美國海軍“藍嶺”號指揮艦信息系統(tǒng)發(fā)展情況及啟示

陳 峰,徐英桃

(中國電子科技集團公司第二十八研究所,江蘇 南京 210007)

0 引言

“藍嶺”號指揮艦是美國海軍海上綜合作戰(zhàn)指揮能力最強的戰(zhàn)艦,是二戰(zhàn)以來設計的最大指揮艦。該艦1970年11月服役,1979年成為美軍第七艦隊的旗艦。自服役以來,“藍嶺”號進行過多次現(xiàn)代化改裝,武器裝備、指揮通信系統(tǒng)等設備經(jīng)歷了大面積改造,全面提升了其作為指揮艦的作戰(zhàn)指揮、通信及信息處理能力,是數(shù)字化程度最高的旗艦。為借鑒國外指揮艦相關信息系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)驗,就“藍嶺”號指揮艦的基本情況、信息系統(tǒng)應用情況及部署的典型系統(tǒng)展開剖析,在此基礎上探析信息系統(tǒng)的發(fā)展啟示。

1 “藍嶺號”指揮艦基本情況

上世紀50年代,美國海軍的指揮艦由兩棲作戰(zhàn)艦船兼任。隨著軍事裝備信息化程度的不斷加深,指揮信息系統(tǒng)作為信息化戰(zhàn)爭條件下“兵力倍增器”的重要性不斷得到認可,加之兩棲作戰(zhàn)愈發(fā)朝著大規(guī)模、多任務、作戰(zhàn)力量多元、指揮協(xié)同復雜的方向轉變,美國海軍意識到以戰(zhàn)斗平臺為主體的兩棲作戰(zhàn)艦船已無法滿足上述轉變帶來的日益增長的情報處理、通信傳輸、指揮控制能力的要求,急需打造指揮控制及綜合通信功能更加強大的專用指揮旗艦,搭建功能齊備的海上指揮中心,才能徹底解決大規(guī)模海上聯(lián)合作戰(zhàn)指揮問題。為此,美國國會于1965～1966財年,專門批準了“藍嶺”號新型指揮艦的建造計劃。作為專職的指揮艦,“藍嶺”級是美海軍目前唯一一級初始設計目的就是作為指揮艦使用的艦艇。

“藍嶺”號艦長194 m,艦寬32 m,吃水9 m,滿載排水量18 400 t,航速44.44 km/h,續(xù)航時間800 h,艦員編制為821人,包含軍官42人,司令部人員170～190人。作為專職指揮艦,自身攜帶武器裝備較少,主要用于自衛(wèi),包括2座八聯(lián)裝“海麻雀”導彈發(fā)射裝置、2座雙聯(lián)裝76 mm 艦炮、4門25 mm 機炮和12.7 mm 重機槍、2座20 mm 六聯(lián)裝“密集陣”近程防御武器系統(tǒng)等;“藍嶺”號有“天線園”之稱,裝備70多臺發(fā)信機和100多臺收信機、3組衛(wèi)星通信裝置,主要包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)、海軍戰(zhàn)術數(shù)據(jù)系統(tǒng)等,通信手段多樣,使用快捷,可靠性高,通信容量大,通信能力首屈一指。衛(wèi)星通信裝備主要包括SSR-1接收機、WCS-3(特高頻(UHF))、WCS-6(超高頻(SHF))、USC-38(極高頻(EHF))、SMQ-6接收機等;海軍戰(zhàn)術數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要包括LINK4A、11、14和16號數(shù)據(jù)鏈等。

“藍嶺”號作為第七艦隊的旗艦,是海上艦隊的指揮中樞,其使命任務包括:一是在大規(guī)模海上作戰(zhàn)條件下支撐指揮人員實施對兵力的指揮控制,如指揮各類海上艦艇編隊(如航母編隊、兩棲編隊、水面艦艇編隊等)構成的海上作戰(zhàn)編隊實施海上打擊、海上封鎖任務等;二是指揮實施兩棲作戰(zhàn),包括對空、反潛、反艦、登陸編隊等兵力指揮,艦炮和近程空中火力組織協(xié)調,以及登陸突擊、后勤保障、登陸場區(qū)電子戰(zhàn)行動指揮等。

