未来指挥所发展展望.doc

未来指挥所发展展望吴振锋。赵克俭引 言在未来信息化战争中。为了能够全面主宰战场必须建立覆盖整个战场环境的决策优，这就要求作战指挥人员必须提高指挥决策的速度和质量，而建立并保持对战场空间态势信息的综合感知，减少战场的不确定性和未知性正是建立战场决策优势的基础。要达到上述目标，可以从很多方面着手，而针对作战指挥环节，研究建设未来指挥所系统将是获取决策优势的重要途径之一。未来指挥所通过先进的可视化、人机交互和基于知识的信息集成等技术为指挥人员提供一个自适应的以决策为中心的可视化环境，更有效地为指挥人员提供所需的信息，辅助他们发现关键的薄弱环节、兵力投放的趋势和做出决策。未来指挥所系统将能够为未来作战提供便于指挥人员认知的作战空间信息。降低未来战场的不确定性，提高指挥控制的速度和质量，缩短指挥人员的决策周期。1 国外发展现状分析从1998年开始，美军开始大力推进一项被称为未来指挥所(Command Post of the FutureCPoF)科研计划。CPoF计划是美国国防高级研究计划局(DARPA)提出的一项倡议，旨在开发先进的技术，为未来的指挥人员生成一个具有适应性、以决策为中心的可视化环境uj。未来指挥所技术是实现美军2010联合构想所要求的信息优势的一项国防技术任务(DTO)lnj，因此，它也被列入1998年信息系统技术国防技术任务(1 9 98 information systems technologyDTOs)之中，编号IS47O1。CPoF计划是一项演示验证项目，它包括三个阶段： 第一阶段一一初始CPoF能力开发阶段：1998年完成原形系统的初始工程和系统设计，并与作战用户一起进行一系列的试验。第二阶段 一备选技术开发和测试阶段：1999年2001年将在陆军和海军陆战队的战斗实验室通过仿真试验对备选的技术进行开发和测试。该阶段中包括三个具体步骤，分别是：1999年，利用近期的技术完成初始CPoF能力的开发；2000年 根据试验研究，就设计建议做出报告；2001年，完成CPoF原型系统硬件和软件的集成与测试。 第三阶段 野外作战演习阶段：2002年，进行野外作战演习以演示全面集成的CPoF技术。根据上述计划以及所掌握的其他材料，美军当前已经基本完成上述CPoF计划中第一、第二阶段的研究任务，并且开始第三阶段的研究工作。这也就是说，美军已经具备初始CPoF能力，完成了备选技术的开发与测试，正在组织进行CPoF原型系统软硬件集成与测试以及野外作战演习。此外，DAPPA在美国国内积极支持普适计算与智能信息空间方面的科学研究与应用，对美国5所大学在这些技术领域的科学研究每年投入500万美元以上，并且与美国标准技术研究所(NIST)组织了一系列的研讨活动，不仅推动了这些技术领域的发展，而且推动了这些技术在未来指挥所项目研制中的应用。例如，美国的卡内基梅隆大学负责CPoF项目中战场指挥所信息环境的研究。他们将普适计算与智能信息空间领域的有关成果直接应用到CPoF项目中，加速了该项目的研制进度。并非只有美军在进行未来指挥所方面的研究与应用，新加坡军方于2003年11月成立的军事实验中心就有专门的Command Post of the Future Lab，专门从事未来指挥所方面的研究与应用，另外还有两个实验室(Battle Lab和C I Lab)也涉及部分未来指挥所领域的技术研究。2 基本概念与原理未来战场具有极大的不确定与未知性，能否取得战争的胜利将在很大程度上取决于所获取情报信息的准确性、充分性、时效性和可用性，也就是能否建立信息优势并由此获取全面的决策优势。未来的多军兵种联合作战中，情报信息堆积如山、作战空间及敌我态势瞬息万变，因此在未来先进指挥所中急需要求解脱作业人员的繁杂操作，并能提炼出及时、正确和完整的作战信息，为指挥员智能辅助决策最优提示和犹如身临其境的启发式作战指挥环境，以最大限度地充分发挥指挥员的智慧和才能，以最快的速度进行指挥决策。