信息化指揮控制系統(tǒng)組成與發(fā)展探討＊

劉 波

（東北電子技術(shù)研究所 錦州 121000）

1 引言

近些年的局部戰(zhàn)爭表明，現(xiàn)代戰(zhàn)爭是以信息化為主要特征的一體化程度很高的戰(zhàn)爭，信息化條件下，網(wǎng)絡(luò)化的戰(zhàn)場信息系統(tǒng)正在成為作戰(zhàn)體系的中樞，體系內(nèi)各單元通過信息網(wǎng)絡(luò)緊密連接，具有了高度融合的特征，能夠直接實施橫向間的信息傳輸，實現(xiàn)作戰(zhàn)單元內(nèi)部要素的互聯(lián)、互通、互操作［1］。

信息化指揮控制系統(tǒng)，就是指揮員及其指揮控制機構(gòu)對信息化戰(zhàn)場上作戰(zhàn)行動采取的一系列指揮控制活動。能夠迅速地通過多傳感器融合、多頻段合成、戰(zhàn)場環(huán)境與態(tài)勢感知分析、網(wǎng)絡(luò)化多站信息共用共享等方式，實現(xiàn)復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的目標探測與識別、戰(zhàn)場態(tài)勢與威脅評估、指揮控制等功能，大大提高了情報獲取、傳遞、處理和利用能力，加快了作戰(zhàn)指揮決策的時效性，增強了作戰(zhàn)指揮的科學性，充分發(fā)揮武器裝備系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)效能。

2 信息化指揮控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)行為功能需求

指揮控制系統(tǒng)的行為功能需求，是指能夠直接完成用戶的行為性任務的功能需求，是信息化指揮控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的基礎(chǔ)，信息化指揮活動的本質(zhì)屬性決定了其指揮控制系統(tǒng)應具有的行為功能包括情報匯集與處理能力、任務規(guī)劃能力、輔助決策能力、作戰(zhàn)指揮控制能力等［2］。

情報匯集與處理能力在于實時匯集敵、我雙方及戰(zhàn)場環(huán)境的綜合信息，對各類目標情報進行綜合分析和處理，判斷敵方的作戰(zhàn)意圖，為我方采取相應的電子對抗行動提供決策依據(jù)。

任務規(guī)劃能力能夠根據(jù)作戰(zhàn)目的，戰(zhàn)前預警信息及戰(zhàn)場環(huán)境信息，依據(jù)一定的作戰(zhàn)使用原則進行作戰(zhàn)資源配置及作戰(zhàn)任務分配，包括作戰(zhàn)區(qū)域、作戰(zhàn)方向、作戰(zhàn)平臺部署規(guī)劃、協(xié)同作戰(zhàn)關(guān)系等。

輔助決策能力在于為指揮員的作戰(zhàn)決策提供實時的戰(zhàn)場信息服務、基礎(chǔ)的定量計算工具和手段，提供決策建議，輔助指揮員生成決策方案，提供有效的工具評估作戰(zhàn)方案，以此來提高指揮員決策的時效性和科學性。

作戰(zhàn)指揮控制能力主要是建立橫向及縱向指揮控制機制，根據(jù)戰(zhàn)場基本信息和輔助決策方案及時有效地下達作戰(zhàn)指令，控制各作戰(zhàn)平臺實施有效對抗。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計思想

1）指揮控制系統(tǒng)應采用一體化體系結(jié)構(gòu)，減少縱向指揮層次，增強橫向聯(lián)系，有利于聯(lián)合作戰(zhàn)；

2）必須重視戰(zhàn)場指揮控制的互操作性；

3）提高作戰(zhàn)指揮的連續(xù)性。每次作戰(zhàn)過程結(jié)束，指揮控制系統(tǒng)應及時進行戰(zhàn)后數(shù)據(jù)處理、存儲，完成系統(tǒng)參數(shù)初始化工作，為下次作戰(zhàn)做好準備，達到連續(xù)作戰(zhàn)指揮功能；

4）指揮控制系統(tǒng)中各分系統(tǒng)的共同部分進行統(tǒng)一規(guī)劃，綜合設(shè)計，以構(gòu)件化思想建設(shè)軟件系統(tǒng)；

5）信息化指揮控制系統(tǒng)應具備信息戰(zhàn)防衛(wèi)功能，建立多級安全體系，加強信息保密等。

2.3 系統(tǒng)框架

信息化指揮控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)按照系統(tǒng)設(shè)計思想應從作戰(zhàn)需求、系統(tǒng)需求、技術(shù)支持三個方面考慮。典型信息化指揮控制系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 信息化指揮控制系統(tǒng)組成

