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    打击动目标作战(zhàn)管(guǎn)理系统(tǒng)设计(jì)初探
    来源:新闻中心
    发布(bù)时(shí)间:2021年03月04日 编辑:中国电子科(kē)技集团(tuán)公司第(dì)二十八(bā)研究所专家杨新民,付建苏

      摘 要:基于美军(jun1)作战管(guǎn)理的(de)理念,从理论(lùn)研究角度,采(cǎi)用分层分级(jí)管理思想设计了针对打(dǎ)击动目标任(rèn)务的作战(zhàn)管理系统,提出了系(xì)统的总体架构、功能组成、使用(yòng)流程、信息关系,从系统构建角度进行了(le)详细描述,将平时的预(yù)案拟制和战时的临机解算相(xiàng)结合,采用作战管理引擎,基于作(zuò)战规(guī)则,综合管控各(gè)类战场资源,进行快速(sù)的(de)战(zhàn)场响(xiǎng)应和(hé)目标打(dǎ)击,形成态势感知(zhī)、临机规(guī)划、仿真(zhēn)推演和效果(guǒ)评估的信息闭环,对(duì)深入研究作战管理技术具有(yǒu)一定理论(lùn)借鉴意义。

      关键词: 打击动目标;作战管理;资源管控(kòng)

      

    引 言

      随着武(wǔ)器、探测、通信等装备技术发展,现代战争越来越具备大区域、高动态、快(kuài)节奏、强(qiáng)对抗等特(tè)征,尤其(qí)针对打击动态(tài)目标作战(zhàn)任务(wù),实时性要求显著提(tí)高、感知空间扩大、作(zuò)战时间空间窗(chuāng)口极度压缩,传统(tǒng)的“人在回路”控(kòng)制方式已经不可能高效完成打击任务,具备信息(xī)实时(shí)获取处理、作战临(lín)机指挥决策(cè)、资源有效(xiào)管理调度以(yǐ)及系统自主运行控制(zhì)等能力的指挥信息系统才能胜任。作战管(guǎn)理(lǐ)(Battle Management,BM)[1]概念和技术应运而生。

      按照美军(jun1)联合出版物JP3-01定义,作战管(guǎn)理是指在作战(zhàn)环境中按照适当职权(quán)所赋予的指挥、指导与指示,对活动进行(háng)管理。目前(qián),对作战管理比较普(pǔ)遍认同的定义为,作战管理是指对作战空间内(nèi)的传感(gǎn)器和武器资源进行以任务规划(huá)为核心的指挥(huī)与控制,主要包括传感器和武器等资(zī)源管理(lǐ)。

      1.发展现状

      作战管理一词(cí)最早出现在美国空军,由于20世纪60年代晚(wǎn)期及70年代早期雷达探(tàn)测范围相(xiàng)对较小,空军(jun1)作战管理员(yuán)向友(yǒu)军的航空(kōng)航天(tiān)部队提供对敌方的早期探测(cè)并(bìng)对其进行话音引导,以(yǐ)确保其实(shí)现空对空(kōng)的击落。

      20世纪60年(nián)代,世界各国各(gè)类反舰导弹发展(zhǎn)迅(xùn)猛,具有飞行速度(dù)快、飞(fēi)行高度低(dī)、雷达反射截面小、被发现(xiàn)距离近、反应(yīng)时间短等特点,特别是前苏联海军提(tí)出了“饱和攻击”战(zhàn)术后(hòu),美(měi)军航母战(zhàn)斗群感受到了(le)越来越(yuè)巨大(dà)的威(wēi)胁。为了满足抵御饱和攻击的(de)舰(jiàn)载(zǎi)防空系统迫切需求,1967年美国国防部批准研究和(hé)开发“全(quán)自动作(zuò)战指挥(huī)与武器控制系统”,即“宙斯盾(dùn)”作(zuò)战(zhàn)系(xì)统(tǒng)[2],其使(shǐ)用作战(zhàn)管理系统,实现了(le)宙斯(sī)盾舰相控(kòng)阵雷达(dá)系统、武器控制系统、指挥决策系统等一体(tǐ)化综合(hé)集成[3],可对来自四面八方同时(shí)袭(xí)击的(de)大量导(dǎo)弹组织有(yǒu)效防御反击。

