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    打击动目标作战管理系(xì)统设(shè)计初探
    来源:新闻中心
    发布时间(jiān):2021年03月04日 编辑:中国(guó)电子科技集团公司第二(èr)十(shí)八研究所专家杨新民,付建苏

      摘 要:基于(yú)美军作战管理的理念,从理(lǐ)论(lùn)研究角度,采(cǎi)用分层分级管理思想设计了针(zhēn)对打击动(dòng)目标任务(wù)的作战管理系统,提出了(le)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(jìn)行了详细描(miáo)述,将平时的预案拟(nǐ)制和(hé)战时的临机解算相结合,采用作战管理引(yǐn)擎,基于作战规则,综(zōng)合管控各类战场资源,进行快速的战(zhàn)场响应和目标打击,形成态(tài)势感知、临机规划、仿真推演和效果评估的信息闭环,对深入研究作战管理技术具有一定理论(lùn)借(jiè)鉴意义。

      关键词: 打击动目标;作战管理;资源(yuán)管控(kòng)

      

    引(yǐn) 言

      随着武器、探测、通信等装备技术(shù)发展,现(xiàn)代(dài)战争越来(lái)越具备大区域、高动态、快节奏(zòu)、强(qiáng)对抗(kàng)等特征,尤其针(zhēn)对打击动态目标作战任务,实(shí)时性要求显著提高、感知空间扩大、作战时间(jiān)空间窗口极度压缩,传统的“人在回(huí)路”控制(zhì)方式已经不可(kě)能(néng)高效完成打击任务,具备信息实时获(huò)取处理、作战(zhàn)临机指挥(huī)决(jué)策、资源有效管理(lǐ)调度(dù)以(yǐ)及系统自(zì)主运行(háng)控制等能力的指挥信息系统才能胜任。作战管理(Battle Management,BM)[1]概念(niàn)和技术应(yīng)运(yùn)而生。

      按(àn)照美军(jun1)联合(hé)出版(bǎn)物JP3-01定义,作战管理(lǐ)是(shì)指在作战环境(jìng)中按照适当(dāng)职(zhí)权所赋(fù)予的指挥、指导与指(zhǐ)示,对活动进行管理。目前,对作战管理比较普遍认同的定义为(wéi),作战管理是指(zhǐ)对作战空间内的传感器和武器资(zī)源进行以任务规划为核心的指挥与控制(zhì),主要包括传感器(qì)和武器等资(zī)源管理。

      1.发展现(xiàn)状

      作战管理一(yī)词(cí)最早出(chū)现在美国空军,由于20世(shì)纪60年代晚期及70年代早期雷达(dá)探测范围相对较小,空军作(zuò)战管理员向友军的航空航天部队提供对(duì)敌方的早期(qī)探(tàn)测并对其进行(háng)话(huà)音引导,以确保其实现空对空的击(jī)落。

      20世纪60年代,世界各国(guó)各类反舰(jiàn)导弹发展迅猛,具有飞行速度快、飞行高度低(dī)、雷达(dá)反射截(jié)面小、被发现距(jù)离(lí)近、反应时间短等特点,特别是前苏联海军提出了“饱和(hé)攻(gōng)击(jī)”战术后,美(měi)军航母战斗(dòu)群感(gǎn)受到了越来越巨(jù)大的威胁。为(wéi)了满足(zú)抵(dǐ)御(yù)饱(bǎo)和攻击的舰载防(fáng)空系统迫切需求,1967年美国国防部批准研究和开发“全自动作战指挥与武器控制系统”,即“宙斯盾(dùn)”作战系统[2],其使用作战管理(lǐ)系(xì)统,实现了宙斯盾舰相控阵雷达系统、武器控制系统、指挥决策(cè)系统等一体化综合(hé)集成[3],可对来自四(sì)面八方同时袭击的大量导(dǎo)弹组织有效防(fáng)御反击。

