劉 一，羅小明，姚宏林

(裝備學(xué)院，北京 101416)

武器裝備作為軍事斗爭(zhēng)的物質(zhì)手段，其發(fā)展有兩個(gè)主要?jiǎng)恿υ?一是來(lái)自科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)力，二是源于軍事作戰(zhàn)需求的牽引力［1］。軍事作戰(zhàn)需求是新型作戰(zhàn)力量裝備建設(shè)的邏輯起點(diǎn)、主要依據(jù)和基本動(dòng)力。為了克服軍事作戰(zhàn)需求與新型裝備作戰(zhàn)能力生成之間的瓶頸，提升部隊(duì)基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力，走出武器裝備創(chuàng)新型發(fā)展之路，必須對(duì)現(xiàn)行武器裝備軍事需求論證方法和手段進(jìn)行創(chuàng)新［2］。

武器裝備軍事需求論證是指在未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)，為完成所擔(dān)負(fù)的作戰(zhàn)任務(wù)，對(duì)武器裝備建設(shè)提出的基本要求而進(jìn)行的一系列邏輯推理和分析過(guò)程，最終形成對(duì)未來(lái)一定時(shí)期的武器裝備軍事需求構(gòu)想或方案［3］。軍事需求論證是新型作戰(zhàn)力量指揮信息系統(tǒng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。它不僅是指導(dǎo)開發(fā)人員把握作戰(zhàn)部隊(duì)需求的主要階段，還直接影響著后期工程的進(jìn)度和經(jīng)費(fèi)預(yù)算，甚至是系統(tǒng)評(píng)估驗(yàn)收的主要依據(jù)。因此，對(duì)于指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證方法的研究越來(lái)越重要。

1 新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)構(gòu)成及功能

新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)是由功能不同且互補(bǔ)，地理上分布(覆蓋)，運(yùn)行上相對(duì)獨(dú)立的情報(bào)偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事通信、導(dǎo)航定位、指揮控制、網(wǎng)電對(duì)抗、綜合保障等系統(tǒng)，依據(jù)基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行集成、交互、協(xié)作而形成的、動(dòng)態(tài)演化的系統(tǒng)集合［4-5］。新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)具有體系倍增能力，其構(gòu)成如圖1所示。

圖1 新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)構(gòu)成

1)情報(bào)偵察系統(tǒng) 主要獲取與新型裝備作戰(zhàn)相關(guān)的情報(bào)信息，運(yùn)用地基(?；?、空基、臨基、天基等多種探測(cè)手段，對(duì)所有可能對(duì)新型裝備作戰(zhàn)構(gòu)成威脅的態(tài)勢(shì)、情報(bào)進(jìn)行事先感知并告警，從而輔助作戰(zhàn)決策和作戰(zhàn)效果評(píng)估。

2)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 對(duì)新型裝備作戰(zhàn)空間的地形、氣象、水文、網(wǎng)電等環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3)導(dǎo)航定位系統(tǒng) 一方面為指揮控制系統(tǒng)提供新型裝備作戰(zhàn)中的定向定位，以及所需的作戰(zhàn)人員、武器裝備、裝備保障定位等信息;另一方面為新型裝備精確制導(dǎo)提供實(shí)時(shí)的目標(biāo)信息并輔助尋的，提高新型裝備打擊目標(biāo)的精度。

4)軍事通信系統(tǒng) 它是軍事信息流動(dòng)的媒介，是新型裝備作戰(zhàn)軍事信息有效傳輸?shù)膶Ｓ孟到y(tǒng)，主要由地(海、空)基通信系統(tǒng)、通信衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星等完成。

5)指揮控制系統(tǒng) 它是新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，主要具有信息存儲(chǔ)、融合處理、態(tài)勢(shì)顯示、威脅評(píng)估、作戰(zhàn)籌劃、決策監(jiān)控和決策執(zhí)行等功能。指揮控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與打擊武器平臺(tái)和系統(tǒng)相鏈接，對(duì)新型裝備作戰(zhàn)流程進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)決策向打擊武器系統(tǒng)的延伸，從而促進(jìn)“偵、控、打、評(píng)”回路的產(chǎn)生，是新型裝備體系作戰(zhàn)能力生成的重要基礎(chǔ)和紐帶。

6)網(wǎng)電對(duì)抗系統(tǒng) 與信息對(duì)抗系統(tǒng)功能相似，本質(zhì)上都是為了獲取信息優(yōu)勢(shì)而進(jìn)行的主動(dòng)或被動(dòng)的對(duì)抗行動(dòng)。

