基于信息流的潜艇作战系统作战能力试验方法研究

张仪杨国华李志伟

（91388部队湛江524022）

基于信息流的潜艇作战系统作战能力试验方法研究

张仪杨国华李志伟

（91388部队湛江524022）

根据“全系统、全流程、全要素”的武器系统试验总体要求，在潜艇作战系统试验中，应对各子系统/设备的功能、不同作战流程与作战要素条件下的作战能力进行全面考核。从潜艇作战系统的体系架构与作战流程出发，分析系统作战过程中的各种信息流，同时对作战能力指标进行细化表述。据此，设计作战系统作战能力试验项目，并研究了试验方案和评定准则。

信息流；作战系统；作战能力；试验方法

Class NumberE925.66

1 引言

随着信息技术在军事领域的广泛运用，战争形态正由机械化向信息化转变。特别是在水下战场上，拥有信息优势的一方可利用获取的大量信息，使其装备的各种武器系统的作战效能大幅度提高［1］。现阶段，新型潜艇一般配置了声纳、雷达、潜望镜等各种探测设备，同时装配了指挥控制与辅助决策系统，对环境与目标信息的获取能力、信息融合与处理能力、指挥控制能力得到较大提升。

在潜艇作战过程中，作战系统使用到的各种外部与内部信息不仅种类多，而且信息量大。在传统的作战系统试验方法中，主要根据规定的功能指标要求，按照系统功能流程与功能模块划分方式，对作战系统作战能力进行考核。采取基于信息流的试验方法，其基本思路是：从作战能力涵盖的各种作战使用方式和基本信息流程出发，以作战信息流为主线，对作战系统各分系统/设备功能、信息流程、作战使用方式以及综合作战能力进行全面考核。

2 潜艇作战系统信息流分析

在实际作战过程中，潜艇作战系统信息流是在一定的作战环境、作战态势、作战使用方式下，按照系统体系架构设计的作战流程进行的。

2.1 作战系统体系架构分析

2.1.1 系统组成

潜艇作战系统中各分系统/设备按照作战过程中的信息流程，可分为四类［2］：传感器类设备、通信类设备、指挥控制类设备、攻防类武器。

1）传感器类设备

传感器类设备是指发挥传感器获取信息的功能，为作战系统收集、获取目标及战场环境信息的设备，一般包括声纳、雷达、潜望镜等。

2）通信类设备

通信类设备是指以通信链路为基础，联接其他武器装备进行各种通信传输的设备。

3）指挥控制类设备

指挥控制类设备是指辅助作战过程中的作战指挥人员进行情报信息处理、辅助决策计算、指挥控制等功能的设备。指挥控制类设备是作战系统的决策中心，辅助生成驱动整个作战系统运作的指挥控制命令。

4）攻防类武器设备

攻防类武器是指直接对目标进行攻防任务的各种武器设备。攻击类武器一般包括鱼雷、导弹、水雷等；防御类武器一般包括干扰器、气幕弹、声诱饵等。

2.1.2 系统组成之间的关系

在作战过程中，作战系统各组成以各种信息流为纽带，有机整合起来共同完成作战任务。信息流在作战系统中的传递关系如图1所示。

图1 中，传感器类设备从目标获取目标信息，从自然环境获取环境信息，形成态势流提供给指挥控制类设备和武器使用；除传感器来源外，还有通过通信链路由其他作战平台提供的目标信息。状态流是指指挥控制类设备获取的传感器类设备、通信类设备、配装武器的状态信息。指挥控制类设备获取态势流和状态流后，根据作战指挥人员决策指令，按照一定作战指挥模型，生成指控指令，以指控流形式对传感器、通信设备与武器进行集中指挥控制。攻防类武器在目标与环境信息支撑下，按照指控指令进行攻防任务。

