美军联合作战指挥控制系统的发展与演化
2014-01-11张维明阳东升
张维明 阳东升
(国防科学技术大学 信息系统工程重点实验室,湖南 长沙410073)
1 引言
联合作战指挥控制是指在联合作战准备与实施中,联合作战指挥员及其指挥机关,按照总的企图和统一计划,以一体化指挥信息系统为依托,对参战诸部队联合作战行动的组织领导活动。与传统的指挥控制相比,联合作战指挥控制具有“信息主导、要素联合、统一筹划、协调同步”的本质特征。
联合作战指挥控制系统是实施联合作战指挥控制的核心技术平台,其构建和发展受军事战略、作战需求、技术水平、组织机构等多方面因素的影响。剖析美军联合作战指挥控制系统的发展与演化,旨在厘清其发展与演化的脉络,分析其原因,从而为我军的信息化建设提供重要的参考借鉴。
2 美军联合作战指挥控制系统发展历史
美军指挥控制系统的发展源于20 世纪50 年代各军种单一功能指挥控制系统的建设,其发展经历三个阶段。
第一阶段:冷战时期,以实施核报复战略为主要目的的全球军事指挥控制系统(WWMCCS)。第二阶段:美军全球战略部署时期,以实现军兵种互联互通为主要目的的全球指挥控制系统(GCCS)。第三阶段:21 世纪初,以实现“长期战争”的战略需求、确保未来战场的指挥控制优势为目的的网络赋能指挥能力(NECC)计划。
2.1 第一代指挥控制系统——全球军事指挥控制系统
美国在战略核武器(洲际弹道导弹)研制成功后,开始认识到原有的指挥控制系统已经不能满足战略核武器指挥控制的新要求,需要对已经建立起来的指挥控制系统进行改进并联网。在这种思想指导下,美国成立了国防通信局(1991 年改为国防信息系统局)着手建设国防通信系统,把原来由三军独立管理的长途通信系统集中起来管理,作为国防通信系统的骨干,并负责对战略核武器的指挥控制提供通信支援。1971 年,美国防部决定成立全球军事指挥控制系统委员会,统一规划和管理系统工程和计划,根据各方面要求对系统迸行改进和扩建,目的是要建设一个完整、准确、实时的指挥控制系统,并正式定名为全球军事指挥控制系统。
WWMCCS 是一个覆盖全球的具有战略预警探测与通信能力的情报收集、处理和显示系统,用来支持高级军事机构在常规和核战争条件下的指挥控制功能。它的三项基本任务是[1]:日常的指挥控制活动、危机处理、战时(包括核战条件下)指挥控制部队。其核心任务是供国家指挥当局(通过参谋长联席会议)对全球的美国战略核武器系统进行指挥控制,利用它逐级向第一线作战部队下达命令。
全球军事指挥控制系统有遍及全球的30 多个指挥中心,分布在世界各地,其中国家级军事指挥中心、国家预备军事指挥中心、国家紧急空中指挥中心和国家舰载预备指挥中心是全球军事指挥控制系统的“神经中枢”。1983 年,美国提出了全球军事指挥控制系统现代化计划,更换了35 个系统的88 个中央处理机,并进行系统的标准软件开发。其他改进全球军事指挥控制系统的主要措施包括:北美防空防天司令部夏延山指挥中心及其所属预警探测系统的现代化改造计划,修建航天司令部中心,国家紧急空中指挥所全部改用E -4B 空中指挥所。
2.2 第二代联合作战指挥控制系统——全球指挥控制系统
美军第二代联合作战指挥控制系统为目前美国防部指挥控制系统,即全球指挥控制系统[2]。该系统于1996 年投入使用,包括国防信息系统局的联合GCCS(GCCS -J)、各军种GCCS(即GCCS -A、GCCS-M 和GCCS-AF)[3]。GCCS 是其一体化指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察(C4ISR)系统的核心和网络中心战体系结构的重要组成部分。GCCS 主要用于:提高联合作战管理以及应急作战能力;与联合作战部队、特种部队及联邦机构C4I 系统连接;确保和平时期和战争时期作战计划的制定和军事行动的顺利实施等。
