美国联合指控任务能力包分析.pdf

总第2 2 7 期 2 0 1 3 年第5 期 舰船电子工程 S h ipE l e ct r o n icE n g in e e r in g V 0 1 3 3N o 5 2 4 美国联合指控任务能力包分析 陆光宇 海装电子部北京1 0 0 0 8 1 摘要首先对美军联合指控任务能力包的体系结构 技术特点进行了概括 然后对美军的联合指控任务能力包的组成进行了分析 最 后针对我军指控系统的发展提出了建议和启示 关键词部队网 任务能力包 联合指控 中图分类号T P 2 7 3 A n a l y s iso fM is s io nC a p a b il it yP a ck a g eo fJ o in tC o m m a n d a n dC o n t r o lint h eU S N a v y L UG u a n g y u E l e ct r o n icD e p a r t m e n to fN a v a lE q u ip m e n tD e p a r t m e n t B e ij in g1 0 0 0 8 1 t r a e tI nt h isp a p e r t h ea r ch it e ct u r ea n dt e ch n ica lf e a t u r e so ft h eM is s io nC a p a b il it yP a ck a g e M C P int h eU SN a v ya r es u n l l l l a r iz e df ir s t t h e nt h eM C Pco m p o s in gs t r u ct u r eo ft h ej o in tco m m a n da n dco n t r o ls y s t e m J C 2 S int h eU SN a v yisa n a l y z e d F in a l l y s o m e s u g g e s t io n sa r ep r o p o s e df o rt h ed e v e l o p m e n to fo u rco m m a n da n dco n t r o ls y s t e m I e yW o r d sF O R C E n e t M C P j o in tco m m a n d a n dco n t r o l C I a s sN u m l l T P 2 7 3 1引言 作为美军部队网 F O R C E n e t 作战结构的构建基础 任 务能力包 M is s io nC a p a b il it yP a ck a g e M C P 是美军作战规 划思想长期发展的产物 它囊括了行动概念 指挥和部队 结构 相关的教义 训练和教育 技术 完成特定任务的系统 基础等诸多内容 主要描述将作战概念转变成现实作战能 力所必备的一揽子任务要素 包括条令 编制 训练 装备 领导 人员和设施 1 3 M C P 通常围绕特定的 任务能力 需 求来集合一组部队网要素 如作战人员 传感器 网络 指挥 控制 平台和武器等 关于M C P 的一个整体概念描述 是 指将高级技术与改变作战方式的能力进行同步匹配的方 法 使得部队有机会能够利用高级技术所带来的优势 2 任务能力包的技术体系 从本质上说 任务能力包是一种应用服务 它是在一 体化信息基础设施的基础上 根据指挥控制任务需求 基于 S O A S e r v iceO r ie n t e dA r ch it e ct u r e 面向服务的体系架 构 z 应用多种网络服务建模方法 将孤立的软件系统及新 的能力需求改造为服务 并以能力包的形式封装起来 形成 一种满足特定能力的应用服务 任务能力包具有动态重新 装配和作战资源再分配的能力 使得处于网络上的任何一 个作战单元可以随时随地获取信息 实现任务能力包的 即 插即用 一旦完成任务即释放作战资源 很大程度上提高 了联合作战指挥控制的灵活性 2 1 任务能力包体系结构 任务能力包构建于一体化信息基础设施提供的基础服 务之上 为各种作战节点的终端用户提供服务 任务能力 包采用S O A 的思想 其体系结构分为四层 接口层 资源 层 集成层和应用层 如图1 所示 各层相对独立 功能相 对稳定 下层为上层提供服务支持 终端用户 一 国 a 门 嚏图圈团 三鳖 任 务 能 力 包 佐 系 结 构 触i麓螺鳍作由黼 图1任务能力包的体系结构 1 接口层一实现数据访问 信息交换和服务通信等接 1 2 1 规范 其中数据访问接1 2 I 用于规范基础数据的访问 信息 交换接口和服务通信接口定义了各部队任务包与底层一体 化基础设施服务之间的通信 信息交换方式 2 资源层一是体现任务能力包能力的核心组成部分 收稿日期 2 0 1 2 年1 1 月1 0E t 修回日期 2 0 1 2 年1 2 月2 2 日 作者简介 陆光宇 男 硕士 工程师 研究方向 军事信息系统及作战指挥控制 2 0 1 3 年第5 期 舰船电子工程2 5 主要由构成该部队任务包的各种指控服务和相应的支持数 据组成 3 集成层一主要定义了部队任务包内部各种服务之 间的集成机制和通信规范 是将各种基础服务和军事应用 服务组合在一起的 粘合剂 可采用S O l S e r v iceO r ie n t e d I n t e g r a t io n 面向服务的集成模式来实现 4 