      1991年(nián)后,非核(hé)专用反导系统逐渐进(jìn)入现役,作战管理得到推广和(hé)认可(kě)。在美军反导系统的指挥控制、作战管(guǎn)理系统(Command and Control, Battle Management, C2BM)[4]中,重大决策仍由人实时或预先做出(chū),在(zài)关键(jiàn)作(zuò)战阶段,系统需要(yào)通过完全的自动化指挥(huī)和控制在极短时间(jiān)内完成(chéng)多源(yuán)信(xìn)息融合、大量目标识别、威胁(xié)等级评(píng)估、拦截目标确定、武器拦(lán)截控制等动作,人在(zài)控制环(huán)之外,处于监(jiān)视及管理地位,只(zhī)有发生(shēng)意外时人(rén)才(cái)进行干预,如(rú)图1所示。

      1993年5月(yuè),克林顿政府上(shàng)台后(hòu)宣布(bù)了“星(xīng)球大战(zhàn)”时代的结束,将弹道导(dǎo)弹(dàn)防御分解(jiě)成(chéng)了两(liǎng)个部分:战区导弹防御系统(tǒng)(Theater Missile Defense,TMD)成为第一发展(zhǎn)重(chóng)点,国家导(dǎo)弹(dàn)防御(yù)系统(National Missile Defense,NMD)成为第二发展重点。指挥控制(zhì)、作战管理(lǐ)和通信(xìn)系统(tǒng)(Command and Control, Battle Management and Communication,C2BMC)在其中担负目标识别、弹道估计、威胁判断、目标(biāo)数据修正和打(dǎ)击(jī)效(xiào)果评(píng)估任务。

      2009年,C2BMC正式投入使用,在科罗拉多州施里弗空(kōng)军基地导弹防御综合运(yùn)行中心、彼德森空军基地(dì)、夏延山国家军(jun1)事指挥中心、阿拉斯加的格里利堡、战略司令(lìng)部、北方司令(lìng)部、欧洲司令部、太平洋司令部及(jí)中央司令(lìng)部均(jun1)配备部署有C2BMC数据(jù)终端。

      美(měi)军按照分步设(shè)计、分步(bù)研(yán)制、分步部署、螺旋(xuán)推进的原则推进系统研制和部署,当前最新版本(běn)为8.2,并实现(xiàn)了包括态势感知(situation awareness,SA),适应性规划(adaptive planning,AP),作战(zhàn)管(guǎn)理(battle management,BM),通信(communication,C),建模(mó)、仿真与分析(xī)(modeling and simulation  & analyse,MS&A)和试验训练(training and exercise,TEX)等6种核心能力[5]。

      本文基于对美军作战管(guǎn)理原理理(lǐ)解,抛(pāo)砖引玉,提出打击动(dòng)目标作战管理系(xì)统设计,以(yǐ)期对作战管(guǎn)理的研究提供参考作用。

    2.系统架构

      打(dǎ)击动目标作(zuò)战管理系统是(shì)一种以战场实时态势信息为驱动(dòng)、以各类基础设施功(gōng)能为支撑[6],实现(xiàn)在(zài)不同威胁等级、不同作战(zhàn)状态下基于规则的运(yùn)转自动化(huà)、控制调度(dù)自主化和任务解算实时化,满足作(zuò)战(zhàn)实时快(kuài)速处理和临机(jī)决策的要求(qiú),是整个作战指挥系统的“中(zhōng)枢神经系统”[7];基础设施提供的(de)功能贯(guàn)穿作战的全过程,为任务规划和作战(zhàn)管理系统提(tí)供指挥控(kòng)制(zhì)手段、辅助工具以及基础(chǔ)数据;规划系(xì)统侧重于战(zhàn)前的(de)筹划,为指挥人员提(tí)高(gāo)战(zhàn)前筹划与决策(cè)支持,为作战管理提供各(gè)种规划(huá)方预案(àn);作(zuò)战管理系统侧重于战时,是动态的,主(zhǔ)要实现对侦察(chá)传感器资(zī)源、武(wǔ)器系(xì)统资源的(de)管控。

