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    打击(jī)动目标(biāo)作(zuò)战管理系统(tǒng)设计初探
    来(lái)源:新闻中(zhōng)心
    发布时间:2021年03月04日(rì) 编辑:中国电子科技集团公司第二十(shí)八研究所专(zhuān)家杨新民,付(fù)建苏

      摘 要:基于美(měi)军作战管理的理(lǐ)念(niàn),从理(lǐ)论(lùn)研究角度(dù),采用(yòng)分层分级管理思想设计(jì)了针对打击动目(mù)标任务的作战管理系(xì)统,提出了系统的总体架构、功能组成、使(shǐ)用流程、信息关系,从系统构建角度进行了详(xiáng)细描述,将平时的预案拟制和战时的临机解(jiě)算相结(jié)合,采用作战管(guǎn)理引擎(qíng),基于作战规则,综(zōng)合管控(kòng)各类战场资源,进行快速的战场响应和目标(biāo)打击,形成态势感知、临机规划、仿真推演和效果(guǒ)评(píng)估的信息闭环,对深入研究作战管理技(jì)术具有一定理论(lùn)借鉴意义。

      关(guān)键词: 打击(jī)动目标(biāo);作战管(guǎn)理;资源(yuán)管控

      

    引 言

      随着武(wǔ)器、探测、通信等装备技术发展,现代战争越(yuè)来越具备大区域(yù)、高动(dòng)态、快(kuài)节奏、强对抗等特征,尤其针(zhēn)对打击动态(tài)目标作战任务,实时性要求显著提高、感知空间扩大、作战时间空间窗口(kǒu)极度压缩,传(chuán)统的“人在回路”控制方式已经不可能高效完成打(dǎ)击任务,具备信息实时(shí)获取处理、作战(zhàn)临机指挥决策(cè)、资源(yuán)有效管理(lǐ)调度以及系(xì)统(tǒng)自主(zhǔ)运行控制等能力的(de)指挥信息系统才能胜(shèng)任(rèn)。作战(zhàn)管理(Battle Management,BM)[1]概念和技术(shù)应运而(ér)生(shēng)。

      按(àn)照美军联(lián)合(hé)出版物JP3-01定(dìng)义,作战管理是指在(zài)作战环境(jìng)中按照适当职(zhí)权所赋予(yǔ)的指挥、指导(dǎo)与指示,对活(huó)动进行管理(lǐ)。目前,对作战管理比较普遍认同的定义为,作战管理是指对作战空间内的传感(gǎn)器和武(wǔ)器资源进行以任务规划为(wéi)核心的指挥(huī)与控制,主(zhǔ)要包(bāo)括传(chuán)感(gǎn)器(qì)和武(wǔ)器等资源管理。

      1.发(fā)展现状

      作战(zhàn)管理一词最早出现(xiàn)在美国空(kōng)军,由(yóu)于(yú)20世纪60年代(dài)晚期及70年代早期雷(léi)达探(tàn)测(cè)范围相对较小,空军(jun1)作战管理员(yuán)向友军的航空(kōng)航(háng)天部队提供(gòng)对敌(dí)方的早期探测(cè)并对其进行话音引导,以(yǐ)确保其(qí)实现(xiàn)空(kōng)对空的击落。

      20世纪60年代,世界各国各类(lèi)反舰导弹发(fā)展迅猛,具有飞行速度快、飞行高(gāo)度低、雷(léi)达反射截面小、被发现(xiàn)距离近、反应时(shí)间短等特(tè)点,特(tè)别是前苏联海军提出了“饱和攻击(jī)”战术后,美军航母战斗群(qún)感受到了越来越巨大的威(wēi)胁。为了满(mǎn)足(zú)抵御饱和攻击的舰(jiàn)载防空系统迫(pò)切(qiē)需求,1967年美国国(guó)防(fáng)部(bù)批准研究和(hé)开发“全自动(dòng)作战(zhàn)指挥(huī)与武器控制(zhì)系统”,即“宙斯盾”作战系统[2],其使用作(zuò)战管理系统,实(shí)现了宙斯盾舰(jiàn)相控阵雷达系(xì)统、武器控制系统、指挥决策系(xì)统等(děng)一体化综(zōng)合集成[3],可对来自四面(miàn)八方同(tóng)时袭击的(de)大(dà)量导(dǎo)弹组(zǔ)织有(yǒu)效防御(yù)反击。

