远征决策支持系统及其在制信息中的应用
2014-03-08刘佳铭谢红胜马永龙
刘佳铭,谢红胜,马永龙
(1.海军装备部,北京 100071;2.中国船舶重工集团第七〇一研究所,湖北武汉 430064;3.海军装备部驻武汉地区军事代表局,湖北武汉 430030)
远征决策支持系统及其在制信息中的应用
刘佳铭1,谢红胜2,马永龙3
(1.海军装备部,北京 100071;2.中国船舶重工集团第七〇一研究所,湖北武汉 430064;3.海军装备部驻武汉地区军事代表局,湖北武汉 430030)
介绍美国海军远征决策支持系统,并展示其在沿海或远征战区实现两栖作战分布式协同规划的能力。该系统包含现有水雷战平台决策辅助程序库(MEDAL)的操作特点并与水雷战平台决策辅助程序库共享数据。同时,该系统很好地阐明了联合构想2010/2020概念中的关键因素、支撑了“全领域作战优势”并能实现可视化和战术决策辅助功能。对该系统的研究,将有助于增强在现代化作战环境中的制信息能力和两栖作战能力。
远征决策支持系统;制信息;战术辅助决策
0 引言
远征打击群、两栖戒备大队和特遣部队的指挥官需要能够迅速、可靠地对分散的人员和部队进行协同规划。“舰到目标机动”(STOM)强调对特定目标的快速规划,并采用高效、低风险方式调动高机动性作战部队。而且,规划须周密且动态可调,以应对战术变化,还要尽量减少操作员间的交互。
例如,两栖特遣部队指挥官利用已有的C4ISR系统交换战术和规划数据,及时向其所属部队发布进攻计划,能够快速实施危机解救方案,并合理协调分散的部队和人员。虽然该通信链路能够用于通用作战图 (COP)数据的分发,但协调工作特别是协调海上部队的工作时,目前仍是通过广播、电话或电子邮件等来进行通讯。
因此,为了利用现有C4ISR系统和数据链实施快速规划,舰队发布信息需要采用与C4ISR系统相兼容的通用数据交换格式。
1 远征决策支持系统的发展背景及特点
1.1 发展背景
基于上述考虑,美国海军部在1998年开始“未来海军能力” (FNC)项目,该项目由海军研究办公室管理。“未来海军能力”分析了海战的所有领域,并根据分析、期望以及作战效费比,选择几个关键领域进行集中研究,确定几个被称为“尖峰”的“候选”作战区。
扫雷和沿海远征作战被选为“未来海军能力”项目的“尖峰”,如图1所示。“基础扫雷”是在指海军战斗群 (航母战斗群、两栖戒备大队、远征打击群)结构体系内,部署常规扫雷系统。在分析扫雷的过程中,尤其是在舰到目标机动阶段,“基础扫雷”明确了改进管理和执行远征机动作战的需求。它通过使用大量的储备科技成果来处理舰到目标机动的新需求。
图1 海军研究办公室确定的未来海军能力Fig.1 ONR future naval capabilities
1.2 系统特点
远征决策支持系统基于系统集成。首先,远征决策支持系统软件包被完全集成到国防信息基础设施公共操作环境 (DIICOE)和海上全球指挥与控制系统 (GCCS-M)中,这确保了远征决策支持系统与其他GCCS-M功能模块的集成。因此,远征决策支持系统能够与GCCS-M核心部件进行信息或功能的交换,如通信处理器、图像服务器、以及数据库等;其次,这种集成允许其他GCCS-M项目模块以通用格式进行信息交换。
此外,远征决策支持系统与海军和海军陆战队各种系统进行了整合,其中最主要的是与海军陆战队地面元素指令和控制/态势感知工具箱的集成,这成为远征行动成功实施的关键。从长期看,远征决策支持系统能够将部队网、远征传感器网、联合特遣部队战争网以及其他全球信息网中的适用成分进行整合集成。
2 在制信息中的应用
2.1 支撑联合《构想2010/2020》的概念
远征决策支持系统的目标是提高对规划和实施过程的指挥速度,从而满足舰到目标机动的要求,有力地支撑远征机动作战。通过降低形成、审核和分发规划的时间,指挥官能够更好的集中火力来击败目标。此外,通过与其他作战区域 (尤其是水雷战,火力支援和后勤)共同协调规划,指挥官能够快速地攻击目标。这些因素共同描述了《构想2010/2020》的概念。
《构想2010》是21世纪战争中提出的全新军事应用概念,其首要基础是制信息能力。《构想2020》对《构想2010》的制信息概念进行了改进,它更加突出“全领域优势”,如图 2所示。 《联合构想2020》和《联合出版物1-02》进一步详细说明了制信息能力的主要组成,这包括:
信息环境——个人、机构及具有收集、处理或分发信息功能的系统的集合(《联合出版物1-02》)。
制信息——具有收集、处理和传播连续信息流的能力,以及抑制敌人做相同事情的能力(《联合出版物1-02》)。
“信息技术的发展将越来越多地允许我们在完全同步的信息战中,将信息作战的传统形式与复杂的全源情报、监视和侦察技术相结合。全球信息网的发展,将为这一目标的实现提供所需的网络中心环境。该网全球互联,终端到终端均设置信息功能、相关过程和人员,以管理并提供信息,满足作战人员、政策制定者和支撑人员的需求。”—联合构想2020。
2.2 支撑全领域作战优势的实施
远征决策支持系统被设计为核心的战术决策辅助 (TDA)工具,其支撑全领域作战优势的3个主要组成部分为:
图2 《联合构想2020》Fig.2 Joint vision 2020