2.2 作战系统中的信息流分析

根据上述对作战系统体系架构的分析，作战系统各组成之间交互信息根据信息类型和功能作用的不同，可分为态势流、状态流和指控流三类。下面对这三类信息进行分析。

2.2.1 态势流

态势流是指通过各种传感器设备感知或通信链路获取的，与作战自然环境、目标有关的战场态势信息流，态势信息流的主要内容如表1所示。

表1 作战系统态势流信息

2.2.2 状态流

状态流是指作战系统获取的各子系统/设备自身状态的信息。状态流信息一般由各子系统/设备向指挥控制类设备上报，其主要内容如表2所示。

表2 作战系统状态流信息

2.2.3 指控流

指控流是指在获取一定态势流信息、状态流信息的基础上，根据指挥员决策指令和作战辅助决策模型，由指挥控制类设备生成的指挥控制指令，其主要内容如表3所示。

3 基于信息流的作战能力分析

3.1 潜艇作战系统作战能力构成

根据潜艇作战系统的作战使命任务，其作战能力可划分为对陆作战能力、对海作战能力、对潜作战能力与作战支援能力四个方面［3］，如图2所示。其中，对陆、海、潜目标的作战能力可进一步细化为使用不同武器的攻击能力、使用对抗器材与机动对抗的防御能力；作战支援能力一般是指潜艇执行情报搜集、监视、特种力量投送、协同火力支援等任务的能力。

表3 作战系统指控流信息

3.2 基于信息流的作战能力分析

在作战过程中，各种作战能力的发挥与采用的作战方式相关，而作战方式与具体的作战信息流过程相对应。同时，信息流的内容、强度、流向随作战时间不断发生变化，信息流的任何变化，都有可能影响作战系统作战能力和效果。下面采用集合和流图方法分别对作战系统信息流进行描述。

1）集合形式化描述

采用集合方法，对作战系统中的态势流、状态流和指控流分别进行形式化描述：

对上述信息流集合中的元素进一步细化描述，以水下环境信息为例，采用集合描述其信息内容以及取值区间。

则在作战系统作战过程中，其作战信息流可表示为

i为作战系统各节点

2）流图描述［4～5］

为方便对作战系统信息流的分析，将系统结构与功能流程结合起来，建立整个作战系统信息流图，对作战信息流进行描述，如图3所示。

图中，虚线框表示各分系统，带圈的字母与数字标号表明系统的功能，在信息流图中视为流节点；节点间的连线表明为系统实现功能需交换的数据流，在信息流图中视为边。

根据上述两种信息流的描述方法可知，作战能力指标可看作是作战能力在作战信息空间上的映射。在作战系统作战能力试验时，一方面，由态势流、状态流和指控流综合组成作战信息流的内容是千变万化的，在试验方案设计时，应根据作战使命任务和典型作战样式与流程，区分不同阶段试验的侧重点；另一方面，除规定的系统战技指标外，从信息流要求出发，还应对信息的可信性、准确性、时效性等内容进行评价。

4 基于信息流的作战能力试验方法

4.1 试验总体方案设计

4.1.1 基本原则

按照“全系统、全流程、全要素”的原则，在作战信息空间中，试验项目与方案内容全面覆盖作战系统各种作战样式、作战流程以及典型和边界作战态势条件。

4.1.2 试验项目设计

根据上述基于信息流的作战能力指标分析结果，按照“全系统、全流程、全要素”的基本原则，对作战系统作战能力试验项目进行设计，具体试验项目如表4所示。

对于上述三级试验项目，还可根据作战系统信息流的关键内容（例如系统工作方式、武器使用方式等）进一步细化并设置下一级试验项目，本文不再进行详细阐述。

表4 作战系统作战能力试验项目

4.1.3 试验实施方案

受限于试验周期、经费、风险等要素限制，作战能力所有试验项目不可能全部通过海上实航或实际发射武器等方式进行考核。采取“陆上仿真、系泊模拟、海上实航”相结合的方式，对作战系统作战能力进行综合试验与评定。

1）陆上仿真试验

（1）试验目的

考核作战系统在复杂环境条件与边界态势条件下的指挥控制能力是否满足规定要求。

（2）试验方案

在实验室条件下，由仿真试验设备仿真生成复杂环境下的目标探测信息或边界条件下作战态势信息，并驱动作战系统中的指挥控制等关键设备运行。检查与记录指挥控制类设备对上述信息的处理结果及功能运行情况。

