丁大弸 汪永忠 韓圓

（中國(guó)核電工程有限公司 北京 100080）

核設(shè)施戰(zhàn)略地位特殊、要害目標(biāo)眾多、人員活動(dòng)密集，一旦遭破壞，將對(duì)我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、民生等方面造成不可承受的重大損失。近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)、人工智能、自主系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，無(wú)人機(jī)得到了迅猛發(fā)展，生產(chǎn)成本越來(lái)越低，運(yùn)用范圍越來(lái)越廣，對(duì)核設(shè)施等重要目標(biāo)帶來(lái)的襲擊、肇事、黑飛等空防安全威脅也越來(lái)越嚴(yán)重。因此，應(yīng)未雨綢繆，超前謀劃，加快提升核設(shè)施等重要目標(biāo)的反無(wú)人機(jī)能力，有效處置各類(lèi)突發(fā)情況，確保核設(shè)施空防安全。

核設(shè)施低空目標(biāo)防御指揮信息系統(tǒng)平臺(tái)軟件是一套集數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理、多源數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)策略制定與區(qū)域低空空域綜合態(tài)勢(shì)展示等功能于一體的應(yīng)用軟件。平臺(tái)軟件不僅能接入復(fù)雜、多樣的數(shù)據(jù)，還要保障數(shù)據(jù)的管理、處理、融合穩(wěn)定、可靠，又要兼顧業(yè)務(wù)策略制定與區(qū)域低空空域態(tài)勢(shì)展示的實(shí)時(shí)性，是一個(gè)綜合性強(qiáng)的、具有廣泛的應(yīng)用前景的軟件系統(tǒng)。平臺(tái)軟件從總體上可分為5 個(gè)功能模塊，即數(shù)據(jù)接入與記錄模塊、數(shù)據(jù)處理與融合模塊、整合數(shù)據(jù)與情報(bào)信息綜合處理模塊、業(yè)務(wù)判斷與上報(bào)模塊和區(qū)域低空空域綜合態(tài)勢(shì)展示模塊［1］。其總體軟件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 平臺(tái)軟件總體結(jié)構(gòu)圖

1 平臺(tái)軟件特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)采用開(kāi)放的系統(tǒng)架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中多種傳感器數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，易于擴(kuò)充、更改、添加傳感器設(shè)備，擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模。

（2）系統(tǒng)基于成熟的以太網(wǎng)LAN/WAN 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中各種設(shè)備的在線技術(shù)支持和故障診斷服務(wù)。

（3）系統(tǒng)具有本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。

（4）系統(tǒng)采用多種成熟的技術(shù)和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的貨架產(chǎn)品，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)24h×7全自動(dòng)無(wú)人值守運(yùn)行。

（5）系統(tǒng)具有異常情況報(bào)警及消息遠(yuǎn)程推送機(jī)制，能及時(shí)提醒相關(guān)操作人員適時(shí)介入，減少人力成本，提高系統(tǒng)效率。

2 核設(shè)施低空目標(biāo)防御指揮信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能架構(gòu)

核設(shè)施低空目標(biāo)防御指揮信息系統(tǒng)不但接收外圍設(shè)備或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)，還給外圍設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)送指令、引導(dǎo)數(shù)據(jù)或情報(bào)數(shù)據(jù)。指控系統(tǒng)的主要功能如下。

（1）系統(tǒng)接入并解析目標(biāo)探測(cè)設(shè)備和目標(biāo)跟蹤與識(shí)別設(shè)備的目標(biāo)信息，并對(duì)信息進(jìn)行預(yù)處理、多種傳感器數(shù)據(jù)的融合處理等和與監(jiān)管部門(mén)的情報(bào)信息進(jìn)行綜合處理。

（2）系統(tǒng)通過(guò)目標(biāo)信息判斷目標(biāo)的威脅等級(jí)，并把目標(biāo)航跡信息展示出來(lái)；另外，對(duì)威脅等級(jí)比較高的侵入目標(biāo)引導(dǎo)目標(biāo)跟蹤與識(shí)別設(shè)備做目標(biāo)跟蹤、識(shí)別和入侵取證處理，并把相關(guān)數(shù)據(jù)記錄到系統(tǒng)中。

（3）系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)的威脅等級(jí)不同、目標(biāo)類(lèi)型不同生成不同的處置預(yù)案，并把預(yù)案和目標(biāo)的實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)情報(bào)一并推送給有相關(guān)處置權(quán)限的監(jiān)控部門(mén)，由監(jiān)控部門(mén)控制處置“按鈕”決定對(duì)目標(biāo)是否進(jìn)行處置。

（4）系統(tǒng)通過(guò)GIS 技術(shù)，把探測(cè)到的目標(biāo)數(shù)據(jù)、處置數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)地展示給用戶(hù)。

針對(duì)低空目標(biāo)防御的技術(shù)要求，核設(shè)施核設(shè)施低空目標(biāo)防御指揮信息系統(tǒng)總體框架如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體框架圖

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 低空目標(biāo)威脅評(píng)估

威脅評(píng)估是判斷目標(biāo)對(duì)保護(hù)區(qū)域的威脅等級(jí)的過(guò)程，其采用的策略主要有如下幾點(diǎn)。

第一，通過(guò)距離來(lái)計(jì)算威脅等級(jí)，即目標(biāo)距離保護(hù)目標(biāo)越近其威脅等級(jí)就越高，這是一種最簡(jiǎn)單的威脅評(píng)估的策略。對(duì)于單一保護(hù)目標(biāo)而言，也是最簡(jiǎn)單實(shí)用的策略。

