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摘 要:基于美军作战管(guǎn)理的(de)理(lǐ)念,从理论研究角度,采用分层分(fèn)级管(guǎn)理(lǐ)思想(xiǎng)设计了针(zhēn)对(duì)打击动(dòng)目标任务的作战管理系统,提出了系(xì)统的总体架构、功能(néng)组(zǔ)成、使用流程、信息关系,从(cóng)系统构建角度进行了详细描述,将平时的预案拟制和战时(shí)的临(lín)机解算相结合,采用(yòng)作战管理引擎,基于(yú)作(zuò)战规则,综合管控(kòng)各(gè)类(lèi)战场资源,进行快速的(de)战(zhàn)场响应和(hé)目标打击,形成态势感知、临机规划、仿真推演和效果评估的信息闭环,对深入研(yán)究作战管(guǎn)理(lǐ)技术具有一(yī)定理论借(jiè)鉴意义。
关(guān)键词: 打(dǎ)击(jī)动目标;作战管理;资源(yuán)管控
引 言(yán)
随着武器(qì)、探测、通信等装备技术发展(zhǎn),现代战争越来(lái)越具备(bèi)大(dà)区(qū)域、高(gāo)动态、快节奏、强对抗等特(tè)征(zhēng),尤其针对打击动态目标作战任务,实时(shí)性要求显著提高、感知(zhī)空(kōng)间扩大(dà)、作战(zhàn)时间空(kōng)间窗口极度压缩,传统的“人在回(huí)路”控制方式已(yǐ)经不可能高(gāo)效完成打击任务,具备信息实时获取处理、作战(zhàn)临机指挥决(jué)策、资源有效管理调度以及系统自主运行控制等能(néng)力的指挥信息系统才能胜任。作战(zhàn)管理(Battle Management,BM)[1]概念和(hé)技术应运而生。
按照美军联合(hé)出版物(wù)JP3-01定义,作战管(guǎn)理是(shì)指在作战(zhàn)环境中按照适当职权所(suǒ)赋(fù)予的指挥、指导(dǎo)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(de)定义为,作战管(guǎn)理(lǐ)是指(zhǐ)对(duì)作战空间(jiān)内的(de)传感器和武器资(zī)源进行以任(rèn)务规划(huá)为核心的指挥与控制,主要包括传感器(qì)和(hé)武器等(děng)资(zī)源管(guǎn)理(lǐ)。
1.发展现状(zhuàng)
作战管理一词最早出现在美(měi)国空(kōng)军,由于(yú)20世纪60年代晚(wǎn)期及(jí)70年代早(zǎo)期(qī)雷达(dá)探测范围相对较小,空军作战管理员向(xiàng)友军(jun1)的(de)航空航天部队(duì)提供对(duì)敌方的早期探测并(bìng)对其(qí)进行话音引(yǐn)导,以(yǐ)确保其(qí)实现空对(duì)空(kōng)的击落(luò)。
20世纪60年代,世(shì)界各(gè)国各类反舰(jiàn)导弹发展迅猛,具有飞行速(sù)度(dù)快、飞行高度(dù)低、雷达反射截面小、被发现距离近、反应时间短(duǎn)等(děng)特点(diǎn),特别(bié)是前(qián)苏(sū)联海军提(tí)出了“饱和(hé)攻击”战术后,美(měi)军航母战斗(dòu)群感受到了越来越巨大的威胁。为了满足抵御饱和(hé)攻击的舰载防(fáng)空系统(tǒng)迫切需求,1967年美(měi)国国防部批准研究和开(kāi)发“全自动作战指(zhǐ)挥与武器控制系统”,即“宙斯盾”作战系统[2],其使用作战管(guǎn)理系统,实现了宙斯盾舰相控阵雷达系统、武器控(kòng)制系统、指挥决(jué)策系统等一体化综合集成[3],可对来自四面八方同(tóng)时袭(xí)击的大量导弹组织有(yǒu)效防御反(fǎn)击。