机动优势:远征决策支持系统支撑两栖特遣部队指挥官、登陆部队 (CLF)指挥官,以及在协同规划和远征作战中其他指挥部的工作,如传统大规模两栖攻击、海军陆战队侦察以及特种作战部队发起的突袭等。
精确打击:远征决策支持系统支撑多种两栖任务,包括空中、水面及地面部队的舰到目标机动。它增强了攻击策划者迅速调整计划以实现舰到目标机动和精确打击目标的能力。
集中后勤:远征决策支持系统为任务规划者提供登陆计划所需的模板和数据库。远征决策支持系统作为连接现有系统与新系统间的桥梁,被认为是一种战术决策辅助系统,它包括美国海军陆战队计算机辅助登舰管理系统 (CAEMS),集成计算部署系统(ICODES),MAGTF部署支撑系统 (MDSS)和其他后勤系统等。上述系统的数据很容易导入并存储在任务数据库中,并且在任务数据库中能够轻松修改,以支撑“规划什么”或对其进行重新规划。
2.3 提高规划效率和作战能力
2.3.1 常规规划遇到的问题
为了规划一个重要的两栖行动,规划人员依靠纸质图表和语音进行通讯。精准选择确切点 (如海滩中心)的能力往往会因为地图比例失真,铅笔型号不同、指南针和圆规的误差,以及复制过程中引入的人为错误等原因而无法顺利完成。且没有一份图表或地图,能同时满足海军陆战队和海军的需要。他们都有各自的需求,并且这些需求不能轻易通过同一文件格式结合。
制定攻击计划需要进行大量枯燥繁琐的工作:绘制点并经过繁复的检查验证。消息必须通过书面记录,然后进行传输。每艘舰船及其工作人员必须再绘制相同的信息。这不仅将聚集大量的人力,而且每艘船的布局可能都有不同。因而大量的时间都用在了纠正、复查和重新绘制上,每个人员都需要按顺序进行规划,这也导致协同规划极其耗时耗力。
为建立一个攻击时间表,大部分时间都将花在计算上。当一个假设或一个事件发生了变化,将引起连锁反应,导致诸多因素发生变化,进而影响到整个计划。因此,计划的变更必须慎重考虑。重新计算将导致时延。作战指示都是逐步确认的 (如天气、保障部队、水面攻击、空中打击、后勤、登陆、火力支援等)。实际上,这些因素在时间和空间上会有重叠,但目前还不能通过简单的方法将其可视化,并预测或排除可能的矛盾和冲突。
在攻击行动中,很少有设备能监控攻击活动的进展,并与原计划进行比较。实时作战显示器善于显示“当前”信息,但缺乏显示“未来”的能力。
2.3.2 实现可视化和战术决策辅助功能
远征决策支持系统推进了两栖作战规划,并能提供舰到目标机动关键技术的解决方案,其中最重要的是增强了规划部队和执行部队的战术决策可视化功能和战术决策辅助功能:
可视化工具——所有舰到目标机动规划使用的可视化工具均为二维联合制图工具包 (JMTK),并在通用操作环境中建立国防信息基础架构操作环境。舰到目标机动规划能对水雷战、气象学和海洋学(METOC)等多个作战领域内的信息进行整合,并且能支撑三维甚至四维查看。此外,在规划和执行时,还能够将攻击各方面的情况可视化,或只针对关键信息进行可视化视图。所有的规划和演练工具能够应用到多个地理信息系统 (GIS)中,以最大化其可移植性能力。在2003年1月举行的“透明猎人03”演习中验证了可视化工具的性能。
战术决策辅助——两栖作战计划不仅需要坚持原则,也需要能利用海军和海军陆战队的基础经验。基于实例的推理可以用来捕捉和分享相关方面的知识,减少形成规划的时间,同时提高规划质量。规划人员往往希望能够观察和控制规划的形成过程,因而全自动化规划既不可行,也不可取。为此,远征决策支持系统算法生成了一个最佳的舰到岸攻击计划,它能够自动排除舰船和攻击舰在运动中的冲突,为舰船和攻击舰生成最优路径。指挥官能决定是否按最优路径行进,以避免周围舰船及水雷或武器的威胁。
由远征决策支持系统提供的整体改进显著提高了远征作战设计者设计和协调攻击计划的能力,同时能减少形成或修改规划所需的时间,可在敌人制定出应对方案前,很好地实施该方案。
3 水雷战战术决策辅助
远征决策支持系统与水雷战环境决策辅助数据库共享数据库。与水雷战环境决策辅助数据库相同,交付用户使用的远征决策支持系统作为一个基本软件,不提供预先形成的文件或数据,而仅提供先进的工具用于导入、分析、格式化和显示用户提供的数据。它还需要使用环境数据库作为主数据库,从而获取包括水深、水流等信息。其他的环境数据则通过海军海洋办公室(NAVOCEANO)获取。
远征决策支持系统允许任务规划者进入到包括有航线和出发路径 (LOD)的作战区域图。海军火力支援等区域,也能进入到目前的两栖区域操作图像中,辅助解决联合行动中的冲突。每类区域可针对操作员的权限单独启用或禁用。该作战区域图可以保存为副本,并通过现有通信网络传输以支撑其它文件。由此产生的区域可以与水雷战环境决策辅助数据库共享,并通过标准的OTH-G消息发布到所有舰船。远征决策支持系统使用登陆计划数据、攻击区域图数据以及环境数据等对攻击波进行时序分析。基于这些分析,规划者可以协同解决冲突,并优化攻击时间表。在执行过程中,这些事件可能会在远征决策支持系统工作站由联合两栖特混部队(CATF)、作战后勤部队 (CLF)以及主控制船舶(PCS)进行监测,以允许资源的即时重定向和岗位任务分析数据的使用。同时,远征决策支持系统提供了事件清单,包括事件名称、开始时间、结束时间和代号等,可通过表格进行查看。
4 远征决策支持系统的部署
