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摘 要:基于美军作战管(guǎn)理的理念,从理论研究(jiū)角度,采用分层分(fèn)级管理(lǐ)思(sī)想设计了针对打击(jī)动目标(biāo)任务(wù)的(de)作战(zhàn)管理系统,提出了系统的总体架构(gòu)、功能组成、使用流程、信息关系,从系统构建角度进行了详细描(miáo)述,将平时的预(yù)案拟制和(hé)战时(shí)的临机解算相结合,采用作战管理(lǐ)引擎(qíng),基于作(zuò)战(zhàn)规则(zé),综(zōng)合管控各类战场(chǎng)资源,进行快速(sù)的战(zhàn)场(chǎng)响应和目(mù)标打击,形成态势感知(zhī)、临机规划、仿真推演和效果评(píng)估的信息(xī)闭环,对深入研究作战(zhàn)管理技术具有一定(dìng)理论借鉴意义。
关键词: 打(dǎ)击动目(mù)标;作战管(guǎn)理;资源(yuán)管控(kòng)
引(yǐn) 言
随(suí)着武器、探(tàn)测、通信(xìn)等装备技术发展,现代(dài)战争越来越具备大区域、高动态、快节奏(zòu)、强对(duì)抗等特征,尤其针对打击动态目(mù)标作战任务,实时(shí)性要求(qiú)显著提高、感知空间扩大、作战时间空间窗口极度压(yā)缩,传统(tǒng)的“人在回路”控制方(fāng)式已经不(bú)可能高效完成打击(jī)任(rèn)务,具备信息实时获取处理、作战临机指挥决策、资(zī)源有效(xiào)管理调(diào)度以及系(xì)统自主运(yùn)行控制(zhì)等能(néng)力的指挥信(xìn)息系统(tǒng)才能胜任(rèn)。作战管理(Battle Management,BM)[1]概念和技(jì)术应运而生。
按照美军联合出(chū)版物(wù)JP3-01定义(yì),作战管理是指在作战环境(jìng)中按照(zhào)适当(dāng)职权所赋(fù)予的(de)指挥、指(zhǐ)导与指示,对活动进行管理。目(mù)前(qián),对作战管理比较普遍认(rèn)同的定义为,作战管理是指(zhǐ)对作战(zhàn)空间内(nèi)的(de)传感器和(hé)武器资源进行以任务规划为核心的指挥(huī)与(yǔ)控制(zhì),主要包括传感器和武器(qì)等资源管理。
1.发展现状(zhuàng)
作战(zhàn)管(guǎn)理一词最早(zǎo)出现(xiàn)在美国空军,由于20世纪60年代晚期及70年代早期雷达探测范围相对较小,空军作战管(guǎn)理员(yuán)向友军(jun1)的航空航天部(bù)队提供对敌方的(de)早期探测并对其进行(háng)话(huà)音引导,以确保其实现空对空的击落(luò)。
20世纪60年代,世界各国各类反(fǎn)舰导弹发展(zhǎn)迅猛(měng),具有飞行速度(dù)快、飞行(háng)高度低、雷达反射截面小、被发现距离近、反应时间短(duǎn)等特(tè)点,特别是前(qián)苏联海(hǎi)军提(tí)出了(le)“饱和攻击”战术后,美军航母战斗群感(gǎn)受(shòu)到了(le)越来越(yuè)巨大的威胁。为(wéi)了满足抵御(yù)饱和攻击(jī)的舰载防空系统迫(pò)切(qiē)需求,1967年美国国防部批准研究和开(kāi)发“全(quán)自动作战(zhàn)指挥与武器控制系统”,即“宙斯盾”作战系(xì)统[2],其使(shǐ)用作战管理系统,实(shí)现了宙斯盾舰(jiàn)相控阵雷达系统、武器(qì)控制系统、指(zhǐ)挥决策(cè)系统等一体化综合集成(chéng)[3],可对来(lái)自(zì)四面八方同时袭击的大量导弹(dàn)组织有效防御反击。