并在作战过程中正确及时地处理好各种突发事件。为了实现这些目标。急需研究开发未来指挥所技术，并由此研制出适用于野外作战的可按需配置剪裁的未来指挥所系统。未来指挥所实现的基本原理包括如下几个方面：1、 通过开发和利用电子沙盘、大型显示器(电视墙)、三维战场环境及态势显示等可视化技术及设备，建立指挥所的综合可视化环境，提供可动态裁剪的作战空问三维的信息显示。2、 通过开发和利用多模式人机界面、对话管理及推理、知识库、交互式的三维操纵等技术，建立智能化的指挥所人机交互工作环境。3、通过开发和利用多种指挥决策支持工具，改善态势评估、作战方案的制定以及对作战方案的执行进行管理等方面的指挥决策；开发和利用知识库、参谋代理软件(情报代理、文电代理等)、信息管理软件等使参谋的日常工作自动化。4、通过开发和利用模块化、便携式硬件和软件组件，实现指挥所体积的小型化并能快速配置，而且易于改造以适应各指挥环境(固定式和机动式)以及不同等级的指挥所。3 未来指挥所体系结构未来指挥所既可以采用固定式的建设模式，也可以采用机动式的建设模式。和传统指挥所类似，固定式未来指挥所系统配置齐全，功能完备，工作空间较大，比较适合较大规模作战指挥的需要，但是不够机动灵活，不方便进行灵活配置，不能通过机动转移提高系统生存能力，而机动式未来指挥所可以充分发挥其机动灵活的特点，提高系统生存能力和按作战需要灵活配置的能力，但是由于指挥所工作空问所限，系统配置不够齐全，功能简化，只能满足战术级或小规模作战指挥的需要。4 涉及的主要技术要成功研制未来指挥所，必须要在以下技术领域先行研究开发出相关的创造性技术。41 人与系统交互技术人与系统交互技术领域是未来指挥所技术研究的重点技术领域，该领域又可以细分为认知工程设计，显示和工作空间设计、可视化技术，多模式用户交互，对话管理和推理技术等。411 认知建模和工程设计未来指挥所系统要能自动生成适应于用户认知需要的信息显示，提高指挥决策的速度和质量，而要创建这样一个系统就需要理解指挥控制的认知和决策过程并建立该过程的模型。412 显示和工作空间(Workspace)环境未来指挥所系统的硬件设备要求是模块化的，包括显示器、话筒、输入设备、室内传感器和个人数字助理(PDA)，这些设备要能够根据不同的指挥所环境(大型的固定式设施或小型的机动指挥车辆)进行灵活配置。未来指挥所需要一种大型的高清晰度、交互式显示界面(Display Surface)借助于三维显示技术生成一个三维可视化的显示环境。未来指挥所的工作空间将包括话筒、输入设备，还可能包括“灵巧空间”(Smart Room)传感器，用来监视、跟踪和接收指挥所用户的输入。对于未来指挥所而言，不论是采用固定式还是机动式配置形式，其工作间都将以发挥指挥所信息环境最优效用为最终目标来进行设计、建设阳 。413 可视化技术在未来作战中，能否提高指挥决策的速度和质量将取决于能否快速生成一一个经过剪裁的战场信息直观表示。这种战场信息直观表示通常是借助视觉交互完成 ，它能适应指挥员及参谋不断变化的决策要求。要具备这种战场信息直观表示能力需要研制出一系列的信息可视化新技术，从而准确、及时地提供各种战场空间信息。需要开发特定战场环境的专用可视化技术，并根据人类的理解原理和人们在图像艺术、广告、新闻广播等方面的经验研究通用的信息可视化技术。j，并且利用可视化通用技术来实现视觉合成和多模式表示的自动化，最终产生战场事件的完整、准确的表示。414 多模式用户接口借助于先进的多模式用户接口，指挥人员可以很方便地操控信息环境，这也是提高指挥速度的关键。