快速反應邊境守備部隊指揮信息系統(tǒng)建設研究

徐俊瑜，盧曉勇

(中國電子科技集團公司第二十八研究所, 南京 210007)

快速反應部隊，亦稱應急機動作戰(zhàn)部隊，它是指具有快速機動能力，能夠緊急出動執(zhí)行作戰(zhàn)任務的部隊，主要用以應付局部戰(zhàn)爭和地區(qū)性武裝沖突以及其他軍事突發(fā)事件。進入21世紀以來，為迎接世界新軍事革命的挑戰(zhàn)，適應未來信息化戰(zhàn)爭的需要，快速反應部隊以其靈活、迅速的優(yōu)點，成為世界各國軍隊建設的重點。例如，美軍成立了“應急部隊司令部”，用于隨時派出部隊對付地區(qū)性沖突和突發(fā)事件；北約將“多國快速反應部隊”作為軍隊建設的第一層次[1]；俄軍也把立即反應部隊和快速展開部隊作為其常規(guī)力量的重要組成部分。目前，外軍快速反應部隊以其特殊的優(yōu)勢快速成為一支重要的作戰(zhàn)力量。

近期，我國周邊國際安全形勢日益緊張，呈現(xiàn)“V形放射狀”。在東北亞地區(qū)，朝鮮核問題升級引發(fā)朝鮮半島局勢新一輪緊張，中日關系因釣魚島博弈持續(xù)冷淡；在東南亞地區(qū)，南海問題高燒不退，中越、中菲關系屢生波折；臺灣島內政治版圖變化引發(fā)的兩岸情勢撲朔迷離；在西南方向，中印存在嚴重領土爭端。面對復雜多變的國際形勢及我國邊境地區(qū)復雜的地理環(huán)境與社會環(huán)境，急需重塑邊防部隊信息系統(tǒng)建設，打造一支能夠快速處置邊境地區(qū)突發(fā)事件的拳頭部隊，克服高原通和山地通等通信難題，具有全線無死角、無漏點的邊情監(jiān)控體系，形成統(tǒng)一指揮、整體聯(lián)動、互相響應的指揮體系[2]。

1 指揮信息系統(tǒng)需求分析

指揮信息系統(tǒng)采用網絡中心、面向服務的技術體制，基于“探測—跟蹤—決策—打擊”流程，在通信與網絡支撐下，將探測與感知、指揮與控制、火力與打擊等要素連為一體，形成體系作戰(zhàn)能力。指揮信息系統(tǒng)能夠發(fā)揮粘合劑的作用，將各專業(yè)的作戰(zhàn)力量有效結合在一起，實現(xiàn)部隊整體作戰(zhàn)實力的顯著增強。

邊境守備部隊主要執(zhí)行邊境反擊作戰(zhàn)、執(zhí)勤巡邏、邊境封控、搶險救災、反恐維穩(wěn)和動員支前等多樣化任務。在指揮信息系統(tǒng)的支撐下，完成實時監(jiān)視邊境重要區(qū)域，快速掌握邊情、敵情、社情，根據(jù)情況及時組織下級火力對敵武裝進行有效打擊，有效管控邊境線[3-4]。

1) 靈活指揮能力。構建機構扁平、重組靈活的指揮體系,能夠進行作戰(zhàn)籌劃、火力分配以及作戰(zhàn)不間斷指揮；能夠指揮和控制下屬火力控制單元完成火力打擊任務；能夠掌握部隊狀況，監(jiān)控下屬各作戰(zhàn)單位的任務完成情況；能夠制定下發(fā)偵察計劃，指揮各偵察裝備協(xié)同完成對邊境地域的偵察監(jiān)視。

2) 全線覆蓋通信能力。面向高海拔、低氣壓以及峽谷密林等復雜地形，提供多手段互補、機固結合以及立體覆蓋的通信網絡，支撐各級指揮員、機動部(分)隊以及單兵在各作戰(zhàn)階段不間斷通信，覆蓋邊境線上的所有邊防哨所。通信網絡具有隨遇接入的能力，支撐各機動作戰(zhàn)部(分)隊高速機動通信。

3) 精確偵察感知能力。利用通信網絡連接所屬各種偵察裝備，能夠協(xié)同組織傳感器偵察，對所監(jiān)控地域情報信息進行實時匯聚與處理分析，對各種類型的情報進行有效融合，精確定位敵情信息，形成戰(zhàn)場綜合態(tài)勢，對我方的防御及反擊行動提供精確指引，能夠對打擊毀傷效果進行偵察評估。

