快速反應(yīng)邊境守備部隊(duì)指揮信息系統(tǒng)建設(shè)研究

徐俊瑜，盧曉勇

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所, 南京 210007)

快速反應(yīng)部隊(duì)，亦稱應(yīng)急機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)部隊(duì)，它是指具有快速機(jī)動(dòng)能力，能夠緊急出動(dòng)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的部隊(duì)，主要用以應(yīng)付局部戰(zhàn)爭(zhēng)和地區(qū)性武裝沖突以及其他軍事突發(fā)事件。進(jìn)入21世紀(jì)以來，為迎接世界新軍事革命的挑戰(zhàn)，適應(yīng)未來信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，快速反應(yīng)部隊(duì)以其靈活、迅速的優(yōu)點(diǎn)，成為世界各國(guó)軍隊(duì)建設(shè)的重點(diǎn)。例如，美軍成立了“應(yīng)急部隊(duì)司令部”，用于隨時(shí)派出部隊(duì)對(duì)付地區(qū)性沖突和突發(fā)事件；北約將“多國(guó)快速反應(yīng)部隊(duì)”作為軍隊(duì)建設(shè)的第一層次[1]；俄軍也把立即反應(yīng)部隊(duì)和快速展開部隊(duì)作為其常規(guī)力量的重要組成部分。目前，外軍快速反應(yīng)部隊(duì)以其特殊的優(yōu)勢(shì)快速成為一支重要的作戰(zhàn)力量。

近期，我國(guó)周邊國(guó)際安全形勢(shì)日益緊張，呈現(xiàn)“V形放射狀”。在東北亞地區(qū)，朝鮮核問題升級(jí)引發(fā)朝鮮半島局勢(shì)新一輪緊張，中日關(guān)系因釣魚島博弈持續(xù)冷淡；在東南亞地區(qū)，南海問題高燒不退，中越、中菲關(guān)系屢生波折；臺(tái)灣島內(nèi)政治版圖變化引發(fā)的兩岸情勢(shì)撲朔迷離；在西南方向，中印存在嚴(yán)重領(lǐng)土爭(zhēng)端。面對(duì)復(fù)雜多變的國(guó)際形勢(shì)及我國(guó)邊境地區(qū)復(fù)雜的地理環(huán)境與社會(huì)環(huán)境，急需重塑邊防部隊(duì)信息系統(tǒng)建設(shè)，打造一支能夠快速處置邊境地區(qū)突發(fā)事件的拳頭部隊(duì)，克服高原通和山地通等通信難題，具有全線無死角、無漏點(diǎn)的邊情監(jiān)控體系，形成統(tǒng)一指揮、整體聯(lián)動(dòng)、互相響應(yīng)的指揮體系[2]。

1 指揮信息系統(tǒng)需求分析

指揮信息系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)中心、面向服務(wù)的技術(shù)體制，基于“探測(cè)—跟蹤—決策—打擊”流程，在通信與網(wǎng)絡(luò)支撐下，將探測(cè)與感知、指揮與控制、火力與打擊等要素連為一體，形成體系作戰(zhàn)能力。指揮信息系統(tǒng)能夠發(fā)揮粘合劑的作用，將各專業(yè)的作戰(zhàn)力量有效結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)部隊(duì)整體作戰(zhàn)實(shí)力的顯著增強(qiáng)。

邊境守備部隊(duì)主要執(zhí)行邊境反擊作戰(zhàn)、執(zhí)勤巡邏、邊境封控、搶險(xiǎn)救災(zāi)、反恐維穩(wěn)和動(dòng)員支前等多樣化任務(wù)。在指揮信息系統(tǒng)的支撐下，完成實(shí)時(shí)監(jiān)視邊境重要區(qū)域，快速掌握邊情、敵情、社情，根據(jù)情況及時(shí)組織下級(jí)火力對(duì)敵武裝進(jìn)行有效打擊，有效管控邊境線[3-4]。

1) 靈活指揮能力。構(gòu)建機(jī)構(gòu)扁平、重組靈活的指揮體系,能夠進(jìn)行作戰(zhàn)籌劃、火力分配以及作戰(zhàn)不間斷指揮；能夠指揮和控制下屬火力控制單元完成火力打擊任務(wù)；能夠掌握部隊(duì)狀況，監(jiān)控下屬各作戰(zhàn)單位的任務(wù)完成情況；能夠制定下發(fā)偵察計(jì)劃，指揮各偵察裝備協(xié)同完成對(duì)邊境地域的偵察監(jiān)視。