7)綜合保障信息系統(tǒng) 包括支持新型裝備作戰(zhàn)所需的氣象(如天氣、溫度、濕度)、空間環(huán)境(真空環(huán)境、中性粒子環(huán)境、等離子體環(huán)境、輻射環(huán)境、微流星體/軌道碎片環(huán)境)、測(cè)繪(如地貌、海拔、大地坐標(biāo)測(cè)量)、作戰(zhàn)保障、裝備保障、后勤保障等信息的獲取、處理，以及指揮信息系統(tǒng)中各種信息的管理和維護(hù)等方面。

2 基于反向分析方法的軍事需求論證框架

基于反向分析方法的指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證的基本思想是［6］:一是著眼體系作戰(zhàn)效果，影響對(duì)手作戰(zhàn)體系達(dá)到其所希望的狀態(tài);二是從戰(zhàn)略目標(biāo)、體系作戰(zhàn)效果和對(duì)手的可能行動(dòng)方案出發(fā)，反推指揮信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)運(yùn)用方式和作戰(zhàn)行動(dòng)集，提出指揮信息系統(tǒng)的體系能力指標(biāo)(Measure of Capability for SoS，MoCSoS)、系統(tǒng)能力指標(biāo)(Measure of Capability for System，MoCS)和關(guān)鍵性能指標(biāo)(Key Performance Parameters，KPP);三是采用多方案分析(Analysis of Alternatives，AoA)方法，對(duì)指揮信息系統(tǒng)需求備選方案進(jìn)行評(píng)估、優(yōu)化;四是形成“體系作戰(zhàn)效果—作戰(zhàn)運(yùn)用方式—關(guān)鍵能力需求—需求方案決策優(yōu)化”的軍事需求映射機(jī)制，實(shí)現(xiàn)軍事作戰(zhàn)需求向武器裝備發(fā)展要求與作戰(zhàn)使用的前瞻性映射。

基于反向分析方法的新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證過(guò)程如圖2所示。

圖2 基于反向分析方法的指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證過(guò)程

體系結(jié)構(gòu)是影響新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)有效運(yùn)行，并體現(xiàn)新型裝備作戰(zhàn)效能的必要條件，其可以從全局和根本上理解指揮信息系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律，為新型裝備作戰(zhàn)過(guò)程研究、指揮信息系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)和設(shè)備研制提供理論支持［7］。國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架(Department of Defense Architecture Framework，DoDAF)是一種由美國(guó)國(guó)防部開發(fā)、描述規(guī)范化體系結(jié)構(gòu)的方法，其定義的體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)品構(gòu)成了體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本語(yǔ)法規(guī)則，是設(shè)計(jì)或開發(fā)體系結(jié)構(gòu)的指南［8］。目前，體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)從理論研究階段過(guò)渡到了實(shí)際應(yīng)用階段，實(shí)踐證明，體系結(jié)構(gòu)對(duì)提高系統(tǒng)效能，實(shí)現(xiàn)一體化指揮信息系統(tǒng)有較強(qiáng)的支持作用［9］。

結(jié)合現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)框架中的多視圖理論方法，借鑒DoDAF 2.0的多視圖描述框架，依據(jù)新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)建設(shè)軍事需求論證需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題，本文從戰(zhàn)略需求、作戰(zhàn)任務(wù)需求、作戰(zhàn)能力需求、系統(tǒng)與服務(wù)需求、技術(shù)需求5個(gè)角度出發(fā)，構(gòu)建新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證框架(如圖3所示)，并利用使命任務(wù)視圖(Mission Viewpoit，MV)、作戰(zhàn)視圖(Operational Viewpoint，OV)、能力視圖(Capability Viewpoint，CV)、系統(tǒng)與服務(wù)視圖(Systems and Services Viewpoint，SV)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)視圖(Technical Standards Viewpoint，TV)對(duì)這5個(gè)層次的需求進(jìn)行描述。從需求工程的角度，使命任務(wù)視圖(MV)和作戰(zhàn)視圖(OV)屬于問(wèn)題域，系統(tǒng)與服務(wù)視圖(SV)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)視圖(TV)屬于解域，而能力視圖(CV)則是鏈接問(wèn)題域、解域之間的橋梁和紐帶。

3 軍事需求論證反向分析方法的內(nèi)容和流程設(shè)計(jì)

新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證，可根據(jù)體系結(jié)構(gòu)描述的多視圖模型、面向服務(wù)的架構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)和基于Web服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)使命任務(wù)視圖(MV)、作戰(zhàn)視圖(OV)、能力視圖(CV)、系統(tǒng)與服務(wù)視圖(SV)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)視圖(TV)，依照從需求到系統(tǒng)與服務(wù)的思路，對(duì)涉及的作戰(zhàn)想定空間、使命任務(wù)和作戰(zhàn)運(yùn)用方式、作戰(zhàn)能力、多方案分析與評(píng)估、系統(tǒng)與服務(wù)模塊等進(jìn)行描述、分析與設(shè)計(jì)。新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證的反向分析總體框架如圖4所示。

