單兵信息系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)研究

申良強(qiáng)，蔣秀波，宋早迪，崔志強(qiáng)，趙秋月

（北方自動(dòng)控制技術(shù)研究所，太原 030006）

單兵信息系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)研究

申良強(qiáng)，蔣秀波，宋早迪，崔志強(qiáng)，趙秋月

（北方自動(dòng)控制技術(shù)研究所，太原 030006）

協(xié)同作戰(zhàn)是提高體系作戰(zhàn)能力，發(fā)揮整體作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵，針對(duì)單兵班組在未來(lái)信息化條件下單兵作戰(zhàn)單元協(xié)同作戰(zhàn)的協(xié)同模式、協(xié)同流程、協(xié)同策略，協(xié)同指揮、協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估等方面進(jìn)行闡釋，對(duì)未來(lái)單兵信息系統(tǒng)班組協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)研究具有一定的指導(dǎo)意義。

單兵班組，協(xié)同模式，協(xié)同流程，協(xié)同策略，協(xié)同指揮，效能評(píng)估

0 引言

隨著軍民技術(shù)的相互轉(zhuǎn)化與滲透，新技術(shù)的不斷應(yīng)用，單兵信息系統(tǒng)的信息化水平逐步提高，設(shè)備、信息傳輸和指揮控制等能力得到大幅提升［1-3］。單兵班組作戰(zhàn)單元通過(guò)單兵設(shè)備和軟件系統(tǒng)，能夠加入武器協(xié)同鏈、接入衛(wèi)星通信網(wǎng)、使用北斗通信、接入無(wú)人機(jī)通信中繼網(wǎng)和超短波通信網(wǎng)，能夠通過(guò)衛(wèi)星、分布式武器平臺(tái)、無(wú)人平臺(tái)等獲取所需情報(bào)，通過(guò)使用先進(jìn)的信息化偵察裝備、多種傳輸手段、靈活多樣的引導(dǎo)方法，及時(shí)引導(dǎo)各種火力對(duì)敵要害目標(biāo)實(shí)施精確打擊，實(shí)現(xiàn)對(duì)敵目標(biāo)的特種偵察、精確瞄準(zhǔn)、目標(biāo)引導(dǎo)、遠(yuǎn)程圖像傳輸、高效打擊等功能。能夠?qū)伪鴤刹煨畔⒐蚕斫o分布式武器平臺(tái)、無(wú)人平臺(tái)網(wǎng)等，同時(shí)通過(guò)信息的接入和運(yùn)用，提高生存能力、打擊能力、信息共享能力，即依托網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)用實(shí)現(xiàn)單兵班組作戰(zhàn)單元之間的相互配合，傳輸強(qiáng)實(shí)時(shí)、高精度的戰(zhàn)場(chǎng)信息，形成全方位、多視角的統(tǒng)一的態(tài)勢(shì)圖，實(shí)現(xiàn)從“信息系統(tǒng)集成”向“作戰(zhàn)要素集成”的轉(zhuǎn)型。單個(gè)單兵作戰(zhàn)單元將不再是一個(gè)孤單的人，而是所在班組甚至整個(gè)信息網(wǎng)中的一個(gè)信息節(jié)點(diǎn)［4］，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)協(xié)同偵查、精確定位、復(fù)合跟蹤等快速實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的抵近偵查、特種作戰(zhàn)、精確引導(dǎo)與集火打擊等來(lái)提高打擊效能和精度，擴(kuò)大作戰(zhàn)面積和快速完成既定特殊任務(wù)，未來(lái)單兵信息系統(tǒng)作戰(zhàn)體系如下頁(yè)圖1所示，針對(duì)未來(lái)單兵信息系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究。

1 協(xié)同對(duì)象

單兵信息系統(tǒng)作戰(zhàn)協(xié)同對(duì)象是指班組內(nèi)單兵之間、班組與班組間、班組單兵與伴隨無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)、班組單兵與分布式武器平臺(tái)、班組單兵與其他軍種武器作戰(zhàn)平臺(tái)等之間的協(xié)同作戰(zhàn)，關(guān)系圖如圖2所示。