2) 全線覆蓋通信能力。面向高海拔、低氣壓以及峽谷密林等復(fù)雜地形，提供多手段互補(bǔ)、機(jī)固結(jié)合以及立體覆蓋的通信網(wǎng)絡(luò)，支撐各級(jí)指揮員、機(jī)動(dòng)部(分)隊(duì)以及單兵在各作戰(zhàn)階段不間斷通信，覆蓋邊境線上的所有邊防哨所。通信網(wǎng)絡(luò)具有隨遇接入的能力，支撐各機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)部(分)隊(duì)高速機(jī)動(dòng)通信。

3) 精確偵察感知能力。利用通信網(wǎng)絡(luò)連接所屬各種偵察裝備，能夠協(xié)同組織傳感器偵察，對(duì)所監(jiān)控地域情報(bào)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)匯聚與處理分析，對(duì)各種類型的情報(bào)進(jìn)行有效融合，精確定位敵情信息，形成戰(zhàn)場(chǎng)綜合態(tài)勢(shì)，對(duì)我方的防御及反擊行動(dòng)提供精確指引，能夠?qū)Υ驌魵ЧM(jìn)行偵察評(píng)估。

4) 快速精確的火力協(xié)同打擊能力。邊防哨所的偵察傳感器信息能夠直接傳達(dá)至火力分隊(duì)，能夠?qū)Χ鄠€(gè)目標(biāo)實(shí)施跟蹤、定位，引導(dǎo)炮兵武器實(shí)施精確打擊。炮兵分隊(duì)指揮部位能夠自動(dòng)分配打擊目標(biāo)清單，自動(dòng)產(chǎn)生射擊口令下達(dá)至武器平臺(tái)，反應(yīng)時(shí)間(從偵察裝備發(fā)送目標(biāo)開始，到武器系統(tǒng)收到射擊口令止)不大于3 min。

2 指揮信息系統(tǒng)的構(gòu)成

快速反應(yīng)邊境守備部隊(duì)信息系統(tǒng)，是一套綜合性國(guó)土邊境防御反擊體系，能夠有效應(yīng)對(duì)邊境地區(qū)地面武裝侵?jǐn)_。該系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)結(jié)構(gòu)模型[5]，包含了通信柵格網(wǎng)、偵察感知網(wǎng)、指揮控制網(wǎng)及火力打擊網(wǎng)組成，其架構(gòu)模型如圖1所示。

2.1 指揮控制網(wǎng)

指揮控制網(wǎng)是實(shí)施快速反應(yīng)與精確打擊的核心，基于作戰(zhàn)任務(wù)對(duì)所屬的各種力量進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)一致理解、臨機(jī)指揮決策、任務(wù)式協(xié)同指揮及作戰(zhàn)效果評(píng)估。指揮控制網(wǎng)節(jié)點(diǎn)以機(jī)動(dòng)平臺(tái)為主要載體，采用信息服務(wù)化方式改變傳統(tǒng)樹狀的指揮模式向扁平型或網(wǎng)絡(luò)型指揮模式轉(zhuǎn)變，大大簡(jiǎn)化指令層級(jí)，縮短指揮流程，使各部門之間的聯(lián)系更加緊密。本文的指揮控制網(wǎng)節(jié)點(diǎn)主要包含3層：旅指揮所控制系統(tǒng)、群(隊(duì)) 指揮控制系統(tǒng)、作戰(zhàn)單元/單兵指控終端。

1) 旅指揮所控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了固定指揮控制系統(tǒng)和機(jī)動(dòng)指揮控制系統(tǒng)。固定指揮控制系統(tǒng)設(shè)置于守備區(qū)域后方，主要負(fù)責(zé)平時(shí)部隊(duì)行政與后勤、訓(xùn)練與演習(xí)和政工與教育的組織管理，組織戰(zhàn)前的作戰(zhàn)籌劃。固定指揮系統(tǒng)還嵌入了信息服務(wù)單元[6]，提供相對(duì)集中的計(jì)算、存儲(chǔ)、信息等資源，是戰(zhàn)術(shù)級(jí)系統(tǒng)區(qū)域信息匯集之處，對(duì)上可以引進(jìn)戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級(jí)服務(wù)中心，同時(shí)為全旅系統(tǒng)提供各類信息服務(wù)。機(jī)動(dòng)指揮控制系統(tǒng)由多輛指揮車輛組網(wǎng)形成，用于行進(jìn)機(jī)動(dòng)期間對(duì)所屬作戰(zhàn)或保障力量的一體化指揮和協(xié)調(diào)控制功能。