      1991年后(hòu),非核专用反导系(xì)统(tǒng)逐渐进入现(xiàn)役(yì),作战管理得到推(tuī)广和认可。在美军反导系统(tǒng)的(de)指挥控(kòng)制、作战管理系统(Command and Control, Battle Management, C2BM)[4]中,重大决策仍由人实(shí)时或预先(xiān)做出(chū),在关键作战(zhàn)阶段,系统需要(yào)通过(guò)完(wán)全的(de)自动(dòng)化指挥和(hé)控制在极短时(shí)间内完成多源信息融合、大量(liàng)目(mù)标识别、威(wēi)胁等级评估、拦(lán)截目标确定、武器拦(lán)截(jié)控制等动(dòng)作(zuò),人在(zài)控制环之(zhī)外,处于(yú)监视及管理地位(wèi),只(zhī)有发生(shēng)意外(wài)时人(rén)才进行(háng)干预,如图1所示(shì)。

      1993年5月,克林顿(dùn)政(zhèng)府上台后宣布了(le)“星球(qiú)大(dà)战”时代的(de)结束,将弹道导弹防御分解成了(le)两个(gè)部分:战(zhàn)区导弹防御系统(Theater Missile Defense,TMD)成为第一发展重(chóng)点,国家导弹防御系统(National Missile Defense,NMD)成为第二发(fā)展重点。指挥控制、作(zuò)战管理和通信系统(Command and Control, Battle Management and Communication,C2BMC)在(zài)其中担负目(mù)标识别、弹道估计、威胁判断、目标数据(jù)修正和打击效果评估任务。

      2009年,C2BMC正式投入使(shǐ)用,在(zài)科罗拉多(duō)州施里弗空军基地导弹防御综(zōng)合运(yùn)行中(zhōng)心、彼德森空军基地、夏延山国家军(jun1)事(shì)指挥中心(xīn)、阿拉(lā)斯加的格里(lǐ)利堡、战略司(sī)令部(bù)、北方司令部、欧洲(zhōu)司令部、太平洋(yáng)司令部(bù)及(jí)中央司令部均配备部署有C2BMC数据终端(duān)。

      美(měi)军按照(zhào)分步(bù)设计、分步研制、分步部署(shǔ)、螺旋推(tuī)进(jìn)的原则推进系统研制和部署,当前最新(xīn)版本为8.2,并实现(xiàn)了包(bāo)括(kuò)态势感知(situation awareness,SA),适应性规划(adaptive planning,AP),作战管理(battle management,BM),通信(communication,C),建模、仿(fǎng)真与分析(modeling and simulation  & analyse,MS&A)和试验训练(liàn)(training and exercise,TEX)等(děng)6种核心能力[5]。

      本文基于对(duì)美军作(zuò)战管理(lǐ)原理理解,抛砖引玉,提出打击动(dòng)目标作战管理系统(tǒng)设计,以(yǐ)期对作战管理的研究提(tí)供参考(kǎo)作用。

    2.系统(tǒng)架构

      打击(jī)动目标作战管理系统是一种以战场实时(shí)态势信息为驱动、以(yǐ)各类基(jī)础设施功能为支(zhī)撑(chēng)[6],实现在不同威胁等级(jí)、不同作战状态下基于规则(zé)的运转自动化、控制(zhì)调度自(zì)主(zhǔ)化和任务解(jiě)算(suàn)实时化,满足作战实时快速处理和临机决(jué)策的要求,是整个作战(zhàn)指挥系统的“中枢神经系(xì)统”[7];基础设施提供的功能(néng)贯穿作(zuò)战的全(quán)过程,为任务规划(huá)和作战管(guǎn)理系(xì)统提供指挥控制(zhì)手段、辅(fǔ)助工具以及基础数据;规划系统侧重于战前的筹划,为指挥人员提高(gāo)战前筹划(huá)与决策支持,为作战管(guǎn)理提供各种规划方预案(àn);作战管(guǎn)理系统侧重于(yú)战(zhàn)时,是动态的,主要(yào)实现对侦察传感器(qì)资源、武器(qì)系统资(zī)源(yuán)的管控。

      打击动目标(biāo)作(zuò)战管理系(xì)统总体架构如图2所示,该系(xì)统包(bāo)括决(jué)策级、行动(dòng)级和执行级作(zuò)战管理[8-9];在逐级指挥(huī)作战情况(kuàng)下,决策级作战管理对应于区(qū)域级指(zhǐ)挥系(xì)统,行(háng)动级对应于旅(团)级指挥系统,执(zhí)行级对应(yīng)于具体作战单元(yuán),包(bāo)括(kuò)火力单元、探测单元等终端(duān)。决策级作(zuò)战管理依据任(rèn)务使命和作战目标(biāo)决策形成作战方案;行动级作战(zhàn)管理(lǐ)基于决策结果(guǒ)生成任务序列,供执行级作(zuò)战管理(lǐ)执行相应(yīng)动作。

      

      图2 系(xì)统总体架构(gòu)