圖2 未來(lái)士兵系統(tǒng)的協(xié)同對(duì)象關(guān)系圖

2 協(xié)同模式及流程

以往的戰(zhàn)爭(zhēng)大部分都是計(jì)劃協(xié)同，是指依據(jù)預(yù)先制定的協(xié)同計(jì)劃和臨時(shí)的協(xié)同命令組織實(shí)施的協(xié)同作戰(zhàn)。但是在當(dāng)今信息化條件下，信息網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)與指揮信息系統(tǒng)的快速發(fā)展及其相互支撐，不斷牽引和推動(dòng)協(xié)同作戰(zhàn)模式發(fā)展和創(chuàng)新，單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)的基本模式不僅包含計(jì)劃協(xié)同和命令協(xié)同，也延伸出了自主協(xié)同和伴隨協(xié)同。

2.1 自主協(xié)同

自主協(xié)同是指在基于全軍一體化信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)，不同要素力量在沒(méi)有協(xié)同計(jì)劃或協(xié)同命令時(shí)，通過(guò)態(tài)勢(shì)信息的共享與感知，依據(jù)上級(jí)預(yù)先明確的意圖和戰(zhàn)場(chǎng)情況，及時(shí)主動(dòng)調(diào)節(jié)和控制自身行動(dòng)或主動(dòng)與相關(guān)作戰(zhàn)單元進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)的方式，比如包含協(xié)同偵查，火力請(qǐng)求與引導(dǎo)，超視距制導(dǎo)，協(xié)同打擊，協(xié)同保障等。

其中自主協(xié)同分為下放預(yù)授權(quán)和未下放預(yù)授權(quán)兩種，下放預(yù)授權(quán)指協(xié)同對(duì)象之間直接進(jìn)行協(xié)同；未下放預(yù)授權(quán)指協(xié)同方請(qǐng)求協(xié)同時(shí)，必須經(jīng)過(guò)指揮員同意才有資格去請(qǐng)求被協(xié)同方來(lái)協(xié)同自己作戰(zhàn)，自主協(xié)同作戰(zhàn)的主要流程如圖3所示。

圖3 單兵班組自主協(xié)同流程圖

2.2 伴隨協(xié)同

伴隨協(xié)同，在此主要指為完成執(zhí)行任務(wù)，單兵操控伴隨的無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)或編隊(duì)，按照規(guī)劃路線或者既定任務(wù)執(zhí)行偵查、引導(dǎo)、打擊等，來(lái)輔助完成任務(wù)，伴隨協(xié)同作戰(zhàn)的主要流程如圖4所示。

圖4 單兵班組伴隨協(xié)同流程圖

3 協(xié)同策略

協(xié)同作戰(zhàn)方法與作戰(zhàn)觀念、協(xié)同指揮機(jī)制、環(huán)境條件、指揮控制技術(shù)手段等方面密切相關(guān)，通常的協(xié)同作戰(zhàn)主要包括以下方法。

3.1 區(qū)分任務(wù)的協(xié)同方法

區(qū)分任務(wù)的協(xié)同方法，是指通過(guò)對(duì)作戰(zhàn)單元作戰(zhàn)任務(wù)的合理分配和完成任務(wù)的程序安排，組織和實(shí)施協(xié)同作戰(zhàn)。作戰(zhàn)任務(wù)是擬制作戰(zhàn)計(jì)劃、組織協(xié)同的基本依據(jù)，圍繞任務(wù)確定協(xié)同內(nèi)容，不僅對(duì)各個(gè)作戰(zhàn)單元在各自活動(dòng)空間的行動(dòng)具有約束作用，而且也決定著各作戰(zhàn)單元在作戰(zhàn)中的地位以及它們之間的協(xié)同關(guān)系。