GCCS 所支持的核心功能包括:作战、调动、部署、投入、维护和情报。它的基本任务应用包括:联合作战计划和执行系统(DOPES)、资源和训练系统的GCCS 状态(GSORTS)、全球侦察情报系统(GRIS)和现代综合数据库(MIDB)。它的核心系统包括:全球运输网络(GTN)、应急战区自动计划系统(CTAPS)和战区自动指挥控制信息管理系统。
GCCS 属于一种分布式计算系统,实质是一个基于客户机/服务器架构的分布式全球指挥控制计算机网络,可保障指挥和控制功能的软件及数据被分布在通过网络互联的异构与互操作的计算机上。GCCS 通过威胁识别与评估、战略计划辅助、行动过程拟定、执行计划的实施与监控、危险分析、公共战术图像等功能域来支持作战、动员、部署、兵力运用等任务。
GCCS 的三层结构:最低层是战术层,由战区军种所属各系统组成;中间层是战区和区域汇接层,主要由战区各军种司令部、特种/特遣部队司令部和各种作战保障部门指挥控制系统组成;最高层是国家汇接层,包括国家总部、参谋长联席会议、中央各总部、战区各总部等。
2003 年,GCCS 在全球部署完毕625 个基地。在伊拉克战争中,美军利用GCCS - J6. 0/6. 2 软件,实现了指挥控制系统与侦察监视系统的集成,形成了从传感器到射手的一体化结构。GCCS 的计算能力是WWMCCS 的100 倍,美军利用GCCS 只需3 分钟左右便可命令其全球战略部队进入战备状态。
2.3 第三代联合作战指挥控制系统——网络赋能指挥能力系统
GCCS 在很大程度上满足了军种内部的纵向信息交换需要,但由于各军种GCCS 是为满足各自任务需要而开发的,缺乏联合互操作性和通用的数据结构,因而阻碍了联合部队各军种之间横向的信息交换及协作。为了克服现有系统缺陷,满足美军联合指挥控制的转型及能力要求,美军提出了第三代联合作战指挥控制系统的研发计划——网络赋能指挥能力(Net - Enabled Command Capability,NECC)计划[4,5]。
NECC 顶层建设目标是:提供从总司令(总统)到战区联合部队和下属司令部的无缝的联合指挥控制。实现途径包括:将GCCS - J 和各军种的GCCS 汇聚成一个通用体系结构,以及将全球通信卫星系统并入GCCS,成为它的组成部分;改进端到端的指挥控制能力,包括态势感知、情报和战备能力;向GIG 网络中心企业服务体系结构过渡。
NECC 计划是实现美国防部指挥控制能力革命性变化的重大项目。该计划建立在一个单一的、以网络为中心的且基于服务的指挥控制体系结构之上,可提供决策支持基础设施,使作战人员能够接收并理解必要的信息,以做出高效、及时且有效的决策。
2006 年3 月,美国防部负责网络与信息集成的助理国防部长宣布将NECC 确定为GCCS 的升级目标,也标志着NECC 正式进入技术开发阶段。但是,2011 年2 月,美国防部正式决定终止NECC计划,将其资金全部投入到完善现有的全军和国防部机构GCCS 上(原因分析见3.3)。
3 美军联合作战指挥控制系统的演化分析
3.1 第一代向第二代联合作战指挥控制系统的演化分析
第二代联合作战指挥控制系统GCCS 是美军战略转型、军事需求转变条件下运用新的技术成果建设的联合作战指挥平台,是机械化战争理论(联合作战理论)牵引与信息时代技术运用相结合的产物。
从军事战略的背景看,WWMCCS 是冷战时期美苏对抗以实施核报复战略为背景的条件下建设的战略层次的指挥信息系统。20 世纪80 年代末—90 年代初,东欧剧变,苏联解体,世界军事、政治形势发生急剧变化,美国针对冷战后的全球军事形势和未来高技术战争的需要,开始调整军事战略,其指导思想是凭借其技术优势,在压缩部队编制的同时,继续保持其军事大国的地位。在作战理论方面则强调联合作战,不仅包括各军种的联合,而且包括与盟军和多国部队的联合,因此,要求新一代的联合作战指挥控制系统必须具备相应支持联合作战的能力。这是WWMCCS 向GCCS 演化的战略转型背景。
