本书是一部面向未来智能化战争形态，深入探究作战体系核心能力--作战要素协同

机理的理论专著。

全书共分10章，逻辑严密，层层递进:开篇引论奠定协同学与要素协同的基本概念;继而阐述要素协同的理论基础与典型模式;剖析基于杀伤链的多种分布式体系结构(多智能体、松耦合、网络化);深入探讨杀伤链与00DA环的对应关系及行为建模;运用复杂非线性动力学理论分析协同系统的动力学特性、建立模型并求证系统在强对抗、高不确定性战场环境下的收敛性与稳定性;创新性地将序参量概念引入分布式杀伤链协同，构建基本模型并扩展至局域序参量;提出杀伤链算子概念，对动态可重构方法进行建模分析，并设计体系结构映射变换算法;研究如何利用序参量度量协同效能及其在动态重构中的作用;提出基于要素协同的作战系统设计方法并辅以应用案例;最终对当前研究存在的问题进行反思并展望未来改进方向

本书主要面向军事学、系统工程、控制科学、人工智能等相关领域的高等院校研究生、教师，以及从事军事指挥、装备研发、作战实验、国防系统分析的科研人员和工程技术人员。它既可作为深入理解智能化战争协同机理的高级教材，也可为武器装备体系设计、作战流程优化、未来战争形态研究提供重要的理论参考和方法论指导。本书致力于为读者打开一扇洞察未来智能化战争复杂性及其制胜机理的新窗口

前言

21 世纪以来，战争形态的演变与技术的进步深刻重塑了协同作战的理论与实践。从兵力协同到平台协同，再到设备协同，作战体系的 协同粒度 不断细化，其背后的核心逻辑逐渐从宏观组织向微观要素渗透。这一过程中，美军的协同作战能力（Cooperative Engagement Capability, CEC）的问世，首次将跨平台传感器 - 射手快速通道构建，即作战要素间的协同从战术构想变为技术现实，标志着协同作战的一次重大变革，更催生了 要素协同 这一革命性作战概念。然而，随着基于网络中心战、决策中心战等作战概念的深化，作战效能的提升逐渐暴露出传统协同理论的局限性：定性分析难以刻画体系涌现性，效能评估更多依赖单元能力的线性叠加，或以系统总效能收益估计，而要素间动态协同的非线性机理仍是一个亟待探索的 黑盒。

在此背景下，马赛克战（Mosaic Warfare, MW）将 OODA（Observe, Orient, Decide, Act）环与杀伤链（Kill Chain）概念相互对照和结合，提出了以作战要素为粒度的动态关系网络，为协同作战研究提供了关键的抽象框架。通过将复杂作战过程解构为 感知 - 决策 - 行动 三个核心要素横向融合、纵向贯通的闭环链路，杀伤链模型揭示了作战体系从信息优势到行动优势转化的本质路径。然而，这一模型仍停留在功能层面的静态描述，未能充分解释要素间协同的动态机制 尤其是在人工智能技术推动下，以 马赛克战 为代表的下一代作战理念，直接要求将作战要素视为可动态重组、自主适配的 马赛克块，通过灵活拼接释放最大协同效能。这一转变迫使理论研究必须突破传统层级化、固定化的协同范式，转而从复杂系统科学的角度，探求要素协同的底层规律。

本书基于 20 年来武器装备协同作战领域的理论探索与实践积累，致力于推动协同作战研究从工程应用向基础理论深化，试图回答一个根本性问题：作战要素协同的机理是什么？协同论（Synergetics）创始人哈肯曾指出，复杂系统从无序到有序的相变过程，往往由少数关键序参量主导。这一思想为作战协同研究提供了全新视角 若能将杀伤链要素间的协同机理提炼为数学模型中的序参量，则既可量化评估协同效能，又能通过序参量阈值进行杀伤链重构以实现体系能力的定向涌现。例如，指挥控制节拍的同步性、分布式作战态势的一致性、平台空间一致性、杀伤期望一致性等参数，本质上均可视为不同层级序参量的外在表征。对这些参量的建模与分析，正是破解协同作战 黑盒 的核心钥匙。

本书的理论框架构建遵循三条主线。一是从工程实践到数学抽象：通过解析 CEC、海军综合火控制空系统（Naval Integrated Fire Control Counter Air, NIFC CA）、体系集成技术及试验项目（System of Systems Integration Technology and Experimentation, SoSITE）、自适应跨域杀伤网（Adapting Cross domain Kill webs, ACK）等典型案例，提炼杀伤链要素协同的共性特征，构建基于随机过程、博弈论与多智能体系统的动态模型。二是从定性涌现到定量相变：引入协同学中的 役使原理（Slaving Principle），建立作战体系有序度的量化指标，揭示信息网络连通性、决策期望一致性等参数如何触发体系效能的非线性跃升。三是从静态优化到动态演化：针对诸如马赛克战 即插即用 的需求，提出基于智能算法的要素协同自适应机制，探索在强对抗、高不确定环境下，杀伤链自组织重构的临界条件与稳定性边界。