1991年后(hòu),非核专用反导(dǎo)系统(tǒng)逐渐进入现役,作战管理得到(dào)推广和认可。在美军反导(dǎo)系统的指挥(huī)控制、作战(zhàn)管理系统(Command and Control, Battle Management, C2BM)[4]中,重大(dà)决策(cè)仍由人实时(shí)或预(yù)先做出,在关键(jiàn)作战阶段,系统需要通过完全的自动化指挥和控制在极短(duǎn)时间(jiān)内完成多源(yuán)信息融合、大量目(mù)标(biāo)识(shí)别(bié)、威胁等(děng)级评(píng)估、拦截目(mù)标确(què)定(dìng)、武器拦(lán)截控制等动(dòng)作(zuò),人在控制环之外,处于监视及管理(lǐ)地位,只有发生(shēng)意外时人才进(jìn)行(háng)干预(yù),如图1所示。
1993年5月,克林顿政府(fǔ)上台后宣布(bù)了“星(xīng)球大战”时(shí)代的结束,将弹道(dào)导弹防御分解成了两个部分:战区导弹防御系(xì)统(Theater Missile Defense,TMD)成为第一发展(zhǎn)重点(diǎn),国家导弹防御系统(tǒng)(National Missile Defense,NMD)成为第二发展重点。指挥(huī)控(kòng)制、作战管理(lǐ)和通信系统(Command and Control, Battle Management and Communication,C2BMC)在其中担负目标识别、弹道估计(jì)、威胁(xié)判断、目标数据修正和打击效(xiào)果评(píng)估任(rèn)务。
2009年,C2BMC正式投入使(shǐ)用,在科罗拉(lā)多州(zhōu)施里弗(fú)空军基地导弹防御综合运行中心、彼德森空(kōng)军基地、夏(xià)延山国(guó)家(jiā)军(jun1)事指挥(huī)中心(xīn)、阿拉斯加的格里利堡、战略司令部、北(běi)方司令部、欧洲司令部、太平(píng)洋(yáng)司令(lìng)部(bù)及中央(yāng)司令部均配备部署有C2BMC数据终端(duān)。
美军按(àn)照分步设计、分步研制、分(fèn)步部署、螺旋推进的原则推(tuī)进系统研制(zhì)和部署,当前最新版(bǎn)本为8.2,并(bìng)实(shí)现了包括态势(shì)感知(zhī)(situation awareness,SA),适应(yīng)性规划(huá)(adaptive planning,AP),作战管理(battle management,BM),通信(communication,C),建(jiàn)模、仿真与分析(modeling and simulation & analyse,MS&A)和试(shì)验训练(training and exercise,TEX)等6种核心(xīn)能力[5]。
本(běn)文基于对美军作战管理原理理解,抛砖引玉,提出打击动目(mù)标作战管理(lǐ)系统设计,以期对作战(zhàn)管理(lǐ)的研究提供(gòng)参考作用。
2.系统架构
打击动(dòng)目标作战管理(lǐ)系统是一种以战场实时态势信息为驱动(dòng)、以(yǐ)各(gè)类(lèi)基础设施功(gōng)能为支撑[6],实现在不同威(wēi)胁等级、不同作战状(zhuàng)态下基(jī)于规则的运转自(zì)动化、控(kòng)制调度自主化和任务解算(suàn)实(shí)时化(huà),满足作战实时快速处理和临机决(jué)策的要(yào)求(qiú),是整个作战(zhàn)指挥系统的“中枢(shū)神经系统”[7];基础设施提供的功能贯穿作战的全过程(chéng),为任务(wù)规划和作战管理系(xì)统提(tí)供指挥控制手段、辅助工具以及基础数(shù)据;规划(huá)系统侧重于战前的筹划,为指挥人员提高战前(qián)筹(chóu)划与决策支(zhī)持,为作(zuò)战管理(lǐ)提供(gòng)各种规划方预案;作战管理(lǐ)系统侧重于(yú)战时,是动态(tài)的,主(zhǔ)要(yào)实现对侦察(chá)传感(gǎn)器资源、武器(qì)系统资源(yuán)的管控。