从实际军事需求看,WWMCCS 侧重于战略通信的畅通和战略指挥中心的运转高效、安全,而1991 年的海湾战争暴露出了美军C4I 系统的许多问题。比如,系统之间的互通性差,信息不能共享,容易造成误伤,空中任务指令无法直接传输给航母战斗群,陆、海军之间难以进行有效的火力协调等。在此之前,虽然各军、兵种开发的指挥自动化系统多达数百个,但多半是局限于某一军兵种内部互相独立的系统,似“烟囱”林立,互通性和兼容性较差,制约了部队整体效能的充分发挥。
从技术角度看,各种先进技术/方法的出现为WWMCCS 向GCCS 的演化奠定了研制基础。美国防部制定了C4ISR 体系结构框架,并将其作为C4ISR 系统建设的总纲加以大力推广应用,为实现所有的战略、战役及战术信息系统之间的集成奠定了基础。公共操作环境(COE)则为指挥控制应用的开发提供了通用信息处理平台,为各军种系统间实现“即插即用”提供了基础,基本上保证了互通和互操作。另外,美军还广泛采用先期演示、建模和仿真等技术加速信息技术成果转化,支持全球指挥控制系统的建设。例如,美军参联会为解决联合作战中的C4I 系统互操作性的不足,专门安排了“联合勇士”互操作性演示验证项目,对已成熟的和正在开发的技术进行验证。这种方式已成为一整套科学的严密方法和程序,对于加速全球指挥控制系统的发展起到了非常重要的推动作用。
从组织机构看,为适应全球指挥控制系统一体化建设的需要,美军适时调整了其指挥信息系统建设和管理体制,于1991 年调整组建国防信息系统局,于1998 年改组了国防部负责指挥控制、通信和情报的机构职能。通过改组,基本实现了对指挥信息系统建设的集中统一领导:由作战指挥机构下设的C4系统部,汇总并批准指挥信息系统的联合使用需求;由C3I 助理国防部长及其领导的办公室,负责实施对指挥信息系统的建设和管理;专门指定一名助理国防部长领导与指挥信息系统、信息安全保密、信息作战有关的国防部业务局。
3.2 第二代向第三代联合作战指挥控制系统的演化分析
如果说WWMCCS 向GCCS 演化还具有工业时代机械化战争作战指挥的影子,是基于威胁和需求的联合作战理论牵引,那么GCCS 向NECC 的演化则完全体现了信息时代的战争理念和技术运用,是基于能力和概念驱动,以网络中心的作战理论为牵引。
2004 年1 月,美军发布《联合转型路线图》,强调以“基于能力,概念驱动”的方式推进联合部队转型,联合指挥控制是联合作战转型的关键概念。美军认为,未来的联合指挥控制能力,是一种以网络为中心的、一体化的、连贯并跨越所有指挥层次(国家级、战略级、战役级和战术级)的能力,能够适应每一指挥层次和联合部队指挥官作战任务的需要。通过转型能力的建设,美军联合指挥控制将具有共享的态势感知能力和决策优势,能够支援分散实施的作战行动,能够以较低的风险实施更分散、更灵活、更致命的联合作战。
从具体军事需求看,在多次局部战争中,GCCS暴露出版本繁杂、灵活性与信息共享(协同)能力差的缺点,不能满足网络中心战的战术/技术要求,具体表现在以下几个方面[6]:①互操作能力差。多个版本的GCCS 并存,各版本之间的互操作能力特别是与盟军之间的沟通能力差,制约着联合作战效能的发挥。②升级更新困难。不同版本的GCCS均有其特定的操作系统和数据库系统,如果对系统进行升级,则需对整个系统进行重新编译和测试,耗时费力。③由于GCCS 采用的是客户机/服务器结构,不能充分利用Web 提供的能力。
从技术的角度看,NECC 广泛采用了如下技术:①基于面向服务的体系结构(SOA),实现了功能的服务化,使数据与应用分离,为应用程序的重用建立了“即插即用”的环境;②联合开发与验证环境(FDCE),允许从作战的角度对产品进行迭代式的开发与测试;③Web 技术,增强系统对Web 技术的应用能力,支持基于浏览器的用户接口。
从组织结构看,NECC 的组织和管理由国防信息系统局牵头,陆海空三军和海军陆战队参与完成。
3.3 网络赋能指挥能力计划终止原因及影响分析
2011 财年预算申请对终止NECC 计划给出了简单解释:该项目成本超支、项目延期、性能不佳,因此,被列入“性能不佳的项目”之中,予以终止。而美国防信息系统局则认为,NECC 之所以被终止,主要是因为风险过高。
