李進軍 申戰(zhàn)勝

(海軍大連艦艇學院，遼寧 大連116018)

1 引言

水面艦艇是海軍遂行聯(lián)合登島作戰(zhàn)、封鎖作戰(zhàn)、聯(lián)合火力打擊等作戰(zhàn)任務中的主戰(zhàn)兵力，可以遂行對海突擊、對陸攻擊和防空作戰(zhàn)等多種作戰(zhàn)任務。在未來基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)中，水面艦艇平臺之間通信和信息交互范圍不斷增大、能力大幅增強，艦艇所組成的編隊隊形配置將更為疏散。同時，隨著各類艦載武器射程不斷增大、精度不斷提高，艦載武器的作戰(zhàn)運用也必將更加靈活，傳統(tǒng)以平臺為中心的作戰(zhàn)理念和組織方式已經難以滿足體系對抗的需求。在未來作戰(zhàn)過程中，水面艦艇的作戰(zhàn)使用必將打破嚴格依照任務區(qū)分組成編隊或戰(zhàn)術群的傳統(tǒng)模式，而是通過充分發(fā)揮信息系統(tǒng)的支撐保障作用，圍繞作戰(zhàn)任務要求，以作戰(zhàn)能力為中心，實現(xiàn)作戰(zhàn)組織過程的整體籌劃和組織［1］。本文針對未來信息化海戰(zhàn)的特點和需求，對基于信息系統(tǒng)的水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)相關問題進行初步的研究和探討。

2 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)基本框架

2.1 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)基本思想

水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)是指分散配置在一定范圍內的水面艦艇作戰(zhàn)平臺，在信息系統(tǒng)的支撐下，圍繞統(tǒng)一的任務要求，根據(jù)整體統(tǒng)籌和協(xié)調命令，對指定的目標協(xié)同打擊作戰(zhàn)。分布式協(xié)同作戰(zhàn)并非新概念，而是武器裝備和信息技術的發(fā)展對平臺和武器作戰(zhàn)運用提出的客觀要求。根據(jù)信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)的需求和特點，美海軍率先提出了“網絡中心戰(zhàn)”“協(xié)同作戰(zhàn)能力”和“網絡中心作戰(zhàn)”等相關理論，其實質是利用信息網絡對分散配置的作戰(zhàn)單元實施一體化的指揮控制，實現(xiàn)充分利用各類傳感器信息實現(xiàn)火力的靈活指揮和運用［2］。水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)的基本思想正是以作戰(zhàn)任務為需求，以提高打擊能力為目標進行指揮控制，在信息系統(tǒng)支撐下，圍繞綜合戰(zhàn)場態(tài)勢，通過統(tǒng)籌規(guī)劃，實現(xiàn)對火力資源和信息資源的協(xié)調分配與綜合利用，從而充分發(fā)揮每個作戰(zhàn)單元的優(yōu)勢，實現(xiàn)整體作戰(zhàn)效能的提高，以滿足未來基于信息系統(tǒng)的體系對抗要求。

2.2 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)能力構成要素

為實現(xiàn)水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)能力，必須在傳統(tǒng)水面艦艇作戰(zhàn)能力構成要素基礎上，針對分布式協(xié)同作戰(zhàn)的要求，進行必要的升級和改造。圍繞以作戰(zhàn)任務為中心作戰(zhàn)運用方式的要求，對水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)能力構成要素分析如下。

(1)實時提供作戰(zhàn)空間綜合戰(zhàn)場態(tài)勢的信息系統(tǒng)。實時感知作戰(zhàn)任務空間整體戰(zhàn)場態(tài)勢是水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)能力形成的基礎。為實現(xiàn)水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)，戰(zhàn)場一體化信息系統(tǒng)必須具備強大的信息獲取、融合和處理能力，為作戰(zhàn)空間內的水面艦艇兵力提供實時準確的作戰(zhàn)空間整體戰(zhàn)場態(tài)勢信息，包括目標信息、環(huán)境信息和己方作戰(zhàn)平臺及武器裝備各種狀態(tài)信息等，為實現(xiàn)作戰(zhàn)空間內火力資源和信息資源的整體籌劃和綜合利用提供基本依據(jù)。

(2)科學智能決策的任務規(guī)劃系統(tǒng)。水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)任務規(guī)劃系統(tǒng)的主要作用是在計算機技術和各類作戰(zhàn)輔助決策軟件支持下，完成戰(zhàn)場綜合態(tài)勢分析，在考慮作戰(zhàn)任務構成要素要求的基礎上，確定作戰(zhàn)空間分布的艦艇平臺之間協(xié)調一致共同執(zhí)行任務的約束關系，并根據(jù)作戰(zhàn)任務規(guī)劃指標，在跨平臺信息融合的基礎上，為各個作戰(zhàn)平臺和火力單元進行任務協(xié)同調度與分配，并確定火力單元作戰(zhàn)所需信息通道組織方案。