2）系泊模拟试验

（1）试验目的

考核作战系统在不同工作方式、不同工作状态下的指挥控制能力是否满足规定要求。

（2）试验方案

在系泊静态条件下，由相关模拟器代替探测设备、导航设备、武器等，作战系统按照规定的工作方式、工作状态，模拟进行目标探测、情报处理、指挥决策、目标运动要素及武器射击诸元解算、武器发控等作战过程。检查与记录作战系统在上述过程中对态势流、状态流与指控流等信息的传输正确性、处理准确性。

3）海上实航试验

（1）试验目的

考核作战系统在海上典型作战条件下的作战能力。

（2）试验方案

①攻防作战能力试验

在海上动态条件下，试验艇、目标舰艇等兵力按照预定的作战态势要求航行。根据试验想定和试验设计要求，试验艇与目标舰船分别完成攻防对抗过程。在对抗过程中，试验艇作战系统进行目标探测、情报处理、指挥决策、目标运动要素及武器射击诸元解算（对抗方案解算）、武器发控等。检查与记录作战系统在上述过程中对态势流、状态流与指控流等信息的传输正确性、处理准确性、功能完备性等。

②作战支援能力试验

在海上动态条件下，试验艇、其他舰艇等兵力按照预定的作战态势要求航行。根据试验想定和试验设计要求，试验艇获取其他兵力共享的情报信息，同时将本艇探测信息发送至其他舰艇，协同其他舰艇完成预定的作战任务。检查与记录作战系统在上述过程中对态势流、状态流与指控流等信息的传输正确性、处理准确性、功能完备性等。

4.2 试验评定准则

对作战系统中的信息流指标进行评价［6～10］：1）信息可信性

传感器设备获取的环境目标信息的可信程度满足规定要求。

2）信息传输正确性

态势流、状态流、指控流信息在作战系统各设备传输过程中正确、无误。

3）信息处理准确性

作战系统各设备对态势流、状态流、指控流信息处理准确，处理结果精度满足规定要求。

4）信息传输与处理时效性

作战系统在其功能运行过程中，对态势流、状态流、指控流信息的传输与处理时间满足规定要求。

5）信息传输与处理功能完备性

作战系统对态势流、状态流、指控流信息的传输与处理功能运行正常、完备，功能流程满足规定要求。

根据上述评价结果，对作战系统作战能力进行综合评价。当1）～5）结果均满足规定要求时，作战能力考核结果合格，否则不合格。

5 结语

在潜艇信息化作战过程中，只有获取更透明的水下战场环境与态势信息，并及时对这些信息进行准确、有效处理与利用，才能发挥作战系统集中指挥控制的优势。根据“全系统、全流程、全要素”的原则，从作战系统中的各类信息流出发，对作战系统功能、使用方式、工作流程等方面进行全面测试，进而对作战能力进行综合考核。这种基于信息流的作战系统试验方法，一方面试验空间能够基本覆盖作战信息空间，试验结果更加客观、全面；另一方面对作战系统的各种作战流程和要素均进行检查，更有利于及时发现系统在实际使用过程中的各种隐患。

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Testing Method of Submarine Combat System Operational Capability Based on Information Flow

ZHANG YiYANG GuohuaLI Zhiwei
（No.91388 Troops of PLA，Zhanjiang524022）

According to the overall requirement of weapon system testing under the condition of“the whole system，the whole flow and the whole element”，the function of every subsystem&facility and the diverse combat flow should be examined systematically in the submarine combat system test，excepting the operational capability in combat factor.Considering of the architecture&combat flow of submarine combat system，analysing the various information flow and bewriting operational capability index detailedly are necessary.Therefore，the test item that examining operational capability of combat system is designed，the test program and the evaluating standard are also researched.

information flow，combat system，operational capability，testing method

E925.66

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.07.007

2017年1月19日，

2017年3月2日

张仪，男，硕士研究生，工程师，研究方向：潜艇作战系统试验总体。