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[科普中国]-海空指挥控制系统

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简介

指挥控制系统是实现指挥与控制功能的系统的简称。指挥控制系统有广义和狭义之分,广义的指挥控制系统包括人(指挥控制的主体与客体)在内,即由人和人所使用的、实施指挥与控制的二具构成。狭义的指挥控制系统不包括人,仅指指挥与控制工具。

外军对指挥控制系统的典型称谓是 (Command,Control,Communicationand Intelligence)系统, 是指挥、控制、通信和情报四个英文单词首字母的缩写。它表明了在现代战争中指挥、控制、通信和情报之间密不可分、相互依赖的关系。其中,指挥和控制是目的,它的实现以通信为依托,以情报为依据。这里给出的指挥控制系统的定义:指挥控制系统是实现指挥、控制、通信和情报收集处理的军事电子综合信息管理平台,是指挥员对其所属部队行使权力进行管理、发号施令,与友邻部队进行协同,与上级进行沟通时所要用到的设备、器材、程序软件及各种相关工作人员的总称。指挥控制系统贯穿现代战争的整个过程,发挥着至关重要的作用。指挥控制系统的相关名称很多,如等,这些名称是在指挥控制系统发展的不同时期,为了强调其某些功能而对进行的相应增改。1

战术级指挥控制系统按兵种可分为:陆军指挥控制系统、海军指挥控制系统、空军指挥控制系统。

在信息化战争时代,海战的突发性增大,作战进程加快,破坏力剧增,因而对海军指挥效率和质量,以及指挥人员的素质提出了新的要求。电子计算机的发展和运用,为建立指挥自动化提供了物质基础。海军指挥自动化系统的建立,是海军指挥控制系统的一场革命。全程实时是这一时期指挥控制方式的主要特征,借助网络化指挥信息系统,指挥员拥有全程实时的战场监视与控制能力。通过实时化指挥控制方式,上级指挥员不仅放权于下级指挥员,而且能与下级建立实时的信息共享与反馈,通过共同的态势感知和共识,有效地避免传统任务式指挥控制方式的利益冲突,有利于全局的协调与控制。需要说明的是,当代仍处于信息化战争的初始阶段,还远未到成熟完备状态。2

指挥控制系统的发展

指挥控制系统的发展大致分为以下三个阶段:

第一阶段

始于20世纪40年代初期,这一阶段以经典控制论为基础,以模拟计算机和小型数字计算机为主要硬件平台,构建满足特定需求、功能较为单一的军用指挥控制系统。

第二阶段

从20世纪年代60初期到80年代中期,这一阶段建立的指挥控制系统以现代控制理论为基础,以高性能微型数字计算机和各种工作站为主要硬件平台,在一定范围内,实现各个功能单一指挥控制系统之间的信息沟通,这一阶段,有关指挥控制系统的研究和建设进入全面发展和繁荣阶段。

第三阶段

从20世纪80年代末至今,以智能控制理论为基础的相关技术得到广泛应用,智能计算机和网络系统作为主要的硬件平台,实现不同层次、不同军兵种系统的有机整合。

指挥控制系统历经多年的发展,其功能结构,装备组成等都发生了巨大的变化,有关指挥控制系统的内涵、硬件组成、主要功能等属性也在不断发展变化、丰富和完善。1

系统组成信息收集子系统

信息收集子系统的主要任务是获取情报。信息收集子系统由各种侦察设备组成,如侦察卫星、侦察飞机、雷达和各种传感器。利用信息收集子系统可以获得有关敌我双方的兵力布置、作战行动以及战场地形、地貌和气象条件等情况。

信息传输子系统

信息传输子系统的主要任务是实现信息的实时交互和共享。信息传输子系统由各种通信信道、交换设备和通信终端组成。通信信道包括短波、有线载波、微波接力、卫星通信以及光通信等;交换设备包括自动交换机和电报、数据自动交换机等;通信终端设备包括电传机、电话机和图形显示设备等。信息传输子系统能迅速、准确、保密和不间断地传输各种信息,并能自动进行信息交换、加密、解密和路由选择等。

信息处理子系统

信息处理子系统实现对各种不同来源、不同形式信息的一致性处理。信息处理子系统由计算机软件及相应的输入/输出设备组成。信息处理工作贯穿于指挥控制过程的不同环节。

信息显示子系统

信息显示子系统是以文字、符号、表格或图形图像等形式显示信息。信息显示子系统由各类显示设备,如大屏幕显示器、平板显示器、光学投影仪和记录仪等组成。信息显示子系统为指挥员提供形象、直观、清晰的态势信息和所需要的各种参考数据。

辅助决策子系统

辅助决策子系统是指根据输入的情报信息数据,估计出敌我态势,并依据作战目标进行各种精确计算,比较各种可能的作战方案,为指挥员定下决心提供参考依据。

指令执行子系统

指令执行子系统是指能把各种指令信息变成行动的执行设备和人员,如导弹的发射装置、火炮的发射控制装置以及各种遥测设备等。

指挥人员

指挥人员可以是一个人,也可以是一个组织。指挥人员综合辅助决策的结果和其作战经验,最终决定作战行动方案并加以实施。1

系统功能

系统功能是指系统为实现预定目标所表现出来的作用和能力。不同的指挥控制系统所能实现的功能基本相同,主要包括以下几个方面:

