基于信息流的潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力試驗方法研究

張儀楊國華李志偉

（91388部隊湛江524022）

基于信息流的潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力試驗方法研究

張儀楊國華李志偉

（91388部隊湛江524022）

根據(jù)“全系統(tǒng)、全流程、全要素”的武器系統(tǒng)試驗總體要求，在潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)試驗中，應(yīng)對各子系統(tǒng)/設(shè)備的功能、不同作戰(zhàn)流程與作戰(zhàn)要素條件下的作戰(zhàn)能力進行全面考核。從潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的體系架構(gòu)與作戰(zhàn)流程出發(fā)，分析系統(tǒng)作戰(zhàn)過程中的各種信息流，同時對作戰(zhàn)能力指標進行細化表述。據(jù)此，設(shè)計作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力試驗項目，并研究了試驗方案和評定準則。

信息流；作戰(zhàn)系統(tǒng)；作戰(zhàn)能力；試驗方法

Class NumberE925.66

1 引言

隨著信息技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣泛運用，戰(zhàn)爭形態(tài)正由機械化向信息化轉(zhuǎn)變。特別是在水下戰(zhàn)場上，擁有信息優(yōu)勢的一方可利用獲取的大量信息，使其裝備的各種武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能大幅度提高［1］?，F(xiàn)階段，新型潛艇一般配置了聲納、雷達、潛望鏡等各種探測設(shè)備，同時裝配了指揮控制與輔助決策系統(tǒng)，對環(huán)境與目標信息的獲取能力、信息融合與處理能力、指揮控制能力得到較大提升。

在潛艇作戰(zhàn)過程中，作戰(zhàn)系統(tǒng)使用到的各種外部與內(nèi)部信息不僅種類多，而且信息量大。在傳統(tǒng)的作戰(zhàn)系統(tǒng)試驗方法中，主要根據(jù)規(guī)定的功能指標要求，按照系統(tǒng)功能流程與功能模塊劃分方式，對作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力進行考核。采取基于信息流的試驗方法，其基本思路是：從作戰(zhàn)能力涵蓋的各種作戰(zhàn)使用方式和基本信息流程出發(fā)，以作戰(zhàn)信息流為主線，對作戰(zhàn)系統(tǒng)各分系統(tǒng)/設(shè)備功能、信息流程、作戰(zhàn)使用方式以及綜合作戰(zhàn)能力進行全面考核。

2 潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)信息流分析

在實際作戰(zhàn)過程中，潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)信息流是在一定的作戰(zhàn)環(huán)境、作戰(zhàn)態(tài)勢、作戰(zhàn)使用方式下，按照系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計的作戰(zhàn)流程進行的。

2.1 作戰(zhàn)系統(tǒng)體系架構(gòu)分析

2.1.1 系統(tǒng)組成

潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)中各分系統(tǒng)/設(shè)備按照作戰(zhàn)過程中的信息流程，可分為四類［2］：傳感器類設(shè)備、通信類設(shè)備、指揮控制類設(shè)備、攻防類武器。

1）傳感器類設(shè)備

傳感器類設(shè)備是指發(fā)揮傳感器獲取信息的功能，為作戰(zhàn)系統(tǒng)收集、獲取目標及戰(zhàn)場環(huán)境信息的設(shè)備，一般包括聲納、雷達、潛望鏡等。

2）通信類設(shè)備

通信類設(shè)備是指以通信鏈路為基礎(chǔ)，聯(lián)接其他武器裝備進行各種通信傳輸?shù)脑O(shè)備。

3）指揮控制類設(shè)備

指揮控制類設(shè)備是指輔助作戰(zhàn)過程中的作戰(zhàn)指揮人員進行情報信息處理、輔助決策計算、指揮控制等功能的設(shè)備。指揮控制類設(shè)備是作戰(zhàn)系統(tǒng)的決策中心，輔助生成驅(qū)動整個作戰(zhàn)系統(tǒng)運作的指揮控制命令。

