艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)視圖描述

陳志剛，許錦洲，韋曉萍

（海軍指揮學(xué)院，江蘇 南京 211800）

海上艦艇編隊(duì)是實(shí)施遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)的主要兵力，擔(dān)負(fù)著對(duì)海、對(duì)空、對(duì)潛、電子戰(zhàn)、對(duì)岸攻擊等多種作戰(zhàn)任務(wù)，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境因素影響復(fù)雜[1]。在艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)中，信息優(yōu)勢(shì)是關(guān)鍵，爭(zhēng)奪局部制信息權(quán)是艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)的一個(gè)焦點(diǎn)[2]。未來的艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)已不是平臺(tái)與平臺(tái)之間的對(duì)抗，而是系統(tǒng)體系與系統(tǒng)體系之間的對(duì)抗。艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)只有通過內(nèi)部各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合及各種作戰(zhàn)資源的整合，才能形成多功能、多層次、全方位、大范圍的信息攻防作戰(zhàn)體系[3]，因此必須著眼研究當(dāng)前艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是保證編隊(duì)系統(tǒng)和編隊(duì)內(nèi)各系統(tǒng)之間系統(tǒng)集成和互操作的關(guān)鍵[4]。本文結(jié)合面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，采用統(tǒng)一建模語(yǔ)言，描述了艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)體系的作戰(zhàn)視圖。

1 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)的整體構(gòu)想

1.1 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)需求分析

艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)需求指的是在既定的軍事背景和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，為完成作戰(zhàn)任務(wù)和使命，對(duì)系統(tǒng)體系提出的需求。需求分析是構(gòu)建艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的第一步，正確且全面地確認(rèn)系統(tǒng)的需求是成功開發(fā)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

隨著海上制信息權(quán)的爭(zhēng)奪日益激烈，根據(jù)艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)的任務(wù)，編隊(duì)信息作戰(zhàn)首先需要強(qiáng)大的信息對(duì)抗能力。為提高這種信息對(duì)抗能力，編隊(duì)需要協(xié)同一致、有效的指揮控制和精確的目標(biāo)指示信息。信息偵察是編隊(duì)信息作戰(zhàn)的基礎(chǔ)。艦艇編隊(duì)必須做好偵察措施，通過預(yù)警機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程預(yù)警，無人機(jī)實(shí)施中程預(yù)警，艦載雷達(dá)實(shí)施近程預(yù)警，從而形成立體的預(yù)警體系，將敵方的信息實(shí)時(shí)地獲取，并且所獲信息能得到及時(shí)、高質(zhì)量處理和分發(fā)。信息進(jìn)攻是編隊(duì)信息作戰(zhàn)實(shí)施突防的主要方式，電子戰(zhàn)飛機(jī)和驅(qū)逐艦等對(duì)敵方目標(biāo)實(shí)施信息干擾及基礎(chǔ)設(shè)施摧毀，使敵方目標(biāo)不能有效地探測(cè)我方信息和不能有效地通信；信息防御是編隊(duì)信息作戰(zhàn)扼守海戰(zhàn)場(chǎng)的屏障，采用有效的防御手段，保護(hù)己方信息基礎(chǔ)設(shè)施有效運(yùn)行。通過實(shí)施信息作戰(zhàn)取得信息優(yōu)勢(shì)，已成為奪取海戰(zhàn)場(chǎng)制信息權(quán)、取得編隊(duì)作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)需求分析結(jié)果可以用用例圖來表示。圖1就是海上艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)所建立的用例圖。從圖1中可以看出艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)所涉及的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和作戰(zhàn)活動(dòng)，同時(shí)也界定了所描述的體系與環(huán)境的邊界。

1.2 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)構(gòu)想

通過對(duì)艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)需求分析可以看出，艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)由信息偵察系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信息情報(bào)系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、信息對(duì)抗系統(tǒng)和信息保障系統(tǒng)組成。