NECC 计划被终止的深层原因主要在于:①美国政府的军事战略转型与军事需求转变。美国防部目前的关注重点是在非对称条件下,如何运用现役常规武器和系统有效应对在不同地区同时发生的多场战争,而NECC 的超前发展特征已经难以与美国防部更加务实的战争策略和装备发展思路相吻合。②技术风险大、成本推升、进展缓慢。NECC计划启动之初预计将耗时6 年,耗资25 亿美元。截至2011 财年预算申请提交之时,NECC 计划几年间的实际花费已经将近10 亿美元。性价比不高但风险过高、项目进展缓慢是NECC 被终止的内因。
尽管NECC 计划被中止,但美军联合指挥控制转型目标不变,战备和转型之间将达成新的平衡,这标志着美军已经放弃了“大跃进”式的转型战略,正在更加务实地处理战备与转型之间的关系。NECC 计划已经开发和交付的能力模块将被集成到GCCS 中。同时,终止NECC 计划并不是由于网络赋能的发展方向错误,与之相反,网络赋能的发展方向不变,网络中心企业服务(LACES)仍是美军优先发展的C4ISR 项目之一。
4 启示和思考
4.1 部队转型及其配套系统建设要适应军事战略的调整
无论是美军的转型还是我军正在进行的信息化转型都是一个漫长的过程,而且没有太多现成的经验可供借鉴,具有很强的开拓性。但是,有一点是可以把握的,即部队转型及其配套系统建设的节奏是可变的,可适时地根据战争威胁的变化、军事战略的调整和作战能力的要求来改变转型目标与战略、建设方向与步伐。美军近期为适应“反恐”战争的需要,权衡了战备与转型之间的关系,求实避虚地放弃了“大跃进”式的转型战略,放慢了联合指挥控制系统的转型步伐。美军的这种做法给我们提了一个醒:虽然为适应情况的不断变化允许及时进行战略调整,但我军的发展水平和国防资源无法与美军相比,在确定转型的关键时刻,一定要把握好我军的军事战略及其作战能力要求,确定正确的转型方向和系统建设速度,要严格建设项目和计划的申报、评估、审批和监管制度,杜绝“概念炒作”“跨越式”“脱离当前威胁”等转型项目的出现,决不能像美军那样投入巨资以后再终止项目。
4.2 美军联合指挥控制系统的滚动式发展模式值得借鉴
在NECC 终止过程中,以“增值”方式获得能力模块的发展方式体现出了前所未有的灵活性,为美国防部能以较低成本及时地调整发展思路提供了保障。美军的“螺旋式推进,滚动式发展”的系统建设模式,以及明确管理职责,严格管理流程,坚定不移地向面向服务体系架构迁移,积极推动网络中心企业服务的开发,严格按照系统工程方法组织实施系统建设,建立协同的开发、测试、评估环节等有益做法,代表着未来部队武器装备体系发展建设的总体方向和发展规律。对于我军来说,美军正在发展什么项目固然值得关注,但是,美军科学的系统建设与管理模式,以及合理的系统开发、测试、评估等方法,更值得我们借鉴。
4.3 利用成熟技术升级改造现有系统仍是一条有效途径
美军终止NECC 项目,并不意味着放弃了联合指挥控制系统的转型。从近期的动态报道来看,美军将重点放在了对联合全球指挥控制系统(GCCS-J)的升级改造上。美军已制定了将GCCS 过渡到未来联合指挥控制能力的长远计划,坚持向更强的网络中心能力发展。美军瞄准面向服务体系架构的技术优势,放弃旧的公共操作环境,积极推动网络中心企业服务的开发,建立了一套Web 与信息服务,开发了一些新工具和新应用程序,并将已获得的成熟模块、工具以及成型的网络中心企业服务,用于联合全球指挥控制系统的升级改造中。
4.4 采办机构和作战指挥部门共同参与有利于明确作战需求
需求牵引与技术推动是包括指挥控制系统在内的武器装备发展的两大动力,作战需求是指挥控制系统发展的起始点和原动力。例如,NECC 的研发由美国防信息系统局负责领导开发,联合部队司令部是该项目的作战负责部门及最终用户代表,参与部门及机构则包括美国防部下属各局、一级司令部(如中央司令部)以及各军种其他军事机构。采办管理机构和多个作战指挥部门共同参与,有助于不断明确所需的作战能力(特别是联合作战能力)和应开发的指挥控制功能。
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