4）攻防類武器設(shè)備

攻防類武器是指直接對目標進行攻防任務(wù)的各種武器設(shè)備。攻擊類武器一般包括魚雷、導彈、水雷等；防御類武器一般包括干擾器、氣幕彈、聲誘餌等。

2.1.2 系統(tǒng)組成之間的關(guān)系

在作戰(zhàn)過程中，作戰(zhàn)系統(tǒng)各組成以各種信息流為紐帶，有機整合起來共同完成作戰(zhàn)任務(wù)。信息流在作戰(zhàn)系統(tǒng)中的傳遞關(guān)系如圖1所示。

圖1 中，傳感器類設(shè)備從目標獲取目標信息，從自然環(huán)境獲取環(huán)境信息，形成態(tài)勢流提供給指揮控制類設(shè)備和武器使用；除傳感器來源外，還有通過通信鏈路由其他作戰(zhàn)平臺提供的目標信息。狀態(tài)流是指指揮控制類設(shè)備獲取的傳感器類設(shè)備、通信類設(shè)備、配裝武器的狀態(tài)信息。指揮控制類設(shè)備獲取態(tài)勢流和狀態(tài)流后，根據(jù)作戰(zhàn)指揮人員決策指令，按照一定作戰(zhàn)指揮模型，生成指控指令，以指控流形式對傳感器、通信設(shè)備與武器進行集中指揮控制。攻防類武器在目標與環(huán)境信息支撐下，按照指控指令進行攻防任務(wù)。

2.2 作戰(zhàn)系統(tǒng)中的信息流分析

根據(jù)上述對作戰(zhàn)系統(tǒng)體系架構(gòu)的分析，作戰(zhàn)系統(tǒng)各組成之間交互信息根據(jù)信息類型和功能作用的不同，可分為態(tài)勢流、狀態(tài)流和指控流三類。下面對這三類信息進行分析。

2.2.1 態(tài)勢流

態(tài)勢流是指通過各種傳感器設(shè)備感知或通信鏈路獲取的，與作戰(zhàn)自然環(huán)境、目標有關(guān)的戰(zhàn)場態(tài)勢信息流，態(tài)勢信息流的主要內(nèi)容如表1所示。

表1 作戰(zhàn)系統(tǒng)態(tài)勢流信息

2.2.2 狀態(tài)流

狀態(tài)流是指作戰(zhàn)系統(tǒng)獲取的各子系統(tǒng)/設(shè)備自身狀態(tài)的信息。狀態(tài)流信息一般由各子系統(tǒng)/設(shè)備向指揮控制類設(shè)備上報，其主要內(nèi)容如表2所示。

表2 作戰(zhàn)系統(tǒng)狀態(tài)流信息

2.2.3 指控流

指控流是指在獲取一定態(tài)勢流信息、狀態(tài)流信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)指揮員決策指令和作戰(zhàn)輔助決策模型，由指揮控制類設(shè)備生成的指揮控制指令，其主要內(nèi)容如表3所示。

3 基于信息流的作戰(zhàn)能力分析

3.1 潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力構(gòu)成

根據(jù)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)使命任務(wù)，其作戰(zhàn)能力可劃分為對陸作戰(zhàn)能力、對海作戰(zhàn)能力、對潛作戰(zhàn)能力與作戰(zhàn)支援能力四個方面［3］，如圖2所示。其中，對陸、海、潛目標的作戰(zhàn)能力可進一步細化為使用不同武器的攻擊能力、使用對抗器材與機動對抗的防御能力；作戰(zhàn)支援能力一般是指潛艇執(zhí)行情報搜集、監(jiān)視、特種力量投送、協(xié)同火力支援等任務(wù)的能力。

表3 作戰(zhàn)系統(tǒng)指控流信息

3.2 基于信息流的作戰(zhàn)能力分析

在作戰(zhàn)過程中，各種作戰(zhàn)能力的發(fā)揮與采用的作戰(zhàn)方式相關(guān)，而作戰(zhàn)方式與具體的作戰(zhàn)信息流過程相對應(yīng)。同時，信息流的內(nèi)容、強度、流向隨作戰(zhàn)時間不斷發(fā)生變化，信息流的任何變化，都有可能影響作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力和效果。下面采用集合和流圖方法分別對作戰(zhàn)系統(tǒng)信息流進行描述。

