申良強，蔣秀波，宋早迪，崔志強，趙秋月

（北方自動控制技術研究所，太原 030006）

單兵信息系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)技術研究

申良強，蔣秀波，宋早迪，崔志強，趙秋月

（北方自動控制技術研究所，太原 030006）

協(xié)同作戰(zhàn)是提高體系作戰(zhàn)能力，發(fā)揮整體作戰(zhàn)效能的關鍵，針對單兵班組在未來信息化條件下單兵作戰(zhàn)單元協(xié)同作戰(zhàn)的協(xié)同模式、協(xié)同流程、協(xié)同策略，協(xié)同指揮、協(xié)同作戰(zhàn)效能評估等方面進行闡釋，對未來單兵信息系統(tǒng)班組協(xié)同作戰(zhàn)技術研究具有一定的指導意義。

單兵班組，協(xié)同模式，協(xié)同流程，協(xié)同策略，協(xié)同指揮，效能評估

0 引言

隨著軍民技術的相互轉化與滲透，新技術的不斷應用，單兵信息系統(tǒng)的信息化水平逐步提高，設備、信息傳輸和指揮控制等能力得到大幅提升［1-3］。單兵班組作戰(zhàn)單元通過單兵設備和軟件系統(tǒng)，能夠加入武器協(xié)同鏈、接入衛(wèi)星通信網(wǎng)、使用北斗通信、接入無人機通信中繼網(wǎng)和超短波通信網(wǎng)，能夠通過衛(wèi)星、分布式武器平臺、無人平臺等獲取所需情報，通過使用先進的信息化偵察裝備、多種傳輸手段、靈活多樣的引導方法，及時引導各種火力對敵要害目標實施精確打擊，實現(xiàn)對敵目標的特種偵察、精確瞄準、目標引導、遠程圖像傳輸、高效打擊等功能。能夠將單兵偵察信息共享給分布式武器平臺、無人平臺網(wǎng)等，同時通過信息的接入和運用，提高生存能力、打擊能力、信息共享能力，即依托網(wǎng)絡化運用實現(xiàn)單兵班組作戰(zhàn)單元之間的相互配合，傳輸強實時、高精度的戰(zhàn)場信息，形成全方位、多視角的統(tǒng)一的態(tài)勢圖，實現(xiàn)從“信息系統(tǒng)集成”向“作戰(zhàn)要素集成”的轉型。單個單兵作戰(zhàn)單元將不再是一個孤單的人，而是所在班組甚至整個信息網(wǎng)中的一個信息節(jié)點［4］，節(jié)點之間通過協(xié)同偵查、精確定位、復合跟蹤等快速實現(xiàn)對目標的抵近偵查、特種作戰(zhàn)、精確引導與集火打擊等來提高打擊效能和精度，擴大作戰(zhàn)面積和快速完成既定特殊任務，未來單兵信息系統(tǒng)作戰(zhàn)體系如下頁圖1所示，針對未來單兵信息系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)主要從以下幾個方面展開研究。

1 協(xié)同對象

單兵信息系統(tǒng)作戰(zhàn)協(xié)同對象是指班組內(nèi)單兵之間、班組與班組間、班組單兵與伴隨無人作戰(zhàn)平臺、班組單兵與分布式武器平臺、班組單兵與其他軍種武器作戰(zhàn)平臺等之間的協(xié)同作戰(zhàn)，關系圖如圖2所示。

圖2 未來士兵系統(tǒng)的協(xié)同對象關系圖

2 協(xié)同模式及流程

以往的戰(zhàn)爭大部分都是計劃協(xié)同，是指依據(jù)預先制定的協(xié)同計劃和臨時的協(xié)同命令組織實施的協(xié)同作戰(zhàn)。但是在當今信息化條件下，信息網(wǎng)絡化技術與指揮信息系統(tǒng)的快速發(fā)展及其相互支撐，不斷牽引和推動協(xié)同作戰(zhàn)模式發(fā)展和創(chuàng)新，單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)的基本模式不僅包含計劃協(xié)同和命令協(xié)同，也延伸出了自主協(xié)同和伴隨協(xié)同。