3.2 區(qū)分目標(biāo)的協(xié)同方法

區(qū)分目標(biāo)的協(xié)同方法，是指將作戰(zhàn)任務(wù)細(xì)化分解到所要打擊奪取的具體的目標(biāo)上，并圍繞目標(biāo)選擇作戰(zhàn)單元、明確協(xié)同事項(xiàng)，組織和實(shí)施協(xié)同作戰(zhàn)。全軍一體化信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)，作戰(zhàn)單元的主要行動(dòng)通常圍繞作戰(zhàn)目標(biāo)展開(kāi)，按目標(biāo)協(xié)同具有較強(qiáng)的靈活性，是當(dāng)今戰(zhàn)場(chǎng)上的重要協(xié)同方法。

3.3 區(qū)分時(shí)間的協(xié)同方法

區(qū)分時(shí)間的協(xié)同方法，是指在作戰(zhàn)過(guò)程中，作戰(zhàn)單元按照下發(fā)行動(dòng)的作戰(zhàn)時(shí)間，先后或同時(shí)進(jìn)行兵力或火力行動(dòng)，以時(shí)間為主線組織和實(shí)施兵力或火力上的協(xié)調(diào)，此協(xié)同方法是一種常見(jiàn)的基本的協(xié)同作戰(zhàn)方法。

3.4 區(qū)分空間的協(xié)同方法

區(qū)分空間的協(xié)同方法，是指通過(guò)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)空間的劃分，明確作戰(zhàn)單元在空間上的部署、行動(dòng)，并按責(zé)任區(qū)域與空間范圍進(jìn)行兵力和火力行動(dòng)，組織和實(shí)施協(xié)同作戰(zhàn)?？臻g是作戰(zhàn)行動(dòng)的舞臺(tái)，也是各種作戰(zhàn)單元釋放效能的場(chǎng)所，按區(qū)分空間組織協(xié)同也是一種重要的協(xié)同方法。

3.5 區(qū)分電磁頻率的協(xié)同方法

區(qū)分電磁頻率的協(xié)同方法，是指根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)、戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境、電子系統(tǒng)及設(shè)備的性能等，區(qū)分電磁頻段以及使用的時(shí)機(jī)和方法，組織和實(shí)施協(xié)同。信息化條件下體系作戰(zhàn)，電磁環(huán)境復(fù)雜，電磁頻率協(xié)同是充分發(fā)揮信息火力融合效能的重要方法。

4 協(xié)同指揮

協(xié)同指揮是以獲取更好的指揮效能為目的，對(duì)各作戰(zhàn)單元進(jìn)行優(yōu)化，便于更好地對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行運(yùn)籌決策、計(jì)劃組織、協(xié)調(diào)控制的協(xié)同有序的活動(dòng)，整合整體作戰(zhàn)力量［3］。

未來(lái)單兵信息系統(tǒng)有更加靈活的指揮方式，除了指揮關(guān)系包含逐級(jí)指揮和越級(jí)指揮（扁平化指揮），特殊情況下還需要委托式指揮，見(jiàn)圖5所示，其中上級(jí)指揮中心包含多層指揮，其中的任何一層指揮中心都可以直接指揮班組單兵，更高級(jí)別的指揮中心優(yōu)先權(quán)更高。

圖5 未來(lái)士兵系統(tǒng)作戰(zhàn)指揮要素圖

5 協(xié)同消息協(xié)議

構(gòu)建一體化協(xié)同通信網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同消息協(xié)議格式遵循全軍戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)鏈技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體制。選擇相關(guān)符合全軍通裝要求的通信設(shè)備，采用多種通信手段，組成多種通信網(wǎng)絡(luò)，滿足戰(zhàn)前協(xié)同、實(shí)時(shí)協(xié)同作戰(zhàn)指揮對(duì)話音、戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)、協(xié)同命令、定位導(dǎo)航、目標(biāo)導(dǎo)引等信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求。

協(xié)同消息協(xié)議規(guī)定了各班組內(nèi)各作戰(zhàn)單元之間，單兵與無(wú)人平臺(tái)、分布式武器平臺(tái)的協(xié)同數(shù)據(jù)通信要求，保證系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的協(xié)同通信，包括信息類目、數(shù)據(jù)元素字典和消息協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