需要强调的是，本书并非单纯的技术手册或战例汇编，而是一次对作战协同理论的系统性重构。我们试图证明：描述作战要素协同的最高境界，既非严密的计划控制，亦非简单的随机耦合，而是通过序参量来刻画的一个体系正在自发趋向 同步谐振 状态的过程 正如激光器中无序光子在谐振腔约束下突变为同频相干光的过程，作战要素亦可在某种协同规则驱动下，从混沌对抗中涌现出精确有序的杀伤合力。这一过程，正是信息化战争向智能化战争演进中，制胜机理从 能量积累 向 信息谐振 跃迁的深层映射。

本书的撰写得益于大量一线实践经验与跨领域学科交叉成果，旨在为学术界与工程界提供一个融合理论创新与实践指导的研究范式。可作为高等院校军事学研究生课程的教材，也可作为有关军事指挥、装备和工程技术人员的参考书。我们期待，这一探索不仅能够服务于现代战争的理论创新，更将为武器装备体系设计、作战流程优化、智能化战争形态演进提供科学依据，亦能为读者打开一扇理解智能化战争复杂性的新窗口。

本书共分 10 章，第 1 章为引论，主要介绍协同学基本概念和要素协同概念。第 2 章介绍要素协同理论和方法，以及两种要素协同模式。第 3 章介绍基于杀伤链的多智能体分布式体系结构、松耦合结构以及网络拓扑结构。第 4 章首先分析杀伤链与 OODA 环的对应关系，其次依次介绍杀伤链要素协同在 OODA 环中的行为模型。第 5 章采用复杂非线性动力学理论方法，分析杀伤链要素协同一致性控制系统的动力学特性，建立要素协同复杂系统动力学模型，并对该不确定性非线性模型在自抗扰一致性控制下的有限时间内收敛性进行分析和稳定性求证。第 6 章将序参量概念引入分布式杀伤链要素协同中，提出基本的要素协同序参量模型，并将其扩展至更表征杀伤链细节的局域序参量。第 7 章提出杀伤链算子概念，对分布式杀伤链动态可重构方法进行建模和分析，提出算子匹配的体系结构映射变换算法。第 8 章对采用序参量来度量杀伤链要素协同效能进行分析，并研究协同效能在杀伤链动态重构中的作用。第 9 章提出基于杀伤链要素协同的作战系统设计方法并给出应用案例。第 10 章分析要素协同存在的问题和对改进的思考。

本书由西安保通防务科技有限公司首席科学家王小军研究员任主任，赵刚、张航、钟京洋、张伟、康熙照 5 位副主任，智能博弈与信息处理陕西省高等学校重点实验室、西北工业大学数学与统计学院、长安大学工程机械学院、西北工业大学第三六五研究所、西安保通防务科技有限公司等参与了全书的撰写和修改。本书前几章涉及大量基础理论、经典算法与模型，以及一些应用层常用的相关方法与内容。通过广泛征引文献，各章节对相关内容进行了详略得当的引介与阐述，旨在构建完整的杀伤链要素、协同理论体系奠定初步基础。在此，谨向所有被引用文献的作者表示诚挚的谢意。

尽管作者在本书的编写过程中投入了大量的时间和精力，但研究作战要素协同理论是一项探索性的工作，由于具有理论创新性，加之作者水平有限，错误和不妥之处在所难免，敬请业内人士、同行专家和广大读者批评指正。