1991年后(hòu),非核专用反导(dǎo)系统逐渐进入现役,作战(zhàn)管理得到推广(guǎng)和认可。在(zài)美军(jun1)反导系统的指(zhǐ)挥控制、作战(zhàn)管理系(xì)统(tǒng)(Command and Control, Battle Management, C2BM)[4]中,重大决策仍由人(rén)实时或预先做出,在关键作战阶段(duàn),系统需(xū)要通过完全的自动化指挥和控制在极短时间内完(wán)成多源(yuán)信息融合、大量目标识别、威胁等级评估、拦截目标确定、武器拦截控制等动作,人在控(kòng)制环之外(wài),处于监视及管理地位(wèi),只有发生意外(wài)时人才进行干预,如(rú)图1所示。
1993年(nián)5月,克林顿政府上台后(hòu)宣布(bù)了“星(xīng)球大(dà)战”时(shí)代的结束,将弹道导弹防御分(fèn)解(jiě)成了两个部分:战区导弹防御(yù)系统(tǒng)(Theater Missile Defense,TMD)成为第一发展重点,国(guó)家(jiā)导(dǎo)弹(dàn)防御系统(tǒng)(National Missile Defense,NMD)成为第二发展重(chóng)点。指挥控制(zhì)、作战管理和通信(xìn)系(xì)统(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、目标数据修正和打击效果(guǒ)评估任务。
2009年,C2BMC正(zhèng)式投入使用(yòng),在科罗(luó)拉多州施里弗空军基地导弹防(fáng)御(yù)综合运(yùn)行中心、彼德森空军基地、夏延山(shān)国家军事指挥中心、阿拉斯加(jiā)的格里(lǐ)利堡、战略司令部、北方司令部、欧洲(zhōu)司令部(bù)、太(tài)平洋司令部及中央(yāng)司(sī)令(lìng)部(bù)均配备部署有C2BMC数据终端。
美军按照分步设(shè)计、分步研制、分步部署、螺旋推进(jìn)的原则推(tuī)进系统研制和部署,当前最新版本为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)和试验(yàn)训(xùn)练(liàn)(training and exercise,TEX)等(děng)6种核(hé)心(xīn)能力[5]。
本文基于对(duì)美军作战管理原理理解,抛砖引(yǐn)玉,提出打(dǎ)击动目标作战管理系统(tǒng)设(shè)计,以期对作战管理的研究提供参考作用。
2.系统(tǒng)架构
打击动目(mù)标作战管理系统(tǒng)是一种以(yǐ)战场(chǎng)实时态势信息为驱动、以各(gè)类基础设施功能为支(zhī)撑[6],实现在不同威胁等级、不同作战状态下基于规则的运转自动化、控制调度自主化和任务解算(suàn)实时化,满(mǎn)足作战实时快速处理和临(lín)机决策的(de)要求,是整个作战指挥系(xì)统(tǒng)的“中枢神(shén)经系统(tǒng)”[7];基础设施提供的功(gōng)能贯穿作战的全(quán)过程,为任务规划和作战(zhàn)管理(lǐ)系统提供指挥控制手段、辅助工具以(yǐ)及基础数据;规划(huá)系统侧重(chóng)于战前的(de)筹划(huá),为指挥人员提高战前筹划与决策支持,为作战管理提供各种规(guī)划方(fāng)预案;作战(zhàn)管理系统侧重于战(zhàn)时(shí),是动态的,主(zhǔ)要实现对(duì)侦察(chá)传感器(qì)资源(yuán)、武器系统资(zī)源的管控。
