中控制和通信的一般規律的科學，是研究動態系統在變化的環境條件下如何保持平衡狀態或穩定狀態的科學。

在控制論中，“控制”的定義是：為了“改善”某個或某些受控對象的功能或發展狀況，需要獲得并使用信息，以這種信息為基礎而選出的、應用于該對象上的作用。由此可見，控制的基礎是信息，一切信息傳遞都是為了控制，進而任何控制又都依賴于信息反饋來實現。信息反饋是控制論的一個極其重要的概念。通俗地說，信息反饋就是指由控制系統把信息輸送出去，又把其作用結果返送回來，并對信息的再輸出發生影響，起到制約的作用，以達到預定的目的。

2.1.1　一般控制原理

一般控制原理是一種反饋控制過程原理。反饋控制系統中，控制裝置對被控對象施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量與輸入量之間的偏差，從而完成對被控對象控制的任務，如圖2-1所示。

2.1.2　C2的控制原理

控制科學的發展促進了現代意義上C2的形成。在軍事指揮中引入控制論并設計研制出第一代C2系統是C2發展成熟的標志。現代控制科學的基本原理包括：

（1）自動反饋控制原理，即施控者把輸入信息作用于受控者，受控者通過反饋裝置將結果作用于施控者。

（2）選擇控制原理，即受控者存在一系列可能的狀態，施控者選擇一種可望達到預期結果的狀態進行調控。

（3）優化控制原理，即通過反饋機制，使系統處于最佳狀態。

（4）信息變化原理，即以信息作為系統分析和處理問題的基礎，系統的運動是一個信息變換的過程。

軍事領域的指揮與控制涉及敵我對抗雙方，其施控主體是指揮員及其指揮機關，戰場是敵我雙方控制的對象。戰場包括雙方的部隊、武器系統、通信系統和情報系統，還包括自然與社會環境等要素。指揮員根據使命任務做出決策，將作戰計劃、命令通過作戰文電形成指揮流下達到部隊，部隊根據命令進行作戰行動，通過部隊機動部署和火力打擊，改變戰場狀況。然后通過戰場雷達等裝備獲取與感知對戰場的實時打擊效果，將偵察、監視到的數據去重復、去噪聲，進行數據融合等。在數據融合的基礎上，再將整個戰場各個情報部門獲得的情報進行梳理、整合、歸納、綜合，匯合成新的態勢，最終傳送到指揮所，指揮員據此分析判斷做出新的決策，形成新的指控流。這樣就構成一個認知環路。紅方如此，藍方也是如此。雙方圍繞戰場這個被控對象的爭奪，形成了體系與體系的整體對抗。這種爭奪是反復進行的，直至達到戰爭目的為止。

與工業自動控制類似，戰場指揮與控制主要指的是指揮員根據使命任務確定所要實現的目標，制定作戰方案并進行決策，對部隊下達任務指令，根據反饋信息分析作戰態勢，指揮部隊的行動。

確定作戰目標是指揮員進行指揮與控制的首要任務，它相當于自動控制的目標值。作戰目標是作戰行動所要實現的目的，也就是指揮員所希望作戰行動所要達成的結果，它或是指奪占一個地區，或是指摧毀某個目標，或是指實現某種戰場態勢。作戰目標對控制的作用是十分重要的，沒有作戰目標就沒有控制。上級意圖或賦予本級作戰任務，以及本級指揮員的決心和作戰計劃中的有關內容，體現了作戰目標的具體結構和內容。

制定作戰方案是指揮員對部隊行動所進行的一系列預先設計和安排，也可以說是對作戰任務、作戰時間和作戰資源的分配。作戰方案的內容一般應包括作戰行動的總目標及各個階段的分目標。例如，各部隊為完成各項目標應進行的行動內容，起始時間和結束時間，行動的方法、地點，部隊之間及與其他友鄰部隊之間的相互關系等。方案確定下來之后，還必須對方案的可行性進行評估。評估的方法是多種多樣的，計算機模擬是現代環境下方案評估的重要手段。通過方案評估，降低戰場風險，調整一些不合適的內容，增強方案的可行性和優化程度。

作戰目標和方案以命令的形式，經一定的通信手段傳遞到部隊之后，部隊則按命令的要求行動。部隊在行動過程中，要不斷向指揮員報告自己的行動情況，同時，戰場信息獲取與感知系統通過對戰場情況偵察、監視，將戰場態勢傳到指揮所，形成信息反饋。有了信息反饋，就建立起反饋控制系統，指揮與控制就可以有效地進行下去。指揮員通過反饋的信息進行分析，判斷戰場態勢，找出部隊實現目標的程度、執行方案行動的偏差，然后下達調控指令。