2) 群(隊(duì)) 指揮控制系統(tǒng)。群(隊(duì)) 指揮控制系統(tǒng)主要包含偵察群指揮控制系統(tǒng)、突擊群指揮控制系統(tǒng)、炮兵群指揮控制系統(tǒng)、綜合保障群指揮控制系統(tǒng)等。各作戰(zhàn)群能夠通過網(wǎng)絡(luò)化的任務(wù)群組指揮功能，及時(shí)了解任務(wù)相關(guān)情況，主動(dòng)調(diào)整自身行動(dòng)的時(shí)間、地點(diǎn)、具體措施，在集中統(tǒng)一指揮的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)行為的主動(dòng)協(xié)同，構(gòu)建自同步式指揮模式，達(dá)到“無聲勝有聲”的指揮境界[7]。

3) 作戰(zhàn)單元/單兵指控終端。作戰(zhàn)單元(單兵) 指揮控制終端指各作戰(zhàn)群所屬作戰(zhàn)平臺(tái)(戰(zhàn)斗車輛) 或前沿哨所配置的單兵信息終端，用于與上級(jí)和友鄰互通作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)、指令、文電等。前方哨所根據(jù)邊境有利地形進(jìn)行布設(shè)，兼顧火力武器打擊范圍等因素，哨所間的間隔大約5公里左右，執(zhí)行邊境封控等任務(wù)。

2.2 偵察感知網(wǎng)

偵察感知網(wǎng)是指揮控制網(wǎng)與火力打擊網(wǎng)的輸入單元，主要具備四大能力：傳感器節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的協(xié)同監(jiān)視與探測(cè)；偵察信息統(tǒng)一匯聚，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)信息的連續(xù)跟蹤、精確定位和識(shí)別，形成“一張態(tài)勢(shì)圖”；情報(bào)信息按需共享能力；偵察力量統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。本文偵察感知網(wǎng)節(jié)點(diǎn)主要包含了系留氣球載任務(wù)平臺(tái)、便攜式戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)、彩虹無人機(jī)、超視距光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)和動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器。

1) 系留氣球載任務(wù)平臺(tái)。系留氣球載任務(wù)平臺(tái)部署于后方指揮所，主要用于探測(cè)和監(jiān)視地面目標(biāo)，可以對(duì)重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)期“凝視”偵察，完成情報(bào)收集。系統(tǒng)可搭載可見光攝像機(jī)、紅外熱像儀等偵察監(jiān)視類載荷，適用于邊境常態(tài)化安防監(jiān)視。其中紅外熱像儀包含大視場(chǎng)和小視場(chǎng)兩種，小視場(chǎng)用于細(xì)致觀察，大視場(chǎng)用于被動(dòng)監(jiān)視炮口焰及彈丸。升空上限3 km，最大載荷200 kg，最大偵察距離20 km。

2) 彩虹92-無人機(jī)。彩虹92-無人機(jī)系統(tǒng)部是一款高性能機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)無人機(jī)系統(tǒng)，具有高集成度、全天時(shí)、全天候、使用快速靈活和機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。無人機(jī)系統(tǒng)可完成對(duì)邊境偵察監(jiān)視、目標(biāo)精確定位、火炮校正射擊、打擊效果評(píng)估等作戰(zhàn)任務(wù)。最大載荷50 kg，能夠續(xù)航12小時(shí)，作戰(zhàn)半徑可達(dá)150 km。

3) 便攜式戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)。便攜式戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)部署于前沿觀察哨所，是一款高性能X波段固態(tài)雷達(dá)，能有效檢測(cè)、定位、跟蹤武裝單兵、輕型、重型車輛等目標(biāo)，探測(cè)距離大于10 km，適應(yīng)于大霧、雨雪等惡劣天氣條件，可以24 h全天候執(zhí)行偵察監(jiān)視任務(wù)。

4) 超視距光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)。超視距光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)部署于前沿觀察哨所，主要用于觀察和搜索遠(yuǎn)距離目標(biāo)，具有單兵攜行、隱蔽性好、遠(yuǎn)距離低能見度及低照度條件下偵察等特點(diǎn)，觀察距離大于12 km。