信息获取功能

指挥控制系统的信息获取包括信息采集和接收。信息采集指的是指挥控制系统利用自身的侦察手段获得信息;信息接收指的是本级指挥控制系统收到上一级指挥机关发送或下一级指挥实体上报的信息。

信息传输功能

指挥控制系统利用各种信息传输手段,按照一定的传输规范和编码格式,将信息在指挥控制系统内部和指挥控制系统之间进行传送。信息传输的基本要求是快速、准确、可靠和保密。

信息处理功能

信息处理功能包括两个方面:一是信息登录、格式检查、属性检查、统计计算等。二是信息融合,即将指挥控制系统获取的信息进行分类整理,完成目标属性识别和威胁估计。

辅助决策功能

辅助决策是指指挥控制系统采用人工智能方法、结合数据库技术,以一定的运筹模型为基础,以指挥控制系统处理后的信息为依据,对战场态势进行计算推理,提出有利于己方的作战行动,为指挥人员制定作战方案和保障方案提供定量支持。

指挥控制系统除具有上述功能外,还应具有通信保密和系统之间互联互通的功能。1

海军指挥系统发展报告(至2014年)

1.美国海军升级海基核力量作战指挥控制系统

2014年8月7日,美国海军同通用动力公司签署合同,对AN/BYG—1潜艇作战控制系统进行升级,预计2015年7月完成。美国海军弹道导弹核潜艇和攻击型核潜艇都装备AN/BYG—1潜艇作战系统,以提供态势感知能力,完成瞄准、导弹发射等任务,它采用开放结构系统,每两年升级一次。

2.英国国防部研发23型护卫舰通用作战系统

2014年初,BAE系统公司获得英国国防部价值2600万英镑(约合4270万美元)的合同,为英国海军23型护卫舰进行水面通用作战系统计算机基础设施的设计、开发和集成服务,目的是研发一款共享计算环境以及增强型作战系统网络。共享设施能使其他作战系统装备的处理单元安装在共享计算环境中,通过降低配件消耗,降低计算机硬件成本,缩短维修需求和训练时间,降低国防部的成本。此外,此举还将大大加快未来技术植入和系统能力升级的进程。

目前,BAE系统公司已获得水面舰艇通用作战系统版本1(V1)的研发合同,此版本将会为所有23型护卫舰提供共享计算没施、DNA(2)指挥系统以及在此共享计算环境运行的新软件。按照计划,V1版本必须在2015年底投入使用。BAE系统公司还在研究Vl升级版,即V2版本。此版本经国防部批准后,可进一步增强故障修复能力,同时可兼容其他作战系统设备。

23型护卫舰的水面通用作战系统项目还可降低26型“全球作战舰”共享计算环境系统开发的风险。两类舰艇共享作战系统概念可以在最大限度上降低26型护卫舰项目的成本和风险,同时可在全寿命周期内维持23型护卫舰作战系统的作战效能。

3.美国海军寻求开发近海战斗舰通用作战系统

2014年4月,美围海军开始寻求为“自由”级和“独立”级两型近海战斗舰研发通用作战系统:目前,“自由”级近海战斗舰装备洛克希德·马丁公司研发的COMBATSS一21作战管理系统,而“独立”级近海战斗舰装备诺斯罗普·格鲁曼公司研发的综合作战管理系统(ICMS)。这两种作战系统均能够将多种雷达等传感器与舰炮、导弹等武器系统进行集成,实现作战指挥控制。但是,上述两种作战系统通用性不好,无法实现统一的训练和保障。因此,近海战斗舰项目组希望研发一种通用作战系统,目前已经完成新系统的方案分析,正在寻求经费支持。

有关人员表示,平台通用性和平台各系统通用性同等重要。一旦近海战斗舰采用通用作战系统,可大大降低舰艇运行成本。一方面,在采用通用作战系统以后,美国海军只需要对舰员进行一次训练,而不是之前的两次;另一方面,更加有利于舰员轮换,可提高舰艇和人员部署的灵活性。3

4.兰德公司发布《美军指挥控制系统快速采办》报告

2014年3月,兰德公司发布《美军指挥控制系统快速采办》报告。陔报告审查了美军如何快速使用非传统手段(如美国国防部5000.02指令规定之外的方式)采办指挥控制系统。此项研究分析了非传统快速采办流程的问题与挑战,同时针对如何在现有政策和流程下更快速地开发、采购和使用指挥控制系统提出建议。

5.美国海军拟进行舰载无人机通用控制系统软件测试

2014年9月,美国海军在MQ一4C“海神”控制站模拟器上安装了最新版的通用控制系统软件。目前,美国无人机发展非常迅速,每一型无人机通常需要开发独立的控制软件。为增强通用性,美国海军研发了无人机通用控制系统,可实现控制站与多个无人机交互和共享数据。此次将要测试的通用控制系统软件有望成为舰载无人机的通用软件,最终实现对MQ一4C“海神”、“火力侦察兵”和“舰载无人空中监视与打击”(UCLASS)系统等无人机的控制。