3.1 戰(zhàn)略目標(biāo)和體系作戰(zhàn)效果設(shè)計(jì)

對(duì)于與新型裝備作戰(zhàn)相關(guān)的戰(zhàn)略目標(biāo)及威脅，每個(gè)威脅對(duì)應(yīng)一個(gè)“點(diǎn)”想定，所有可能的想定即構(gòu)成想定空間(Scenario Space)。作戰(zhàn)想定(戰(zhàn)役級(jí))主要包括作戰(zhàn)意圖、使命任務(wù)、作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)、打擊目標(biāo)的特性參數(shù)和作戰(zhàn)行動(dòng)階段，其關(guān)鍵因素為政治和軍事背景、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)、打擊目標(biāo)特性、反應(yīng)及時(shí)性、作戰(zhàn)環(huán)境、毀傷效果等。作戰(zhàn)想定空間為新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證分析提供了基本背景，在軍事需求論證中扮演了戰(zhàn)略需求的角色。

下面以某新型裝備為例進(jìn)行說(shuō)明。該型裝備在自主飛行過(guò)程中，地(空)基探測(cè)雷達(dá)、偵察衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)打擊目標(biāo)和該型裝備實(shí)施跟蹤監(jiān)視，并對(duì)預(yù)定作戰(zhàn)區(qū)域進(jìn)行精細(xì)搜索，對(duì)該型裝備毀傷效果進(jìn)行評(píng)估［10］，進(jìn)而分析此次作戰(zhàn)行動(dòng)的直接影響、效果影響、連鎖影響、跨層次效果影響、效果聚集影響和無(wú)意附帶影響，評(píng)估此次行動(dòng)的體系作戰(zhàn)效果。

戰(zhàn)略目標(biāo)可運(yùn)用“使命任務(wù)視圖”(MV)來(lái)描述。其體系毀傷效果可運(yùn)用作戰(zhàn)視圖(OV)中的高層作戰(zhàn)概念圖(OV-1)、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接描述模型(OV-2)等來(lái)具體描述。

圖4 新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證的反向分析總體框架

3.2 使命任務(wù)和作戰(zhàn)運(yùn)用方式設(shè)計(jì)

為確定新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力需求，需結(jié)合作戰(zhàn)想定和完成使命的作戰(zhàn)概念(Concept of Operations，CONOPs)對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行分解，得到新型裝備作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程(Course of Action，COA)，從而進(jìn)一步確定新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)任務(wù)需求。即在資源、邏輯關(guān)系等約束條件下，可采用層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(Hierarchical Task Network，HTN)方法將使命逐步分層分解，形成一個(gè)有序作戰(zhàn)任務(wù)網(wǎng)(樹)。

新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)的使命任務(wù)和作戰(zhàn)運(yùn)用方式可運(yùn)用作戰(zhàn)信息交換矩陣(OV-3)、組織關(guān)系圖(OV-4)、作戰(zhàn)活動(dòng)分解樹(OV-5a)、作戰(zhàn)活動(dòng)模型(OV-5b)、作戰(zhàn)規(guī)則描述(OV-6a)、作戰(zhàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述(OV-6b)、作戰(zhàn)事件跟蹤描述(OV-6c)、邏輯數(shù)據(jù)模型(OV-7)等作戰(zhàn)視圖模型來(lái)具體描述，主要描述需要執(zhí)行的使命任務(wù)的環(huán)境、條件、目標(biāo)、目的、意義等基本情況。

以某型裝備作戰(zhàn)為例進(jìn)行說(shuō)明，建立包括預(yù)警探測(cè)、目標(biāo)信息獲取、指揮控制、實(shí)施目標(biāo)打擊、毀傷評(píng)估在內(nèi)的該型裝備作戰(zhàn)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)樹模型(OV-5)［10-11］，如圖5所示。

3.3 關(guān)鍵能力需求設(shè)計(jì)

作戰(zhàn)能力是裝備在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)所需的“本領(lǐng)”或應(yīng)具有的潛力。作戰(zhàn)能力需求包括體系能力指標(biāo)、系統(tǒng)能力指標(biāo)、關(guān)鍵性能指標(biāo)3種，從體系能力指標(biāo)(MoCSoS)到系統(tǒng)能力指標(biāo)(MoCS)再到關(guān)鍵性能指標(biāo)(KMoP)的定性映射必須以想定目標(biāo)及使命、作戰(zhàn)階段及分層作戰(zhàn)任務(wù)體系為根本背景，即每一個(gè)任務(wù)執(zhí)行中都體現(xiàn)著相應(yīng)的能力。

