美国海军“蓝岭”号指挥舰信息系统发展情况及启示

陈 峰,徐英桃

(中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏 南京 210007)

0 引言

“蓝岭”号指挥舰是美国海军海上综合作战指挥能力最强的战舰,是二战以来设计的最大指挥舰。该舰1970年11月服役,1979年成为美军第七舰队的旗舰。自服役以来,“蓝岭”号进行过多次现代化改装,武器装备、指挥通信系统等设备经历了大面积改造,全面提升了其作为指挥舰的作战指挥、通信及信息处理能力,是数字化程度最高的旗舰。为借鉴国外指挥舰相关信息系统的发展经验,就“蓝岭”号指挥舰的基本情况、信息系统应用情况及部署的典型系统展开剖析,在此基础上探析信息系统的发展启示。

1 “蓝岭号”指挥舰基本情况

上世纪50年代,美国海军的指挥舰由两栖作战舰船兼任。随着军事装备信息化程度的不断加深,指挥信息系统作为信息化战争条件下“兵力倍增器”的重要性不断得到认可,加之两栖作战愈发朝着大规模、多任务、作战力量多元、指挥协同复杂的方向转变,美国海军意识到以战斗平台为主体的两栖作战舰船已无法满足上述转变带来的日益增长的情报处理、通信传输、指挥控制能力的要求,急需打造指挥控制及综合通信功能更加强大的专用指挥旗舰,搭建功能齐备的海上指挥中心,才能彻底解决大规模海上联合作战指挥问题。为此,美国国会于1965～1966财年,专门批准了“蓝岭”号新型指挥舰的建造计划。作为专职的指挥舰,“蓝岭”级是美海军目前唯一一级初始设计目的就是作为指挥舰使用的舰艇。

“蓝岭”号舰长194 m,舰宽32 m,吃水9 m,满载排水量18 400 t,航速44.44 km/h,续航时间800 h,舰员编制为821人,包含军官42人,司令部人员170～190人。作为专职指挥舰,自身携带武器装备较少,主要用于自卫,包括2座八联装“海麻雀”导弹发射装置、2座双联装76 mm 舰炮、4门25 mm 机炮和12.7 mm 重机枪、2座20 mm 六联装“密集阵”近程防御武器系统等;“蓝岭”号有“天线园”之称,装备70多台发信机和100多台收信机、3组卫星通信装置,主要包括卫星通信系统、海军战术数据系统等,通信手段多样,使用快捷,可靠性高,通信容量大,通信能力首屈一指。卫星通信装备主要包括SSR-1接收机、WCS-3(特高频(UHF))、WCS-6(超高频(SHF))、USC-38(极高频(EHF))、SMQ-6接收机等;海军战术数据系统主要包括LINK4A、11、14和16号数据链等。

“蓝岭”号作为第七舰队的旗舰,是海上舰队的指挥中枢,其使命任务包括:一是在大规模海上作战条件下支撑指挥人员实施对兵力的指挥控制,如指挥各类海上舰艇编队(如航母编队、两栖编队、水面舰艇编队等)构成的海上作战编队实施海上打击、海上封锁任务等;二是指挥实施两栖作战,包括对空、反潜、反舰、登陆编队等兵力指挥,舰炮和近程空中火力组织协调,以及登陆突击、后勤保障、登陆场区电子战行动指挥等。

2 信息系统建设运用情况

2.1 指挥机构设置

“蓝岭”号主要设有中枢指挥中心和8个次级指挥中心(登陆兵力指挥中心、海上作战指挥中心、反潜作战指挥中心、登陆兵力火力控制中心、战术情报信息中心、本舰防御作战指挥中心、区域防空指挥所、综合通信中心)。其中中枢指挥中心定位于综合性指挥中心,具备集中与分散相结合的两栖作战对空、对陆、水下、对海综合指挥能力,并可实施对两栖联合登陆部队的直接指挥控制,指挥能力覆盖远海机动作战、两栖作战涉及的情况判断、作战筹划、行动控制、过程监控、战果评估的各个环节;登陆兵力指挥中心为登陆部队常设专项指挥机构,具备对以空地特遣部队(MAGTF)为主体的两栖联合登陆部队的作战态势掌握、战术行动控制、支援保障等各项指挥控制能力;海上作战指挥中心为对参与两栖作战的航母编队、其它类型舰艇编队实施指挥控制的常设专项指挥机构;类似地,反潜作战指挥中心为对参与两栖作战的水面舰艇、潜艇、空中平台进行反潜作战指挥控制的常设专项指挥机构;登陆兵力火力控制中心为常设的兵力火力组织协调机构,其职责主要为响应突击上陆阶段、巩固与扩大登陆场阶段的两栖联合登陆部队的火力支援请求,并协调参与两栖作战的各型兵力,对登陆作战区域实施对陆联合攻击、对空联合打击等战术行动;战术情报信息中心主要为空中拦截控制、威胁判断显控台、武器协调显控等作战环节提供火控级情报;本舰防御作战指挥中心主要为本舰实施防空、反舰、反潜作战指挥提供本舰指挥支持;区域防空指挥所监测、识别包括弹道导弹和巡航导弹在内的所有空中目标,并下达拦截指令;综合通信中心实现对各类通信手段的一体化综合运用和通信运维管理。