1）集合形式化描述

采用集合方法，對作戰(zhàn)系統(tǒng)中的態(tài)勢流、狀態(tài)流和指控流分別進行形式化描述：

對上述信息流集合中的元素進一步細化描述，以水下環(huán)境信息為例，采用集合描述其信息內(nèi)容以及取值區(qū)間。

則在作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)過程中，其作戰(zhàn)信息流可表示為

i為作戰(zhàn)系統(tǒng)各節(jié)點

2）流圖描述［4～5］

為方便對作戰(zhàn)系統(tǒng)信息流的分析，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能流程結(jié)合起來，建立整個作戰(zhàn)系統(tǒng)信息流圖，對作戰(zhàn)信息流進行描述，如圖3所示。

圖中，虛線框表示各分系統(tǒng)，帶圈的字母與數(shù)字標號表明系統(tǒng)的功能，在信息流圖中視為流節(jié)點；節(jié)點間的連線表明為系統(tǒng)實現(xiàn)功能需交換的數(shù)據(jù)流，在信息流圖中視為邊。

根據(jù)上述兩種信息流的描述方法可知，作戰(zhàn)能力指標可看作是作戰(zhàn)能力在作戰(zhàn)信息空間上的映射。在作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力試驗時，一方面，由態(tài)勢流、狀態(tài)流和指控流綜合組成作戰(zhàn)信息流的內(nèi)容是千變?nèi)f化的，在試驗方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)作戰(zhàn)使命任務(wù)和典型作戰(zhàn)樣式與流程，區(qū)分不同階段試驗的側(cè)重點；另一方面，除規(guī)定的系統(tǒng)戰(zhàn)技指標外，從信息流要求出發(fā)，還應(yīng)對信息的可信性、準確性、時效性等內(nèi)容進行評價。

4 基于信息流的作戰(zhàn)能力試驗方法

4.1 試驗總體方案設(shè)計

4.1.1 基本原則

按照“全系統(tǒng)、全流程、全要素”的原則，在作戰(zhàn)信息空間中，試驗項目與方案內(nèi)容全面覆蓋作戰(zhàn)系統(tǒng)各種作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)流程以及典型和邊界作戰(zhàn)態(tài)勢條件。

4.1.2 試驗項目設(shè)計

根據(jù)上述基于信息流的作戰(zhàn)能力指標分析結(jié)果，按照“全系統(tǒng)、全流程、全要素”的基本原則，對作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力試驗項目進行設(shè)計，具體試驗項目如表4所示。

對于上述三級試驗項目，還可根據(jù)作戰(zhàn)系統(tǒng)信息流的關(guān)鍵內(nèi)容（例如系統(tǒng)工作方式、武器使用方式等）進一步細化并設(shè)置下一級試驗項目，本文不再進行詳細闡述。

表4 作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力試驗項目

4.1.3 試驗實施方案

受限于試驗周期、經(jīng)費、風險等要素限制，作戰(zhàn)能力所有試驗項目不可能全部通過海上實航或?qū)嶋H發(fā)射武器等方式進行考核。采取“陸上仿真、系泊模擬、海上實航”相結(jié)合的方式，對作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力進行綜合試驗與評定。

1）陸上仿真試驗

（1）試驗?zāi)康?/p>

考核作戰(zhàn)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境條件與邊界態(tài)勢條件下的指揮控制能力是否滿足規(guī)定要求。

（2）試驗方案

在實驗室條件下，由仿真試驗設(shè)備仿真生成復(fù)雜環(huán)境下的目標探測信息或邊界條件下作戰(zhàn)態(tài)勢信息，并驅(qū)動作戰(zhàn)系統(tǒng)中的指揮控制等關(guān)鍵設(shè)備運行。檢查與記錄指揮控制類設(shè)備對上述信息的處理結(jié)果及功能運行情況。

2）系泊模擬試驗

（1）試驗?zāi)康?/p>

考核作戰(zhàn)系統(tǒng)在不同工作方式、不同工作狀態(tài)下的指揮控制能力是否滿足規(guī)定要求。

（2）試驗方案

在系泊靜態(tài)條件下，由相關(guān)模擬器代替探測設(shè)備、導航設(shè)備、武器等，作戰(zhàn)系統(tǒng)按照規(guī)定的工作方式、工作狀態(tài)，模擬進行目標探測、情報處理、指揮決策、目標運動要素及武器射擊諸元解算、武器發(fā)控等作戰(zhàn)過程。檢查與記錄作戰(zhàn)系統(tǒng)在上述過程中對態(tài)勢流、狀態(tài)流與指控流等信息的傳輸正確性、處理準確性。