結(jié)合新型裝備作戰(zhàn)對(duì)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、信息傳遞、輔助決策、定位定向、精確制導(dǎo)、毀傷評(píng)估等方面的信息需求，其指揮信息系統(tǒng)的關(guān)鍵能力可從信息獲取能力、信息處理能力、信息存儲(chǔ)能力、信息傳輸能力、信息分發(fā)管理能力、導(dǎo)航定位能力、網(wǎng)電作戰(zhàn)能力、信息保障能力8個(gè)方面進(jìn)行表達(dá)，這些能力是指揮信息系統(tǒng)形成決策優(yōu)勢(shì)能力不可或缺的因素［4］。作戰(zhàn)能力需求可運(yùn)用能力視圖(CV)來(lái)描述，具體包括作戰(zhàn)能力分類模型(CV-1)、作戰(zhàn)能力關(guān)系模型(CV-2)、作戰(zhàn)活動(dòng)與作戰(zhàn)能力的映射(CV-6)、作戰(zhàn)能力到服務(wù)的映射(CV-7)等。

3.4 裝備需求分析設(shè)計(jì)

系統(tǒng)(裝備)需求是解決關(guān)鍵能力要求的裝備或/和非裝備方案(或構(gòu)想)，可用系統(tǒng)與服務(wù)視圖(SV)來(lái)描述。新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)需求選項(xiàng)本身可以是非裝備、裝備或兩者的混合。選項(xiàng)的生成實(shí)質(zhì)上是一個(gè)“設(shè)計(jì)→優(yōu)化”過(guò)程，即以關(guān)鍵能力需求為依據(jù)，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)和服務(wù)的“積木式”組裝來(lái)設(shè)計(jì)指揮信息系統(tǒng)需求選項(xiàng)，并使需求選項(xiàng)具有可快速組合、互相補(bǔ)充的特點(diǎn)，增強(qiáng)指揮信息系統(tǒng)的向前和向后兼容性、互操作性、可共享性等，保證指揮信息系統(tǒng)建設(shè)的開放性、連續(xù)性和一致性。

圖5 某新型裝備作戰(zhàn)活動(dòng)的節(jié)點(diǎn)樹模型

新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)需求選項(xiàng)可運(yùn)用服務(wù)背景描述(SV-1)、服務(wù)—服務(wù)矩陣(SV-3b)、服務(wù)功能描述(SV-4)、作戰(zhàn)活動(dòng)—服務(wù)追溯矩陣(SV-5)、服務(wù)性能描述(SV-7)、服務(wù)規(guī)則模型(SV-10a)等系統(tǒng)與服務(wù)視圖模型來(lái)具體描述。本文研究的基本服務(wù)模塊主要是針對(duì)指揮信息系統(tǒng)需求構(gòu)想或方案，目的是確定由系統(tǒng)能力指標(biāo)(MoCS)到關(guān)鍵性能指標(biāo)(KMoP)的定性映射關(guān)系。

3.5 裝備需求方案決策優(yōu)化設(shè)計(jì)

新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)需求構(gòu)想或方案確定的過(guò)程實(shí)際上是對(duì)提交的各個(gè)需求選項(xiàng)在總體上以效能、費(fèi)用、效費(fèi)比、風(fēng)險(xiǎn)等為指標(biāo)進(jìn)行綜合備選方案決策優(yōu)化的過(guò)程。指揮信息系統(tǒng)需求備選方案的評(píng)估，是基于多方案分析與評(píng)估方法，將效能、費(fèi)用、生存性、作戰(zhàn)適用性、風(fēng)險(xiǎn)等因素(如效能魯棒性、效費(fèi)比最大、費(fèi)用最小、風(fēng)險(xiǎn)最小等)作為評(píng)估方案優(yōu)劣的目標(biāo)或約束條件，建立相應(yīng)的決策模型和智能求解優(yōu)化算法，評(píng)估選擇滿足多目標(biāo)、多約束條件的指揮信息系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)確定方案，確定由系統(tǒng)能力指標(biāo)(MoCS)到關(guān)鍵性能指標(biāo)(KMoP)的定量映射關(guān)系。

4 結(jié)束語(yǔ)

軍事需求論證是指揮信息系統(tǒng)建設(shè)研究的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題?；谛Ч鲬?zhàn)是計(jì)劃、執(zhí)行、評(píng)估和調(diào)整作戰(zhàn)以達(dá)到國(guó)家安全目標(biāo)所要求效果的方法、途徑或思考方式。新型作戰(zhàn)力量裝備建設(shè)和戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變，促使體系毀傷效果成為軍事系統(tǒng)構(gòu)建的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。本文基于DoDAF 2.0對(duì)新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證框架進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，明確了新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)建設(shè)中戰(zhàn)略需求、作戰(zhàn)任務(wù)需求、作戰(zhàn)能力需求、系統(tǒng)與服務(wù)需求、技術(shù)需求之間的相互關(guān)系，對(duì)新型作戰(zhàn)力量指揮信息系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)和工程建設(shè)具有一定的價(jià)值，對(duì)于開展其他復(fù)雜系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)研究也具有借鑒意義。

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