国外装甲车辆电子架构的发展现状

刘川，研究员，长期从事坦克装甲车辆情报研究工作，主持和参与完成数十个情报专题，涉及主战坦克、步兵战车、空降战车、两栖战车、轻型突击车、战术车辆、无人地面车辆、综合防护系统、主动防护系统、装甲防护系统、观瞄系统、健康管理系统、信号特征抑制、悬挂系统、混合动力系统、遥控武器站和车辆电子架构等。

目前，提高装甲车辆电子架构的标准化&互操作性是一个普遍目标。西方多个国家均有相应的计划，其中，以英国国防部的GVA（通用车辆架构）计划和美国国防部的VICTORY（C4ISR/EW互操作性的车辆集成）计划最具代表性。

GVA接口示意图

LOSA示意图

美国陆军TARDEC提出的未来军用地面车辆最终状态的示意图

GVA计划和VICTORY计划的目标并不是针对一种具体车型推出一种具体的车辆电子架构，而是要开发出车辆电子架构的通用发展途径——根据可实现开放性、可缩放性、互操作性的强制性执行标准规范来研发车辆电子架构。这一点已在国际上达成共识，是提供未来装甲车辆电子架构的前行方式。按照这样的标准规范，可根据需要衍生/开发出满足不同平台要求的互操作性开放式车辆电子架构，彻底摆脱过去车辆电子架构开发单位以封闭形式、面向具体平台开发不具备互操作性的具体物理体系结构的老式方法。

GVA计划和VICTORY计划的核心成果分别是GVA标准和VICTORY标准。本文中，将符合GVA标准的车辆电子架构称之为GVA顺应性车辆电子架构，将符合VICTORY标准的车辆电子架构称之为VICTORY顺应性车辆电子架构。无论哪种车辆电子架构，最大限度采用开放式标准以及充分利用COTS技术和产品是其一主要特点。

GVA计划

英国在实现开放式车辆电子架构方面经过了长时间的努力。其间，有多项涉及开放式车辆电子架构的工作，1997年启动VSI（车辆系统集成）计划，此后先后有FRES EA（未来快速反应系统电子架构）技术演示计划和VTID（车辆技术集成演示样机）计划，再后是基于FPMS（部队防护任务系统）工作组的工作成果成立GVA技术工作组，到2010年8月22日才發布强制性执行的GVA 标准第一版。

GVA计划的目标是：（1）针对地面车辆平台的设计和集成，使英国国防部能够实现开放式架构的益处，特别是在车辆平台电子&电力架构以及相关HMI（人机界面）方面的益处;（2）通过应用适当的标准和设计约束条件，提高所有英国国防发展路线（DLOD）的作战效能，降低集成风险，减少车辆采购&使用费用。

GVA计划已取得了相当大的成就，其技术工作组于2012年得到英国政府的正式表彰——从英国国防装备、保障&技术机构获得了“卓越成果奖”。GVA标准已在英国整车和部件上得以实施。多个欧洲国家也在参考GVA标准，例如法国的SCORPION计划将基于GVA标准来管理系统复杂性，使系统更加灵活、可扩展。MILVA（军用车辆电子协会）也开始以英国GVA作为起点开发NGVA（北约通用电子架构）。

GVA计划在英国陆军的未来发展中占有重要的地位，它属于英国国防部范围更宽的LOSA（地面开放式体系架构）计划的一个关键组成部分。LOSA是“英国陆军2020”在推进中必需采用的开放式体系架构。LOSA定义体系架构且强制性采用开放式技术标准，不仅针对车辆（GVA通用车辆架构），也针对士兵（GSV通用士兵架构）和基地/指挥部（GBA通用基地架构）。此外，LOSA还定义COIL（地面公用开放式接口），借此，平台之间实现互操作以及平台与其他环境（例如海上和空中）之间实现互操作。

VICTORY计划

美国陆军在实现开放式车辆电子架构方面也经过了长时间的努力，2006年启动了VICTORY计划的概念研究，直到2011年7月才颁布了第一版VICTORY标准——VICTORY 1.0（关于VICTORY计划，本刊2015年09期刊登过部分内容）。

VICTORY计划的目标是：（1）开发在地面平台上集成C4ISR/EW及其它电子任务装置的架构，以将现有的和先进的C4ISR/EW装置集成到美国陆军的地面平台之上;（2）确定从目前架构发展到未来架构的路线图，涉及将现有部队的系统涵括在架构之内以及向以网络为中心的C4ISR/EW的方向发展。

实现VICTORY计划目标所采取的技术途径是：（1）给车辆增加数据总线（网络）;（2）提供共享的硬件和服务;（3）用标准的、开放式的基于网络的消息传送接口来定义部件。

为了营造开放的竞争环境，VICTORY确定部件和系统接口的标准。VICTORY通过接口标准来实现互操作性的目标，接口标准被确定在部件和系统的接口层。在VICTORY范围之内的接口被指定使用Ethernet技术在C4ISR、EW和平台系统之间传送信息。