4) 快速精確的火力協(xié)同打擊能力。邊防哨所的偵察傳感器信息能夠直接傳達至火力分隊，能夠對多個目標實施跟蹤、定位，引導炮兵武器實施精確打擊。炮兵分隊指揮部位能夠自動分配打擊目標清單，自動產生射擊口令下達至武器平臺，反應時間(從偵察裝備發(fā)送目標開始，到武器系統(tǒng)收到射擊口令止)不大于3 min。

2 指揮信息系統(tǒng)的構成

快速反應邊境守備部隊信息系統(tǒng)，是一套綜合性國土邊境防御反擊體系，能夠有效應對邊境地區(qū)地面武裝侵擾。該系統(tǒng)基于網絡中心戰(zhàn)結構模型[5]，包含了通信柵格網、偵察感知網、指揮控制網及火力打擊網組成，其架構模型如圖1所示。

2.1 指揮控制網

指揮控制網是實施快速反應與精確打擊的核心，基于作戰(zhàn)任務對所屬的各種力量進行統(tǒng)一優(yōu)化運用，實現(xiàn)作戰(zhàn)態(tài)勢一致理解、臨機指揮決策、任務式協(xié)同指揮及作戰(zhàn)效果評估。指揮控制網節(jié)點以機動平臺為主要載體，采用信息服務化方式改變傳統(tǒng)樹狀的指揮模式向扁平型或網絡型指揮模式轉變，大大簡化指令層級，縮短指揮流程，使各部門之間的聯(lián)系更加緊密。本文的指揮控制網節(jié)點主要包含3層：旅指揮所控制系統(tǒng)、群(隊) 指揮控制系統(tǒng)、作戰(zhàn)單元/單兵指控終端。

1) 旅指揮所控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了固定指揮控制系統(tǒng)和機動指揮控制系統(tǒng)。固定指揮控制系統(tǒng)設置于守備區(qū)域后方，主要負責平時部隊行政與后勤、訓練與演習和政工與教育的組織管理，組織戰(zhàn)前的作戰(zhàn)籌劃。固定指揮系統(tǒng)還嵌入了信息服務單元[6]，提供相對集中的計算、存儲、信息等資源，是戰(zhàn)術級系統(tǒng)區(qū)域信息匯集之處，對上可以引進戰(zhàn)略/戰(zhàn)役級服務中心，同時為全旅系統(tǒng)提供各類信息服務。機動指揮控制系統(tǒng)由多輛指揮車輛組網形成，用于行進機動期間對所屬作戰(zhàn)或保障力量的一體化指揮和協(xié)調控制功能。

2) 群(隊) 指揮控制系統(tǒng)。群(隊) 指揮控制系統(tǒng)主要包含偵察群指揮控制系統(tǒng)、突擊群指揮控制系統(tǒng)、炮兵群指揮控制系統(tǒng)、綜合保障群指揮控制系統(tǒng)等。各作戰(zhàn)群能夠通過網絡化的任務群組指揮功能，及時了解任務相關情況，主動調整自身行動的時間、地點、具體措施，在集中統(tǒng)一指揮的基礎上，實現(xiàn)行為的主動協(xié)同，構建自同步式指揮模式，達到“無聲勝有聲”的指揮境界[7]。

3) 作戰(zhàn)單元/單兵指控終端。作戰(zhàn)單元(單兵) 指揮控制終端指各作戰(zhàn)群所屬作戰(zhàn)平臺(戰(zhàn)斗車輛) 或前沿哨所配置的單兵信息終端，用于與上級和友鄰互通作戰(zhàn)態(tài)勢、指令、文電等。前方哨所根據(jù)邊境有利地形進行布設，兼顧火力武器打擊范圍等因素，哨所間的間隔大約5公里左右，執(zhí)行邊境封控等任務。

2.2 偵察感知網

偵察感知網是指揮控制網與火力打擊網的輸入單元，主要具備四大能力：傳感器節(jié)點組網，實現(xiàn)對目標的協(xié)同監(jiān)視與探測；偵察信息統(tǒng)一匯聚，實現(xiàn)對目標信息的連續(xù)跟蹤、精確定位和識別，形成“一張態(tài)勢圖”；情報信息按需共享能力；偵察力量統(tǒng)一調度，實現(xiàn)最優(yōu)控制。本文偵察感知網節(jié)點主要包含了系留氣球載任務平臺、便攜式戰(zhàn)場監(jiān)視雷達、彩虹無人機、超視距光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)和動目標檢測器。