作者

2025 年 10 月

目录

第 1 章 引论

1.1 协同学概念

1.1.1 协同的定义

1.1.2 相变过程的描述

1.1.3 序参量

1.1.4 自组织过程

1.2 要素协同概述

1.2.1 要素协同的定义

1.2.2 要素协同与兵力协同的区别

1.2.3 要素协同的条件

1.3 要素协同意义

1.3.1 协同节点的演变

1.3.2 紧耦合系统之间的要素松散化

1.3.3 美军 CEC、NIFCCA、SoSITE、ACK 到马赛克战

1.3.4 一体化联合作战的协同实质

1.4 分布式杀伤链与要素协同

1.4.1 分布式作战中的杀伤链概念

1.4.2 要素协同的分布式特征

1.4.3 杀伤链与要素协同的对应关系

1.5 要素协同与序参量的关系

参考文献

第 2 章 要素协同理论与方法

2.1 要素协同系统描述方法

2.1.1 分布式系统理论研究现状

2.1.2 协同控制技术研究现状

2.1.3 分布式作战系统要素建模问题

2.1.4 协同控制 一致性理论

2.1.5 分布式协同作战一致性建模

2.1.6 人在回路的协同控制

2.1.7 不确定性复杂非线性协同控制建模

2.2 感知要素协同理论方法

2.2.1 分布式感知要素协同的框架

2.2.2 分布式传感器管理与控制

2.2.3 数据融合理论

2.2.4 态势的概念

2.2.5 态势一致性

2.3 决策要素协同理论方法

2.3.1 分布式决策算法

2.3.2 分布式决策一致性

2.4 网络要素理论方法

2.4.1 系统网络的描述

2.4.2 代数图论法

2.4.3 谱图论与线性系统

2.5 计算要素协同理论方法

2.5.1 一致性算法

2.5.2 其他算法

2.6 行动要素协同理论方法

2.6.1 行动要素的定义

2.6.2 行动要素的协同

2.7 要素协同度量理论方法

2.7.1 数据处理的归一化

2.7.2 归一化算法类型

2.8 要素协同模式

2.8.1 基于网络中心战的要素协同模式

2.8.2 基于决策中心战的要素协同模式

参考文献

第 3 章 杀伤链要素协同结构分析

3.1 杀伤链与 MAS 的关系

3.1.1 分布式杀伤链与 MAS 的核心特性契合

3.1.2 两者的协同逻辑与技术映射

3.1.3 未来发展的融合方向

3.2 多智能体分布式体系结构

3.2.1 多智能体理论

3.2.2 分布式体系结构

3.3 多作战系统、作战单元要素松耦合结构

3.3.1 系统互操作性

3.3.2 杀伤链中的松耦合结构

3.3.3 解决紧耦合系统互操作性的 松散耦合器

3.3.4 范例 STITCHES

3.4 基于 OODA 的感知、决策与行动交织的网络结构

3.4.1 探测感知网络结构

3.4.2 分布式指挥决策网络结构

3.4.3 联合行动控制网络结构

3.4.4 基于 OODA 的全要素交织网络结构

参考文献

第 4 章 杀伤链 OODA 环中要素协同

4.1 OODA 环与杀伤链的对应关系

4.1.1 OODA 环概念

4.1.2 杀伤链的概念

4.1.3 两者之间的对应关系

4.2 杀伤链 OODA 环中的协同感知

4.2.1 感知要素协同探测模式

4.2.2 协同感知闭环控制

4.2.3 实时航迹质量评估

4.2.4 点迹融合

4.3 杀伤链 OODA 环中的分布式指挥决策

4.3.1 要素资源战前筹划与临机规划

4.3.2 目标威胁判断与排序

4.3.3 传感器武器目标分配

4.3.4 杀伤链动态重构

4.4 杀伤链 OODA 环中的协同行动控制

4.4.1 概念

4.4.2 协同行动控制方法

4.4.3 DA 小闭环控制模式

4.4.4 打击 / 行动的协同

参考文献

第 5 章 杀伤链要素协同动力学模型

5.1 杀伤链要素协同一致性控制系统的动力学特性

5.1.1 复杂非线性本质

5.1.2 涌现特征

5.1.3 动态演化特性

5.1.4 不确定性特征

5.2 复杂非线性系统特征

5.2.1 复杂非线性系统的定义与基本特征

5.2.2 要素协同的复杂非线性动力学特征

5.2.3 MAS 的复杂非线性系统本质

5.3 分布式一致性控制模型

5.3.1 网络化一致性

5.3.2 一致性协议应用

5.4 复杂系统建模

5.4.1 分布式要素协同网络建模

5.4.2 要素协同复杂系统动力学模型

5.4.3 一致性控制协议

5.5 复杂系统在一致性控制下的收敛性

5.6 不确定非线性的自抗扰控制

5.6.1 不确定非线性 MAS 一致性研究现状

5.6.2 有限时间主动抗扰动控制

参考文献

第 6 章 要素协同序参量模型

6.1 要素协同序参量概念

6.1.1 概念

6.1.2 最大信息原理

6.1.3 定量化描述方法

6.2 基本的要素协同序参量模型

6.2.1 Vicsek 模型

6.2.2 要素协同模型

6.2.3 仿真实验

6.3 杀伤链要素协同序参量雏形

6.3.1 网络指挥节拍同步序参量

6.3.2 感知要素序参量

6.3.3 决策要素序参量

6.3.4 打击要素序参量

6.4 扩展的要素协同局域序参量模型

6.4.1 网络节点连通性

6.4.2 平台空间一致性

6.4.3 区域覆盖一致性

6.4.4 传感器控制误差因子

6.4.5 感知目标一致性

6.4.6 决策期望一致性

6.4.7 目标指示精度因子

6.4.8 杀伤期望一致性

6.5 分布式复杂系统要素协同总序参量

6.5.1 全时段连续值

6.5.2 总序参量统计

参考文献