适应于多种应用场景和装载平台的机动式作战指挥系统总体设计∗

管东林 李冬梅 古英汉

（1.海军研究院 北京 100036）（2.江苏自动化研究所 连云港 222006）

1 引言

机动式作战指挥系统是地面、地下、机动的三位一体指挥所编成的重要组成部分，担负着战时备份、接替、加强固定指挥所的任务与作用。在日常训练、重大演习演练中，以及临机突发事件处置时，机动式作战指挥系统能够为指挥员提供方便灵活的指挥所开设保障手段。正是因为机动式作战指挥系统的应用广泛，装载平台多样（车载、船载等），对系统的硬软件设计提出了更高的要求，需要我们在开展方案论证时加以特殊考虑，通过核心要素的服务化封装和轻量化设计，实现软件架构的动态构建，提高系统的灵活部署与运用能力，以满足多样化任务保障需要。

2 需求分析

机动式作战指挥系统平时作为固定指挥所的备份指挥所，前出指挥时可作为前进指挥所开设，一般都具备固定指挥所的主要功能，依托与其配套的预设阵地、机动通信系统、平台自身通信系统等，通过有线/无线/卫星等手段与上级及所属兵力互连互通，保障作战、训练、演练、处突等军事行动中的指挥任务。

按照担负的任务，机动式作战指挥系统有多种开设和运行方式。如表1所示。

机动式作战指挥系统一般由指挥、情报分析、信息服务保障、网络通信以及电源等功能组成。开设方式、装载平台和运用场景的不同，对机动式作战指挥系统的设计提出了较高的要求，一是要求系统体系结构采用松耦合设计，确保能够按需拆分和重组；二是作战指挥、情报处理等核心功能具有可封装的能力，有利于在各种平台上的快速部署和轻量化运行；三是硬件系统应具有通用性，并具有较强的环境适应性。

表1 常见的机动式作战指挥系统开设和运行方式

3 可扩展的体系结构设计

针对机动式作战指挥系统应用场景和装载平台的多样性，应构建按需组配、动态组合的应用框架，采用标准接口和协议，设计模块化、标准化的软硬件平台，实现系统的灵活重组、动态部署、即插即用的扩展，提高系统的扩展性和灵活性。在体系结构设计上应重点解决软件层、台位层、系统层等三个层次问题，为系统轻量化设计和软件架构动态构建创造条件，保障系统快速、灵活、可靠的动态构建能力。

1）软件层

软件层提供基于框架的软件设计、开发、集成的技术和方法。软件框架采用软件构件的设计思想，结合软件设计模式，针对各类应用业务特点，对各类应用业务的基础功能和公共功能进行抽象和封装，提供业务核心逻辑，构建框架与构件、构件与构件之间的交互机制，建立系列扩展点及其扩展定制机制，实现业务应用软件框架式的灵活组装。

2）台位层

台位层提供系统组装工具、系统部署工具、运行调度工具。系统组装工具提供软件构件化封装与管理、基于台位的系统组成配置、用户配置、基于软件构件的逻辑台位组装等功能；系统部署工具提供物理台位发现，逻辑台位安装与卸载等功能；运行调度工具基于系统组装和部署，实现台位构件运行调度功能。

3）系统层

系统层采用订阅/发布模型，结合多通道控制技术、数据实时分发技术，实现支持局域网和广域网数据按需订阅分发的数据分发系统，提供系统层的软件即插即用，数据按需订阅分发功能支持。

一种可扩展的机动式作战指挥系统体系构建方法示意图如图1所示。

4 核心功能的服务化封装

在机动式作战指挥系统中，作战态势综合、方案计划生成、辅助推演计算、兵力指挥控制等核心功能模块以构件（插件）式进行设计。整体上采用基于构件技术的集成框架实现以及动态集成设计方法，实现对核心功能构件的加载和按需调度、UI资源的配置与生成、构件间的数据通信等功能。各构件具备独立开发能力，能够动态地加入到总体集成框架中，并且可被自由地删除和替换，增强应用程序的可运行、可扩展、可维护性。由构件之间通过接口、消息、命令等方式进行相互的调用，构件内高内聚，构件间低耦合，最终实现了核心功能在总体框架中的封装以及其他应用软件的柔性重组。其组成结构如图2所示。

在调用方式上，机动式作战指挥系统对人机交互界面进行重新定义和设计，包括菜单、工具栏、状态栏以及其他公共交互窗口等。在软件后台，依托软件数据传输总线提供服务化的访问机制，实现信息订阅/发布、组播推送和点对点通信等信息交换功能，为系统内各个应用构件之间提供统一的信息通信服务。基于订阅/发布的数据传输总线基于DDS 标准，在设计时构建一条支持构件即插即用、构件之间信息按需获取、具有高实时性、高可靠性的信息软总线，支持系统的动态重组和灵活部署，同时能够提供多样的服务Qos 配置，满足构件间不同的信息传输要求，并为各类应用构件提供便捷的应用接口，为系统提供应用构件无缝集成手段。

图1 可扩展的机动式作战指挥系统体系结构设计方法示意图

图2 机动式作战指挥系统核心功能构件的集成框架结构示意图

图3 机动式作战指挥系统基于订阅/分发的数据传输总线技术

通过总体集成框架和订阅分发数据总线的设计，实现了机动式作战指挥系统核心功能模块的封装和灵活调用，为系统解构和重组创造了条件。

5 硬件通用化设计

为适应多种组合方式和装载平台，机动式作战指挥系统的硬件应具有接口通用、易于拆卸组合、适应性强、抗毁能力强、可靠性高等特点。重点如下。

1）在通信系统的接口设计方面，应具备有线通信、无线通信、卫星通信等多种通信接入手段，各种通信手段互为备份；系统内部应具备光纤环网、被复线传输网以及局域网电口、电话接口等接口，内部互连应具有多种备份手段。

2）在指挥工作台的设计方面，台位硬件应尽量通用，当某指挥工作台故障时，即可由其他台位通过软件定义重组实现其功能，快速接替，确保系统主要功能快速恢复。

3）在服务器设计方面，关键服务器采用双机备份设计，确保关键业务的正常运行。

4）供电设计方面，采用冗余设计，应具有市电、电源车供电两种供电手段，各独立单元（如车载方舱等）设置UPS，可提供短时间持续供电。

5）在硬件外部设计方面，根据装载环境配备相应加固设备，提高系统的可靠性。对直接采购的商用设备进行再加固处理，确保设备能满足环境要求；各独立单元（如车载方舱等）的结构设计充分考虑环境要求，严格控制质量，确保外部的刚度、强度能满足装载平台振动及外部冲击要求；各独立单元（如车载方舱等）应配备空调设备，实现舱内温湿度的调节，改善设备工作环境条件。

图4 所示为指挥作业台的通用设计示意图，可组合为多席位会议桌、多席位联排、单席位、双席位背靠背等多种形式，以适应不同任务指挥保障需要。

图4 机动式作战指挥系统指挥作业台位通用化设计示意图

6 结语

机动式作战指挥系统在作战、训练、非战争军事行动等方面发挥着重要作用，通过集成化、轻量化设计，尤其是核心功能的封装和调用，以及硬件设备的通用化设计，有效解决不同应用场景和装载平台上开设及部署问题，有效发挥机动式作战指挥系统的作战使用效能，提高了各级指挥机构遂行多类型任务的能力。本文所提出的机动式作战指挥系统硬软件设计方法在海军多型多类机动式作战指挥系统中进行了广泛应用，取得了良好的效果。