应用层一主要提供部队任务包的对外表现规范形 式 包括描述模型 封装机制和调用机制 其中描述模型涵 盖部队任务包的编号 应用范围 指控功能和组织机构等内 容 封装机制满足S O A 的可重用特点 调用机制规定了外 部调用方式 2 2 任务能力包技术特点 归纳起来 任务能力包主要有高可重用性 松耦合度 开放性 可集成性和自治性强等技术特点 1 高可重用性 任务能力包强调功能上的粗粒度 是 完成特定能力的服务的封装 可以重复地利用 并应用到多 种作战环境 2 松耦合度 孤立的指挥控制系统各个单元之问是紧 密连接的 这种连接形成的复杂性导致任何一个单元的改 动必将会牵涉大量相关单元的改动 与之相反 任务能力 包是松耦合的 只需要简单地协调并允许更自由地配置 3 开放性 任务能力包对外所提供的功能均使用标准 的描述语言 在授权允许的范围内 对作战单元来讲是开放 的 4 可集成性 任务能力包的开放性可以延伸到它的集 成 由于任务能力包采取简单的 易理解的标准协议 对外 采用通用的标准接口规范 根据作战任务的要求 多种任 务能力包动态组合 集成在一起形成指挥控制系统 是一种 更大范围的应用 5 自治性强 任务能力包是可重用的软件模块 是一 个典型的 黑盒模型 它可以被多次使用而不用关心服务 的实现细节 并且对于作战单元可见的只有精确定义的接 口 2 3 联合指控任务能力包 美军的联合指挥控制系统 J o in tC o m m a n da n dC o n t r o l S y s t e m 简称J C 2 S 4 将现有指挥控制应用提供的服务进 行重新构造 将各类业务能力抽象为使命能力 并通过可扩 展的联合指控任务能力包这种设计模式来实现各类联合作 战应用和情报 态势 命令 计划等数据的集成 满足国防部 在网络中心战能力方面的要求 使不同的用户和系统能够 交换数据 作战人员可以访问 显示和理解有效决策所需的 信息 并通过灵活 易于使用的用户环境迅速适应任务需求 的变化 向指挥员提供动态指挥控制能力 这种基于能力 模式设计的J C 2 S 具有良好的扩展性 重用性以及健壮性 并且单个能力包的更新和替换不会影响J C 2 S 的正常运行 其组成结构如图2 所示 如图所示 联合指控任务能力包共包含八个通用的使 命能力包 5 分别为情报能力包 I n t e l l ig e n ce 态势感知能 力包 S it u a t io nA w a r e n e s s 兵力准备能力包 F o r ceR e a d i n e s s 兵力规划能力包 F o r ceP r o j e ct io n 兵力防护能力包 F o r ceP r o t e ct io n 空天兵力运用能力包 F o r ceE m p l o y m e n t A ir S p a ceO p e r a t io n s 机动火力兵力运用能力 包 F o r ceE m p l o y m e n t J o in tF ir e s M a n e u v e r 兵力维持 能力包 F o r ceS u s t a in m e n t i瓣 也影 S I T U A 丌O N A S S E s s M E N T 3 启示 豫旃l 蹋渊 图2 联合指控任务能力包的组成结构 综合上述分析可知 美军的任务能力包融合服务的思 想 采用基于能力的模式 为联合作战单元提供无缝接入 使其能动态构建网络化指挥控制系统 以便解决当前指挥 控制系统各自孤立 不能有效集成的问题 具有面向任务的 灵活性和实时性 从而获得极大的信息优势 能够满足联合 作战要求 在网络中心战的环境下 基于能力的指控系统 能够提供联合作战所要求的灵活性 适应性 智能性和稳定 性 鉴于此 我军应该在基于能力的指控系统各主要研究 方向和关键技术上进行深入的探索和研究 开发出实用有 效的解决方案 为跟上先进国家的发展步伐 加速我军的装 备建设 提高我军的装备能力打下扎实的基础 具体地说 通过对美军任务能力包的分析 对我军的启示主要有以下 几点 1 加强基础设施建设 包括采用开放式的 面向服务 的体系结构 贯彻网络化中心战的思想等 2 需要合理划分系统的软件和硬件功能 基于标准 化 模块化的思想实现 并能够灵活组织各功能模块 使之 具备良好可重用性 开放式接口和可集成性 3 加强指控系统关于作战能力的需求分析 包括自组 织网络的组网能力需求 共享态势战术视图的能力需求等 4 重视总体作战效能的评估 着重针对影响部队作战 能力和效果的多种因素进行定性 定量分析和评估 包括作 战条令 兵力组织 指挥决策 武器装备 训练素养等影响因 素 5 按照预期的作战效能来规划 设计指挥控制系统的 体系结构 功能 性能指标及运行流程 参考文献 1 李俊清 对F O R C E n e t 的再认识 J 舰船科学 2 0 0 8 1 1 2 R A D MM ik eS h a r p A r ch it e ct in g B u il d in gF O R C E n e t J S P A W A R 2 0 0 4 4 3 D O D N e t w o r kC e n t r icW a r f a r e D e p a r t m e n to fD e f e n s eR e p o r t t oC o n g r e s s A p p e n d ix E B O L n 兀 c3 i o s d m il N C W 2 0 0 1 4 T H O M A SE R I S O A 概念 技术与没计 