      打击动目标作战管理(lǐ)系统总体架构(gòu)如图(tú)2所示,该系统包括决(jué)策级、行动级和执行级作战管理[8-9];在逐级指挥(huī)作战(zhàn)情况下,决策级作战管理对(duì)应于区域级指挥系统,行动级对应于旅(团)级指(zhǐ)挥系统,执行级(jí)对应于具体(tǐ)作战单元,包(bāo)括火力(lì)单元、探测单元等终端(duān)。决(jué)策级作战管理依(yī)据任务使命和作战目标决策形成作战方案;行(háng)动(dòng)级(jí)作战管理基于决策结果生成任务(wù)序(xù)列,供执行级作战管理执行相应动作。

      

      图2 系(xì)统总体架(jià)构

    3.功(gōng)能组成

      打击动目标作战管理系统主要包括六大类功能,如图(tú)3所示,六(liù)大类包括:作战管理引擎(qíng)、作(zuò)战规则(zé)管理与运用(yòng)、资源管控、实时解算、作战时空分析和作战评估。

      

    图3 打(dǎ)击动目标作(zuò)战管理(lǐ)系统功能组成

    3.1作战管理引擎

      作(zuò)战管理引擎是系统(tǒng)运行的马达和离合,控制系统自动运行(háng),包括自(zì)主(zhǔ)运控(kòng)、作战进程调(diào)度(dù)和作战序列调度,为信息的实(shí)时(shí)自动流(liú)转和功能快速自动衔(xián)接提供支(zhī)撑,并可用于确定作战进程及(jí)我方各种作战资(zī)源的接战(zhàn)时序。

    3.2作战(zhàn)规则管理与运用

      作战(zhàn)规则管(guǎn)理与(yǔ)运用主要(yào)功能是(shì)对打击动(dòng)目标作战(zhàn)管理系统在作战实施过程中(zhōng)各阶段的作(zuò)战规则进(jìn)行维护,为作战管理系统各(gè)功能模(mó)块的自主有序工作提供支撑。作战规则管理与运用是系统运行的准则和(hé)规(guī)范,保(bǎo)证系(xì)统(tǒng)智能运行;这两类功能作为系统运行支撑。

    3.3资源管控(kòng)

      资源管控包括资源和目(mù)标的(de)分配决策以及资源监控(kòng)等(děng)功(gōng)能;资源(yuán)分配决策主(zhǔ)要是基于规划成果,根据时空分析结果和作(zuò)战(zhàn)时序,将传感器、武(wǔ)器与目标进行(háng)快速配对;资源监控则(zé)是各传(chuán)感器、武器的(de)工作状态进行监控,确定我方在作战过程中(zhōng)可(kě)用的作战资源,并根据作战时序、作战进程及资源(yuán)分配结果,快速生成资(zī)源控制指令。

    3.4实时解算

      实时解算(suàn)是根据敌(dí)方(fāng)移(yí)动目标进行(háng)威胁评(píng)估(gū),基于(yú)规划(huá)系统提(tí)供的作战预(yù)案,对(duì)当前威胁等(děng)级、可(kě)用作(zuò)战(zhàn)资源进行(háng)分析(xī),确定打击方案(àn),并(bìng)通过与仿真评估模块的不断交互迭代(dài),实现对作战方案的优化(huà)调整。

    3.5作战时空(kōng)分析

      确定满足时间、空间、武器、传感器的(de)射击窗口,辅助各作战要素接战计划快速生成和各作战要(yào)素接战活(huó)动时间表的(de)制定。

    3.6作战评估

      作战评(píng)估模块包(bāo)括作战方案临机推演评估和作(zuò)战效(xiào)果评估,负责对(duì)作战方案进行实时仿真评价,对(duì)我方武器的最终打(dǎ)击效(xiào)果进(jìn)行评估。

    4.使(shǐ)用流程

    4.1 决(jué)策级

      在决策级(jí),区域级情报系(xì)统(tǒng)接收综合情报信息(xī),经(jīng)处理(lǐ)后产生目(mù)标(biāo)信息与威胁估计信息,并将结果实时发(fā)送给区域级作战管理(lǐ)系(xì)统;区域级作战管(guǎn)理(lǐ)系(xì)统接收武器状态(tài)信息,并向区域级情报系统(tǒng)发送实时探测控制(zhì)命令及请求;区域级作战管理系统形成作战命令,并快(kuài)速下发给行动级作战管理软件;