2 信息系統(tǒng)建設運用情況

2.1 指揮機構設置

“藍嶺”號主要設有中樞指揮中心和8個次級指揮中心(登陸兵力指揮中心、海上作戰(zhàn)指揮中心、反潛作戰(zhàn)指揮中心、登陸兵力火力控制中心、戰(zhàn)術情報信息中心、本艦防御作戰(zhàn)指揮中心、區(qū)域防空指揮所、綜合通信中心)。其中中樞指揮中心定位于綜合性指揮中心,具備集中與分散相結合的兩棲作戰(zhàn)對空、對陸、水下、對海綜合指揮能力,并可實施對兩棲聯(lián)合登陸部隊的直接指揮控制,指揮能力覆蓋遠海機動作戰(zhàn)、兩棲作戰(zhàn)涉及的情況判斷、作戰(zhàn)籌劃、行動控制、過程監(jiān)控、戰(zhàn)果評估的各個環(huán)節(jié);登陸兵力指揮中心為登陸部隊常設專項指揮機構,具備對以空地特遣部隊(MAGTF)為主體的兩棲聯(lián)合登陸部隊的作戰(zhàn)態(tài)勢掌握、戰(zhàn)術行動控制、支援保障等各項指揮控制能力;海上作戰(zhàn)指揮中心為對參與兩棲作戰(zhàn)的航母編隊、其它類型艦艇編隊實施指揮控制的常設專項指揮機構;類似地,反潛作戰(zhàn)指揮中心為對參與兩棲作戰(zhàn)的水面艦艇、潛艇、空中平臺進行反潛作戰(zhàn)指揮控制的常設專項指揮機構;登陸兵力火力控制中心為常設的兵力火力組織協(xié)調機構,其職責主要為響應突擊上陸階段、鞏固與擴大登陸場階段的兩棲聯(lián)合登陸部隊的火力支援請求,并協(xié)調參與兩棲作戰(zhàn)的各型兵力,對登陸作戰(zhàn)區(qū)域實施對陸聯(lián)合攻擊、對空聯(lián)合打擊等戰(zhàn)術行動;戰(zhàn)術情報信息中心主要為空中攔截控制、威脅判斷顯控臺、武器協(xié)調顯控等作戰(zhàn)環(huán)節(jié)提供火控級情報;本艦防御作戰(zhàn)指揮中心主要為本艦實施防空、反艦、反潛作戰(zhàn)指揮提供本艦指揮支持;區(qū)域防空指揮所監(jiān)測、識別包括彈道導彈和巡航導彈在內的所有空中目標,并下達攔截指令;綜合通信中心實現(xiàn)對各類通信手段的一體化綜合運用和通信運維管理。

2.2 信息系統(tǒng)部署情況

信息系統(tǒng)是“藍嶺”號指揮艦發(fā)揮指揮作用的核心。與上述指揮機構對應,中樞指揮中心主要部署美軍全球指揮控制系統(tǒng)海軍型艦隊級(GCCS-M,艦隊級);作戰(zhàn)情報中心主要部署海軍情報處理系統(tǒng)(NIPS);登陸部隊指揮中心、登陸部隊火控中心、對海作戰(zhàn)指揮中心、作戰(zhàn)情報中心、反潛戰(zhàn)中心等5個指揮中心根據(jù)其功能定位,主要部署專項指揮功能應用系統(tǒng)及旗艦數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)(FDDS);本艦防御作戰(zhàn)指揮中心主要部署海軍戰(zhàn)術數(shù)據(jù)系統(tǒng)(NTDS)及其改進系統(tǒng)——先進作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)(ACDS),區(qū)域防空指揮所主要部署宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng)(AEGIS),綜合通信中心主要部署綜合通信管理系統(tǒng)等。主要指揮機構及對應系統(tǒng)部署情況如表1所示。