2.4 指揮控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.4.1 軟件體系結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的動態(tài)集成，實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開放性、可移植性和互操作性，基于軟總線的分層開放的構(gòu)架體系已經(jīng)成為大型系統(tǒng)構(gòu)建的首選方案。

軟件總線體系結(jié)構(gòu)是借鑒計算機硬件技術(shù)而提出的。軟件總線，是指面向?qū)ο蟮臑槎喾N計算機語言編寫的多個、多種類型的軟件功能部件服務的一組虛擬的數(shù)據(jù)信息傳輸線。這組虛擬的數(shù)據(jù)信息傳輸線是軟件，是一組通用的標準集成軟件功能部件的接口界面，是計算機操作系統(tǒng)與各種集成功能部件之間或集成軟件功能部件之間進行數(shù)據(jù)傳輸與聯(lián)系的虛擬公共通道和接口界面。

指揮控制系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 指揮控制系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)

核心層包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和其它支撐軟件。

基礎(chǔ)服務層由通信服務及管理、軍事地理信息系統(tǒng)、圖形處理開發(fā)服務、時統(tǒng)服務各種基礎(chǔ)服務組成。

共性應用支撐層軟件基于基礎(chǔ)服務軟件之上，為信息系統(tǒng)應用功能提供關(guān)鍵業(yè)務支撐。主要由信息接入服務、信息管理服務、接口管理服務、態(tài)勢標繪平臺等共性應用支撐軟件構(gòu)成。

電子對抗應用系統(tǒng)層由直接面向用戶的應用軟件構(gòu)成，主要由各電子對抗裝備的專用軟件和數(shù)據(jù)模擬器組成，為信息系統(tǒng)提供專用應用支持。

2.4.2 軟件系統(tǒng)基本模型

根據(jù)信息化指揮控制行為功能需求，信息化指揮控制系統(tǒng)主要包括信息處理功能模塊、任務規(guī)劃功能模塊、指揮控制功能模塊、輔助決策功能模塊、戰(zhàn)況重演功能模塊、人機交互功能模塊以及其他基礎(chǔ)服務功能模塊，模型如圖3所示。

信息處理功能模塊完成各路情報信息綜合處理、目標航跡辨識、多目標分選及威脅等級判別、戰(zhàn)場態(tài)勢威脅評估等功能，主要包括信息綜合處理、信息融合等軟件構(gòu)件。

任務規(guī)劃功能模塊根據(jù)上級指揮所的作戰(zhàn)命令和作戰(zhàn)區(qū)域特點，完成布陣計算，對系統(tǒng)內(nèi)各分系統(tǒng)的作戰(zhàn)任務進行規(guī)劃和部署，主要包括作戰(zhàn)資源分配服務、布陣計算服務等軟件構(gòu)件。

圖3 指揮控制系統(tǒng)軟件組成基本模型

指揮控制和作戰(zhàn)輔助決策功能模塊完成戰(zhàn)時系統(tǒng)的干擾資源管理、分配，提出指揮決策建議供指揮員參考，形成指揮決策方案，發(fā)出控制命令。主要包括設(shè)備管理服務、輔助決策、指揮控制等軟件構(gòu)件。

戰(zhàn)況重演單元完成歷史作戰(zhàn)過程回放、重演等功能。包括作戰(zhàn)數(shù)據(jù)管理服務、戰(zhàn)況重演控制、戰(zhàn)況回放等軟件構(gòu)件。

人機交互功能模塊完成戰(zhàn)場態(tài)勢信息實時顯示，提供人機交互接口等功能，包括戰(zhàn)場態(tài)勢圖形顯示、數(shù)據(jù)信息表格顯示等軟件構(gòu)件。

其他基礎(chǔ)服務功能模塊主要完成對上及對下接口服務、通信管理服務、基礎(chǔ)計算服務等功能。

3 信息化指揮控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 軟件構(gòu)件技術(shù)

基于構(gòu)件技術(shù)的軟件開發(fā)過程要解決的關(guān)鍵技術(shù)有［3］：

1）構(gòu)件的設(shè)計與提取。包括定義接口規(guī)約，定義其對外提供的功能和要求的外部功能，制作構(gòu)件實體。構(gòu)件提取的粒度不宜過大，也不宜過小，要從軟件的重用性、可靠性、易維護性等方面綜合考慮。