打击动(dòng)目标(biāo)作战管理系统总体架(jià)构如图2所示,该系统(tǒng)包(bāo)括(kuò)决策级、行动级(jí)和执行(háng)级作战管(guǎn)理[8-9];在逐级指挥作战情况下,决策级作战(zhàn)管理对应(yīng)于区域级(jí)指(zhǐ)挥系统,行动级(jí)对应于旅(lǚ)(团)级指挥系统,执行(háng)级对应于具(jù)体作战单元,包括(kuò)火力单元(yuán)、探测单元等终端。决策级(jí)作战(zhàn)管理(lǐ)依据任(rèn)务使命和作战目(mù)标决策形成作战方案;行动级作战管理基于决策结果(guǒ)生成任务序列,供执行级作战(zhàn)管(guǎn)理(lǐ)执行相应动作。
图2 系统(tǒng)总(zǒng)体架构
3.功(gōng)能组(zǔ)成
打(dǎ)击动目(mù)标作战管(guǎn)理系统(tǒng)主要(yào)包括六大类功能,如图3所示,六大(dà)类包(bāo)括:作战管理引(yǐn)擎、作战规(guī)则管理与运(yùn)用(yòng)、资源管控(kòng)、实时解算、作(zuò)战时空分(fèn)析(xī)和作战评估。
图3 打击动目标作战管理系统功能组成
3.1作(zuò)战管(guǎn)理引擎
作战管理(lǐ)引擎是系统(tǒng)运行的马(mǎ)达和离合,控制系统自(zì)动运行,包括(kuò)自主运(yùn)控、作战进(jìn)程调度和作战序列调度,为信息的(de)实时(shí)自动(dòng)流转(zhuǎn)和功能(néng)快速自动衔接提供支撑,并可用于确定作(zuò)战进程及我(wǒ)方各种作战资源的接战时序。
3.2作战规则管理与(yǔ)运用
作战规(guī)则(zé)管理(lǐ)与运(yùn)用主要功能是对打击动目标作战管理(lǐ)系统在作战实施(shī)过程中各阶段的作战规则进(jìn)行(háng)维护,为作战管(guǎn)理系统各功能模块(kuài)的自主有序工作提(tí)供(gòng)支撑。作战(zhàn)规则管(guǎn)理与运用是系统运行(háng)的(de)准(zhǔn)则和规范,保(bǎo)证系(xì)统智能运行;这两类功能作为系统运行支(zhī)撑(chēng)。
3.3资源(yuán)管控
资(zī)源管控包括资源和(hé)目标的分配决策(cè)以及(jí)资源监控等功能;资源(yuán)分配(pèi)决策主要(yào)是基于(yú)规(guī)划成果,根据时空(kōng)分析结果和(hé)作战时序,将传感器、武器与目标进行快速配(pèi)对(duì);资源监(jiān)控则是各传(chuán)感器、武器的工作状态进行监控,确定我方在作(zuò)战过程中可用的作战(zhàn)资源,并根据作(zuò)战时(shí)序、作战进(jìn)程及资源分配(pèi)结果,快速(sù)生(shēng)成资源控制指令。
3.4实(shí)时解算
实时解算是根据敌方移动目标(biāo)进行威胁(xié)评估(gū),基于规划系统提供(gòng)的作(zuò)战预案,对(duì)当前威胁等(děng)级、可用作战资源进行分析,确定打击方案,并通过与仿真评估模块的不断交互迭代,实现对作战方(fāng)案的优化调(diào)整(zhěng)。
3.5作战时空分析
确定满足时(shí)间、空间(jiān)、武(wǔ)器(qì)、传感器的射击窗口,辅助各作(zuò)战要素接战计划(huá)快(kuài)速生成(chéng)和各作战(zhàn)要素接战活动时间表的制定。
3.6作战评估
作战(zhàn)评估模块包括作战方案临机(jī)推(tuī)演评估和作战(zhàn)效果评估,负责对作战(zhàn)方案进行实时仿真评价,对我方(fāng)武器的最(zuì)终打击效果进行评估(gū)。
4.使用流程
4.1 决策级
在决策级,区域级情报系统接收(shōu)综合情报信息,经处理后(hòu)产生目标(biāo)信息与威胁估计信息,并将结(jié)果(guǒ)实时发送给区(qū)域级作战(zhàn)管理系(xì)统(tǒng);区域级作战管理系统接收武(wǔ)器状态信(xìn)息,并向区域级情报系统发送实时探测控制命(mìng)令及(jí)请求;区域级(jí)作战管理系(xì)统形成作战(zhàn)命令,并快速下发给(gěi)行动级作战(zhàn)管理软件;