艦艇編隊(duì)信息偵察裝備包括艦載雷達(dá)、預(yù)警機(jī)、無人機(jī)和偵察衛(wèi)星等。它們是艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)最重要的實(shí)時(shí)信息源，它直接影響到探測(cè)、判斷、決策、行動(dòng)和整個(gè)作戰(zhàn)行動(dòng)的全過程[7]。信息偵察系統(tǒng)所偵察的信息是決策的重要依據(jù)，直接影響著決策的正確與否。信息偵察系統(tǒng)要將千里之外敵方編隊(duì)的戰(zhàn)略行動(dòng)置于自己的監(jiān)視之內(nèi)，使艦艇指揮官做出正確的判斷，進(jìn)行正確的戰(zhàn)略決策。

圖1 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)需求圖

通信系統(tǒng)是整個(gè)艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)通信的中樞，是艦艇編隊(duì)實(shí)施內(nèi)外聯(lián)系的重要渠道。平時(shí)或戰(zhàn)時(shí)要求艦艇編隊(duì)通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)系統(tǒng)內(nèi)部各系統(tǒng)之間安全、可靠地通信。

信息情報(bào)系統(tǒng)將偵察的各種信息收集起來，進(jìn)行分類、抽取、融合，獲取有用信息，精簡(jiǎn)冗余信息，剔除錯(cuò)誤信息，提高信息的可信度。

指揮控制系統(tǒng)是艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)的核心，實(shí)質(zhì)上是一種信息和資源的動(dòng)態(tài)管理與分配的人機(jī)系統(tǒng)，體現(xiàn)了編隊(duì)指揮中心的作用。

信息對(duì)抗系統(tǒng)包括電子戰(zhàn)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)系統(tǒng)、心理戰(zhàn)系統(tǒng)和欺騙偽裝系統(tǒng)等，主要采用軟武器使敵方的神經(jīng)中樞麻痹、癱瘓，對(duì)敵方信息作戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行干擾和反干擾、壓制和反壓制的斗爭(zhēng)，同時(shí)使用各種手段保護(hù)己方信息基礎(chǔ)設(shè)施不受干擾和摧毀。

信息保障系統(tǒng)為保證艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)指揮的穩(wěn)定、高效，采取各種措施。其目的是為編隊(duì)作戰(zhàn)指揮員提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的決策信息。任務(wù)是評(píng)估己方信息系統(tǒng)的脆弱性，幫助指揮員了解敵人的信息系統(tǒng)。

2 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)視圖描述

2.1 多視圖體系結(jié)構(gòu)描述方法

對(duì)于艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)，采用多視圖建模方法是體系結(jié)構(gòu)描述的一種科學(xué)選擇。首先，艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)而言，其組成和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度對(duì)體系結(jié)構(gòu)的描述具有很大困難；其次，對(duì)信息系統(tǒng)來說，系統(tǒng)涉及各類風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者，如投資者、設(shè)計(jì)人員、系統(tǒng)工程師、維護(hù)人員、用戶等。這些風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者與系統(tǒng)的建設(shè)與開發(fā)都密切相關(guān)。由于職責(zé)和考慮問題的角度不同，導(dǎo)致關(guān)注的內(nèi)容不同，而這些內(nèi)容又是體系結(jié)構(gòu)描述中必須考慮和體現(xiàn)的。因此，只有采用多視圖的體系結(jié)構(gòu)描述方法才能很好地解決上述問題。

美國(guó)國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)產(chǎn)品集。這些產(chǎn)品用 3種視圖描述，而作戰(zhàn)視圖（Operation View，OV）、系統(tǒng)視圖（System View, SV）和技術(shù)視圖（Technical standards View, TV），頒布于 2007年的DoDAF（DoD Architecture Framework） 1.5 版[4]中，每種視圖都由體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)元素的集合組成。數(shù)據(jù)元素用圖解的、表格的或文本的形式描述。DoD的核心結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型（Core Architecture Data Model, CADM）為體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)元素定義了實(shí)體和關(guān)系[6]。經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐證明，采用多視圖體系結(jié)構(gòu)描述方法，可以實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)互連、互通、互操作，提高武器裝備作戰(zhàn)效能及采辦效率提供有效的方法[5]。