2.1 自主協(xié)同

自主協(xié)同是指在基于全軍一體化信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)，不同要素力量在沒有協(xié)同計劃或協(xié)同命令時，通過態(tài)勢信息的共享與感知，依據(jù)上級預先明確的意圖和戰(zhàn)場情況，及時主動調(diào)節(jié)和控制自身行動或主動與相關作戰(zhàn)單元進行協(xié)同作戰(zhàn)的方式，比如包含協(xié)同偵查，火力請求與引導，超視距制導，協(xié)同打擊，協(xié)同保障等。

其中自主協(xié)同分為下放預授權和未下放預授權兩種，下放預授權指協(xié)同對象之間直接進行協(xié)同；未下放預授權指協(xié)同方請求協(xié)同時，必須經(jīng)過指揮員同意才有資格去請求被協(xié)同方來協(xié)同自己作戰(zhàn)，自主協(xié)同作戰(zhàn)的主要流程如圖3所示。

圖3 單兵班組自主協(xié)同流程圖

2.2 伴隨協(xié)同

伴隨協(xié)同，在此主要指為完成執(zhí)行任務，單兵操控伴隨的無人作戰(zhàn)平臺或編隊，按照規(guī)劃路線或者既定任務執(zhí)行偵查、引導、打擊等，來輔助完成任務，伴隨協(xié)同作戰(zhàn)的主要流程如圖4所示。

圖4 單兵班組伴隨協(xié)同流程圖

3 協(xié)同策略

協(xié)同作戰(zhàn)方法與作戰(zhàn)觀念、協(xié)同指揮機制、環(huán)境條件、指揮控制技術手段等方面密切相關，通常的協(xié)同作戰(zhàn)主要包括以下方法。

3.1 區(qū)分任務的協(xié)同方法

區(qū)分任務的協(xié)同方法，是指通過對作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)任務的合理分配和完成任務的程序安排，組織和實施協(xié)同作戰(zhàn)。作戰(zhàn)任務是擬制作戰(zhàn)計劃、組織協(xié)同的基本依據(jù)，圍繞任務確定協(xié)同內(nèi)容，不僅對各個作戰(zhàn)單元在各自活動空間的行動具有約束作用，而且也決定著各作戰(zhàn)單元在作戰(zhàn)中的地位以及它們之間的協(xié)同關系。

3.2 區(qū)分目標的協(xié)同方法

區(qū)分目標的協(xié)同方法，是指將作戰(zhàn)任務細化分解到所要打擊奪取的具體的目標上，并圍繞目標選擇作戰(zhàn)單元、明確協(xié)同事項，組織和實施協(xié)同作戰(zhàn)。全軍一體化信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)，作戰(zhàn)單元的主要行動通常圍繞作戰(zhàn)目標展開，按目標協(xié)同具有較強的靈活性，是當今戰(zhàn)場上的重要協(xié)同方法。

3.3 區(qū)分時間的協(xié)同方法

區(qū)分時間的協(xié)同方法，是指在作戰(zhàn)過程中，作戰(zhàn)單元按照下發(fā)行動的作戰(zhàn)時間，先后或同時進行兵力或火力行動，以時間為主線組織和實施兵力或火力上的協(xié)調(diào)，此協(xié)同方法是一種常見的基本的協(xié)同作戰(zhàn)方法。

3.4 區(qū)分空間的協(xié)同方法

區(qū)分空間的協(xié)同方法，是指通過對戰(zhàn)場空間的劃分，明確作戰(zhàn)單元在空間上的部署、行動，并按責任區(qū)域與空間范圍進行兵力和火力行動，組織和實施協(xié)同作戰(zhàn)。空間是作戰(zhàn)行動的舞臺，也是各種作戰(zhàn)單元釋放效能的場所，按區(qū)分空間組織協(xié)同也是一種重要的協(xié)同方法。

3.5 區(qū)分電磁頻率的協(xié)同方法

區(qū)分電磁頻率的協(xié)同方法，是指根據(jù)作戰(zhàn)任務、戰(zhàn)場電磁環(huán)境、電子系統(tǒng)及設備的性能等，區(qū)分電磁頻段以及使用的時機和方法，組織和實施協(xié)同。信息化條件下體系作戰(zhàn)，電磁環(huán)境復雜，電磁頻率協(xié)同是充分發(fā)揮信息火力融合效能的重要方法。