5.1 消息協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

完整的協(xié)同消息包括：報(bào)頭+若干報(bào)文。

報(bào)頭的作用是幫助各平臺(tái)設(shè)備正確解釋和處理報(bào)文消息。報(bào)頭中包含的信息有發(fā)端地址、中繼標(biāo)識(shí)、消息類型。

5.2 信息類目

信息類目可劃分為自主協(xié)同、伴隨協(xié)同等類型，分類表如表1所示。

表1 協(xié)同信息分類表

5.3 數(shù)據(jù)元素字典

數(shù)據(jù)元素字典定義了協(xié)同所有使用的數(shù)據(jù)元素及其功能實(shí)體，保證報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)據(jù)元素字典主要描述數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括元素名稱、元素說(shuō)明、位數(shù)、數(shù)據(jù)項(xiàng)含義、元素與消息字的關(guān)系等各項(xiàng)內(nèi)容。每個(gè)元素都有特定的含義和特殊的單位或取值。通過(guò)字段標(biāo)識(shí)（DFI）、使用標(biāo)識(shí)（DUI）、數(shù)據(jù)項(xiàng)（DI）表示。數(shù)據(jù)字典所含的數(shù)據(jù)元素組成如表2所示。

表2 數(shù)據(jù)元素組成表

6 協(xié)同數(shù)據(jù)平臺(tái)

數(shù)據(jù)平臺(tái)是在戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行剪裁和移植改造。陸軍作戰(zhàn)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺(tái)包括數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)模型。戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件有：共享數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和數(shù)據(jù)加載和回收工具軟件等。

戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)模型是在戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，研究單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)相關(guān)的作戰(zhàn)單元數(shù)據(jù)、武器裝備數(shù)據(jù)、戰(zhàn)果戰(zhàn)損數(shù)據(jù)、敵軍力量、告警專用、支撐模型等數(shù)據(jù)，單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 單兵班組戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

7 協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估

毀傷效果評(píng)估，是為檢驗(yàn)單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動(dòng)效果，將綜合偵查、導(dǎo)引、火力運(yùn)用的結(jié)果與對(duì)敵目標(biāo)造成的毀傷程度及其他影響進(jìn)行的評(píng)判和估計(jì)。

針對(duì)統(tǒng)一的作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)環(huán)境，從目標(biāo)信息、彈種信息、毀傷模型和驗(yàn)證數(shù)據(jù)等方面，論證單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動(dòng)效果評(píng)估的需求，將目標(biāo)的毀傷效果評(píng)估有機(jī)地區(qū)分為物理?yè)p傷評(píng)估、功能損傷評(píng)估和目標(biāo)系統(tǒng)評(píng)估，全方位地從不同側(cè)面評(píng)估目標(biāo)的毀傷情況。

7.1 確定目標(biāo)毀傷等級(jí)劃分

目標(biāo)毀傷等級(jí)是指目標(biāo)的功能損傷級(jí)別。確定目標(biāo)的毀傷等級(jí)和判定標(biāo)準(zhǔn)是單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動(dòng)毀傷效果評(píng)估的根本?？茖W(xué)劃分目標(biāo)的毀傷等級(jí)是單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)行動(dòng)毀傷效果評(píng)估的基礎(chǔ)，目標(biāo)毀傷等級(jí)劃分的科學(xué)與否，直接影響到對(duì)目標(biāo)毀傷效果的判定。如果等級(jí)劃分過(guò)多，不便于對(duì)目標(biāo)毀傷的判定和計(jì)算，如果劃分較少，又很難明確其具體的戰(zhàn)術(shù)意義。

目標(biāo)毀傷等級(jí)劃分要以具有戰(zhàn)術(shù)意義，簡(jiǎn)明實(shí)用，便于判定，便于我軍單兵班組建立統(tǒng)一的目標(biāo)毀傷等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，在確定毀傷等級(jí)要求將目標(biāo)的毀傷等級(jí)分為5種等級(jí)。即無(wú)毀傷、輕度毀傷、中度毀傷、嚴(yán)重毀傷和完全毀傷。