(3)開放式信息化火力單元。各種艦載火力單元是水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)的實施終端，為適應分布式協(xié)同作戰(zhàn)的要求，艦載火力單元需要進行相應的改造，進一步提高信息化水平。一是應具備開放式的數(shù)據(jù)接口，火力單元不局限于武器系統(tǒng)自身配套的觀測跟蹤器材提供目標數(shù)據(jù)支持，可以通過數(shù)據(jù)接口接收各級數(shù)據(jù)源發(fā)送的火控級目標數(shù)據(jù)完成火控解算;二是應具備開放式指揮控制方式，可以根據(jù)不同作戰(zhàn)方式設定武器的指揮權限，實現(xiàn)火力單元指揮控制方式的多樣化，從而有效提高指揮控制效率。

(4)高速可靠的通信網絡和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在分布式協(xié)同作戰(zhàn)過程中，協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)內各平臺信息交換、種類繁多，包括各類戰(zhàn)場態(tài)勢信息、作戰(zhàn)指揮信息、協(xié)同信息、武器共用信息、戰(zhàn)勤保障信息、航海保障信息、自由文電信息等。為保證分布式協(xié)同作戰(zhàn)的順利實施，必須依照作戰(zhàn)行動對各類信息使用權限、時限和精度的要求，科學完成數(shù)據(jù)的管理、分發(fā)和傳輸，保證任務規(guī)劃方案和各種作戰(zhàn)行動的順利實施。

圖1 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)體系構架示意圖

2.3 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)體系框架

水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)是以高速可靠的信息共享和信息交互網絡為基礎，在戰(zhàn)場綜合信息系統(tǒng)的支持下，依據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢和作戰(zhàn)任務要求，實現(xiàn)分布的信息和火力資源的科學運用，從而達成最佳的作戰(zhàn)效果，依據(jù)水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)基本思想，構建水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)體系框架如圖1 所示。

水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)體系構架以綜合信息系統(tǒng)為基礎，以協(xié)同作戰(zhàn)任務規(guī)劃系統(tǒng)為核心，綜合偵察衛(wèi)星、岸基雷達、技偵、預警、引導通報以及各艦艇艦載傳感探測設備的探測信息形成局部戰(zhàn)場統(tǒng)一態(tài)勢，圍繞作戰(zhàn)任務和武器作戰(zhàn)使用的要求，優(yōu)化分配傳感器、武器及數(shù)據(jù)通信等資源，形成科學合理的指揮控制協(xié)同命令，協(xié)調分散配置的水面艦艇兵力協(xié)同高效完成作戰(zhàn)任務。

3 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)模式及指揮方式

3.1 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)基本模式

依據(jù)水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)基本框架，在通信網絡和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的支持下，分布式配置的艦艇平臺之間實現(xiàn)可靠的互聯(lián)互通，并為各作戰(zhàn)單元提供互操作能力，從而可以將各種作戰(zhàn)資源構成有機整體，根據(jù)作戰(zhàn)任務進行柔性重組，實時、靈活地調度傳感器和火力資源，在最短時間內形成最佳的系統(tǒng)結構［3］。在分布式協(xié)同作戰(zhàn)體系框架下，作戰(zhàn)模式也更加靈活多樣。

(1)精確目指提示交戰(zhàn)模式。精確目指提示交戰(zhàn)是指艦載武器系統(tǒng)在綜合信息系統(tǒng)的支持下，為各艦艇艦載武器跟蹤傳感器提供精確目標指示，使其能在較遠的距離快速捕獲目標，從而擴大傳感器捕獲范圍，增加預警時間，提高武器系統(tǒng)反應速度。

(2)跨平臺傳感器火力單元協(xié)同共用交戰(zhàn)模式?？缙脚_傳感器火力單元協(xié)同共用是指根據(jù)作戰(zhàn)平臺位置狀態(tài)信息與目標的分布情況，根據(jù)協(xié)同作戰(zhàn)任務規(guī)劃結果，優(yōu)選對指定目標觀測跟蹤效果較好的火控觀測設備為處于其他作戰(zhàn)平臺的火力單元提供目標、環(huán)境和偏差量等火控級數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)跨平臺的傳感器和火力單元協(xié)同共用。在分布式協(xié)同作戰(zhàn)條件下，本平臺的觀測跟蹤器材可以為其他平臺的火力單元提供目標數(shù)據(jù)，本平臺的火力單元也可以通過接收其他平臺火控觀測跟蹤設備所傳輸?shù)膮?shù)完成作戰(zhàn)，從而有效提高了武器裝備的使用效率，特別是在激烈對抗條件下持續(xù)作戰(zhàn)的冗余性。