4 協(xié)同指揮

協(xié)同指揮是以獲取更好的指揮效能為目的，對各作戰(zhàn)單元進行優(yōu)化，便于更好地對作戰(zhàn)任務進行運籌決策、計劃組織、協(xié)調(diào)控制的協(xié)同有序的活動，整合整體作戰(zhàn)力量［3］。

未來單兵信息系統(tǒng)有更加靈活的指揮方式，除了指揮關系包含逐級指揮和越級指揮（扁平化指揮），特殊情況下還需要委托式指揮，見圖5所示，其中上級指揮中心包含多層指揮，其中的任何一層指揮中心都可以直接指揮班組單兵，更高級別的指揮中心優(yōu)先權更高。

圖5 未來士兵系統(tǒng)作戰(zhàn)指揮要素圖

5 協(xié)同消息協(xié)議

構建一體化協(xié)同通信網(wǎng)絡，協(xié)同消息協(xié)議格式遵循全軍戰(zhàn)術互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)鏈技術相關標準規(guī)范體制。選擇相關符合全軍通裝要求的通信設備，采用多種通信手段，組成多種通信網(wǎng)絡，滿足戰(zhàn)前協(xié)同、實時協(xié)同作戰(zhàn)指揮對話音、戰(zhàn)場情報、協(xié)同命令、定位導航、目標導引等信息傳輸?shù)膶崟r性要求。

協(xié)同消息協(xié)議規(guī)定了各班組內(nèi)各作戰(zhàn)單元之間，單兵與無人平臺、分布式武器平臺的協(xié)同數(shù)據(jù)通信要求，保證系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點的協(xié)同通信，包括信息類目、數(shù)據(jù)元素字典和消息協(xié)議標準。

5.1 消息協(xié)議標準

完整的協(xié)同消息包括：報頭+若干報文。

報頭的作用是幫助各平臺設備正確解釋和處理報文消息。報頭中包含的信息有發(fā)端地址、中繼標識、消息類型。

5.2 信息類目

信息類目可劃分為自主協(xié)同、伴隨協(xié)同等類型，分類表如表1所示。

表1 協(xié)同信息分類表

5.3 數(shù)據(jù)元素字典

數(shù)據(jù)元素字典定義了協(xié)同所有使用的數(shù)據(jù)元素及其功能實體，保證報文的標準化。數(shù)據(jù)元素字典主要描述數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)使用的標準數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括元素名稱、元素說明、位數(shù)、數(shù)據(jù)項含義、元素與消息字的關系等各項內(nèi)容。每個元素都有特定的含義和特殊的單位或取值。通過字段標識（DFI）、使用標識（DUI）、數(shù)據(jù)項（DI）表示。數(shù)據(jù)字典所含的數(shù)據(jù)元素組成如表2所示。

表2 數(shù)據(jù)元素組成表

6 協(xié)同數(shù)據(jù)平臺

數(shù)據(jù)平臺是在戰(zhàn)術數(shù)據(jù)平臺的基礎上，進行剪裁和移植改造。陸軍作戰(zhàn)部隊戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺包括數(shù)據(jù)庫應用軟件和數(shù)據(jù)模型。戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)庫應用軟件有：共享數(shù)據(jù)庫軟件和數(shù)據(jù)加載和回收工具軟件等。

戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)模型是在戰(zhàn)術數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)模型基礎上，研究單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)相關的作戰(zhàn)單元數(shù)據(jù)、武器裝備數(shù)據(jù)、戰(zhàn)果戰(zhàn)損數(shù)據(jù)、敵軍力量、告警專用、支撐模型等數(shù)據(jù)，單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺結構如圖6所示。

圖6 單兵班組戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺結構圖

7 協(xié)同作戰(zhàn)效能評估

毀傷效果評估，是為檢驗單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動效果，將綜合偵查、導引、火力運用的結果與對敵目標造成的毀傷程度及其他影響進行的評判和估計。

針對統(tǒng)一的作戰(zhàn)戰(zhàn)場態(tài)勢環(huán)境，從目標信息、彈種信息、毀傷模型和驗證數(shù)據(jù)等方面，論證單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動效果評估的需求，將目標的毀傷效果評估有機地區(qū)分為物理損傷評估、功能損傷評估和目標系統(tǒng)評估，全方位地從不同側面評估目標的毀傷情況。

