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海战场环境构设指挥控制系统需求的分析研究

2020-07-03 464 上传者：管理员

摘要：在复杂电磁环境下按照部队实战化训练需求和海战场训练环境构设任务要求，对构设海战场环境的环境要素进行控制，对相关兵力进行指挥，是提升训练质效的有效手段。基于军事电子信息系统需求工程方法，对海战场环境构设指挥控制系统的需求进行分析研究，是论证建设该系统的技术途径和必要方法。通过对系统作战视图、系统视图、技术视图等系统需求的分析建模，可为后续的体系结构论证和系统建设提供研究模型和理论基础。

关键词：
体系结构论证
军事通讯
指挥控制
环境构设
系统建设
需求分析
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1、引言

随着武器装备的升级和高新技术的应用，未来海战场作战形态从以硬毁伤为主的消耗战，逐步转型为软毁伤为主的效能战。如何通过有限的训练资源和技术手段，为岸基部队、舰艇部队等受体构建复杂多变、近似实战的海战场环境，降低训练费效比，提高部队复杂电磁环境下战场适应能力和战斗力水平，是训练组织和保障条件建设急需解决的问题。将试验训练环境要素充分集成、系统整合，发挥体系效能，提升训练实效，必须依靠稳定有力的指挥控制系统来实现任务。

当前，基于典型传统作战任务对指挥控制系统的需求分析多以借鉴外军的相关结构框架进行分析研究为主。通过引入美国国防部体系结构框架，机械化步兵师的指挥控制系统建设得到了设计依据[1]；对末段反导空间信息的形成过程进行了军事概念建模，借以支持末段反导作战建模仿真[2]。陆军指挥训练任务[3]、防空兵旅指挥信息系统[4]等典型军事需求产品也进行了实例化分析。针对防空作战装备及任务[5,6,7]，差异化地分析了其任务需求和体系结构模型，顶层设计了需求方案。地空导弹武器系统混编作战体系结构模型在文献[8]中得到了分析研究。

从实战化训练对海战场复杂电磁环境构设的任务要求角度出发，对环境构设系统功能需求进行研究的内容较少。海战场电磁频谱控制技术的发展趋势和建设启示，对海战场环境构设同样具有指导意义[9,10]。紧贴海战场训练任务需求，从系统体系结构的角度出发[11,12,13]，对海战场环境构设指挥控制系统的需求进行建模分析，为后续项目建设提供理论依据，尤为重要。

2、系统概述（全景视图）

2.1体系结构视图关系

通过体系结构视图中多视图的需求分析，可适应于同一用户对本系统进行多维度的分析研究和功能描述。如图1所示，基于海战场环境构设指挥控制系统建设论证者需求出发，对体系结构中各视图的关系进行研究，结合任务牵引和使命描述对相关视图进行建模分析，可对指挥控制系统进行个性化定制。

图1视图间的关系

2.2项目全景视图描述

AV-1（概述和摘要信息）：海战场环境构设指挥控制系统，需要为岸基雷达观通部队、岸基防空部队、电子对抗部队和水面舰艇部队等构建近似实战、复杂多变的电磁环境，需要为其构建逼真的战场背景信号和对抗威胁模拟环境，涵盖雷达与通信信号环境、雷达干扰环境、通信干扰环境、导弹制导目标环境、空中实体目标环境、虚实合成空中目标环境等环境要素。为实现环境构设诸多要素的综合集成，发挥环境构设系统体系效能，需对其进行系统的指挥控制，并通过环境构设监测设备采集、处理、回传相关态势信息，实时调整构设方案，实现构设结果的闭环响应。

