基于三阶段方法的数据链网络组织流程设计

曾辉，陈强，李小强，钱宗峰

（1.国防信息学院，武汉430019；2.中国电子设备系统工程公司研究所，北京100141；3.总参通信训练基地，河北宣化075100）

基于三阶段方法的数据链网络组织流程设计

曾辉1，3，陈强2，李小强3，钱宗峰3

（1.国防信息学院，武汉430019；2.中国电子设备系统工程公司研究所，北京100141；3.总参通信训练基地，河北宣化075100）

针对数据链网络组织流程设计问题，在分析了单重任务的三阶段组织设计方法的基础上，提出了联合多重任务组织流程设计方法，建立了数据链网络组织流程设计框架。通过平台任务模型的改进和着色决策层级树模型的构建，有效解决了任务–平台配置中的平台资源冲突，提高了数据链网络的组织决策协作有效性及效率，在理论与实践上对于数据链的组织运用都具有一定指导意义。

数据链，多重任务，组织设计

0 引言

数据链是现代联合作战战斗力形成的关键装备，数据链网络的组织运用是当前理论研究和实践探索的热点，其中合理的组织设计对于数据链网络效能的发挥至关重要。关于指控组织流程设计问题，目前Levchuk提出的标准设计流程——三阶段组织设计方法［1-3］较为成熟，在此基础上国内对于指控组织设计也进行了广泛研究，如组织任务–平台关系设计［4-5］、组织自适应性及鲁棒性分析［6］、组织框架设计［7］等方面。然而，这些方法难以解决在联合作战数据链网络组织流程设计中出现的两种冲突，即数据链平台–任务间的配置冲突和决策者受多方管理的决策冲突。

1 三阶段组织设计方法分析

三阶段组织设计方法对组织流程的设计分为3个步骤，在对使命任务建模及分解的基础上，首先是实现任务与平台资源的配置，然后对平台资源进行聚类以实现决策实体对资源的有效控制和任务的完成，最后是对组织的决策层级结构进行设计以使决策实体间相互的协作得到优化，如下页图1［1］。

图1 三阶段组织设计流程

任务与平台资源的配置采用MDLS法，MDLS将问题解决分为两步，首先在任务列表中选择执行的任务，然后根据任务的资源需求选择该任务的平台资源组，依次循环。任务的选择采用有利度（Weighted Length WL）算法，在所有可以执行的任务中优先选择后续任务数最多的任务。平台资源组的选择综合考虑完成任务的总时间最短以及分配给任务的总资源最少为目标，生成平台任务配置表。

平台资源的聚类依据决策者的能力限制将平台聚合成受决策者指控的平台组。决策者在组织中的工作量为平台组内部协作和平台组之间基于任务外部协作的加权和，聚类的过程折中考虑平台组的规模和直接协作的最小化，最终以决策者最大协作量的最小化为目标，生成描述任务、资源、决策者相互关系的分配表。

组织层级结构的设计主要考虑最小化组织层级树的附加协作代价。组织层级树的协作代价为树中节点间路径通路的数量，最小化组织层级树的附加协作代价即最小化节点间的间接协作量。

2 数据链网络平台–任务配置

数据链网络组织流程设计的特殊性在于作战指挥、情报保障和通信保障等任务的多重性。任一作战任务落实到数据链网络可分为作战指挥、情报保障和通信保障等任务，平台资源间以及平台资源内在作战指挥、情报保障和通信保障方面都可能存在着矛盾冲突，解决这种冲突是数据链网络组织任务平台配置阶段的主要任务。数据链网络组织任务平台配置包括任务分解、平台分配和冲突处理，如图2。

图2 数据链网络组织任务平台分配流程

2.1 任务分解

任务的分解包括3个步骤，首先在对作战使命进行分析的基础上，根据平台资源能力和战术需要，分解成相对独立子任务，然后将子任务按照功能分解为作战指挥、情报保障、通信保障子任务，最后对各类子任务进行合并重组得到各类任务表。

2.2 平台分配

根据任务的时间顺序，考虑任务间的依赖关系，在可执行的任务中采用有利度算法优先选择后续任务数量最多的任务。任务确定后，对于数据链网络组织的多重任务进行各自独立的任务平台配置得到初始的作战指挥平台任务分配表、情报保障平台任务分配表和通信保障平台任务分配表。

2.3 冲突的解决

从选择平台资源的角度考虑，将能够满足任务需求的平台资源按照被选择性从低到高区分为可选平台、首选平台、必选平台3个级别。可选平台是指所有能够满足任务部分或全部需求的平台，首选平台是指在可选平台中分配给任务后其资源消耗比率最低的平台，必选平台是指任务的完成在功能和地域限制上必须选择的平台资源。组织设计中的平台模型增加相对各任务的被选择性属性表。

平台资源配置中的冲突有两种情况，一种表现为某一平台需要同时执行多项任务时的冲突，另一种表现为任务中平台本身在指控、情报、通信功能上的冲突。冲突的解决依据平台资源在任务中被选择性级别，平台优先分配到被选择性级别高的任务中，级别相同时，平台优先分配给可选平台少的任务中，最高级别必选平台的冲突时则改变或扩展平台的功能属性，如仍存在冲突而不能得出平台-任务配置表，则应对使命任务重新进行子任务分解。