2.2 信息系统部署情况

信息系统是“蓝岭”号指挥舰发挥指挥作用的核心。与上述指挥机构对应,中枢指挥中心主要部署美军全球指挥控制系统海军型舰队级(GCCS-M,舰队级);作战情报中心主要部署海军情报处理系统(NIPS);登陆部队指挥中心、登陆部队火控中心、对海作战指挥中心、作战情报中心、反潜战中心等5个指挥中心根据其功能定位,主要部署专项指挥功能应用系统及旗舰数据显示系统(FDDS);本舰防御作战指挥中心主要部署海军战术数据系统(NTDS)及其改进系统——先进作战指挥系统(ACDS),区域防空指挥所主要部署宙斯盾作战系统(AEGIS),综合通信中心主要部署综合通信管理系统等。主要指挥机构及对应系统部署情况如表1所示。

表1 “蓝岭”号主要指挥机构及其相应信息系统

2.3 组织运用模式

“蓝岭”号是美国海军成立以来打造的首个定位于以指挥控制为主体的大型水面舰艇,具备强大的通信传输、信息处理、指挥控制能力,其信息处理能力之强大、性能之综合前所未有,是美国海军海上综合作战指挥能力最强的战舰,有效填补了大规模海上作战、两栖登陆作战缺乏战役级指挥中心的能力空白。完成部队列装后,“蓝岭”号多次参与美军军事行动及一些非战争军事行动,如在海湾战争期间,“蓝岭”号与其它50多艘盟国舰艇组成多国海上部队,执行联合海上拦截任务,基本上切断了伊拉克通过港口和科威特港口的贸易往来;2000 年后,“蓝岭”号几乎每年参与美国与其西太平洋和印度洋盟国之间的联合演习及训练行动,2009年参加了与日本海军自卫队的“Annual Exercise 21G”演练、与法国海军联合开展的“Passing Exercise”演练等;2011年,“蓝岭”号参与日本东北地震和海啸灾难营救行动等。

作为海上作战指挥中心,“蓝岭”号中枢指挥中心接收来自岸基舰队指挥中心(NFCC)的各类作战计划、行动控制、情报保障、战场环境保障等数据,进行情况判断、计划决策后,形成指挥控制命令并下发至下属次级指挥中心(7个传统指挥中心和1个区域防空指挥所),由次级指挥中心组织两栖编队内各下级指挥部位进行对空、对海、对陆、反潜、两栖等方面的协同作战指挥和通信综合应用;同时,作为承上启下的关键骨干节点,中枢指挥中心持续实施汇集参与进行两栖作战的编队内部的兵力状态、作战计划执行情况、实施战场环境及作战效果等信息,并依据预先设定的规则和力度将上述信息上报至岸基舰队指挥中心。“蓝岭号”组织应用模式如图1所示。

图1 “蓝岭”号组织应用模式图

3 信息系统发展趋势

3.1 系统体系结构更加开放,支持指挥机构灵活开设

“蓝岭”号指挥舰信息系统采用模块化结构,通用性强,利用COTS组件集成技术,支持派生部署,可根据作战任务需要部署于不同位置,开设不同规模的指挥功能席位,并非专为“蓝岭”号设计。开放性的架构带来了良好的可升级性和可移植性:一方面,美国海军对已有的“蓝岭号”指挥舰信息系统通过模块替换、功能扩展等方式不断升级改造,持续提升其作战指挥、通信及信息处理能力;另一方面,为适应21世纪“强度较低、对陆地投送兵力为主”的新两栖作战形态,现有大型舰艇通过加装与“蓝岭”号相同的两栖作战指挥系统即可兼职两栖作战指挥舰。例如,美国“埃塞克斯”号“黄蜂”级两栖攻击舰满载排水量达40 000 t,舰上设有多个作战指挥中心,对外通信信道达112个,是师、旅级两栖登陆作战规模的指挥旗舰。

3.2 顶层规划,体系集成,突出联合

“蓝岭”号指挥舰信息系统采用基于国防信息基础结构公共操作环节(DII-COE)和联合架构统一设计,注重信息装备的型谱化、体系化、规模化建设,消除“烟囱”瓶颈,具备与海军内部、陆军、空军、盟军信息装备体系一致性与兼容能力,以提高互操作性,为联合作战指挥提供无缝协同支撑手段。典型的部署于“蓝岭”号指挥舰的GCCS-M、部署于空地特遣部队的全球战术作战指挥控制系统联合型(GCCS-J)、全球作战勤务系统(GCSS-MC)、分布式通用地面系统陆战队型(DCGS-MC)等主要系统都是在美军联合架构顶层设计的基础上根据军种特点进行研制建设和体系集成,从而确保两栖作战参战兵力之间、与其他联合军兵种系统的互联互通和互操作性。