3）海上實航試驗

（1）試驗?zāi)康?/p>

考核作戰(zhàn)系統(tǒng)在海上典型作戰(zhàn)條件下的作戰(zhàn)能力。

（2）試驗方案

①攻防作戰(zhàn)能力試驗

在海上動態(tài)條件下，試驗艇、目標艦艇等兵力按照預(yù)定的作戰(zhàn)態(tài)勢要求航行。根據(jù)試驗想定和試驗設(shè)計要求，試驗艇與目標艦船分別完成攻防對抗過程。在對抗過程中，試驗艇作戰(zhàn)系統(tǒng)進行目標探測、情報處理、指揮決策、目標運動要素及武器射擊諸元解算（對抗方案解算）、武器發(fā)控等。檢查與記錄作戰(zhàn)系統(tǒng)在上述過程中對態(tài)勢流、狀態(tài)流與指控流等信息的傳輸正確性、處理準確性、功能完備性等。

②作戰(zhàn)支援能力試驗

在海上動態(tài)條件下，試驗艇、其他艦艇等兵力按照預(yù)定的作戰(zhàn)態(tài)勢要求航行。根據(jù)試驗想定和試驗設(shè)計要求，試驗艇獲取其他兵力共享的情報信息，同時將本艇探測信息發(fā)送至其他艦艇，協(xié)同其他艦艇完成預(yù)定的作戰(zhàn)任務(wù)。檢查與記錄作戰(zhàn)系統(tǒng)在上述過程中對態(tài)勢流、狀態(tài)流與指控流等信息的傳輸正確性、處理準確性、功能完備性等。

4.2 試驗評定準則

對作戰(zhàn)系統(tǒng)中的信息流指標進行評價［6～10］：1）信息可信性

傳感器設(shè)備獲取的環(huán)境目標信息的可信程度滿足規(guī)定要求。

2）信息傳輸正確性

態(tài)勢流、狀態(tài)流、指控流信息在作戰(zhàn)系統(tǒng)各設(shè)備傳輸過程中正確、無誤。

3）信息處理準確性

作戰(zhàn)系統(tǒng)各設(shè)備對態(tài)勢流、狀態(tài)流、指控流信息處理準確，處理結(jié)果精度滿足規(guī)定要求。

4）信息傳輸與處理時效性

作戰(zhàn)系統(tǒng)在其功能運行過程中，對態(tài)勢流、狀態(tài)流、指控流信息的傳輸與處理時間滿足規(guī)定要求。

5）信息傳輸與處理功能完備性

作戰(zhàn)系統(tǒng)對態(tài)勢流、狀態(tài)流、指控流信息的傳輸與處理功能運行正常、完備，功能流程滿足規(guī)定要求。

根據(jù)上述評價結(jié)果，對作戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)能力進行綜合評價。當1）～5）結(jié)果均滿足規(guī)定要求時，作戰(zhàn)能力考核結(jié)果合格，否則不合格。

5 結(jié)語

在潛艇信息化作戰(zhàn)過程中，只有獲取更透明的水下戰(zhàn)場環(huán)境與態(tài)勢信息，并及時對這些信息進行準確、有效處理與利用，才能發(fā)揮作戰(zhàn)系統(tǒng)集中指揮控制的優(yōu)勢。根據(jù)“全系統(tǒng)、全流程、全要素”的原則，從作戰(zhàn)系統(tǒng)中的各類信息流出發(fā)，對作戰(zhàn)系統(tǒng)功能、使用方式、工作流程等方面進行全面測試，進而對作戰(zhàn)能力進行綜合考核。這種基于信息流的作戰(zhàn)系統(tǒng)試驗方法，一方面試驗空間能夠基本覆蓋作戰(zhàn)信息空間，試驗結(jié)果更加客觀、全面；另一方面對作戰(zhàn)系統(tǒng)的各種作戰(zhàn)流程和要素均進行檢查，更有利于及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在實際使用過程中的各種隱患。

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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

張儀，男，碩士研究生，工程師，研究方向：潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)試驗總體。