1) 系留氣球載任務平臺。系留氣球載任務平臺部署于后方指揮所，主要用于探測和監(jiān)視地面目標，可以對重點地區(qū)進行長期“凝視”偵察，完成情報收集。系統(tǒng)可搭載可見光攝像機、紅外熱像儀等偵察監(jiān)視類載荷，適用于邊境常態(tài)化安防監(jiān)視。其中紅外熱像儀包含大視場和小視場兩種，小視場用于細致觀察，大視場用于被動監(jiān)視炮口焰及彈丸。升空上限3 km，最大載荷200 kg，最大偵察距離20 km。

2) 彩虹92-無人機。彩虹92-無人機系統(tǒng)部是一款高性能機動作戰(zhàn)無人機系統(tǒng)，具有高集成度、全天時、全天候、使用快速靈活和機動性強等特點。無人機系統(tǒng)可完成對邊境偵察監(jiān)視、目標精確定位、火炮校正射擊、打擊效果評估等作戰(zhàn)任務。最大載荷50 kg，能夠續(xù)航12小時，作戰(zhàn)半徑可達150 km。

3) 便攜式戰(zhàn)場監(jiān)視雷達。便攜式戰(zhàn)場監(jiān)視雷達部署于前沿觀察哨所，是一款高性能X波段固態(tài)雷達，能有效檢測、定位、跟蹤武裝單兵、輕型、重型車輛等目標，探測距離大于10 km，適應于大霧、雨雪等惡劣天氣條件，可以24 h全天候執(zhí)行偵察監(jiān)視任務。

4) 超視距光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)。超視距光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)部署于前沿觀察哨所，主要用于觀察和搜索遠距離目標，具有單兵攜行、隱蔽性好、遠距離低能見度及低照度條件下偵察等特點，觀察距離大于12 km。

5) 動目標檢測器。動目標檢測器部署于最前方，離前沿陣地大約5～10 km位置，主要用于探測周圍百米范圍內的運動目標，通過內置的超短波設備將信息傳輸至系留氣球載任務平臺，實現(xiàn)大范圍、長時間的被動觀察，連續(xù)工作時間最長2個月。

旅指揮所匯集融合各偵察裝備的情報信息，去偽存真，整編融合形成敵情綜合態(tài)勢，能夠在各種天氣條件下對作戰(zhàn)地域進行全天候的事先、事后偵察監(jiān)視，快速定位敵方攻擊位置。

2.3 通信柵格網

通信柵格網將指揮控制網、偵察感知網和火力打擊網等原來各個相互聯(lián)系又相對獨立的分散信息單元有效地融合在一起，使各個信息單元形成了一個一體化的指揮信息體系。本文的通信柵格網以LTE通信系統(tǒng)通信網絡為主，以超短波無線電臺通信網絡為補充，網絡拓撲結構如圖2所示。

LTE通信系統(tǒng)是基于TD-LTE技術體制，具備無線接入組網能力，可滿足移動用戶寬帶無線通信需求。該系統(tǒng)主要組成包括：LTE基站(升空)、LTE車載基站/終端、LTE移動終端等構成。LTE基站裝載于浮空氣球平臺，通過浮空氣球升高至約3 000 m的高空，可擴大通信覆蓋范圍?？蔀長TE車載終端、LTE移動終端提供移動無線通信接入服務。從而為守備部隊各級指揮機構提供不間斷的寬帶無線通信服務。

2.4 火力打擊網

火力打擊網在指揮控制網的管控和偵察感知網的信息支持下，在關鍵時機、地區(qū)和方向，對目標 “點穴”式、“外科手術”式精確作戰(zhàn)，精確打擊節(jié)點主要是多用途戰(zhàn)術精確打擊武器系統(tǒng)和陸軍戰(zhàn)術巡飛攻擊武器系統(tǒng)。邊防哨所編配的火力主要是1門雙35車載高炮和1門速射炮，車載高炮的雷達信息可共享給速射炮，實現(xiàn)邊境線封鎖。機動炮兵群編配有迫擊炮和榴彈炮，用于遠程火力支援。

多用途戰(zhàn)術精確打擊武器系統(tǒng)是一型采用垂直發(fā)射、外形尺寸小、裝載量大的小型綜合火力作戰(zhàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)構建靈活，可適裝多種平臺，具備中遠程對地精確打擊能力，可遂行多種火力打擊任務，在對抗強度高、復雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境中，具有優(yōu)良的使用靈活性和較高的作戰(zhàn)效能。