打击动目(mù)标作战管理系统总体架构如图2所示,该系统包括决策级、行动级和执行级作战(zhàn)管理[8-9];在逐级指挥作战情况(kuàng)下,决策级(jí)作战管理对应于区域级(jí)指挥(huī)系统,行动级对应(yīng)于(yú)旅(团)级指挥系统,执行级对应于(yú)具体作战单元,包括火力(lì)单元、探测单元(yuán)等终端。决策级作战管(guǎn)理依据任务使命和作战目标决策形成(chéng)作战方案(àn);行动级(jí)作(zuò)战(zhàn)管理基于决策结果生成任(rèn)务序列,供执(zhí)行(háng)级作(zuò)战管理(lǐ)执行相应动作。
图(tú)2 系统总体架构
3.功能组成(chéng)
打击动目标(biāo)作战管理系统(tǒng)主要包括六大(dà)类功(gōng)能,如图3所示,六大类包括:作战管理引(yǐn)擎、作战规(guī)则(zé)管(guǎn)理与运用、资源管控(kòng)、实时解算、作战时空(kōng)分析(xī)和作战评估。
图3 打击动目标作战管理系(xì)统功能组成
3.1作战管理引擎
作(zuò)战管(guǎn)理(lǐ)引(yǐn)擎是系统运行的马达(dá)和离合,控制(zhì)系统自(zì)动运行(háng),包括自(zì)主运(yùn)控、作战进程调度和作战序列调度,为信息(xī)的(de)实时(shí)自动流转和功能快速自动衔接(jiē)提供支(zhī)撑,并可用于确定作(zuò)战进程及我方各(gè)种作战资(zī)源(yuán)的(de)接战时序。
3.2作战规则管理与运(yùn)用
作战规则(zé)管理与运用主要功能(néng)是对打击(jī)动目标作战(zhàn)管理系统在作战(zhàn)实施过程中各阶段(duàn)的作战规则进行维护,为作(zuò)战管理系统各功能模块的自主有序工作(zuò)提供支撑(chēng)。作战规则管理与运用是系统运行的(de)准则(zé)和规范(fàn),保证(zhèng)系统智能运行(háng);这两类功(gōng)能作为系统运行支(zhī)撑。
3.3资源管控(kòng)
资源管控包括资源和目标的分配(pèi)决策(cè)以及资源监控等功(gōng)能;资源分配决策主(zhǔ)要是基于规划成果(guǒ),根据(jù)时(shí)空(kōng)分析结(jié)果和作战时序,将传感(gǎn)器、武器与目标(biāo)进行快速配对(duì);资(zī)源监控则是各(gè)传感器、武(wǔ)器的工作状(zhuàng)态(tài)进行监控,确定我方在作战过(guò)程中可用(yòng)的作战资源,并根据作(zuò)战时(shí)序、作战(zhàn)进程及资源分配结果,快速生成资源(yuán)控(kòng)制指令。
3.4实时解算
实时解算是根据敌(dí)方移动目标进(jìn)行威胁评(píng)估,基于规划系(xì)统提供的作战预案,对当前威胁等(děng)级、可用作战资源进行(háng)分析,确定打击方(fāng)案(àn),并(bìng)通过与(yǔ)仿真(zhēn)评估(gū)模块的不断交互迭代,实现对作战方案(àn)的优化(huà)调整。
3.5作(zuò)战时空分析
确(què)定满足时间(jiān)、空间(jiān)、武器、传感器的射击窗口,辅助各作战要素接战(zhàn)计划(huá)快速生成(chéng)和各作战要素接(jiē)战活动时间(jiān)表的(de)制定。
3.6作战(zhàn)评估
作战评估模块包括(kuò)作战方案临机推演评估和作战效果评估,负责对作战方案进行(háng)实时仿真(zhēn)评价,对我(wǒ)方武器的最终打击(jī)效果进行评估。
4.使用流(liú)程
4.1 决策级
在决策级,区域级情(qíng)报系统接收综合情(qíng)报信息,经(jīng)处理后产生目标信息与威胁估计信息,并将结果实时(shí)发送给(gěi)区域(yù)级作战管理系统;区(qū)域级作战管理系统接(jiē)收武器状态(tài)信息,并向区(qū)域级情(qíng)报(bào)系(xì)统发(fā)送实时(shí)探测控制命令及(jí)请求;区域级作战管理系统形成作战命(mìng)令(lìng),并快速下发给行动级作战管理软(ruǎn)件(jiàn);
