基于作战背景的损管系统研究

安中昌，冯伟强(海军装备研究院，北京　100161)



基于作战背景的损管系统研究

安中昌，冯伟强
(海军装备研究院，北京100161)

摘要:介绍战斗损管系统的起源和发展，针对现有部分损管系统基于作战背景的功能设计进行分析，为基于作战背景损管系统的设计和发展提出建议。

关键词：作战背景；战斗损管系统

0　引　言

损管系统是舰船极其重要的生命力和战斗力保障系统[1-2],目前各国战斗舰艇普遍配备了损管系统，对舰艇火灾、浸水等损害进行探测并针对已有损害进行限制、消除和效果评估。考虑到战斗舰艇在其寿期内可能遭受潜在的导弹、鱼雷攻击引发的火灾、浸水等战斗损害，美国海军在20世纪80年代提出了战斗损管系统（battle damage control system，BDCS）的概念，希望在损管系统设计中突出作战背景，重点保证战斗损伤下舰艇的抗损能力和反击能力[3]。

本文在分析美军战斗损管系统起源和基本概念的基础上，分析部分损管软件对作战背景的考虑和针对性设计，并针对国内损管软件的设计和发展提出部分参考建议。

1　战斗损管系统的起源和发展

“战斗损管系统”是最早的基于作战背景的损管系统设计概念，美国战斗损管系统的提出和发展源于美海军“全舰生命力研究（total ship survivability program，TSS）”项目，该项目由美国海军装备司令部作战系统生命力工程办公室主持。美国海军概括提出了21世纪舰艇应该具备的 12 项关键能力，其中前 3位分别是全任务协同能力、高度的系统集成能力和生命力、反击能力。其中生命力、反击能力部分具备包含了隐身防护能力、抗打击能力、损害自救能力和反击能力。基于该能力分析，项目对战斗系统、动力机电系统和损管系统进行了信息融合和部分功能集成，初步形成了图1 所示的战斗损管系统框架[4]。

战斗损管系统强调了损伤下的战斗（fight-whilehurt）能力，要求舰艇在发生损害后，应该做到：

1）限制或减少关键部位损害；

2）避免弹药库发生爆炸；

3）保持作战系统中防御系统和武器发射设备关键部分的功能，其中优先保证防御系统正常运转，以抵御后续战斗威胁或袭击。

美军认为如果舰艇弹药库中还有武器弹药，那么本舰应该继续战斗，如果舰艇探测和武器控制功能被破坏，武器发射信息可由舰艇发射部分进行处理，可由其他未受损舰艇控制受损舰艇的武器和火控功能，从而最大程度发挥受损舰艇剩余战斗能力。整个过程由受损舰艇为战场指挥员争取了反应时间，并实现对敌方的还击。为使舰船在遭受巡航导弹或鱼雷攻击后能够继续履行战斗使命，舰艇关键系统必须保持武器发射和关键战斗部位保护等功能。损伤下的战斗能力要求舰艇具备作战系统和平台关键系统的设备完整性和功能可靠性。

图1　战斗损管系统示意图Fig. 1　The schematic diagram of battle damage control system

为确保舰艇具备损伤下的战斗能力，需要通过全舰系统过程实现作战系统单元模块、动力机电系统和损管系统的有效集成，实现对损害的基于协同控制的快速反应。完备的战斗损管系统可为舰艇提供战时和平时的有效保障。

2　部分损管系统基于作战背景的功能设计

在提出战斗损管系统的概念后，1992 年美国海军结合研制统一的舰船监控系统（SMCS）系统开发出一型战斗损管系统（BDCS），样机安装在“提康德罗加”级巡洋舰 CG 68 号上，该系统可结合传感器信息和人工输入信息自动产生损管状态报告，且该系统通过局域网与全舰监控系统相连。在此基础上，又研制出更符合作战使用要求的综合生命力管理系统（integrated safety management system, ISMS），安装在“阿利·伯克”级 IIA 型驱逐舰上。

1）综合生命力管理系统

基于作战背景的损管系统设计的重要目的是保持生命力的情况下恢复和保持舰艇战斗能力。综合生命力管理系统一方面将实现了舰艇损管信息的有效监控和信息传输，并集成损管器材管理软件（DCAMS）、进水控制软件（FCCS）等功能，确保火灾和进水事故控制及损管资源管理，另一方面通过局域网实现了机电监控系统和作战系统的联接，可对战损后的作战系统进行重组，以恢复和保持战斗力。

系统具体功能包括：

① 损管传感器数据（温度、火焰、烟雾、淹水、阀门位置、原动机即通风与消防泵）收集、评估、传输以及显示；

② 现场指挥员与修理站的双向数据通信；

③ 保障损管器材管理、稳性计算、系统/设备以及舱室信息的损管辅助决策；

④ 损管中心、修理站及指挥战位之间的损管信息传输。

2）Qinetiq 公司智能化损管辅助决策软件

与常规损管系统相比，基于作战背景的损管系统更加注重舰艇遭受武器攻击的实战条件。英国 Qinetiq公司的智能化损管辅助决策软件就在系统的设计中，对舰艇遭受武器攻击后的损害蔓延、设备受损状态、生命力指标变化以及战斗人员逃生等具体问题进行针对性的功能设计。图2 为智能化损管辅助决策软件。

图2　智能化损管辅助决策软件界面Fig. 2　The software interface of intellgent of intelligent damage control system assistant decision