7.1 確定目標毀傷等級劃分

目標毀傷等級是指目標的功能損傷級別。確定目標的毀傷等級和判定標準是單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動毀傷效果評估的根本?？茖W劃分目標的毀傷等級是單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動毀傷效果評估的基礎，目標毀傷等級劃分的科學與否，直接影響到對目標毀傷效果的判定。如果等級劃分過多，不便于對目標毀傷的判定和計算，如果劃分較少，又很難明確其具體的戰(zhàn)術意義。

目標毀傷等級劃分要以具有戰(zhàn)術意義，簡明實用，便于判定，便于我軍單兵班組建立統(tǒng)一的目標毀傷等級標準為依據(jù)，在確定毀傷等級要求將目標的毀傷等級分為5種等級。即無毀傷、輕度毀傷、中度毀傷、嚴重毀傷和完全毀傷。

7.2 目標毀傷效果評估

①物理損傷評估。物理損傷主要反映的是對目標實體的殺傷破壞程度，因此，物理損傷評估應以觀察到的或仿真模擬的損害結果為基礎，通過物理損傷評估，準確把握對目標破壞或損害的程度。②功能損傷評估。其實質是評估打擊目標的內(nèi)在特性和功能是否已經(jīng)喪失或降低到了一定的期望程度。

③目標系統(tǒng)評估。是指火力打擊后的目標系統(tǒng)的整體機能產(chǎn)生的效果進行的評價和估計。一個目標系統(tǒng)是由若干個內(nèi)在聯(lián)系的目標組成的，是一個有機的整體，當遭到火力打擊后，其整體功能可能遭到破壞，進而導致行為上的改變或功能的喪失。目標系統(tǒng)評估正是針對那些系統(tǒng)目標而言的，因此，對目標系統(tǒng)評估時，應在對目標的物理評估和功能評估的基礎上，綜合全面因素對目標系統(tǒng)的功能效果做出客觀的評判［5］。

8 結論

單兵信息系統(tǒng)已經(jīng)越來越成為一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的一個重要環(huán)節(jié)，一名士兵不再是一個由簡單的作戰(zhàn)人員和武器組合成的作戰(zhàn)單元，它將是擁有獨立作戰(zhàn)能力的單兵作戰(zhàn)信息系統(tǒng)，單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)可以實現(xiàn)空間分散、效能聚合，充分縮短作戰(zhàn)時間，提高作戰(zhàn)效率，有效避免資源浪費，提升整體存活率，快速完成作戰(zhàn)任務，為此研究單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)，使其具有更高的戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力和網(wǎng)絡化作戰(zhàn)能力具有重要意義。

［1］肖冰松，方洋旺，許蘊山，等.航空武器系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)樣式及關鍵技術［J］.火力與指揮控制，2010，35（4）：5-8.

［2］李健.淺議武器協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)［J］.現(xiàn)代導航，2012，12（1）：77-80.

［3］王嚴輝，李加祥.編隊一體化協(xié)作指揮決策概念構建［J］.指揮控制與仿真，2012，34（4）：18-19.

［4］汪長傳，譚學平.地面戰(zhàn)場的終結者——未來單兵系統(tǒng)［J］.國防科技，2005，28（3）：39-41.

［5］李占武，王飛，袁宏偉.基于功能損傷的復雜電磁環(huán)境下炮兵目標毀傷評估 ［J］.艦船電子工程，2009，29（3）：166-168.

Research on Cooperative Operation Technology of Ihe Individual Information System

SHEN Liang-qiang，JIANG Xiu-bo，SONG Zao-di，CUI Zhi-qiang，ZHAO Qiu-yue
（North Automatic Control Technology Institute，Taiyuan 030006，China）

Cooperative operation is the key to enhance the operational capability of the system and to play the overall combat effectiveness.This text expatiates cooperative model，collaborative processes，collaborative strategy，Collaborative command and effectiveness evaluation of individual combat unit’s cooperative operation under the condition of information in the future.It has certain guiding significance for the research on cooperative operation technology of the individual information system in the future.

cooperative operation，individual team，cooperative model，collaborative processes，collaborative strategy，collaborative command，effectiveness evaluation

E835

A

10.3969/j.issn.1002-0640.2017.08.038

1002-0640（2017）08-0169-04

2016-06-20

2016-10-14

申良強（1982- ），男，山東臨朐人，碩士。研究方向：指揮控制，火指控一體化，單兵信息系統(tǒng)。