      1991年后,非核专用反(fǎn)导(dǎo)系(xì)统(tǒng)逐渐进入现役,作战管理得到(dào)推广(guǎng)和认可。在(zài)美军反导系(xì)统的指(zhǐ)挥控(kòng)制、作(zuò)战管理系统(Command and Control, Battle Management, C2BM)[4]中,重大决策仍由人(rén)实(shí)时或预先做出,在关键作战阶段,系统需要通过完全的自动化指挥(huī)和控(kòng)制在极短时间内完成多源信息融合、大量目标识别、威(wēi)胁等级评(píng)估、拦(lán)截目标确(què)定、武器拦截控制等动作,人在控制(zhì)环之外(wài),处于监视及(jí)管理地位,只有发生意外时(shí)人才进行干(gàn)预(yù),如(rú)图1所示。

      1993年5月,克林(lín)顿政府上台后宣布了(le)“星球大战”时代的结束(shù),将弹道导弹(dàn)防御分解成了两个部(bù)分:战区导弹防御系(xì)统(Theater Missile Defense,TMD)成为第一发展(zhǎn)重点(diǎn),国家导(dǎo)弹防(fáng)御(yù)系(xì)统(tǒng)(National Missile Defense,NMD)成(chéng)为第二(èr)发展重(chóng)点。指挥控制(zhì)、作战管理和通(tōng)信系统(Command and Control, Battle Management and Communication,C2BMC)在其(qí)中(zhōng)担负目标识别、弹道(dào)估(gū)计、威胁判断、目标(biāo)数据修(xiū)正和(hé)打(dǎ)击效果(guǒ)评估任务。

      2009年,C2BMC正式投(tóu)入使用,在科(kē)罗(luó)拉(lā)多州施里弗空军基地导弹(dàn)防御综合运行中(zhōng)心(xīn)、彼德森空军(jun1)基地、夏延山国家(jiā)军(jun1)事指挥中心、阿(ā)拉斯加的格里利堡(bǎo)、战(zhàn)略司令部、北方司令部、欧洲司令部、太平洋司令部及中央司令部均配备(bèi)部署(shǔ)有(yǒu)C2BMC数据(jù)终端(duān)。

      美军按照(zhào)分步设计、分步研制、分步部署、螺旋推(tuī)进的原则(zé)推进系统(tǒng)研制和(hé)部(bù)署(shǔ),当前最(zuì)新(xīn)版本为8.2,并实现(xiàn)了包括态(tài)势(shì)感知(zhī)(situation awareness,SA),适应性规划(huá)(adaptive planning,AP),作战管理(lǐ)(battle management,BM),通(tōng)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6种核心能力[5]。

      本文(wén)基于对美军作战管理原理理解,抛砖引玉,提出打击动目标作战管(guǎn)理系统设(shè)计,以期对作战管理的研究提供参考作用(yòng)。

    2.系统架构

      打(dǎ)击(jī)动目标作战管理系(xì)统是一种以战场(chǎng)实时态势信(xìn)息为(wéi)驱(qū)动、以(yǐ)各类基础设施功能为支撑(chēng)[6],实现在不(bú)同威(wēi)胁等级、不同作战(zhàn)状态下基于规则的运(yùn)转自动化、控制调度(dù)自(zì)主化(huà)和任(rèn)务解算实时化,满足作战实时快速处理和临机决策的(de)要求,是整个(gè)作(zuò)战指挥系统的“中(zhōng)枢神经系统”[7];基础设施提(tí)供的功能(néng)贯穿(chuān)作战的(de)全过程,为任务(wù)规划(huá)和作战管理系(xì)统提供(gòng)指挥控制手段、辅助工具(jù)以及基础数据;规划系统侧(cè)重(chóng)于(yú)战前(qián)的筹划,为指挥(huī)人员提高战前(qián)筹划与决策(cè)支持,为作战管理提供各种(zhǒng)规划方预案;作战管(guǎn)理系统侧重于战时,是动态的(de),主要实现(xiàn)对侦察(chá)传(chuán)感器资源、武(wǔ)器系统资源的(de)管控(kòng)。