陸軍戰(zhàn)術巡飛攻擊武器系統(tǒng)與多用途精確打擊武器系統(tǒng)共用指控、發(fā)射等裝置，其區(qū)別在于使用巡飛導彈，主要擔負目標區(qū)域偵察監(jiān)視封鎖、機動時敏目標打擊和打擊效果評估等任務使命，也可作為目指系統(tǒng)，在偵察到目標后將目標信息發(fā)送到指控系統(tǒng)，用于引導多用途精確攻擊導彈等進行攻擊。該武器系統(tǒng)具有通用化無人值守箱式發(fā)射、遠距離精確打擊、靈活化巡飛攻擊、一體化信息支持、協(xié)同作戰(zhàn)等典型特點，具備偵、指、打、評一體化作戰(zhàn)能力，可遂行多種火力打擊任務，在對抗強度高、復雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境中，具有優(yōu)良的使用靈活性和較高的作戰(zhàn)效能，可大幅提高部隊的信息化作戰(zhàn)和快速反應能力。

3 關鍵技術分析

1) 輕量級云服務架構設計。商用云服務環(huán)境多采用HTTP+SOAP+XML的技術體制，在戰(zhàn)術窄帶通信條件下難以運行。采用精簡二進制報文格式和序列化算法，定義適合戰(zhàn)術通信條件的服務注冊、發(fā)現(xiàn)、調用協(xié)議，構建適合戰(zhàn)術通信條件的服務框架。實現(xiàn)同樣功能的服務調用，報文傳輸量能比通用Web服務傳輸數(shù)據(jù)量減少80%左右，編解碼效率提升70%左右，服務響應時間減少80%左右。通過服務的多實例并結合容器部署實現(xiàn)服務的負載均衡和抗毀接替，通過各類異構服務之間的數(shù)據(jù)格式互轉和傳輸協(xié)議互通實現(xiàn)不同類型之間服務的集成。

2) 多傳感器組網協(xié)同技術。單一傳感器所提供的探測信息難于滿足作戰(zhàn)需求，而綜合運用多傳感器提供的不同維度觀測數(shù)據(jù)，不僅擴展了系統(tǒng)探測范圍，提升了探測性能與定位精度，延長了目標跟蹤時間，提高了目標識別的可信度。在本文中多傳感器協(xié)同主要對象是哨所的光電紅外監(jiān)視系統(tǒng)與戰(zhàn)場監(jiān)視雷達。結合光電測角精度高與雷達測距精度高優(yōu)勢，基于加權最小二乘協(xié)同定位的典型算法，能夠提升目標的定位精度約2倍。另一方面，基于服務化的傳感器資源管理服務，提供偵察資源管理、偵察籌劃組織和偵察協(xié)同管控功能，能夠實現(xiàn)跨哨所的偵察聯(lián)動，及無人機及時補盲偵察。

3) 多目標火力分配技術?；趥鹘y(tǒng)武器-目標分配(Weapon-Target Assignment,WTA)模型的基礎上，引入最佳打擊策略，即以最小的作戰(zhàn)力量投入和損耗的情況下實現(xiàn)對敵火力打擊價值的最大化，提出基于最佳打擊度的多目標火力分配方法。該方法的特點是：一方面符合火力適度打擊原則，更貼近于實戰(zhàn)應用且符合實戰(zhàn)戰(zhàn)術；另一方面在不增加模型求解約束的前提下，通過優(yōu)化火力分配算法實現(xiàn)對火力分配最優(yōu)方案的快速求解，使之符合營規(guī)模級別的多目標火力分配對實時性的要求。多目標火力分配技術實施路徑主要包括火力分配原則的確定、目標價值評估、目標威脅評估、打擊任務優(yōu)先級確定、打擊效能評估和火力最優(yōu)方案求解。

4 結論

本文為邊境守備部隊提出了一種快速反應的指揮信息系統(tǒng)構想，從指揮控制、偵察、通信、精確打擊四個方面剖析其主要內容，進一步描繪了輕量化SOA架構、傳感器協(xié)同、多目標火力分配等核心技術。整個指揮系統(tǒng)形成了“偵察―指控―打擊―評估”的快速反應閉環(huán)，火力打擊任務可迅速下達，能夠快速完成火力打擊任務，實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)即摧毀。針對重要目標實施精確打擊時，從發(fā)現(xiàn)到射擊諸元解算可在3 min內完成，體現(xiàn)了快速精確打擊能力。

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