    3.功(gōng)能组成

      打击动目标作(zuò)战管理系统主要包括六大类功能,如图3所示,六大类包括:作战管(guǎn)理引擎、作战规(guī)则管理(lǐ)与(yǔ)运用(yòng)、资源管控、实(shí)时解算(suàn)、作战时(shí)空分析和(hé)作战评估。

      

    图(tú)3 打击动目标作战管理系统功能(néng)组成

    3.1作战管理引擎

      作战(zhàn)管理引擎是系统运行的(de)马达(dá)和离合,控制(zhì)系统自动运行(háng),包括(kuò)自主(zhǔ)运控、作战进程调度和作(zuò)战序列调度,为信息的(de)实时自动流转和功能快速自(zì)动衔(xián)接提(tí)供支撑,并可(kě)用于(yú)确定作战进程及我方各种(zhǒng)作(zuò)战资源的接战时序(xù)。

    3.2作战规则管理与(yǔ)运(yùn)用

      作战规则(zé)管理与运(yùn)用主(zhǔ)要功能是(shì)对打击动目标作战管理系统在作战实施过程中各阶段的作战规则进行维护,为作战(zhàn)管理系统各(gè)功能模块的自主有序(xù)工作(zuò)提供(gòng)支撑。作战规则管(guǎn)理与运用是系统运行的准则和规范,保证系统智(zhì)能运行;这(zhè)两类功(gōng)能作为系统运行(háng)支撑。

    3.3资(zī)源管(guǎn)控

      资(zī)源管(guǎn)控包括(kuò)资源和目(mù)标的分(fèn)配决策以及资源(yuán)监(jiān)控等功能(néng);资(zī)源(yuán)分配决策主要是基于规划(huá)成果,根据时空分析结果和作(zuò)战时(shí)序,将传感器、武(wǔ)器(qì)与(yǔ)目标进(jìn)行(háng)快速配对;资(zī)源(yuán)监(jiān)控则是各传感器、武器的工(gōng)作状态进行监控,确定(dìng)我方在作战过程中(zhōng)可用的作战资源(yuán),并根据作(zuò)战时(shí)序、作战进程及(jí)资源分配结果,快速生成资源控制指令。

    3.4实时(shí)解算

      实时解算是根据敌(dí)方移动目标进行威胁评估,基(jī)于规划系统(tǒng)提供的作战预案,对当前威胁等级、可用作战资源(yuán)进行分(fèn)析,确定打击方案,并通过与仿真评估模块的(de)不(bú)断交互迭代,实现对(duì)作战方案的优化调整(zhěng)。

    3.5作(zuò)战时空分析

      确定满足时间、空间、武器、传感器的射击窗口(kǒu),辅助各作(zuò)战要素接战计划快(kuài)速生成和各(gè)作战要(yào)素接战活动时间表的制(zhì)定。

    3.6作战评估

      作战评估(gū)模块包括作战(zhàn)方案临机推(tuī)演评估和作战效果评估,负责对作战方案进行实时仿真评价,对我方武器的(de)最终打击效果进行评(píng)估。

    4.使用流程(chéng)

    4.1 决策级

      在决策级,区域(yù)级情报(bào)系统(tǒng)接收综合情(qíng)报(bào)信息,经处理后(hòu)产生目标信(xìn)息与威胁估计信息,并将结果实时发送给区域级作战(zhàn)管(guǎn)理系统;区域级作战管理系统接收武器状态信息,并向区域级(jí)情报系统发送实时探(tàn)测(cè)控(kòng)制(zhì)命令及(jí)请求;区域级作(zuò)战管理(lǐ)系统(tǒng)形成作战命令,并快速下发(fā)给(gěi)行动级(jí)作战管理软件;

    4.2 行动级(jí)

      在行动(dòng)级,旅(团)级作战管理系统接收武器(qì)系统上(shàng)报的实时状(zhuàng)态信息并下达控制指(zhǐ)令(lìng);旅(团)级情报系统接收探测指令并下发传(chuán)感器控制(zhì)指(zhǐ)令,同时负责将所得情报信息和传感器(qì)状态信息发送给区域(yù)级(jí)系统。旅(团)级作战管理系统向(xiàng)本级情(qíng)报系统发送探测保障协(xié)同请求(qiú),本级情报系统反馈情(qíng)报信息;

    4.3 执行级

      在执行级(jí),武器设置作战管理终端,接收控(kòng)制指令,上报武器状态信息;探(tàn)测系统设置作战管理终端,接(jiē)收(shōu)控制指令并(bìng)反(fǎn)馈探测信息。

    5.信息交(jiāo)互

      打击动目标(biāo)作战管理系统(tǒng)具备的时空(kōng)分析、实时解算、资(zī)源管(guǎn)控和作战评估等功能模块之间信息交互关系如图(tú)4所示。