AV2（综合词典）：定义专业术语名称及定义参考，主要内容包括：海战场环境构设指挥控制系统的需求、需求开发、作战需求、系统需求、技术需求等内容，详见表1。

表1主要术语和定义

3、通用要求和开发过程

3.1通用要求分析

未来战争是信息化的高技术战争，基地化训练是体系集成的高技术对抗训练。作为信息化条件下的训练主体，在武器装备使用、战场信息获取、战场环境感知、对抗生存突防等训练科目实效很大程度上依赖于综合电子信息保障系统的支撑辅助能力。当前任务保障条件下，情报侦察、预警探测、指挥控制、通信联络、电子对抗、火力打击等各个作战环节并未形成有机体系，难以发挥多兵力多装备联合作战的体系效能，难以将诸多环境构设要素统一协同、调度指挥。为提升基地驻训的训练质效，构建复杂多变、具有对抗效果的海战场环境，需要对兵力人员、装备设备、阵地构建、后勤保障等基地化训练保障资源进行整合统筹、指挥调度。从适应信息条件下体系作战的作战样式出发，从适应传统的集中式多层级向分布式扁平化的指挥方式转变趋势出发，从提升训练保障资源建设使用效费比，满足实战化训练环境的对抗性、动态性、可控性、可观性需求出发，对环境构设指挥控制提出了新的要求。

1）体系指挥控制能力需要加强。海陆空一体化的综合训练场，具备宽正面、大纵深、多层次、全空域、宽频谱，诸多兵种协同作战；近岸、近海、空中多任务平台同时展开作业，雷达、雷达对抗、通讯、通信对抗、光电对抗、火力打击、靶标类装备协同工作，对指控系统的集成运算处理能力要求高。

2）作战快速反映能力需要加强。为适应训练对抗的突然性、快速性、动态性要求，战场信息要素监控要全、信息数据采样要快、信息融合处理要快、辅助决策要优、作战决心拟制下达要迅速、执行响应反馈要闭环可视。

3）战场适应生存能力需要提高。指挥控制系统的对抗也是训练对抗中的必备内容。在为受训部队提供蓝军作为假想敌训练对手的同时，指挥控制系统需要具备分布式结构、较好的隐蔽性、抗毁性和机动性。同时，作为训练保障条件，必须兼容伴随水面舰艇部队远海训练作战、支援岸基部队等异地前出部署等任务样式。

3.2需求开发过程

对系统需求开发过程划分为论证、方案和研制三个阶段。通用的系统需求开发过程如图2所示。从项目建设论证者角度出发，在前期论证阶段，重点依据海战场环境构设指挥控制系统的研制规划计划、作战使用要求等，分析获取战技术指标，支撑总体技术方案。

图2系统需求开发过程

4、作战需求分析

对海战场环境构设指挥控制系统的作战运用背景和环境进行研究，对其使命任务、作战能力需求进行分析。

4.1分析依据

基于基地化训练任务牵引，海战场环境构设指挥控制系统支撑的承训对象包括：水面舰艇部队、岸基雷达部队、电子对抗部队、防空部队及空中航空兵部队等部队。系统集成的自然地理环境，海拔从海平面基线往上涵盖超低空、低空、中高空等海空域；幅员地域涵盖海上、近岸岛礁滩涂等典型海战场地貌特征；环境要素包括恶劣苛刻的自然环境和复杂多变的电磁环境；环境目标包括自然环境信号、民用背景信号，军用通信、雷达等背景信号及通信对抗、雷达对抗等电磁信号。

系统主要任务样式是区分基地化训练中从个人训练到部队整体训练的不同层级，结合典型的作战任务想定，为受训部队在恶劣的近海岸自然环境基础上，依托相关兵力人员和装设备，构建复杂多变的电磁背景环境和对抗性攻击性的电磁威胁信号，实物实兵模拟海战场的信息攻防态势和体系对抗过程。系统主要能力作用是具备集中式和分布式作战模式，将环境构设兵力协同指挥，将环境构设要素装备综合集成，支持方案辅助设计和辅助决策，对环境构设效果进行实时监控、闭环评估和动态调整。

4.2需求内容

区分研究重点，仅对系统作战需求系列产品中的OV1（高级作战概念图），OV2（作战节点连接图），OV5（作战活动模型图）进行建模研究。

1)OV1（高级作战概念图）

图3系统高级作战概念图

海战场环境构设指挥控制系统高级作战概念图中，主要兵力资源有蓝方岸基指挥控制中心、蓝方指挥控制分中心、蓝方舰艇编组、雷达观通部队、雷达对抗部队、通信对抗部队、火力打击部队及背景环境构设分队相关装备设备。其中，指挥控制中心、指挥控制分中心、指挥舰及岸基兵力分指为作战节点。