第二，通過(guò)業(yè)務(wù)區(qū)域，即把監(jiān)控區(qū)域根據(jù)用戶(hù)需要?jiǎng)澐植煌臉I(yè)務(wù)區(qū)域，例如，把監(jiān)控區(qū)域劃分為處置區(qū)域、警告區(qū)域、自由區(qū)域等，然后根據(jù)目標(biāo)的位置信息，判斷目標(biāo)處于哪個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)域，根據(jù)業(yè)務(wù)區(qū)域不同，賦予不同的威脅等。業(yè)務(wù)處理模塊支持用戶(hù)手動(dòng)畫(huà)圓、多邊形等形式設(shè)置業(yè)務(wù)區(qū)域。此手段適合應(yīng)用于在監(jiān)控區(qū)域存在多個(gè)保護(hù)目標(biāo)的業(yè)務(wù)需求。

第三，根據(jù)距離和業(yè)務(wù)區(qū)域綜合判斷，當(dāng)兩者有沖突時(shí)，以距離策略為準(zhǔn)［2］。

3.1.1 技術(shù)架構(gòu)

目標(biāo)威脅評(píng)估與上報(bào)模塊根據(jù)需要主要分以下幾個(gè)小模塊，即目標(biāo)數(shù)據(jù)接入、業(yè)務(wù)配置數(shù)據(jù)接入、目標(biāo)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸出3 個(gè)非功能模塊和威脅等級(jí)判定、跟蹤引導(dǎo)處理、處置申請(qǐng)上報(bào)、處置引導(dǎo)處理、告警處理5個(gè)功能模塊。其中，3 個(gè)非功能模塊主要是對(duì)數(shù)據(jù)的輸入和輸出處理；5 個(gè)功能模塊主要是根據(jù)用戶(hù)的業(yè)務(wù)策略和目標(biāo)數(shù)據(jù)評(píng)估目標(biāo)的威脅等級(jí)，并且根據(jù)威脅等級(jí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤（引導(dǎo)光電跟蹤）、生成告警（“驅(qū)動(dòng)”聲光報(bào)警）和對(duì)目標(biāo)進(jìn)行必要的處置處理（處置申請(qǐng)上報(bào)、處置引導(dǎo)等）［3］。目標(biāo)威脅評(píng)估模塊的技術(shù)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 目標(biāo)威脅評(píng)估模塊技術(shù)架構(gòu)

3.1.2 實(shí)現(xiàn)代碼

3.2 綜合態(tài)勢(shì)展示

綜合態(tài)勢(shì)展示模塊，它的主要功能就是系統(tǒng)與用戶(hù)之間的人機(jī)交互界面。用戶(hù)通過(guò)綜合態(tài)勢(shì)展示模塊能直觀地了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、探測(cè)到目標(biāo)的實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)等。根據(jù)用戶(hù)需求，把綜合態(tài)勢(shì)展示模塊分為四大主題模塊，分別是首頁(yè)、航跡回放、設(shè)備管理和日志管理等［4］。

3.2.1 技術(shù)架構(gòu)

綜合態(tài)勢(shì)展示模塊與其他功能模塊間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)B/S 模式運(yùn)行的，即綜合態(tài)勢(shì)展示模塊通過(guò)數(shù)據(jù)請(qǐng)求從web 服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理和緩存，然后把數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)引擎，最后通過(guò)瀏覽器把數(shù)據(jù)渲染到頁(yè)面上［5］。綜合態(tài)勢(shì)展示模塊的技術(shù)架構(gòu)如圖4所示。

圖4 綜合態(tài)勢(shì)展示模塊技術(shù)架構(gòu)

3.2.2 結(jié)果展示

如圖5所示，綜合態(tài)勢(shì)展示以GIS地圖為背景實(shí)時(shí)展示監(jiān)控區(qū)域的地理環(huán)境信息、目標(biāo)實(shí)時(shí)的位置信息和航跡信息、實(shí)時(shí)的環(huán)境信息（包括機(jī)房環(huán)境、UPS 供電環(huán)境等）、實(shí)時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息、實(shí)時(shí)的工作模塊信息、實(shí)時(shí)的系統(tǒng)警告信息和其他一些相關(guān)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)信息等［6］。

圖5 綜合態(tài)勢(shì)展示展示主界面

4 結(jié)語(yǔ)

本文以核設(shè)施低空目標(biāo)防御指揮信息系統(tǒng)平臺(tái)為研究對(duì)象，研究了其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法和關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)平臺(tái)在核設(shè)施低空目標(biāo)防御系統(tǒng)中處在核心樞紐地位，是信息、設(shè)備、任務(wù)管理的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，分析處理和融合各類(lèi)探測(cè)、識(shí)別、處置信息，形成綜合空情態(tài)勢(shì)。同時(shí)，根據(jù)不同空情態(tài)勢(shì)、設(shè)備特性，采取針對(duì)性響應(yīng)，阻止或延遲低空小型飛行器入侵核設(shè)施行為，并能適應(yīng)多樣化防御需求。