      

      图4 打(dǎ)击动目标作战管理(lǐ)系统信息交互关系

      为实现上述信息交互,作战管(guǎn)理引擎、作(zuò)战规则管理与运用功能模(mó)块的(de)作用分别是:

    5.1 作战(zhàn)管理引擎

      打击动(dòng)目标作战管理系统(tǒng)的信息(xī)交互和功能调(diào)度主(zhǔ)要通(tōng)过作战(zhàn)管理引擎实现(xiàn),作(zuò)战管(guǎn)理引擎相当于“操作系(xì)统的内核”,资源管(guǎn)控、作战时(shí)空分析等模块是基(jī)于(yú)内核运行(háng)的各类应用服务,各(gè)模块间的信息交互均需要由作战管理引擎提供传输通道。作战管理引擎的(de)核(hé)心是自主运(yùn)控功(gōng)能,由并行处理、总线(xiàn)控制、实时调(diào)度、人工干(gàn)预子(zǐ)模块(kuài)组成。

      (1)并行处理负责工作流的并行(háng)执行,提高系统运行效率;(2)总线控制负(fù)责管(guǎn)理作战管理引擎与各(gè)功能模(mó)块(kuài)间的接口;(3)实时调度处理负责对各种(zhǒng)信息接(jiē)收、处理及(jí)分(fèn)发进程(chéng)的快速实时(shí)调度;(4)指(zhǐ)挥员干预可使(shǐ)指挥(huī)员处于系统外部监视(shì)系(xì)统核心模块的自主运控情(qíng)况(kuàng),必要时可由指挥员手(shǒu)动改变系统运行状(zhuàng)态。

    5.2 作(zuò)战规则管理与(yǔ)运用

      作战(zhàn)管理引擎(qíng)为能够自主生(shēng)成作(zuò)战进(jìn)程和接战(zhàn)序列,驱动各功能模块高效(xiào)有序工作(zuò),需要依赖各(gè)类作战规则。作战规(guī)则管理与运用能够根据具体作战(zhàn)要求提出规(guī)则(zé),进行定(dìng)制,形成作战规则库。作战管理(lǐ)系统外部的传(chuán)感器系统和武器系统为作(zuò)战管理(lǐ)系统提供探测系(xì)统(tǒng)状态信息、探测情报(bào)信息、武器状态信息等。

    结 语

      本文吸(xī)纳美军作战管(guǎn)理理念,提出了一种打击动(dòng)目标(biāo)作战管理系统设计(jì)构(gòu)想,以期实现作战(zhàn)资源的优化配置、时空窗口的实(shí)时解算、交战方案的(de)临(lín)机决策和作(zuò)战力(lì)量的(de)智能(néng)调度,打造信息快速流转、功能快速衔接(jiē)、方(fāng)案快速决策(cè)、系统紧密(mì)铰链的作战体(tǐ)系,希望能对指挥控(kòng)制装(zhuāng)备的发展提供有益的参(cān)考(kǎo)。

      【参(cān)考文献】

      王刚(gāng),王明宇,杨(yáng)少春,等.反导(dǎo)作战管理技术研究[J].现(xiàn)代防御技术,2012,40(1):26-30.

      闫勇.国(guó)外水面舰(jiàn)艇(tǐng)作战管(guǎn)理(lǐ)系统概览(lǎn)[J].现代(dài)军(jun1)事,2017(1):74-77.

      王虎,邓大松.C2BMC系统的功能组成与作战能力研(yán)究[J].战术导(dǎo)弹技术,2019(4):106-112.

      杨雪(xuě)榕,程子龙,肖龙龙.导弹防御指挥控制与作战管(guǎn)理系统研究[J].指挥与控制学报(bào),2015,1(1): 91-96.

      赵国(guó)宏.作战管理系统研究[J].科技导(dǎo)报,2019(13):8-15.

      周海瑞(ruì),刘小毅.美军联合(hé)火力(lì)机制及其指挥(huī)控(kòng)制系统[J].指挥信息系统与(yǔ)技术(shù),2018,9(1):8-17.

      蓝羽石(shí),梁维泰.反弹道导弹指挥控制(zhì)系统的特征和功能(néng)[J].现(xiàn)代电子工程,2008(6):24-30.

      梁维泰,王俊,杨进佩.反弹(dàn)道导(dǎo)弹指挥控制系统结构初探[J].指挥信(xìn)息系统(tǒng)与技术,2010,1(1):5-9.

      肖金科,王刚(gāng),付强,等(děng).反(fǎn)导(dǎo)C2BM技(jì)术(shù)体系(xì)结(jié)构研究[J].飞航导弹,2012(9):57-61.

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