(3)多平臺利用傳感器網絡火控數(shù)據(jù)協(xié)同作戰(zhàn)。分布式協(xié)同作戰(zhàn)信息系統(tǒng)依照艦載武器作戰(zhàn)需要，提供高速率火控質量目標數(shù)據(jù)、制導、偏差量觀測等信息，各作戰(zhàn)平臺的火力單元可以通過所在平臺的協(xié)同作戰(zhàn)接口獲取所需數(shù)據(jù)，完成對預定目標的火力運用和射擊校正。該作戰(zhàn)模式下，分散配置的水面艦艇信息資源和火力資源可以在協(xié)同作戰(zhàn)任務規(guī)劃系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和調度下，實現(xiàn)整體作戰(zhàn)效能的提升。

3.2 水面艦艇分布式作戰(zhàn)指揮方式

水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)體系框架實現(xiàn)了分散配置的信息資源和火力資源的融合，各平臺可以通過分享協(xié)同作戰(zhàn)框架內的傳感器、決策和交戰(zhàn)數(shù)據(jù)，從而達成充分發(fā)揮系統(tǒng)作戰(zhàn)效率和武器裝備性能的目的。在分布式協(xié)同作戰(zhàn)框架內，作戰(zhàn)指揮方式也將發(fā)生相應的變化［4］。

(1)自主交戰(zhàn)指揮。在精確目指提示交戰(zhàn)模式下，水面艦艇作戰(zhàn)指揮采用自主交戰(zhàn)指揮方式。精確目指提示交戰(zhàn)模式僅通過信息共享和融合提高目標指示的精度和范圍，并未改變艦載武器系統(tǒng)和傳感器的指揮控制權限，水面艦艇通過本艦指控系統(tǒng)，完成對本艦信息資源和火力資源的控制與指揮。

(2)自主協(xié)同交戰(zhàn)指揮。根據(jù)協(xié)同作戰(zhàn)任務，通過水面艦艇本艦指控系統(tǒng)對分布式艦載傳感器和火力資源進行間接的控制，達到協(xié)同探測和協(xié)同交戰(zhàn)目的的一種指揮方式。分布式協(xié)同作戰(zhàn)指揮節(jié)點制定具體的協(xié)同探測和武器協(xié)同共用方案，包括協(xié)同探測區(qū)劃定、投入探測傳感器資源的類型和數(shù)量、頻段使用要求、各傳感器使用時機及規(guī)則、隊形及協(xié)同模式等。然后下發(fā)至各艦的本指，由各艦本指對方案進行分解并形成具體控制命令實施具體控制。

(3)分布式協(xié)同交戰(zhàn)指揮。由分布式協(xié)同作戰(zhàn)指揮節(jié)點直接對各平臺參加協(xié)同的傳感器和火力資源實施直接的指揮控制，各平臺對本艦參與作戰(zhàn)的傳感器和火力資源狀態(tài)實施監(jiān)控。該指揮方式下，分布式協(xié)同作戰(zhàn)指揮節(jié)點依據(jù)作戰(zhàn)任務和戰(zhàn)場統(tǒng)一態(tài)勢，完成態(tài)勢分析、威脅判斷，并形成分布式傳感器資源和火力資源使用的決策和任務分配，通過各艦分布式協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)向傳感器和火力資源下達相關指令，同時將控制狀態(tài)通知各平臺。

4 水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)實現(xiàn)關鍵技術需求

水面艦艇分布式協(xié)同作戰(zhàn)的實現(xiàn)是一項十分復雜的系統(tǒng)工程，包含水面艦艇作戰(zhàn)指揮關系和指揮流程改革、艦載軟硬火力單元與傳感器裝備改進、作戰(zhàn)指揮控制裝備及配套建設等諸多內容。依據(jù)分布式協(xié)同作戰(zhàn)框架和能力構成要素分析的結果，分布式協(xié)同作戰(zhàn)實現(xiàn)所需突破的關鍵技術主要牽涉到戰(zhàn)場信息綜合處理、分布式協(xié)同作戰(zhàn)任務規(guī)劃、數(shù)據(jù)通信、火力單元與傳感器單元技術改進等多個方面，對需要重點研究和改進的關鍵技術需求分析如下。

4.1 戰(zhàn)場信息綜合處理技術

重點解決分布式協(xié)同作戰(zhàn)過程中戰(zhàn)場統(tǒng)一態(tài)勢生成與態(tài)勢分析的需求，保證分布式協(xié)同作戰(zhàn)平臺對目標的跟蹤精度、信息處理質量、信息連續(xù)性和一致性的要求，其中需要解決的關鍵技術主要包括以下兩個方面。