2）軟件構(gòu)件的組合和管理。針對軟件總線體系結(jié)構(gòu)，就是解決軟總線上的數(shù)據(jù)傳遞和數(shù)據(jù)交換問題，解決總線接口問題，解決構(gòu)件的調(diào)度和管理問題，包括構(gòu)件的調(diào)用、安裝和卸載等。

3.2 信息融合技術(shù)

信息融合技術(shù)就是通過對空間分布的多元信息，即各種傳感器的時空采樣，對所關(guān)心的目標進行檢測、關(guān)聯(lián)（相關(guān)）、跟蹤、估計和綜合等多級多功能處理，數(shù)據(jù)融合作為一種數(shù)據(jù)綜合和處理技術(shù)，包括信號處理、模式識別、不確定性理論、估計理論、計算技術(shù)、最優(yōu)化技術(shù)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等，數(shù)據(jù)融合的基本功能是相關(guān)、估計和識別。

3.3 決策支持技術(shù)

決策支持技術(shù)是建立在人工智能技術(shù)（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能人機接口、智能語音圖形識別等）和專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為指揮員提供輔助決策能力，并可以提高武器系統(tǒng)的探測、跟蹤、尋的與機動能力。

4 信息化指揮控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢

4.1 體系結(jié)構(gòu)一體化

要贏得未來高技術(shù)戰(zhàn)爭的勝利，必須要有以指揮控制系統(tǒng)為核心的一體化指揮控制系統(tǒng)。從情報偵察、決策、對抗和通信的各個功能，都應統(tǒng)一在一個一體化的網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)。實現(xiàn)無障礙、最快捷、最準確的信息傳遞，實現(xiàn)全網(wǎng)內(nèi)信息共享，以確保聯(lián)合作戰(zhàn)的協(xié)同指揮，充分發(fā)揮各種武器裝備、技術(shù)手段和系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)效能［4］。

美軍在建設(shè)數(shù)字化戰(zhàn)場中推行的所謂橫向技術(shù)一體化，就是改變以往縱向發(fā)展單項技術(shù)和武器系統(tǒng)的做法。在發(fā)展電子信息技術(shù)裝備時，充分利用現(xiàn)有的軍用與民用技術(shù)。用共同的軟件、標準、規(guī)程及一般通用技術(shù)，從橫向上對現(xiàn)有系統(tǒng)進行現(xiàn)代化改造或改進，使其具備通用性、聯(lián)動性、協(xié)調(diào)性，從而提高所有指揮控制系統(tǒng)、武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)效能。橫向技術(shù)一體化措施能夠把預警、探測、情報、指揮控制、通信、打擊和毀傷評估等作戰(zhàn)活動，以及戰(zhàn)斗、戰(zhàn)斗支援和戰(zhàn)斗勤務支援等力量聯(lián)為一體，實現(xiàn)實時發(fā)現(xiàn)、實時指揮、實時打擊和實時保障。

4.2 組織結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化

美軍為適應信息技術(shù)發(fā)展所提出來的新型作戰(zhàn)概念“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”，就是通過戰(zhàn)場各作戰(zhàn)單元的網(wǎng)絡(luò)化，把信息優(yōu)勢變?yōu)樽鲬?zhàn)行動優(yōu)勢，使各分散配置的部隊共同感知戰(zhàn)場態(tài)勢，從而協(xié)調(diào)行動，發(fā)揮最大作戰(zhàn)效能的作戰(zhàn)樣式。實驗表明，一個一體化的網(wǎng)絡(luò)能使所有層次的決策者都變得強而有力。未來軍事變革中將以信息時代軍隊指揮體制“扁平網(wǎng)絡(luò)化”為目標進行組織結(jié)構(gòu)改革，這種指揮體制的特征是：外型扁平、縱向壓縮、橫向聯(lián)通、縱橫一體，具有信息流通快的優(yōu)點，能滿足實時決策、實時指揮的要求，可大大地縮短信息流程，提高指揮和保障效能［5］。

4.3 指揮控制智能化

未來發(fā)展中要充分利用高新信息技術(shù)，進一步提高指揮控制手段的自動化和智能化水平。未來更加成熟的一體化指揮控制系統(tǒng)，能夠真正實現(xiàn)偵察監(jiān)視、情報搜集、通信聯(lián)絡(luò)和指揮控制的無縫連接，確保指揮官實時地感知戰(zhàn)場動態(tài)，快速決策、協(xié)調(diào)、控制部隊和武器平臺的作戰(zhàn)與打擊行動。計算機則是指揮控制系統(tǒng)的核心，是實現(xiàn)智能化作戰(zhàn)指揮的基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)和多媒體技術(shù)等高新技術(shù)的進一步發(fā)展將為作戰(zhàn)指揮控制提供更加先進的智能化手段，使戰(zhàn)場指揮控制系統(tǒng)完全實現(xiàn)自動化、智能化。