    4.2 行动级

      在(zài)行动级,旅(lǚ)(团)级(jí)作(zuò)战管理系统接(jiē)收武器系统上(shàng)报(bào)的实时状态(tài)信息并下达控(kòng)制指令;旅(团)级情报系统接收探测指令并下发传感器控制指令,同时负责将所得(dé)情报(bào)信息和传感器状态信(xìn)息发送(sòng)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(fā)送探测保(bǎo)障协同请(qǐng)求,本级情报系统反(fǎn)馈情报信息;

    4.3 执行级

      在(zài)执(zhí)行(háng)级,武器(qì)设置作(zuò)战管理(lǐ)终(zhōng)端,接(jiē)收(shōu)控制指令,上报武器状态信息;探(tàn)测系统设置作战管(guǎn)理(lǐ)终端,接收(shōu)控制指令并反馈探测信息。

    5.信息交互

      打击(jī)动目标作战管理系统(tǒng)具备的时空分析(xī)、实时解算、资源管(guǎn)控(kòng)和作战评估等功能模块(kuài)之间信(xìn)息交互(hù)关系如图4所示。

      

      图4 打击(jī)动目标作战管(guǎn)理系(xì)统(tǒng)信息交互关系

      为实现上述信息交互(hù),作战(zhàn)管理引擎、作战规则管(guǎn)理(lǐ)与运用功能模块的(de)作用分别是:

    5.1 作战管(guǎn)理引擎(qíng)

      打击动目标作战管理系统的信息(xī)交互和(hé)功能调度主要通过作战管理引擎实(shí)现(xiàn),作战(zhàn)管理引擎(qíng)相(xiàng)当于“操作系统的(de)内核”,资源管控、作(zuò)战时空分析(xī)等模(mó)块(kuài)是基于内核运(yùn)行的各类应用(yòng)服务,各模块间的信息交互均需要由作战管理引擎提(tí)供传输通道。作战管理引(yǐn)擎的核心是自主(zhǔ)运控功能,由并行(háng)处理(lǐ)、总(zǒng)线控制、实时调(diào)度(dù)、人工干预子模块组成(chéng)。

      (1)并行处理负(fù)责工作流(liú)的(de)并行(háng)执行,提高(gāo)系统运行效率;(2)总线控(kòng)制负责管(guǎn)理作战(zhàn)管理引(yǐn)擎与各(gè)功能(néng)模块间(jiān)的接口;(3)实时(shí)调度(dù)处理负(fù)责对各(gè)种信息接收、处理及分发进程的快(kuài)速实时调(diào)度;(4)指挥员干(gàn)预可使指挥员处于(yú)系统外部监视(shì)系统核心模块(kuài)的自主运控情况,必要时可由指挥员手(shǒu)动改变系(xì)统(tǒng)运(yùn)行(háng)状态。

    5.2 作(zuò)战规则(zé)管理(lǐ)与运用

      作战管(guǎn)理引(yǐn)擎为(wéi)能够自主生成作战进(jìn)程(chéng)和接战序(xù)列,驱动各功(gōng)能模块(kuài)高效有序工作,需要依赖各类作战(zhàn)规则(zé)。作战(zhàn)规(guī)则管理与(yǔ)运用能够根据具(jù)体作战要求提出规(guī)则,进(jìn)行定制,形成作战规则库。作战(zhàn)管理系统(tǒng)外部的传感器系统和武器系统为作战管理系统提供探测系统状态信息(xī)、探(tàn)测情(qíng)报信息、武器状态信息等(děng)。

    结(jié) 语

      本文吸纳美(měi)军作战管理理念,提(tí)出了一种打(dǎ)击(jī)动目标作战(zhàn)管理系统设计构想,以(yǐ)期实现(xiàn)作战(zhàn)资源的优(yōu)化(huà)配置、时空窗口的实时解算、交战方案的(de)临机决(jué)策和作战力量的智能调度(dù),打(dǎ)造信(xìn)息快速流转、功能快速衔(xián)接、方案快速决策、系统紧密铰链的作(zuò)战体系,希望(wàng)能对指挥控(kòng)制装备的发展提供有益(yì)的参考。

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