4.2 行动级
在(zài)行动级,旅(团)级作战管理系(xì)统(tǒng)接收武器系统上报的实时状态信(xìn)息并下(xià)达控制指令;旅(团)级情报系统(tǒng)接收探测(cè)指令并下发传感器控制指令(lìng),同时负责将所得情报信息和传(chuán)感器状态信息发送(sòng)给区域级系统。旅(lǚ)(团)级(jí)作战(zhàn)管理系统向(xiàng)本(běn)级情报系统发送探测保障协同请求,本级(jí)情报(bào)系统反馈情报信息;
4.3 执行级
在执行级,武器设置作(zuò)战管理终端,接收控制指令,上报武器状态信息;探测系统(tǒng)设(shè)置作战管理终(zhōng)端(duān),接收控制指令并反馈探测信息。
5.信息交互(hù)
打击动目标作战管理系统具备(bèi)的时空(kōng)分析、实(shí)时解算、资源管控和作战评估等功能模块之间信息(xī)交互关系(xì)如图(tú)4所(suǒ)示。
图4 打(dǎ)击动目标作战管理系统信息交(jiāo)互关(guān)系
为实现上述信(xìn)息交(jiāo)互,作战管理引擎、作战规则管理与运用功能模块的作用分别(bié)是:
5.1 作战管理引擎
打击动目标作战管理系统的(de)信息交互(hù)和(hé)功(gōng)能调度主(zhǔ)要通过作战管理引擎实现,作战管理(lǐ)引(yǐn)擎相当(dāng)于“操作系统(tǒng)的内核”,资(zī)源管(guǎn)控、作战时空分析等模块是基于内(nèi)核运行的各类应用服(fú)务,各模(mó)块间的信息交互均(jun1)需(xū)要由作战管理引(yǐn)擎提(tí)供传(chuán)输(shū)通道。作战管理引擎的核心是自主运控功能(néng),由并行处理、总(zǒng)线控制、实时调度、人工(gōng)干预子模块组成。
(1)并行处理负责工作流的(de)并行(háng)执行,提高系统运行效(xiào)率;(2)总线控制(zhì)负责管理作战管理(lǐ)引擎与各(gè)功能模块(kuài)间的接口;(3)实时调度处理负责对各种(zhǒng)信息接收(shōu)、处理及分发进程的快速实时调度;(4)指挥员(yuán)干预可(kě)使指挥员处于系统外部监视系统核心(xīn)模块(kuài)的自(zì)主运(yùn)控情(qíng)况,必要时(shí)可由(yóu)指挥(huī)员手动改变系统运行状态。
5.2 作战规则管理与运用
作战管理引(yǐn)擎为能够自主生成作战进程(chéng)和接战序列(liè),驱动各功能(néng)模块高效(xiào)有序工作,需要依赖(lài)各类(lèi)作(zuò)战规则。作战规(guī)则(zé)管理(lǐ)与运用能够根据(jù)具体(tǐ)作战要求提出规则,进行定(dìng)制,形成作(zuò)战规则库。作战管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(xì)统状态信息、探测情报(bào)信息、武器状态信(xìn)息等。
结 语
本文吸纳(nà)美军(jun1)作战管理理(lǐ)念,提出了一种打击(jī)动(dòng)目标(biāo)作战管理系(xì)统设计构想,以期实现作(zuò)战资源的优(yōu)化配置(zhì)、时空窗口的实(shí)时解算、交战(zhàn)方案的临机决策和作战力量的智能调度,打造信息快速流转、功(gōng)能快速(sù)衔接、方案快速决策、系(xì)统(tǒng)紧密(mì)铰链的作战(zhàn)体系,希望(wàng)能对指挥控制(zhì)装备的发展(zhǎn)提供有益的(de)参考(kǎo)。
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