4.4 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈

信息化戰(zhàn)爭中決定戰(zhàn)爭勝敗的關(guān)鍵因素就是信息。而在作戰(zhàn)過程中實現(xiàn)信息的獲取、融合、處理、傳遞和利用的先進手段，就是戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈是以現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以信息處理為核心，將數(shù)字化戰(zhàn)場上的戰(zhàn)場感知系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、火力打擊系統(tǒng)和武器系統(tǒng)等作戰(zhàn)要素連接在一起構(gòu)成的一個有機信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4.5 信息獲取安全化

在美軍從平臺中心戰(zhàn)向網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的作戰(zhàn)模式轉(zhuǎn)變過程中，更加依賴于大量、多種形式、高質(zhì)量信息的獲取，并將其轉(zhuǎn)化為信息優(yōu)勢和決策優(yōu)勢。在美國防部為實施新戰(zhàn)略所發(fā)展的轉(zhuǎn)型能力的六個目標中，就有保護信息安全和進行有效信息作戰(zhàn)的能力，開發(fā)可互操作、聯(lián)合的C4ISR能力。C4ISR系統(tǒng)和信息對抗能力成為美軍的“新三位”一體戰(zhàn)略的重要組成部分和關(guān)鍵因素。美軍將進攻性信息對抗作為非核常規(guī)打擊能力之一，將指揮和控制系統(tǒng)視為“新三位”一體戰(zhàn)略的重要組成部分，獲取情報的能力作為實現(xiàn)美軍威懾戰(zhàn)略的關(guān)鍵。在信息化的戰(zhàn)場上，指揮控制系統(tǒng)及其設(shè)施是敵方偵察、對抗、打擊的重點，所以未來的指揮控制系統(tǒng)建設(shè)將更多地考慮到信息作戰(zhàn)能力。包括：作戰(zhàn)保密、軍事欺騙與反欺騙、實體摧毀、心理戰(zhàn)、電子戰(zhàn)以及計算機網(wǎng)絡(luò)進攻與防御等。不僅要大力發(fā)展各種手段的情報獲取能力，同時也要更加注重信息的安全防護，保護己方使用有關(guān)信息的能力，增強信息情報的可用性、準確性及實時性，為快速決策和指揮部隊行動提供強有力的支持。

5 結(jié)語

隨著以信息技術(shù)為核心的高新技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的廣泛應用，信息對抗亦成為未來戰(zhàn)爭的主要發(fā)展方向，這就對信息化戰(zhàn)場指揮控制系統(tǒng)的能力和建設(shè)提出了新的要求。通過強化頂層設(shè)計，搞好系統(tǒng)綜合集成。按照一體化軍事電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，采用作戰(zhàn)、系統(tǒng)、技術(shù)體系結(jié)構(gòu)視圖對指揮控制系統(tǒng)進行描述。伴隨人工智能技術(shù)、決策支持技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)在軍事電子信息系統(tǒng)中的應用，指揮控制系統(tǒng)將朝著一體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和信息化方向發(fā)展，真正成為未來戰(zhàn)場上一體化軍事電子信息系統(tǒng)的核心［7］。

［1］曹旭，許錦洲.數(shù)字化戰(zhàn)場指揮控制系統(tǒng)的發(fā)展［J］.情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù)，2005，27（5）

［2］王軍，熊桂喜.基于軟總線構(gòu)件技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸處理系統(tǒng)開發(fā)［J］.應用技術(shù)，2007（1）

［3］吳繼宇，朱立偉.電子對抗指揮控制系統(tǒng)的行為功能需求［J］.情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù)，2004，26（4）

［4］段采宇，周敏龍，余濱.信息化戰(zhàn)爭條件下之戰(zhàn)略需求研究［J］.國防科技，2007（2）：48～51

［5］周敏龍，余濱，段采宇.信息化戰(zhàn)爭條件下軍事需求分析 信息化戰(zhàn)爭相關(guān)概念與特點［J］.國防科技，2007（1）：58～64

［6］周婕，王擁軍構(gòu)件化信息系統(tǒng)開發(fā)方法研究［J］.計算機與數(shù)字工程，2009，37（6）

［7］張勇，段采宇，周敏龍，等.信息化戰(zhàn)爭條件下軍事需求分析 軍事電子信息系統(tǒng)需求研究［J］.國防科技，2007（5）：45～49