      打击动目(mù)标作(zuò)战管理(lǐ)系统总(zǒng)体架构如图2所示(shì),该(gāi)系统包括决策级、行动级和执行级作(zuò)战管理[8-9];在逐(zhú)级指挥作战情况下,决策级作战管理对应于区(qū)域级指挥(huī)系统(tǒng),行动级对应(yīng)于旅(lǚ)(团)级指挥系统,执行级对应于具体作战单元,包括(kuò)火力(lì)单元、探测单元等终端(duān)。决策级作战管(guǎn)理依据任务(wù)使(shǐ)命和(hé)作战目标决策形成作战方(fāng)案(àn);行动级作战管理基(jī)于决策结果生成任务(wù)序列,供(gòng)执行级作战管(guǎn)理执行相应动作。

      

      图(tú)2 系统总(zǒng)体架构

    3.功能组成(chéng)

      打击动目标(biāo)作战管理(lǐ)系(xì)统主(zhǔ)要包括六(liù)大(dà)类(lèi)功能,如图3所示,六大类包括:作战管理引擎、作战规则管理与运用、资源管(guǎn)控、实时解算、作战时空分析和作战评估。

      

    图3 打击动目标(biāo)作战管理系(xì)统功能组成

    3.1作战管理(lǐ)引(yǐn)擎

      作战管理引擎是系统运行的马达和离合,控制系统自动运行,包括自主运控、作战进程调度和作战序列调度,为信息的实时自动(dòng)流转(zhuǎn)和(hé)功能快速(sù)自动(dòng)衔接提供(gòng)支撑,并可用于确定作战进程及我(wǒ)方(fāng)各种作战(zhàn)资源的接战时序。

    3.2作战规(guī)则管理与运用(yòng)

      作战规则管理与运用主(zhǔ)要功能是(shì)对(duì)打击动目标作战管(guǎn)理系统在(zài)作战实施过(guò)程中各(gè)阶段(duàn)的作战规则进行(háng)维(wéi)护,为作(zuò)战管理系统各功能模块的自主有序工作提供支撑。作战规则管理(lǐ)与运用是系统运行的准则和规范,保证系统智(zhì)能运行;这两类功能作为(wéi)系(xì)统运(yùn)行(háng)支撑。

    3.3资源管控

      资源管控(kòng)包(bāo)括资(zī)源和目标的分配决策(cè)以(yǐ)及资源监(jiān)控等(děng)功能;资源分配决策(cè)主(zhǔ)要(yào)是基于规划成(chéng)果,根据时空分析结果和作战时序,将传感器、武(wǔ)器与目标(biāo)进行快速配对;资源监控则是各传感(gǎn)器(qì)、武(wǔ)器的工作状态进行监控,确定我方(fāng)在(zài)作战过程中可(kě)用的作战资源,并(bìng)根据作(zuò)战时序、作(zuò)战进(jìn)程(chéng)及资源分配结(jié)果,快速生成资源(yuán)控制指令。

    3.4实时解算

      实时解算是根据敌方移动目标进行(háng)威(wēi)胁(xié)评估,基于规划系统提供的作战预案(àn),对当前威(wēi)胁等级、可(kě)用作战(zhàn)资源进行分析,确定打击(jī)方案,并通过与仿真评估模(mó)块的不断交互(hù)迭代,实(shí)现对作战方(fāng)案的优(yōu)化调整。

    3.5作战时空分析

      确定满足时间、空间、武(wǔ)器、传感器(qì)的(de)射击(jī)窗口,辅助各(gè)作(zuò)战要素接战计划快速生成和各作战要素(sù)接战活动时间表的制定。

    3.6作战(zhàn)评估

      作(zuò)战评估模块包括作战方(fāng)案临机推演评估和作战效(xiào)果评估,负(fù)责(zé)对作战方案(àn)进行实时仿真评价,对我(wǒ)方武器的最终打击效果进行(háng)评估。

    4.使用流程

    4.1 决策级(jí)

      在决策级,区域级情报(bào)系(xì)统接收综合情(qíng)报信息,经处理后产(chǎn)生目标信息与威胁(xié)估(gū)计信息,并将(jiāng)结果(guǒ)实时发送(sòng)给区域级作战管理系统;区(qū)域级作(zuò)战管(guǎn)理系统接收武器状态信息,并(bìng)向区(qū)域级情报系统发送实(shí)时(shí)探测(cè)控(kòng)制命令及请(qǐng)求;区域(yù)级(jí)作(zuò)战(zhàn)管理(lǐ)系统形成作战命令,并快速(sù)下发(fā)给行动级作战管理软件;