软件具体功能包括：

① 可对舰艇进行全建筑结构和关键系统的三维建模，并具有丰富的模型细节。

② 可对典型战斗损害进行仿真建模，对武器破坏性进行分析，对全舰的主要装备开展损伤研究；

③ 能够多角度模拟舰船在遭受武器攻击情况下的损害蔓延，分析舰船生命力指标的动态变化过程；

④ 充分考虑了门窗盖对生命力的影响，为模拟舰员损管行动提供了基础模型；

⑤ 能够基于复杂网络进行系统建模，对舰员的行动路线进行规划，为指挥人员提供辅助决策支持。

3）L-3 公司战斗损管系统

损管系统的智能化程度也是基于作战背景的损管系统设计需要考虑的重要因素，通过提高系统的智能化程度，可以有效提高人员行动的实时性和准确性，在保障舰艇生命力的基础上，更好地保障舰艇战斗任务的完成。L-3 公司在综合平台管理系统也集成了一款战斗损管系统，应对舰艇火灾、浸水、烟气和核生化损害等，并重点提高了系统的智能化程度。

图3　L-3公司的战斗损管系统Fig. 3　Battle damage control system for L-3 company

系统主要功能包括：

① 损害标绘与管理，辐射监测与记录；

② 舰艇布置图的 2 维或矢量显示，系统设备图层信息显示；

③ 集成视频监视系统（CCTV）；

④ 人员与设备器材管理；

⑤ 伤亡人员管理，损管事件记录、报告生成；

⑥ 舰艇实时稳性计算模块；

⑦ 突发事件或状态变化时自动生成决策卡；

⑧ 损管控制器联动（集成于综合平台管理系统）；

⑨ 集成 L-3 在舰训练系统（OBTS），用于损管流程、预案的学习、操练与考核评价。

此外，系统还可扩展全功能专家系统，并支持NBCD 咨询系统最新套件。损管控制器联动、自动生成决策卡、全功能专家系统扩展等方面的设计，可以确保该系统具备更高的智能化程度，更好地适应战场应用环境。

3　结论及建议

美海军在提出战斗损管系统的概念后，针对性地完成了部队战斗舰艇损管系统的设计，虽然在战斗损管系统的后续发展中，受冷战后战略调整、预算减少、技术开发困难等因素影响，其最初提出的战斗损管系统的部分目标功能并没有实现，但战斗损管系统的设计思想还是影响并推动了美国和其他国家海军舰艇损管系统的设计研制，并对舰艇实际损管工作产生了积极的推动作用。

目前舰艇软硬件技术的不断发展，特别是信息化技术的发展，为基于作战背景的损管系统设计研究带来了新的机遇，参考国外技术发展和舰艇作战使用需要，基于作战背景的损管系统在后续发展中可从以下几个方面进行研究：

1）系统开放式设计

战斗损害往往使舰艇部分软硬件设备丧失功能，因此基于作战背景的损管系统可在体系结构上加强开放式设计，灵活配置损管系统的软硬件设计。目前 L-3 公司、Matec 公司的战斗损管系统即采用类似设计，通过功能软件化、移动终端设计等方式，提升了损管系统在战斗损害条件下的可靠性。

2）加强信息集成共享。

全舰信息的集成共享，是全舰各系统协同工作的基础，也是目前各国舰艇技术发展的重要方向。基于作战背景的损管系统设计研究中也应加强平台系统与作战系统的集成，采用信息分发、信息推送等形式将损害相关信息、损管行动信息等发送到作战系统，保证作战系统对舰艇生命力状态的掌握，保障作战系统的任务执行。

3）提升智能化程度

通过提升传感器、控制器等硬件设备性能，提升软件自动处理、辅助决策等软件性能，一方面可以提高损管行动的效率，节省损管行动对时间、物资的消耗，另一方面可以减轻损管人员需求，避免过多的作战人员参与到损管行动中，从而更好地保障全舰各项使命任务特别是战斗任务的完成。

4）加强损害模型研究

损管系统中的损害模型是整个损管系统功能设计的核心内容之一，基于作战背景的损管系统设计，应充分考虑舰艇可能遭受的各种战斗损害，并加强损害模型研究、设备和舰艇损伤分析以及作战损伤下的预案分析等，比如对典型导弹、鱼类攻击下的舰船部位损害特性进行研究，以确保损管系统在对应条件下损管任务的有效完成。

参考文献：

[1]邱金水, 蒲金云, 陈兆良. 舰船损管监控系统与损管训练[D].武汉: 海军工程大学, 2001.

[2]方万水, 李炜, 吴先高. 舰船损管监控系统发展概述[J]. 舰船科学技术,2002, 24(6): 37–39.

[3]FANG Wan-shui, LI Wei, WU Xian-gao.The generalization of damage control system's development for naval ships[J]. Ship Science and Technology,2002, 24(6): 37–39.

[4]LAMONTAGE Y. New developments in damage control-interactive incident board management system-I2BMS[D]. Montreal, Canada: L-3 MAPPS,2010.

The research of battle-background-oriented damage control systems

AN Zhong-chang, FENG Wei-qiang
(Naval Academy of Armament, Beijing 100161, China)

Abstract:The provenance and development of the battle damage control system is introduced. The function design of some battle-background-oriented damage control systems is analyzed. The suggestion for the battle-background-oriented damage control system technology and systems is summarized.

Key words:battle background；battle damage control system

作者简介:安中昌(1989–)，男，硕士，助理工程师，从事水面舰艇信息化及损管监控系统研究。

收稿日期:2015–08–20

文章编号：1672–7619(2016)03–0151–03

doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2016.03.032

中图分类号：TK

文献标识码：A