将数据链网络组织设计的元素任务、平台、决策者进行指挥、情报、通信的分类能够深入配置冲突的细节，有利于冲突的分析解决。数据链网络组织平台资源的特殊性，以完成任务时间最短为优化的目标意义不大，考虑完成任务的可靠性而以任务资源满足度最大为平台–任务配置的优化目标，按照功能分类生成联合多重平台–任务分配表。

3 数据链网络平台资源聚类

平台资源的聚类实质上是平台资源与决策者之间的配置，在第一个阶段的任务平台配置中已经将平台分配到具体的任务上，平台可能需要执行多个不同的任务，任务也需要有不同的平台协作来完成。由于数据链网络多数平台同时具有作战指挥、情报保障和通信保障等多种功能，同一数据链网络组织平台资源可能聚类于作战、情报、通信等不同的决策者，也就是同一平台可能同时受不同的决策者管理。平台聚类流程如图3所示。

图3 数据链网络组织平台聚类流程

决策者的工作负载为聚合的类内任务数量和类间任务协作数量加权和，平台资源的聚类按照功能在决策者的工作负载限内将平台聚类分配到决策者。聚类的过程首先从任务差异最小的平台间开始，以最小化决策者的最大工作负载量为优化目标，到聚类的数量与相关决策者的数量相匹配而停止，聚类后输出表现为完整的任务、平台、决策者的相互关系表。

4 数据链网络决策层级树生成

目前组织设计的扁平化趋势越来越明显，然而对于效率极为重要的联合作战指控组织而言，组织的运行依然表现为各种类型的层级网，在扁平化信息网的支撑下，层级网的效率以及有效性进而有了质的飞跃。数据链网络组织以任务为核心，由平台聚类得到的任务、平台、决策者的相互关系表可以规划出决策协作网，根据决策协作网中平台、决策者以及平台与决策者之间的协作关系构建组织决策层级树。组织层级树的设计流程如图4所示。

图4 数据链网络组织层级树设计流程

传统的组织决策层级树根据决策协作网设计生成，其结构要求只能有单个根节点，除根节点外各节点都有且仅有一个父节点。根节点的选择，理论上选择能使树的层级最少、工作负载量最小、协作数量最大的节点为树的根节点，决策层级树生成的优化目标是最小化决策者的间接协作量、最小化决策者的协作最大值。

在联合作战的实践中，数据链网络的组织决策者或平台都存在同时受多个决策者管理的情况，只允许存在一个父节点的传统决策层级树模型很难满足实践要求。着色层级树模型以传统层级树为基础，对于不同类型的指挥决策树枝及树节点标注不同的颜色，具有多种职能的树枝或树节点标注为混合色，树中根节点的个数决定于整个决策层级管理类型的数量即树中颜色的种类，除不同颜色的根节点外，任一节点至少有一个父节点，但可以有不同颜色的多个父节点。

5 结论

本文以数据链网络组织设计资源配置中的冲突解决为切入点，将作战任务、平台功能、决策者类型分为作战指控、情报保障、通信保障三类，结合三阶段组织设计方法，通过平台任务模型的改进和着色决策层级树模型的构建，能够有效解决任务–平台配置中平台资源在指控、通信、情报保障之间的冲突，生成具有多个父节点的决策层级树，提高了数据链网络的组织决策协作有效性及效率。

［1］Levchuk G M.Normative Design of Organizations-Part I：Mission Planning［J］.IEEE Transactions on Systems，Man，and Cybernetics-part A：Systems and humans，2002，32（3）：346-359.

［2］Levchuk G M.Normative Design of Organizations-Part II：Organizational Structure［J］.IEEE Transactions on Systems，Man，andCybernetics-partA：Systemsandhumans，2002，32（3）：360-375.

［3］Levchuk G M.Normative Design of Organizations-PartIII：Modeling Congruent，Robust，and Adaptive Organizations［J］.IEEE Transactions on Systems，Man，and Cybernetics-part A：Systems and Humans，2004，34（3）：337-349.

［4］阳东升，彭小宏，张维明.C2组织结构设计:平台-任务关系设计［J］.火力与指挥控制，2006，31（3）：9-13.

［5］杨春辉，杨建军，胡涛.面向任务的指挥控制组织设计、建模与仿真方法［J］.火力与指挥控制，2011，36（4）：179-182.

［6］修保新，张维明.C2组织结构设计方法及其鲁棒性、适应性分析［D］.长沙：国防科学技术大学博士学位论文，2006.

［7］张杰勇，姚佩阳，孙鹏.网络化作战C2组织设计与应用研究［J］.电光与控制，2012，19（1）：42-45.

Design of Organization Process of Data Link Network Based on Three Phase Methodology

ZENG Hui1，3，CHEN Qiang2，LI Xiao-qiang3，QIAN Zong-feng3
（1.National Defense Information Academy，Wuhan 430019，China；
2.Institute of China Electronic System Engineering Corporation，Beijing 100141，China；
3.Communications Training Base of the General Staff Headquarters，Xuanhua 075100，China）

For the organization process of data link network，single task organization process design of based on three phase methodology is analysed，a methodology for design of multi-kind of tasks organization process is proposed，and a framework for organization process designing of data link network were presented.It eliminates the conflicts of resources allocation for tasks by improving the model of platform，and improves the effectiveness and efficiency of the coordination in organization by a coloured DM hierarchy tree.It is meaningful for instructing the application of data link in the theory and practice.

data link，multiple tasks，organization designing

E072

：A

1002-0640（2015）01-0112-03

2013-11-05

：2014-02-20

曾辉（1974-），男，江西万安人，博士研究生。研究方向：数据链。