3.3 系统能力不断完善,可靠性持续提高

“蓝岭”号部署的GCCS-M、FDDS、ACDS等系统自装备以来,经过多年不断发展,系统版本不断更新,能力日趋完善。最新部署的GCCS-M 系统采用了先进的人工智能成果,在智能化辅助决策、分布式自主协同等方面获得了较多的能力增量;ACDS系统的BLOCK 1 版本较之BLOCK 0 版本,在对海、对陆、对空等情报目标处理范围和容量、多源目标识别、数字地图加载、训练支持等方面能力得到显著提升;各类系统非常注重系统可靠性的提升,针对GCCS-M4.1版出现的内存不足需要重启解决,模拟目标信息显示错误,无法接收舰艇自报位信息等问题,持续进行系统测试与问题回归,不断提高系统的稳定性等。

3.4 注重新技术的应用

“蓝岭”号指挥舰信息系统采用商用流行的多传感器数据融合技术和分布式处理机结构,将各种探测、指挥控制及武器等装备进行综合与集成,为实现信息和资源的充分共享与综合运用、形成整体优势奠定了基础;遵循GIG 的体系结构发展规划,通过面向服务体系结构(SOA),系统间实现松耦合,能够抽取不同的服务并灵活地自组织,形成基于任务的能力包;充分利用智能化技术,将作战知识库、模型库、规则库和方案库与指挥控制过程有机结合,提供辅助工具和决策建议,使作战过程中为指挥员的战术决策、方案制定由传统的人工手段向人机结合转变;基于WEB 技术的增强链接虚拟信息系统(ELVIS) 为用户提供Web 浏览器访问本地或远程的通用作战图/通用战术图等。

4 启 示

美国”蓝岭”号指挥舰40余年的应用经验对我海军进行类似系统的建设有着重要的指导意义。通过研究其信息系统建设情况、系统特点和作战应用情况,得到如下启示。

4.1 明确指挥控制层次和系统定位

作为指挥旗舰,“蓝岭”号主要装备的海军型舰队级全球指挥控制系统定位清晰,是与岸基舰队指挥中心并驾齐驱的海上战役级指挥中心,虽具备集中与分散相结合的战役级指挥和战术级指挥一体化的能力,但常态化使用侧重于两栖作战战役指挥能力,其系统的使用对象为两栖联合登陆作战指挥的高级指挥官,系统态势掌握、指挥决策、行动控制、组织协调等功能与使用对象具有强匹配性;而对任务兵力实施具体的指挥引导、战术行动控制等功能属于系统的备份能力,并非战役级层面的主体,而是针对这些功能发展相应兵力的专用战术行动控制系统,这使系统对应的指挥控制层次和关系、定位和特点十分清晰,功能避免贪大求全,是抓住主要矛盾的体现。

4.2 重视指挥理论研究,指导系统建设实践

美军在发展“蓝岭号”指挥舰的初始阶段,起步于指挥控制登陆兵力的原始需求,通过在作战舰艇上加装通信装备的方式形成指挥能力,后来又发现无法满足指挥两栖作战大量海陆空兵力的需要,再逐步走上改装大型登陆舰、两栖攻击舰和两栖运输船、最后建设专职大型指挥舰的路子。这条发展道路实际上存在一定的曲折,主要的教训是理论指导不足。应吸取美军教训,立足本国实际,按照“理论先行”的原则,深入开展需求分析和理论研究,为系统建设的实践提供有力的理论支撑。

4.3 形成基于能力的系统架构,打造强大的体系作战能力

“蓝岭”号部署的GCCS-M 系统采用任务能力包的集成思路,利用服务化架构,根据完成多样化任务、演习训练要求,以网络服务方式,对“服务”进行分布式部署、组合和使用,形成基于能力的指挥信息系统架构,从根本上改变指挥系统与软件、数据等资源绑定关系,实现编队各类指挥所系统灵活编组和快速开设、协同的作战指挥、柔性的重组抗毁,快速遂行各种任务行动。通过这种方法,将作战人员、传感器、网络、指挥控制、平台和武器等资源进行优化组合集成应用,并能根据任务执行情况和人员/系统/平台状态,进行动态重新配置和分配资源,打造强大的体系作战能力。

4.4 循序渐进,逐步完善海上指控装备体系

“蓝岭”号部署的系统既包括编队指挥控制系统(如GCCS-M 舰队级海上型系统、FDDS 系统),又包括本舰指挥控制系统(如NTDS/ACDS系统),还包括专项能力系统(如AEGIS 系统),其发展历程是美国海军指挥信息系统发展的缩影。美国海军通过几十年的迭代发展,先进技术应用与时代同步,逐步构建了适应于远海作战、两栖作战的功能完备的海上作战指控装备体系,并针对各型装备形成模块化、系列化产品,形成了适应各型舰艇的系统家族谱,无论在大规模跨洋海上作战指挥、两栖作战指挥、侦控打评等体系作战能力方面,还是防空反导、反潜、远程对海对陆打击等专项能力方面均已非常强大。这启示我们应循序渐进,在逐步积累现役系统使用经验的基础上,加大关键技术攻关力度,重视大数据、云计算等先进技术应用,迭代发展适应于自身特色的系统装备谱系,逐步完善海上指控装备体系。