语音识别、语言理解加上手势识别和草图理解将成为未来指挥所用户与指挥所可视化环境进行交互的主要手段，指挥所用户将能够提出信息要求，操纵可视化工具，草拟作战方案，并通过讲话、手势、显示器屏幕表面勾画等方式输入信息。415 对话管理和推理对话管理和推理是确保实现未来指挥所的自适应性并能根据用户的具体情况进行灵活裁剪的一项关键技术。一系列的对话管理程序将自动跟踪指挥所的活动以生成与变化中的指挥所状态相适应的信息显示，具体包括：跟踪在指挥所内都有些什么人、他们的任务是什么、他们的状态如何、他们所关注的内容是什么、做出了哪些决定等，并对指挥所用户之间的交互或对话以及指挥所信息环境进行管理。未来指挥所的对话管理程序将记录和保持指挥所事件的历史记录、会议记录、决定记录用于以后的存取和重演。42 协作和工作流程管理技术领域在未来指挥所环境中，人与系统交互的基本特点是有许多分布在各个站点的远程指挥所用户参与交互，有时指挥人员还会在离开指挥所后进行远程存取操作。分散的指挥单元需要通过协作来进行态势信息的评估、未来事件的计划以及当前活动的监控。协作是未来指挥所的一项基本能力，利用这一能力，分布的用户能容易地参与指挥所的活动并共享一致的、交互的态势图像。未来指挥所系统还需要提供工作流程管理工具以支持对人员、通信业务、任务分配和任务完成情况的管理和监督43 决策支持和情报应用技术领域在未来指挥所中，可以利用各种情报应用和决策支持工具极大地改善作战态势评估、作战方案制定，以及作战方案执行管理等方面的指挥决策。未来指挥所将重点建立一个计算体系结构在这一计算体系结构中，各类异构系统和决策支持工具能嵌入并集成到所构想的未来指挥所可视化系统和人一系统交互环境中。此外，未来指挥所还将为未来联合作战部队指挥员提供一系列的决策支持工具，用于评估、制定计划和执行地面作战。未来指挥所研制中还可能开发参谋代理程序，这将使参谋的Et常工作自动化，减少指挥所的值班人员数量。44 战场信息空间管理技术领域以C I系统为代表的军事电子信息系统发展中反复强调的以信息为中心(Information Centric)的最终目标就是提高战场信息利用率，而解决战场信息利用效率低的根本出路在于彻底改变人机隔阂的工作模式，营造和谐的指挥作业环境，从目前以信息系统为核心的使用模式转变到以指挥人员为核心的使用模式。45 网络管理技术领域未来指挥所对网络的互联、互通和运行管理提出了很高的要求，在试验阶段，需要对网络互通性进行仿真。现有以及未来将要逐步建立的各种国防通信网络基础设施以及各军种特有的网络通信设施，将为未来指挥所提供互联、互通纽带。5 军事应用前景分析未来指挥所利用动态裁剪的战场空间信息可视化显示技术，大大增强指挥所内作战指挥人员与外部作战战场的动态交互能力，从而缩短指挥人员的决策周期，制敌于先，这具体表现为：51 提高指挥决策的速度和质量 更快、更好地认知和理解不断变化的战场态 更快、更彻底地对各种可能的作战方案进行研究。 更迅速、更准确地分发命令。52 使指挥系统变得更加小型化、更机动、更灵活 前方只需要较少的参谋人员。 采用模块化的组成部分，具备按需灵活配置能力兼顾功能性与机动性，从而更好地适应不同的作战指挥环境。 提供各指挥所之间的协作能力以实现广域分布式C I。未来指挥所能大幅提高未来信息化战争中军队指挥决策的速度和质量、减少人员配置并能使指挥系统更为小型化、更机动灵活、生存能力也更强。既能实现固定指挥所集中指挥，也能实现机动式野战现场指挥。另外，根据需要灵活剪裁配置的未来指挥所系统可以广泛地应用到各军兵种单独作战或者多军兵种联合作战的作战指挥中能够胜任战略级、战役级、战术级各个级别的作战指挥任务，军事应用前景极其广阔。6 结 论综上可知，未来指挥所系统能够大幅提高未来信息化战争环境中指挥决策的速度和质量，这必将是未来指挥自动化系统发展的重要方向。为了加快我军指挥控制系统的现代化进程，我军也应当借鉴和学习外军的