7.2 目標(biāo)毀傷效果評(píng)估

①物理?yè)p傷評(píng)估。物理?yè)p傷主要反映的是對(duì)目標(biāo)實(shí)體的殺傷破壞程度，因此，物理?yè)p傷評(píng)估應(yīng)以觀察到的或仿真模擬的損害結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)物理?yè)p傷評(píng)估，準(zhǔn)確把握對(duì)目標(biāo)破壞或損害的程度。②功能損傷評(píng)估。其實(shí)質(zhì)是評(píng)估打擊目標(biāo)的內(nèi)在特性和功能是否已經(jīng)喪失或降低到了一定的期望程度。

③目標(biāo)系統(tǒng)評(píng)估。是指火力打擊后的目標(biāo)系統(tǒng)的整體機(jī)能產(chǎn)生的效果進(jìn)行的評(píng)價(jià)和估計(jì)。一個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)是由若干個(gè)內(nèi)在聯(lián)系的目標(biāo)組成的，是一個(gè)有機(jī)的整體，當(dāng)遭到火力打擊后，其整體功能可能遭到破壞，進(jìn)而導(dǎo)致行為上的改變或功能的喪失。目標(biāo)系統(tǒng)評(píng)估正是針對(duì)那些系統(tǒng)目標(biāo)而言的，因此，對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)評(píng)估時(shí)，應(yīng)在對(duì)目標(biāo)的物理評(píng)估和功能評(píng)估的基礎(chǔ)上，綜合全面因素對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的功能效果做出客觀的評(píng)判［5］。

8 結(jié)論

單兵信息系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越成為一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一名士兵不再是一個(gè)由簡(jiǎn)單的作戰(zhàn)人員和武器組合成的作戰(zhàn)單元，它將是擁有獨(dú)立作戰(zhàn)能力的單兵作戰(zhàn)信息系統(tǒng)，單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)可以實(shí)現(xiàn)空間分散、效能聚合，充分縮短作戰(zhàn)時(shí)間，提高作戰(zhàn)效率，有效避免資源浪費(fèi)，提升整體存活率，快速完成作戰(zhàn)任務(wù)，為此研究單兵班組協(xié)同作戰(zhàn)，使其具有更高的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力和網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)能力具有重要意義。

［1］肖冰松，方洋旺，許蘊(yùn)山，等.航空武器系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)樣式及關(guān)鍵技術(shù)［J］.火力與指揮控制，2010，35（4）：5-8.

［2］李健.淺議武器協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)［J］.現(xiàn)代導(dǎo)航，2012，12（1）：77-80.

［3］王嚴(yán)輝，李加祥.編隊(duì)一體化協(xié)作指揮決策概念構(gòu)建［J］.指揮控制與仿真，2012，34（4）：18-19.

［4］汪長(zhǎng)傳，譚學(xué)平.地面戰(zhàn)場(chǎng)的終結(jié)者——未來(lái)單兵系統(tǒng)［J］.國(guó)防科技，2005，28（3）：39-41.

［5］李占武，王飛，袁宏偉.基于功能損傷的復(fù)雜電磁環(huán)境下炮兵目標(biāo)毀傷評(píng)估 ［J］.艦船電子工程，2009，29（3）：166-168.

Research on Cooperative Operation Technology of Ihe Individual Information System

SHEN Liang-qiang，JIANG Xiu-bo，SONG Zao-di，CUI Zhi-qiang，ZHAO Qiu-yue
（North Automatic Control Technology Institute，Taiyuan 030006，China）

Cooperative operation is the key to enhance the operational capability of the system and to play the overall combat effectiveness.This text expatiates cooperative model，collaborative processes，collaborative strategy，Collaborative command and effectiveness evaluation of individual combat unit’s cooperative operation under the condition of information in the future.It has certain guiding significance for the research on cooperative operation technology of the individual information system in the future.

cooperative operation，individual team，cooperative model，collaborative processes，collaborative strategy，collaborative command，effectiveness evaluation

E835

A

10.3969/j.issn.1002-0640.2017.08.038

1002-0640（2017）08-0169-04

2016-06-20

2016-10-14

申良強(qiáng)（1982- ），男，山東臨朐人，碩士。研究方向：指揮控制，火指控一體化，單兵信息系統(tǒng)。