M 王满红 陈荣华 译 北京 机械工业出版社 2 0 0 7 蓄 簧 P 夺 2 6 陆光宇 美国联合指控任务能力包分析 总第2 2 7 期 5 梁炎 张佳炜 美国海军发展网络中心作战能力的启示l J 舰 船电子工程 2 0 1 0 3 0 1 1 5 1 8 6 蒲林科 美军的联合指挥控制系统 J C 2 计划E J 3 现代电子工 程 2 0 0 5 2 1 2 1 2 E 7 何宝民 蔡山 h 先锦等 面向联合作战任务的使命能力包E J 3 火力与指挥控制 2 0 0 7 3 2 1 2 6 26 5 8 3W in t e r sLS T h eI n t e r g r a t io nM o d e l in ga n dS im u l a t io nw it h J o in tC o m m a n da n dC o n t r o lo nt h eG l o b a lI n f o r m a t io nG r id C S p r in gS im u l a t io nI n t e r o p e r a b il it yW o r k s h o p 2 0 0 5 9 c鲫商t t e eo ilt h eF O R C E n e tI m p l d n e n t a t io nS t r a t e g y F O R C E n e t I m p l e m e n t a t io nS t r a t e g y R N a t io n a lR e s e a r chC o u n cil 2 0 0 5 1 0 3D a v id SA l b e r t s R ich a r dEH a y e s U n d e r s t a n d in gC o m m a n d a n dC o n t r o Ir M W a s h in g t o n D O DC o m m a n da n dC o n t r o I R e s e a r chP r o g r a mP u b l ica t io nS e t ie s 2 0 0 3 彤币 绵延绵出币 矫鼢出乔 乖趟矫出带 矫赳矫巡矫出尔延矫出乔也乔 矫延绵也乔鹊矫出乔出目沁带也秕乖出a 蛳也希出乖出希出乖出带锵乖出芥也尔出乖出带 心坏出乖出芥出看 延钚 上接第5 页 击能力 主要是舰载导弹的毁伤效率 常用通道组织为 数据链接收到引导平台送来的目标信息后发送给战术指挥 台 战术指挥台进行目标的航迹处理 威胁判断后 将目标 指示信息再传送给导弹指挥仪中的指挥仪显控台 指挥仪 显控台根据导弹类型 解算导弹的射击诸元 进行导弹分配 和数据装定 实施导弹发射 装备的R M S 参数决定了装备出现故障和修复情况 当出现数据链故障无法传送引导平台发送的信息 但战术 指挥台能正常工作情况时 引导平台的信息可以通过引导 报发送给导弹快艇 当出现战术控制台不能正常工作情况 时 可以通过超视距目标指示副站 对数据链送来的目标进 行航迹处理 威胁判断 为保证导弹火控系统在各种情况 下对目标的攻击力 导弹指挥仪还设置了两种备用装定工 作方式 当外部信息源故障时 可通过键盘在导弹控制台上 进行人工装定 完成解算和发射功能 当导弹控制台内的主 计算机模块或显示器故障时 由导弹控制台上人工装定 完 成发射功能 表2 引导平台情况下的通道组织 正常正常正常正常工作8 9 0 10 9 90 6 故障正常正常备用通道14 3 50 8 0 6 正常故障正常正常备用通道24 2 40 7 0 6 正常正常降功能使用应急通道1 1 1 10 8 0 6 故障正常降功能使用应急通道2 8 0 70 5 5 正常故障降功能使用正常应急通道3 50 60 5 5 装备工作状态对引导平台情况下导弹超视距射击的通 道组织影响 存在表2 所示的六种系统状态 仿真1 0 0 0 0 次 不同通道组织的仿真数据和战术性能 导弹覆盖概率和 突防概率 见表2 仿真1 0 0 0 0 次 任务失败次数为1 1 6 次 数据链出现故障次数为1 0 0 5 次 其中得到修复次数为4 8 5 次 战术指挥台故障次数为9 7 7 次 其中得到修复的次数 为3 8 5 次 超视距副站故障次数为9 4 5 次 其中得到修复 次数为4 2 9 次 导弹指挥仪降功能使用 采用人工装定的 情况为1 2 4 次 导弹指挥仪故障导致任务失败的次数为7 1 次 可以从表2 中观察相关设备R M S 影响通道组织 进而 影响作战效能的情况 是可靠性就是战斗力的直观注解 5 结语 从作战效能方面人手 重新分析工作状态对舰艇作战 能力的影响是有现实意义的 本文分析装备工作状态对武 器系统作战效能的影响 可以为装备的作战使用 作战方案 的制定和优选 模拟训练提供更为准确的定量评判依据 参考文献 1 1 1D G L in t o n S K h a j a n o o r i Y Y i GH e b e r t AF a s tA l g o r it h mf o rR e p a ir D e p o tR e l ia b il it yE v a l u a t io n l J 1 I E E ET r a n s a ct io no nR e l ia b il it y 1 9 9 6 4 5 3 4 2 9 4 3 2 2 武昌 赵海波 空军通信导航装备维修保障系统效能评估初探 C 全军武器装备维修保障技术研讨会论文集 2 0 0 2 1 0 2