本文主要是對(duì) 3種視圖中的作戰(zhàn)視圖進(jìn)行了描述。作戰(zhàn)視圖的主要目的是清楚、完整地描述作戰(zhàn)任務(wù)對(duì)系統(tǒng)的需求，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

2.2 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)視圖描述

作戰(zhàn)視圖是進(jìn)行系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)中的重要組成部分。它描述了艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)和行動(dòng)、作戰(zhàn)要素和信息交換。作戰(zhàn)視圖包含圖形產(chǎn)品和文本產(chǎn)品，它們表示了作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)和要素、分配的任務(wù)和行動(dòng)、節(jié)點(diǎn)間所需的信息流。作戰(zhàn)視圖定義了信息交換的類型、交換的頻率、信息交換和信息交換的自然特性所支持的任務(wù)和行動(dòng)。

2.2.1 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)概念視圖（OV-1）

根據(jù)面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)開發(fā)方法，首先開發(fā)編隊(duì)信息作戰(zhàn)概念圖（OV-1）。OV-1的目的是：提供該體系結(jié)構(gòu)完成什么任務(wù)和如何完成任務(wù)的一種高層、抽象描述。主要用途是通過直觀、形象的描述，促進(jìn)人員之間的信息交流，使溝通更便利，并給高層決策人員提供他們決策過程中特別關(guān)注的信息[8]。

OV-1是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中最高層和抽象的產(chǎn)品，其表現(xiàn)形式也最靈活。根據(jù)需求確定編隊(duì)作戰(zhàn)任務(wù)是利用偵察設(shè)施搜索、探測(cè)敵方編隊(duì)信息，運(yùn)用信息進(jìn)攻手段對(duì)敵方信息系統(tǒng)進(jìn)行打擊摧毀，并保護(hù)己方信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的完好。圖2給出了艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)的高級(jí)概念視圖產(chǎn)品。圖中，預(yù)警機(jī)、直升機(jī)以及通信衛(wèi)星、艦載雷達(dá)對(duì)敵方編隊(duì)進(jìn)行全方位、全時(shí)域、各階段地信息偵察，然后將偵察到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)地處理，擬定作戰(zhàn)方案，對(duì)敵方編隊(duì)采取一系列信息對(duì)抗方式，如信息進(jìn)攻、網(wǎng)絡(luò)攻擊和心理攻擊等。對(duì)于敵方編隊(duì)對(duì)我方采取的信息對(duì)抗，我方通過有效地偵察而相應(yīng)地采取一些防護(hù)措施，如釋放干擾云，保護(hù)我方的信息基礎(chǔ)設(shè)施有效運(yùn)行。

圖2 高級(jí)概念視圖（OV-1）

2.2.2 編隊(duì)信息作戰(zhàn)活動(dòng)模型（OV-5）

OV-5是一種用于描述能力和將能力與任務(wù)的完成相聯(lián)系的重要產(chǎn)品，它主要描述完成一項(xiàng)使命過程中進(jìn)行的作戰(zhàn)活動(dòng)以及它們之間的關(guān)系。

由艦艇編隊(duì)的高級(jí)作戰(zhàn)概念視圖可知，艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)主要是指海上區(qū)域作戰(zhàn)范圍內(nèi)，交戰(zhàn)雙方運(yùn)用專門針對(duì)信息、信息系統(tǒng)和人的認(rèn)知系統(tǒng)特點(diǎn)的武器裝備，影響和破壞敵方的信息、信息系統(tǒng)以及認(rèn)知系統(tǒng)，同時(shí)防止敵方以同樣方式影響和破壞己方信息、信息系統(tǒng)以及認(rèn)知系統(tǒng)的一系列對(duì)抗活動(dòng)。

艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)活動(dòng)包括信息偵察、信息進(jìn)攻和信息防御。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的信息偵察是為了己方編隊(duì)更有效地實(shí)施信息進(jìn)攻和信息防御。圖3給出了艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)活動(dòng)的模板。從圖3中可以看出，編隊(duì)開始對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行偵察搜索，然后進(jìn)行信息處理、威脅評(píng)估，根據(jù)情報(bào)信息擬定作戰(zhàn)方案，下達(dá)作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行信息攻擊和防御，最后對(duì)作戰(zhàn)效果進(jìn)行評(píng)估，確定任務(wù)是否完成。

2.2.3 編隊(duì)信息作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)描述（OV-2）

作戰(zhàn)視圖經(jīng)常需要利用一系列相互作用的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)或組織及它們之間交換的信息進(jìn)行描述。OV-2是以圖形方式描述作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)和這些作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)間的需求線的產(chǎn)品。OV-2的目的是描述在體系結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)之間需要交換的信息。

圖4給出了艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)的重要作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，包含預(yù)警機(jī)、無人機(jī)、艦載雷達(dá)、信息偵察中心、信息情報(bào)中心、指揮控制中心、信息對(duì)抗中心和信息保障中心。每個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)必須完成相應(yīng)的作戰(zhàn)活動(dòng)。這些作戰(zhàn)活動(dòng)來自與編隊(duì)信息作戰(zhàn)活動(dòng)模型（OV-5）。事實(shí)上，OV-2與 OV-5關(guān)注的主要內(nèi)容完全不同，OV-2主要關(guān)注編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)的組成以及它們之間的信息交換關(guān)系，其次才是各編隊(duì)作戰(zhàn)組成所需要完成的作戰(zhàn)活動(dòng)；而OV-5主要描述艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)活動(dòng)的流程。圖4中，需求線用箭頭表示編隊(duì)作戰(zhàn)中信息流動(dòng)的方向，每個(gè)箭頭表示在兩個(gè)被連接的節(jié)點(diǎn)之間存在著某種類型的信息傳遞。

2.2.4 編隊(duì)信息作戰(zhàn)信息交換矩陣（OV-3）

作戰(zhàn)信息交換矩陣詳細(xì)描述了 OV-2中需求線定義的信息交換的細(xì)節(jié)，確定了誰(shuí)與誰(shuí)交換什么信息，該信息的安全性及實(shí)時(shí)性。OV-3可以從OV-2中得出，但和OV-2中的信息需求線并不是一對(duì)一的映射關(guān)系，如信息偵察中心與艦載雷達(dá)之間有一條需求線，而交換的信息元素有作戰(zhàn)命令、預(yù)警信息和雷達(dá)情報(bào)。表1所示的是艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的部分信息交換矩陣，從表1中可看出各作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間交換的信息元素。

限于篇幅，組織關(guān)系圖OV-4、作戰(zhàn)活動(dòng)序列和時(shí)間描述（作戰(zhàn)規(guī)則模型 OV-6a、作戰(zhàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述OV-6b、作戰(zhàn)事件跟蹤描述 OV-6c）、邏輯數(shù)據(jù)模型OV-7不再陳述。

表1 艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)交換矩陣

3 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)的需求，提出了艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)的整體構(gòu)想，并運(yùn)用 UML語(yǔ)言對(duì)艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)視圖進(jìn)行了分析，初步建立了面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)產(chǎn)品模型。該方法有助于對(duì)整個(gè)艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)產(chǎn)生清晰的認(rèn)識(shí)和理解，并對(duì)編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)視圖的開發(fā)有一定的幫助。后續(xù)的研究工作主要是對(duì)建立的艦艇編隊(duì)信息作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)估，以提高模型產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

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