目前，VICTORY顺应性架构的范围/边界总体上包括：（1）停止在平台网络的边界——面向卫星、地形系统、徒步土兵、移动传感器的接口以及面向数据/音频电台的接口;（2）停止在平台系统的边界——面向机动性、武器、配电、后勤、防护的接口;（3）不集成安全关键的系统;（4）不定义通用物理部件或软件应用程序。

VICTORY计划在美国陆军的未来发展中占有重要的位置。按照美国陆军TARDEC发布的30年发展战略，未来军用地面车辆将具备模块化、高适用性、高适应性、智能化的特点，要实现其4条发展线路（LOE1、LOE2、LOE3、LOE4）的目标，VICTORY顺应性电子架构是重要的使能因素。

VICTORY顺应性架构的主要特征包括：（1）数据总线中心设计;（2）可共享的硬件部件，在不增加硬件的情况下来使用软件;（3）开放的标准的物理接口和逻辑接口，应用在系统与C4ISR/EW部件之间;（4）一套共享的数据总线服务;（5）共享的硬件和软件的信息安全部件，使系统集成商能够构建安全的设计，保护和控制信息的访问。

VICTORY数据总线（VDB）作为VICTORY顺应性架构的核心结构，实质上是一个提供域特定特征的Ethernet网络，它提供网络基础结构、共享数据服务、共享硬件、管理服务、信息安全、免受网络攻击、数据保护、基于策略的访问控制、开放式的基于网络的接口。

VICTORY与GVA的比较

目前，VICTORY标准和GVA标准均已达到可以实用的状态。英国GVA和美国VICTORY均为面向车辆所有子系统（机动系统和任务系统）确定了一套通用开放式标准，这些标准独立于具体硬件解决方案或软件解决方案。执行GVA标准和VICTORY标准将使地面战斗系统和战术轮式车辆能够：降低重量、节省功率、恢复可用空间;平台系统实现信息共享和给乘员提供综合图像;提供一种开放式架构，平台在无需进行重大重新设计的情况下即可接纳未来技术。GVA标准和VICTORY标准都在随着新研究成果的获得和技术的发展，不断地推出新版本。

虽然英国GVA计划和美国VICTORY计划的目的都是确定地面车辆电子架构的通用发展途径，但通过对比可以看出，两者既有相同点，也有不同点。不同之处是：两者的着眼点不同，但目标类似;两者所提供的设计指导方针不同。

VICTORY的目的是实现C4ISR/EW系统接口与平台系统的集成，以便于将现有的和先进的C4ISR/EW裝置集成到美国陆军的地面平台之上;VICTORY标准包括针对平台系统的接口和停止在平台系统的边界，有明确的设计参考示例。而GVA的目的是形成一个整体车辆体系架构，以便约束未来的所有设计;GVA标准旨在形成一个整体车辆电子架构，包括HMI、28V电力、HUMS和硬件互联性标准规范，但缺少具体设计参考示例。

美国陆军REDCOM提出的下一代C4ISR/EWCOE路线图

这里强调指出，在未来的网络中心战场环境下，坦克装甲车辆是在“系统高度机密”的保密状态下运行，为此，GVA和VICTORY顺应性架构均高度重视IA（信息安全）问题。以IA（信息安全）先进的美国为例来说，VICTORY顺应性架构的IA部件包括：INE（线内网络加密机）;DAR（休息数据）加密机;防火墙;跨域传输部件;安全内核;IDPS（入侵检测和保护系统）。

VDB与C4ISR/EW系统和平台系统之间的相关关系

VICTORY 顺应性架构的IA能力包括：多包封区域（Multi-enclave）计算——数据传输CDS（跨域解决方案）;访问控制——基于生物的授权;DAR（休息数据）保护（网络连接存储保护）;来自网络的信息安全系统配置&控制——来自网络的数据传输CDS（跨域解决方案）的配置&控制+来自网络的网络连接存储加密的配置&控制;来自网络的信息安全系统健康监视——来自网络的数据传输CDS的健康监视+来自网络的网络连接存储加密的健康监视。

不仅VICTORY顺应性架构引入了CDS（跨越解决方案），GVA顺应性架构也是如此。从目前的CDS技术发展来看，基于MILS（多级独立安全）的信息安全解决方案为理想解决方案。

结束语

GVA计划和VICTORY计划取得令人瞩目的成绩，与其非常注重基础性、应用性和试验性研究工作密切相关，这也是实现面向未来的开放式车辆电子架构目标的关键。特别是，GVA计划和VICTORY计划均将构建通用数据模型视为实现互操作性的模块化开放式电子架构的关键之一。通过通用数据模型，将可在集成工作量最小的情况下，实现在不同的平台类型之间的系统重新配置、更换、技术嵌入和系统可移植性。通用数据模型也是实现整个地面开放式体系架构的关键所在。

（编辑/王路）