5) 動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器。動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器部署于最前方，離前沿陣地大約5～10 km位置，主要用于探測(cè)周圍百米范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，通過內(nèi)置的超短波設(shè)備將信息傳輸至系留氣球載任務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)時(shí)間的被動(dòng)觀察，連續(xù)工作時(shí)間最長(zhǎng)2個(gè)月。

旅指揮所匯集融合各偵察裝備的情報(bào)信息，去偽存真，整編融合形成敵情綜合態(tài)勢(shì)，能夠在各種天氣條件下對(duì)作戰(zhàn)地域進(jìn)行全天候的事先、事后偵察監(jiān)視，快速定位敵方攻擊位置。

2.3 通信柵格網(wǎng)

通信柵格網(wǎng)將指揮控制網(wǎng)、偵察感知網(wǎng)和火力打擊網(wǎng)等原來各個(gè)相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的分散信息單元有效地融合在一起，使各個(gè)信息單元形成了一個(gè)一體化的指揮信息體系。本文的通信柵格網(wǎng)以LTE通信系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)為主，以超短波無線電臺(tái)通信網(wǎng)絡(luò)為補(bǔ)充，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

LTE通信系統(tǒng)是基于TD-LTE技術(shù)體制，具備無線接入組網(wǎng)能力，可滿足移動(dòng)用戶寬帶無線通信需求。該系統(tǒng)主要組成包括：LTE基站(升空)、LTE車載基站/終端、LTE移動(dòng)終端等構(gòu)成。LTE基站裝載于浮空氣球平臺(tái)，通過浮空氣球升高至約3 000 m的高空，可擴(kuò)大通信覆蓋范圍?？蔀長(zhǎng)TE車載終端、LTE移動(dòng)終端提供移動(dòng)無線通信接入服務(wù)。從而為守備部隊(duì)各級(jí)指揮機(jī)構(gòu)提供不間斷的寬帶無線通信服務(wù)。

2.4 火力打擊網(wǎng)

火力打擊網(wǎng)在指揮控制網(wǎng)的管控和偵察感知網(wǎng)的信息支持下，在關(guān)鍵時(shí)機(jī)、地區(qū)和方向，對(duì)目標(biāo) “點(diǎn)穴”式、“外科手術(shù)”式精確作戰(zhàn)，精確打擊節(jié)點(diǎn)主要是多用途戰(zhàn)術(shù)精確打擊武器系統(tǒng)和陸軍戰(zhàn)術(shù)巡飛攻擊武器系統(tǒng)。邊防哨所編配的火力主要是1門雙35車載高炮和1門速射炮，車載高炮的雷達(dá)信息可共享給速射炮，實(shí)現(xiàn)邊境線封鎖。機(jī)動(dòng)炮兵群編配有迫擊炮和榴彈炮，用于遠(yuǎn)程火力支援。

多用途戰(zhàn)術(shù)精確打擊武器系統(tǒng)是一型采用垂直發(fā)射、外形尺寸小、裝載量大的小型綜合火力作戰(zhàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)建靈活，可適裝多種平臺(tái)，具備中遠(yuǎn)程對(duì)地精確打擊能力，可遂行多種火力打擊任務(wù)，在對(duì)抗強(qiáng)度高、復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，具有優(yōu)良的使用靈活性和較高的作戰(zhàn)效能。

陸軍戰(zhàn)術(shù)巡飛攻擊武器系統(tǒng)與多用途精確打擊武器系統(tǒng)共用指控、發(fā)射等裝置，其區(qū)別在于使用巡飛導(dǎo)彈，主要擔(dān)負(fù)目標(biāo)區(qū)域偵察監(jiān)視封鎖、機(jī)動(dòng)時(shí)敏目標(biāo)打擊和打擊效果評(píng)估等任務(wù)使命，也可作為目指系統(tǒng)，在偵察到目標(biāo)后將目標(biāo)信息發(fā)送到指控系統(tǒng)，用于引導(dǎo)多用途精確攻擊導(dǎo)彈等進(jìn)行攻擊。該武器系統(tǒng)具有通用化無人值守箱式發(fā)射、遠(yuǎn)距離精確打擊、靈活化巡飛攻擊、一體化信息支持、協(xié)同作戰(zhàn)等典型特點(diǎn)，具備偵、指、打、評(píng)一體化作戰(zhàn)能力，可遂行多種火力打擊任務(wù)，在對(duì)抗強(qiáng)度高、復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，具有優(yōu)良的使用靈活性和較高的作戰(zhàn)效能，可大幅提高部隊(duì)的信息化作戰(zhàn)和快速反應(yīng)能力。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