4.2 行动(dòng)级
在行动级(jí),旅(团)级作战管理系统(tǒng)接收武器(qì)系(xì)统上报的(de)实时状态信息并下达控制指令(lìng);旅(团)级情报系(xì)统接收探测指令(lìng)并下发传(chuán)感器控(kòng)制指令(lìng),同时负责(zé)将所得情报(bào)信息和(hé)传感器状态信息发(fā)送给区域级系统。旅(团(tuán))级作战管理系统向本级情报系统发送探测保障协同请(qǐng)求(qiú),本级(jí)情报系统反(fǎn)馈情(qíng)报信息;
4.3 执行(háng)级(jí)
在执行级,武器设置作战管理终(zhōng)端,接(jiē)收控制(zhì)指令(lìng),上报武器状态信息;探测系统设置(zhì)作战管理终端,接收控(kòng)制指令并反馈(kuì)探测信息。
5.信息交互
打击(jī)动目标作战管(guǎn)理(lǐ)系统具备的时空(kōng)分析、实时解算、资源(yuán)管控和作战评估等功能模块之间信息交互关系(xì)如图4所示。
图4 打击动目标作战管理系统信息(xī)交(jiāo)互关系
为实现上述信息交互,作战管理引擎、作战规则管理与运用功能模(mó)块的(de)作用分别是:
5.1 作战管(guǎn)理引擎
打击动(dòng)目标(biāo)作战管理系统的(de)信息交互和功(gōng)能调(diào)度主要通过作(zuò)战管理引擎实现,作战管理引擎(qíng)相当于“操作(zuò)系统的内核”,资源管控(kòng)、作(zuò)战时空分析等模块是基于内(nèi)核(hé)运行的(de)各类应(yīng)用服务(wù),各模块间的信(xìn)息交互(hù)均需要由作战管(guǎn)理引擎提供传输(shū)通道。作战管理引擎(qíng)的核心是自主(zhǔ)运控功(gōng)能(néng),由并行处理、总(zǒng)线控制、实时调度、人工干预(yù)子模块组成。
(1)并行处(chù)理负责工作流的并行执行,提高系统运行效率;(2)总线控制负责管理作战管理引擎与各功(gōng)能(néng)模块(kuài)间的(de)接口;(3)实时调度处理负责对各种信息接收、处理及(jí)分发(fā)进程的快速实时调度;(4)指挥员干预可使指挥员处(chù)于(yú)系统外部监(jiān)视系统核心模块的自主运控情况,必要时可由(yóu)指挥员手动(dòng)改变(biàn)系(xì)统运(yùn)行状态。
5.2 作战规则管理与运用
作(zuò)战管理引擎为能够自主生成作战进程和(hé)接战序列(liè),驱动各功能模块高效有(yǒu)序工作(zuò),需(xū)要依赖(lài)各类作战规则。作(zuò)战(zhàn)规则(zé)管理与运用能够根据具(jù)体作战(zhàn)要求提出规则,进行定(dìng)制(zhì),形成作战规则库。作(zuò)战管理系统外部的传(chuán)感器系统和武(wǔ)器系统为(wéi)作战管理系(xì)统提供探测系统状态信息、探测情报信息、武(wǔ)器(qì)状态信息(xī)等(děng)。
结 语
本文吸纳(nà)美军作战(zhàn)管理理念,提出(chū)了一种(zhǒng)打击动(dòng)目标作战管(guǎn)理(lǐ)系统设(shè)计构(gòu)想,以期实(shí)现作战资(zī)源的优化(huà)配置(zhì)、时空窗口的(de)实时解算、交战(zhàn)方案的临(lín)机(jī)决(jué)策和(hé)作战力量(liàng)的智(zhì)能调度(dù),打造信(xìn)息快速流转(zhuǎn)、功能快速衔接(jiē)、方(fāng)案快速决(jué)策、系统紧密铰链的作战体(tǐ)系,希望能对指挥控制(zhì)装备的发展提(tí)供有益的参考。
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