2002年初,远征决策支持系统部署到作战部队并开始测评。由舰队指挥官选定两栖戒备大队,并为其配一套预装远征决策支持系统的海上全球指挥控制系统计算机。同时,空间和海军作战司令部开始对新软件项目进行认证。同年12月,开始全面的“精选产品列表”认证。通过此认证,将使舰船和舰员能够将远征决策支持系统连接到安全网络。当前的1.1.0.7版系统是在修复早期反馈意见后形成的。该版本系统被部署在东部和西部的两栖特遣部队,以及参与支撑伊拉克自由行动的两栖编队中。
2002年10月,远征决策支持系统在北约举行的“注定荣耀02”演习中进行了评估。
2003年1月,“透明雷霆03”演习中使用了该远征决策支持系统。这次演习展示了远征决策支持系统-水雷战环境决策辅助数据库界面的新用途,并进一步增强了两栖部队指挥官和水雷战指挥官交换数据的能力。
图3为远征决策支持系统发展总体规划。两栖部队已经开始使用Build 1版。Build 2版已于2003年发布,它是围绕已在舰队中使用的海上全球指挥控制系统4.X版本展开的。其他Build版本涉及诸多增量改进,例如将集成许多其他远征作战系统和行动部队的改进建议。
图3 远征决策支持系统发展规划Fig.3 EDSS development plan
5 结语
远征决策支持系统作为海上全球指挥控制系统的战术决策辅助工具,能够用于远征作战任务的规划和实施。目前,作战演习已验证了它的潜在性能。随着该系统集成到现有C4ISR体系结构,以及在水雷战环境决策辅助数据库中共享使用,远征决策支持系统为远征作战提供了重要的协同作用,能够在当今瞬息万变的信息作战环境中提供制信息能力,增强两栖作战能力,为作战胜利提供保障。
[1]MITCHELL A.Expeditionary decision supportsystem(EDSS)and its application to information superiority/information operations[Z].2003.
[2]美国国防部.《联合构想2020》[R].2010.
[3]美国国防部.《联合构想2010》[R].2010.
Expeditionary decision support system(EDSS)and its application to information superiority/information operations
LIU Jia-ming1,XIE Hong-sheng2,MA Yong-long3
(1.Equipment Department of the Navy,Beijing 100071,China;2.The 701 Research Institute of CSIC,Wuhan 430064,China;3.Military Representative Office in Wuhan of Equipment Department of the Navy,Wuhan 430030,China)
Thiswork introduces the expeditionary decision support system(EDSS)and explain the ability to execute distributed and collaborative planning for amphibious operations in the littoral/expeditionary warfare area.This system incorporates operating features of and shares a common database with the existing GCCS-M mine warfare environmental decision aids library(MEDAL)segment.Meantime,it expatiates the principal elements of joint vision 2010/2020 concepts,supports the principal thrust of JV2020 is“full spectrum dominance”and notably enhances visualization for the planning and executing forces,and tactical decision aid.EDSS is a valuable and proven tool for providing information superiority in today’s rapidly changing information operations environment.
expeditionary decision support system;information dominance;tactical decision aid
2014-04-11
刘佳铭(1983-),男,研究方向为舰船电子装备研制管理。
U662.2
A
1672-7649(2014)05-0154-04
10.3404/j.issn.1672-7649.2014.05.032