(1)分布式協(xié)同作戰(zhàn)平臺戰(zhàn)場綜合態(tài)勢生成技術。主要解決不同平臺各類傳感器戰(zhàn)場態(tài)勢信息的綜合處理和統(tǒng)一態(tài)勢生成。具體包括分布式點跡數(shù)據(jù)處理與融合、時空校準、航跡關聯(lián)、誤差估計與修正等理論方法及工程模型。

(2)戰(zhàn)場綜合態(tài)勢分析與處理技術。主要解決分布式協(xié)同作戰(zhàn)對戰(zhàn)場綜合態(tài)勢的分析判斷和處理。主要包括目標復合跟蹤與識別、威脅等級判斷與排序、協(xié)同交戰(zhàn)態(tài)勢處理、實時交戰(zhàn)態(tài)勢監(jiān)控判斷等理論方法及工程模型。

4.2 協(xié)同作戰(zhàn)任務規(guī)劃技術

重點解決針對分布式協(xié)同作戰(zhàn)中依據(jù)平臺武器信息、目標信息、目標狀態(tài)和任務要求完成傳感器資源與火力資源的合理調度、組織、分配與協(xié)調控制，形成分布式協(xié)同作戰(zhàn)相關優(yōu)化決策和應用規(guī)劃所需要的相關規(guī)則、模型和方法等技術支撐。

(1)傳感器與火力單元應用規(guī)劃。主要解決分布式協(xié)同作戰(zhàn)的不同模式下，在不同時域對不同目標水面艦艇軟硬火力單元的分配使用以及各武器所需目標信息保障資源的組織與協(xié)調。包括協(xié)同作戰(zhàn)火力通道組織、多源復合跟蹤數(shù)據(jù)與火力單元適配選擇、武器協(xié)同共用、制導接力、火力交接等理論、方法、規(guī)則與模型。

(2)協(xié)同作戰(zhàn)探測組織管理規(guī)劃。主要解決分布式協(xié)同作戰(zhàn)中各平臺傳感器資源協(xié)同完成各類目標探測跟蹤的組織與管理。包括傳感器資源協(xié)同探測模式選擇、不同協(xié)同模式下空域時域的分配、跨平臺精確捕獲提示、跨平臺傳感器互引導等規(guī)則與模型。

(3)協(xié)同作戰(zhàn)決策優(yōu)化。主要解決基于效果的分布式協(xié)同作戰(zhàn)規(guī)劃優(yōu)化及交戰(zhàn)任務的分解和執(zhí)行。包括協(xié)同交戰(zhàn)效果評估、方案優(yōu)化、臨機交戰(zhàn)決策、跨平臺軟硬武器使用時序和時機優(yōu)選等規(guī)則與模型。

4.3 數(shù)據(jù)通信技術

重點結合分布式協(xié)同作戰(zhàn)需要，解決各作戰(zhàn)平臺節(jié)點之間數(shù)據(jù)分發(fā)、傳輸?shù)膶崟r性、可靠性和抗干擾性的要求。主要包括通信資源管理控制、動態(tài)網絡規(guī)劃與組網、動態(tài)時隙分配規(guī)劃、多鏈路管理、資源動態(tài)調整等數(shù)據(jù)通信技術，以保證情報級與火控級數(shù)據(jù)實時共享、傳感器單元協(xié)同控制、火力單元協(xié)同共用信息的實時傳輸和交換。

5 結束語

隨著武器裝備信息化程度的提高，在信息系統(tǒng)和網絡技術的支持下，未來水面艦艇使用方式和方法將更加靈活化和科學化。本文針對信息化條件下體系對抗的要求，對艦載武器分布式協(xié)同作戰(zhàn)基本框架和作戰(zhàn)指揮控制方式開展初步的研究，旨在為信息化條件下水面艦艇作戰(zhàn)基礎理論和艦載武器作戰(zhàn)使用相關領域研究人員提供參考和啟發(fā)。依據(jù)水面分布式協(xié)同作戰(zhàn)的基本思想和作戰(zhàn)模式，對不同模式下作戰(zhàn)組織流程及相關模型算法等具體問題，將另文進行研究和探討。

［1］ 李進軍，梁小平，王龍濤.基于信息系統(tǒng)的驅護艦編隊對岸作戰(zhàn)方式探討［J］.海軍大連艦艇學院學報，2013，36(2):4 -7.

［2］ 李進軍，王龍濤，郝紅芳.艦載武器分布式協(xié)同作戰(zhàn)問題初探［C］//海軍大連艦艇學院.第十一屆水面艦艇作戰(zhàn)理論研討會，2012.

［3］ 李進軍.基于武器協(xié)同共用的艦炮遠程打擊作戰(zhàn)研究［C］//瞿勤.多樣化軍事任務與軍事系統(tǒng)工程. 北京:海潮出版社，2009.

［4］ 鞠照群，張友華，侯琳.基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)指揮方式構想［J］.重慶通信學院學報，2011，30(5):54 -55.