    4.2 行动级

      在(zài)行动(dòng)级,旅(团)级作战管理系统(tǒng)接收武器系统(tǒng)上(shàng)报(bào)的实时状态信(xìn)息并下达控制指令;旅(团)级情报系统接收探测指(zhǐ)令并下发传感器控制指(zhǐ)令,同(tóng)时负责将所得情报信息和传感器状态信息发送给区域级系统。旅(团)级作战(zhàn)管理系统向本级情报系统发送探测(cè)保(bǎo)障协同(tóng)请求,本级情报系(xì)统反馈情报(bào)信息;

    4.3 执行级

      在执行级,武器设置作战(zhàn)管理终端,接收(shōu)控制(zhì)指(zhǐ)令,上报(bào)武器状态信息;探测系统设置作战管(guǎn)理终端,接收控制指令(lìng)并反馈(kuì)探测信息。

    5.信息交互

      打击动目标(biāo)作战管理系统(tǒng)具备的时(shí)空(kōng)分析、实时解算、资(zī)源管控和作战评估等功能模块之(zhī)间信息交互(hù)关(guān)系(xì)如图4所示。

      

      图4 打击(jī)动目标作战管(guǎn)理系统信息(xī)交互关(guān)系

      为实现(xiàn)上述信息交互,作战管理引擎、作战(zhàn)规则管理与(yǔ)运用功能模块的作用分别是:

    5.1 作战(zhàn)管理引擎

      打击动目标作战管理系统的信息交互和功能调度主要通过(guò)作战(zhàn)管理引擎实现,作战管理引擎相(xiàng)当于“操作系统的内核(hé)”,资源管控(kòng)、作(zuò)战时空分析等模块是基(jī)于内核运行的各(gè)类应用(yòng)服务,各模块间(jiān)的信(xìn)息交互均需要由作战管(guǎn)理引擎提(tí)供传输通道。作战管理引擎的(de)核心是自主(zhǔ)运控(kòng)功能,由并行(háng)处理、总线控(kòng)制、实时调度(dù)、人工干预(yù)子模块组成。

      (1)并(bìng)行处理负责工作流的并行(háng)执行,提高(gāo)系统运行(háng)效率;(2)总(zǒng)线控(kòng)制负责管理作战管理引擎(qíng)与各功能模块间的接口;(3)实时(shí)调度处理负责对(duì)各(gè)种信(xìn)息接收、处理及分发进程(chéng)的(de)快速(sù)实(shí)时调度;(4)指挥员干预可使指挥员处于系统外部监视系统核心(xīn)模块的自主运控情况(kuàng),必(bì)要时可由指挥员手(shǒu)动改变系统运(yùn)行状(zhuàng)态。

    5.2 作(zuò)战规则管(guǎn)理与运(yùn)用

      作战管理引擎为能够自主生成作战进程和(hé)接战序列,驱动各功能模块高效有序工作,需要(yào)依赖各(gè)类作战规则(zé)。作战规则管理(lǐ)与运用(yòng)能够根据具体作(zuò)战(zhàn)要求提(tí)出规则(zé),进(jìn)行定制,形成作战规(guī)则库。作战(zhàn)管(guǎn)理系统外部的传感器系统和武器系统为作战管理系统提供(gòng)探测系统状态(tài)信(xìn)息、探测情报信息、武(wǔ)器状态信息等。

    结(jié) 语(yǔ)

      本文吸纳美军作战管理理念,提出(chū)了一种打击动目(mù)标作战管(guǎn)理系统设(shè)计构想,以期实现作(zuò)战资源的优化配置、时空窗口的实时解算、交战方案的临机决策和作战(zhàn)力(lì)量(liàng)的智能调度,打造信(xìn)息快(kuài)速(sù)流转、功能快速(sù)衔接(jiē)、方案快速决策(cè)、系统紧密铰链的作战体系,希望能对指挥控制装备的(de)发展提(tí)供有益的参考(kǎo)。

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