1) 輕量級(jí)云服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)。商用云服務(wù)環(huán)境多采用HTTP+SOAP+XML的技術(shù)體制，在戰(zhàn)術(shù)窄帶通信條件下難以運(yùn)行。采用精簡(jiǎn)二進(jìn)制報(bào)文格式和序列化算法，定義適合戰(zhàn)術(shù)通信條件的服務(wù)注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)、調(diào)用協(xié)議，構(gòu)建適合戰(zhàn)術(shù)通信條件的服務(wù)框架。實(shí)現(xiàn)同樣功能的服務(wù)調(diào)用，報(bào)文傳輸量能比通用Web服務(wù)傳輸數(shù)據(jù)量減少80%左右，編解碼效率提升70%左右，服務(wù)響應(yīng)時(shí)間減少80%左右。通過服務(wù)的多實(shí)例并結(jié)合容器部署實(shí)現(xiàn)服務(wù)的負(fù)載均衡和抗毀接替，通過各類異構(gòu)服務(wù)之間的數(shù)據(jù)格式互轉(zhuǎn)和傳輸協(xié)議互通實(shí)現(xiàn)不同類型之間服務(wù)的集成。

2) 多傳感器組網(wǎng)協(xié)同技術(shù)。單一傳感器所提供的探測(cè)信息難于滿足作戰(zhàn)需求，而綜合運(yùn)用多傳感器提供的不同維度觀測(cè)數(shù)據(jù)，不僅擴(kuò)展了系統(tǒng)探測(cè)范圍，提升了探測(cè)性能與定位精度，延長(zhǎng)了目標(biāo)跟蹤時(shí)間，提高了目標(biāo)識(shí)別的可信度。在本文中多傳感器協(xié)同主要對(duì)象是哨所的光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)與戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)。結(jié)合光電測(cè)角精度高與雷達(dá)測(cè)距精度高優(yōu)勢(shì)，基于加權(quán)最小二乘協(xié)同定位的典型算法，能夠提升目標(biāo)的定位精度約2倍。另一方面，基于服務(wù)化的傳感器資源管理服務(wù)，提供偵察資源管理、偵察籌劃組織和偵察協(xié)同管控功能，能夠?qū)崿F(xiàn)跨哨所的偵察聯(lián)動(dòng)，及無人機(jī)及時(shí)補(bǔ)盲偵察。

3) 多目標(biāo)火力分配技術(shù)。基于傳統(tǒng)武器-目標(biāo)分配(Weapon-Target Assignment,WTA)模型的基礎(chǔ)上，引入最佳打擊策略，即以最小的作戰(zhàn)力量投入和損耗的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)敵火力打擊價(jià)值的最大化，提出基于最佳打擊度的多目標(biāo)火力分配方法。該方法的特點(diǎn)是：一方面符合火力適度打擊原則，更貼近于實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用且符合實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)；另一方面在不增加模型求解約束的前提下，通過優(yōu)化火力分配算法實(shí)現(xiàn)對(duì)火力分配最優(yōu)方案的快速求解，使之符合營(yíng)規(guī)模級(jí)別的多目標(biāo)火力分配對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。多目標(biāo)火力分配技術(shù)實(shí)施路徑主要包括火力分配原則的確定、目標(biāo)價(jià)值評(píng)估、目標(biāo)威脅評(píng)估、打擊任務(wù)優(yōu)先級(jí)確定、打擊效能評(píng)估和火力最優(yōu)方案求解。

4 結(jié)論

本文為邊境守備部隊(duì)提出了一種快速反應(yīng)的指揮信息系統(tǒng)構(gòu)想，從指揮控制、偵察、通信、精確打擊四個(gè)方面剖析其主要內(nèi)容，進(jìn)一步描繪了輕量化SOA架構(gòu)、傳感器協(xié)同、多目標(biāo)火力分配等核心技術(shù)。整個(gè)指揮系統(tǒng)形成了“偵察―指控―打擊―評(píng)估”的快速反應(yīng)閉環(huán)，火力打擊任務(wù)可迅速下達(dá)，能夠快速完成火力打擊任務(wù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)即摧毀。針對(duì)重要目標(biāo)實(shí)施精確打擊時(shí)，從發(fā)現(xiàn)到射擊諸元解算可在3 min內(nèi)完成，體現(xiàn)了快速精確打擊能力。

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