指揮員必須在充分分析戰場的反饋信息之后，才能下達調控指令。戰場偵察反饋回來的信息是已經發生過的，經指揮員分析后再以指令的形式下達到部隊手中，必定要耗費一定的時間，而部隊接到調控指令后，克服自身的慣性將偏差調整過來，還需要一些時間，因此，反饋控制具有一定的滯后性。克服反饋控制的滯后性，提高戰場控制的靈敏度，要求縮短反饋控制過程中各項工作的時間，也就是需要提高指揮員及其指揮手段的時效。從某種意義上說，誰贏得了時間誰就贏得了戰場主動權。誤差大小、抗干擾能力強弱和響應快慢是工業自動化系統控制質量的三大指標。同樣，在戰場指揮與控制中，精確性、穩定性和時效性同樣是決定著指揮效果的關鍵因素。

盡管軍事領域的C2與工業自動控制存在的原理類似，但兩者間也有質的區別：工業自動控制可以有人參加，也可以不需要人參與，如無人自動生產線，而指揮與控制系統的主體就是各級指揮人員；另外，工業自動控制系統只有一個控制環，不存在兩個控制環，更不存在對抗，而指揮與控制有極強的對抗性，戰場就是敵對雙方兩個控制環同時競相爭奪的被控對象。

戰斗過程的控制活動包括兵力單元之間行動的協調、適應戰場環境變化的作戰要素調整，戰斗過程的控制在很大程度上類似于工業過程控制。從這個角度上看，關于C2中的控制職能的建模，控制科學提供了強有力的理論支撐。

Lawson模型反映了C2的控制原理。1981年，J.S.Lawson提出了一種基于控制過程的C2模型，Lawson模型如圖2-2所示，模型由五個步驟組成一個指揮與控制的決策過程，包括感知、加工處理、比較分析、決斷和行動。該模型認為指揮員在對環境進行“感知”和“比較”的基礎上，將解決方案轉變成所需的狀態，模型的主要不足是對人的作用描述不夠，以致在應用中受限。

2.1.3　對抗過程中的指揮與控制模型

指揮與控制過程是一種典型的反饋控制模型，但上述模型沒有描述戰爭的本質，即敵我雙方激烈的對抗性。敵我雙方圍繞戰場這個被控對象的爭奪，形成了整體對抗，在對抗過程中C2遵循的過程如圖2-3所示。

信息化戰爭是體系與體系的對抗，軍隊指揮體系處于最先被打擊的地位，指揮與控制戰常常在部隊作戰行動之前就已經開始，并且貫穿于作戰的全過程。武器系統的硬殺傷能力和電子戰的軟殺傷能力對作戰指揮的穩定性產生了巨大的影響，保持與提高指揮與控制系統的生存能力和作戰指揮的連續性、穩定性是關系到戰爭全局的重大問題。

戰場指揮與控制是以系統的形式存在和運行的，這個系統就是指揮信息系統。指揮信息系統包括指揮與控制系統、通信系統，以及情報、監視和偵察系統三大部分，指揮與控制系統是龍頭，通信系統是依托平臺，情報、監視和偵察系統是實時感知戰場態勢的手段。在指揮信息系統中，信息的流動大致可以分為指控流和情報流兩種類型。

指揮員根據作戰目標的要求，由反饋信息得出對當前戰場態勢的判斷結論，并為進一步控制戰場態勢而發出信息，這一過程中信息的流動被稱為指控流。指控流中，有作戰文書、命令、作戰預案、方案、計劃、部隊力量編成、分布、時間、任務、到達狀況、部隊部署、裝備和武器狀態等。指控流有兩個流向，流入指揮所的包括下級的請示、報告，流出指揮所的包括指揮所發出的命令、通報、批示等。一旦指控流中斷，就意味著指揮的癱瘓。通信平臺必須確保指控流的運行和安全，必須確保在最惡劣條件下，指揮員對一線部隊的知情能力和指揮與控制能力。

情報流是情報、監視和偵察系統通過各種傳感器和情報偵察手段獲取的信息，依托通信平臺傳到指揮所的過程。情報流中，有各種陸基、海基和空中雷達等傳感器數據，有空間各類偵察衛星數據，還有技術偵察數據和部隊偵察數據。在數據流動過程中伴隨著數據融合等處理，數據融合后，進行情報整合和態勢匯合，然后流向指揮所。通常，情報、監視與偵察系統是分布式的多傳感器系統，因此，流向指揮所的情報流是多通道的。

指控流的信息量通常不大，但至關重要，而情報流實時性強，信息量巨大。在戰場上，指控流對情報流有指導作用，決定要重點獲取的情報要求；情報流對指控流有反饋作用，會影響下一輪指控流。