2)OV2（作战节点连接图）

如图4所示，指挥控制中心与指挥控制分中心互为备份，分布式部署，均可作为网络中心节点组织系统实现作战任务。其他分节点各自组织所辖兵力装备遂行分属作战任务。

3)OV5（作战活动模型图）

OV5作战活动模型，采分层结构图进行描述，如图5所示。需要针对不同的受训部队的典型训练任务内容，为其构建具体任务想定下的训练场景和对抗对手，映射仿真其典型海战场环境和作战态势。以水面舰艇训练中的观察预警科目任务为例，需为其构建海上舰船靶标，非合作海空目标、超低空/低空/中高空等空中目标等典型战场威胁目标，加之复杂的雷达背景信号和雷达对抗信号，进而完成观察预警训练任务。

图4作战节点连接图

图5作战活动模型图

5、系统需求分析

为减小任务实现与作战能力差距，实现环境构设指挥控制作业功能需求，研究分析该系统的系统组成、逻辑连接、功能描述等重点功能，以保障物理资源、功能特征与作战需求紧密结合，描述出系统的内部结构和运行原理。

5.1SV1（系统组成）

SV1系统组成如图6所示。

5.2SV2A（系统逻辑连接描述）

在系统逻辑连接描述图中，用不同连接先区分表示各作战节点、系统节点间的通信逻辑关系，如图7所示，主要有指挥控制的“OODA”闭环回路和综合业务管理的控制回路。

图6系统组成图

图7系统逻辑连接示意图

5.3SV4（系统功能描述）

SV4系统功能描述采用分层结构进行描述分析，如图8所示。

图8分层结构示意图

5.4SV5（系统功能与作战活动映射矩阵）

SV5系统功能与作战活动映射矩阵，以雷达观通部队训练的典型任务为例进行建模分析，详见表2。

表2系统功能与作战活动映射矩阵

6、技术需求分析

通过技术视图，描述约束系统结构设计和技术实现方案，框定技术标准、适应范围以及未来技术发展预测，主要有TV-1技术标准配置文件和TV-2技术标准预测，详见表3、4。

表3TV-1技术标准配置

表4TV-2技术标准预测

7、结语

着眼于信息化条件下的体系作战样式，基于训练保障条件需求和海战场环境构设任务牵引，对海战场环境构设指挥控制系统的需求进行分析与研究，综合集成情报侦察、预警探测、指挥控制、通信联络、电子对抗、火力打击等各个环节的海战场环境要素，可提升后续项目论证建设的针对性、合理性和效费比，提高实战化训练组织能力和战场信息态势构设能力，发挥好该指挥控制系统在海战场训练保障中的体系贡献度。

参考文献：

[1]毛定丰.机械化步兵师指挥控制系统体系结构研究[D].长沙:国防科学技术大学,2011.

[2]徐浩,邢清华,黄兴.末段反导空间信息形成过程军事概念建模[J].飞航导弹,2016(03):59-65.

[3]王洪军,郑世明,张永亮.陆军指挥训练信息系统需求分析[J].指挥控制与仿真,2016,38(04):22-27.

[4]孙兵成,熊焕宇,郑刚.基于体系结构的指挥信息系统需求论证方法[J].指挥控制与仿真,2012,34(03):1-5,11.

[5]王磊.C4ISR体系结构服务视图建模描述与分析方法研究[D].长沙:国防科学技术大学,2011.

[6]王洪胜,郭传福,王楠,等.基于DoDAF作战视图的水面舰艇对飞航导弹防御模型设计[J].舰船电子工程,2016,36(04):29-32.

[7]滕克难,谢孔树,彭菲.舰空导弹超视距协同反导装备体系结构设计方法[J].指挥控制与仿真,2016,38(02):89-95.

[8]赵永,杨丽薇,李为民,等.DoDAF的空地信息下地空导弹混编作战体系结构模型[J].火力与指挥控制,2015,40(08):56-61.

[9]王雁涛.海战场电磁频谱控制技术面临的挑战及发展[J].舰船电子工程,2016,36(04):7-9,132.

[10]周倜.海战场电磁态势生成若干关键技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2014.

[11]邓克波,左毅,赵捷,等.指挥信息系统军事需求分析方法研究[C]//第四届中国指挥控制大会论文集,2016:66-71.