基于能力的指挥控制数据链体系结构设计方法

基于能力的指挥控制数据链体系结构设计方法

杨华

北方信息控制研究院集团有限公司，江苏 南京 211153

摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，针对指挥控制数据链，提出了一种基于能力的体系结构设计方法。首先，通过深入调研现有体系结构设计方法研究现状，分析了体系结构设计技术的发展趋势，在此基础上，提出了指挥控制数据链体系结构设计的实际需求；然后，基于美国国防部体系结构框架（DoDAF）规范，描述了该方法的设计流程；最后，总结了设计过程中需关注的一些问题并给出了建议。

关键词：指挥控制数据链；国防部体系结构框架；体系结构；视角

引言

协同作战指不同力量在不同领域围绕一个共同目标一起作战，小到平台协同和编队协同，大到部队联合和体系对抗。协同是最基本的作战样式，也是最直接和最高级的作战目标，是实现各种作战力量１＋１＞２的有效手段。协同作战实现基础包括以下４个方面：１）统一的态势：解决看的一致性，是决策和行动的基础；２）统一的语言：实现理解的一致性；３）统一的协同机制、算法和实现流程：实现行动的一致性；４）可靠的网络：实现通联的基础。数据链指按照规定的消息格式和通信协议链接传感器、指挥控制系统和武器平台，并可实时自动传输战场态势、指挥引导、战术协同和武器控制等格式化数据的信息系统。数据链是将各种作战力量紧密铰链在一起、实现协同作战的主要手段，其主要特征和内涵包括以下４个方面：１）统一的战场态势：数据链部署于战术前沿，可在对抗环境下迅速投入使用并实施持续作战。不依赖基础设施情况下，任务部队可利用网内资源生成全网一致的战场态势，为不同用户按需提供战场共用作战态势图（ＣＯＰ）（战役级，ｍｉｎ级）、公共战术态势图（ＣＴＰ）（战术级，ｓ级）及武器协同态势图（ＳＩＰ）（战斗级，ｍｓ级），为不同层级的指挥决策、行动控制和协同打击提供支持。２）统一的消息标准：数据链采用标准的和机器可读的格式化消息，蕴含战术理论、实战经验数据和信息处理规则，支持机器到机器间信息自动处理、自主协同与控制。３）统一的战术应用功能实现：战术应用功能包含了实现机理、处理规则、核心算法以及战术理论。对于同一个战术应用功能，不同军种的不同平台实现方式各不相同，导致互操作性差且协同难，在跨军种和跨平台协同作战时，问题尤为突出。数据链制定了统一的实现机制、算法、处理流程以及约束条件，将每个战术应用功能标准化和模块化，作为公共构件按需集成于不同作战平台，解决了跨军种异构平台间协同互操作问题，实现了作战协同。４）专用的通信网络：数据链网络以作战应用需求为牵引，网络设计及资源分配均以最大化满足不同场景下不同业务和作战应用的传输需求为基本原则，充分突出了军事装备的专、精、尖特点，并通过体系化应用实现多种数据链网络优势互补。综上，数据链不等同于通信网络，仅靠互连互通无法实现协同作战。

1基本特点

数据链的基本特点就是“无缝链接”和“实时传输”。“无缝链接”是从空间的角度对数据链进行描述，强调数据链的各个“触角”伸向数字化战场的每个作战平台，使它们共享战场信息资源，为网络化作战提供一条互连互通的纽带；“实时传输”系统中使用数据链可支持诸如战场信息源系统、指挥控制系统及各武器平台等分系统之间的互联和互操作，从而形成体系对抗能力。

2基于能力的指挥控制数据链体系结构设计方法

2.1设计基本思路

一方面，指控链系统其本质是网络化的战术信息系统，牵涉的技术、装备和系统多；另一方面，随着国际形势不断变化、世界军事技术和装备快速发展，未来指控链面对的军事任务需求难以准确分析与枚举。因此，采用传统基于任务的体系结构设计思路难以满足实际需求，本文在DoDAFV2.03规范的实用性原则基础上，采用基于能力的体系结构设计方法，同时参考基于作战活动/任务的体系结构设计方法；在军事需求分析方面，结合联合能力集成与开发系统（JCIDS）中的核心思路，即基于能力的评估方法（CBA），开展需求与能力分析。形成如下基本思路：1）明确指控链体系结构设计的目的和范围等，收集相关参考信息；2）基于CBA方法确定能力愿景，构建各类需要的能力模型；3）以各类能力模型为基础，构建各类作战活动模型；4）以各类作战活动模型为基础，梳理系统/服务功能，构建各类系统/服务模型；5）基于作战活动模型和系统模型，开展数据与信息视角的模型设计；6）基于已有各类模型，完成其他相关模型设计；7）构建标准视角模型，完善全景视角模型。

2.2传感器实时态势共享

数据链系统为分散在不同地域的传感器、指挥控制系统、情报处理中心和武器平台等提供一个公共的和分布式的情报信息传输与交换处理平台，利用数据链系统提供的时空统一机制，有机融合处理机载、地面与舰载等传感器获取的航迹、点迹、复合跟踪、目标方位、特征参数和图像等多源信息，生成全网一致的战场共用态势（ｍｉｎ级）、战场战术态势（ｓ级）和武器协同态势（ｍｓ级），为不同层级的指挥决策、行动控制和协同打击提供支持。例如，地面指挥所、预警机、警戒机、航母、驱逐舰和护卫舰共享与分发对空和对海警戒雷达的目标航迹信息；电子对抗侦察飞机、携带电子对抗侦察吊舱的作战飞机和电子侦察船等平台共享与分发辐射源目标信息和电磁目标航迹信息；反潜巡逻机、反潜直升机、作战舰艇、水声监听船和潜艇等分发水下目标探测信息；技术侦察卫星、技术侦察飞机／直升机、技术侦察无人机和技术侦察船分发侦察情报（合成孔径雷达／动目标指示（ＳＡＲ／ＭＴＩ）、红外、视频和图像等）；巡航导弹和弹道导弹携带的弹载传感器分发侦察目标及毁伤效果评估等信息。

2.3数据链服务

未来战场的高动态、高实时和强对抗的特征将会越来越明显，更快、更准和更强地将各种传感器和武器等作战力量组织起来，实现对时敏战术目标和高优先目标迅速和准确地探测、识别、决策和打击，赢得作战先机，将成为决定战斗胜负的关键。而传统的依靠人实时参与侦察、判别、决策、指挥、控制、打击和评估等整个作战全过程的作战方式已无法满足未来战术前沿高强度和高实时作战要求。另外，随着无人自主系统的迅猛发展，无人平台正成为未来战场的重要作战力量，在陆、海、空、天和电等各领域发挥不可替代的作用，无人机协同作战和有人／无人协同正成为未来典型的作战样式。１）分布式态势统一服务：以分布式处理机制为主，通过各报告单元协同处理，在数据链网内形成一致的ＣＴＰ和ＳＩＰ，支持形成ＣＯＰ，并为应用系统／任务系统提供统一的分级按需态势信息共享服务。２）自主协同服务：指２个或以上互不隶属的作战单元，依托指挥信息系统和信息共享环境，围绕同一目标，在没有上级指令情况下，根据预先或临机授权，按照相应协同规则，自行建立协同关系，协商组织和实施协同行动。该服务是实现一线协同、无人协同及有人／无人协同等战术应用功能的关键。３）智能决策服务：将人工智能引入决策支持系统，增加知识推理技术，提高辅助决策能力，在毁伤评估、协同动态规划、威胁估计、战斗计划和指挥决策等方面提供重要支撑作用。

结语

随着我军高速信息化发展，以数据链系统为代表的战术信息系统功能快速扩展，规模日益增大，种类不断增多。对于军事信息系统设计研制工作，采用体系结构设计技术既可显著提升设计效率、节约升级成本，又能大幅提高互操作性，是未来系统架构设计的必然趋势。本文设计了一种基于能力的指控链体系结构，旨在为指控链研究工作提供一种思路。

参考文献

［1］骆光明，杨斌，邱致和，等.数据链——信息系统连接武器系统的捷径［M］.北京：国防工业出版社，2008.

［2］孙义明，杨丽萍.信息化战争中的战术数据链［M］.北京：北京邮电大学出版社，2005.