表1 “藍嶺”號主要指揮機構及其相應信息系統(tǒng)

2.3 組織運用模式

“藍嶺”號是美國海軍成立以來打造的首個定位于以指揮控制為主體的大型水面艦艇,具備強大的通信傳輸、信息處理、指揮控制能力,其信息處理能力之強大、性能之綜合前所未有,是美國海軍海上綜合作戰(zhàn)指揮能力最強的戰(zhàn)艦,有效填補了大規(guī)模海上作戰(zhàn)、兩棲登陸作戰(zhàn)缺乏戰(zhàn)役級指揮中心的能力空白。完成部隊列裝后,“藍嶺”號多次參與美軍軍事行動及一些非戰(zhàn)爭軍事行動,如在海灣戰(zhàn)爭期間,“藍嶺”號與其它50多艘盟國艦艇組成多國海上部隊,執(zhí)行聯(lián)合海上攔截任務,基本上切斷了伊拉克通過港口和科威特港口的貿易往來;2000 年后,“藍嶺”號幾乎每年參與美國與其西太平洋和印度洋盟國之間的聯(lián)合演習及訓練行動,2009年參加了與日本海軍自衛(wèi)隊的“Annual Exercise 21G”演練、與法國海軍聯(lián)合開展的“Passing Exercise”演練等;2011年,“藍嶺”號參與日本東北地震和海嘯災難營救行動等。

作為海上作戰(zhàn)指揮中心,“藍嶺”號中樞指揮中心接收來自岸基艦隊指揮中心(NFCC)的各類作戰(zhàn)計劃、行動控制、情報保障、戰(zhàn)場環(huán)境保障等數(shù)據(jù),進行情況判斷、計劃決策后,形成指揮控制命令并下發(fā)至下屬次級指揮中心(7個傳統(tǒng)指揮中心和1個區(qū)域防空指揮所),由次級指揮中心組織兩棲編隊內各下級指揮部位進行對空、對海、對陸、反潛、兩棲等方面的協(xié)同作戰(zhàn)指揮和通信綜合應用;同時,作為承上啟下的關鍵骨干節(jié)點,中樞指揮中心持續(xù)實施匯集參與進行兩棲作戰(zhàn)的編隊內部的兵力狀態(tài)、作戰(zhàn)計劃執(zhí)行情況、實施戰(zhàn)場環(huán)境及作戰(zhàn)效果等信息,并依據(jù)預先設定的規(guī)則和力度將上述信息上報至岸基艦隊指揮中心?！八{嶺號”組織應用模式如圖1所示。

圖1 “藍嶺”號組織應用模式圖

3 信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢

3.1 系統(tǒng)體系結構更加開放,支持指揮機構靈活開設

“藍嶺”號指揮艦信息系統(tǒng)采用模塊化結構,通用性強,利用COTS組件集成技術,支持派生部署,可根據(jù)作戰(zhàn)任務需要部署于不同位置,開設不同規(guī)模的指揮功能席位,并非專為“藍嶺”號設計。開放性的架構帶來了良好的可升級性和可移植性:一方面,美國海軍對已有的“藍嶺號”指揮艦信息系統(tǒng)通過模塊替換、功能擴展等方式不斷升級改造,持續(xù)提升其作戰(zhàn)指揮、通信及信息處理能力;另一方面,為適應21世紀“強度較低、對陸地投送兵力為主”的新兩棲作戰(zhàn)形態(tài),現(xiàn)有大型艦艇通過加裝與“藍嶺”號相同的兩棲作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)即可兼職兩棲作戰(zhàn)指揮艦。例如,美國“埃塞克斯”號“黃蜂”級兩棲攻擊艦滿載排水量達40 000 t,艦上設有多個作戰(zhàn)指揮中心,對外通信信道達112個,是師、旅級兩棲登陸作戰(zhàn)規(guī)模的指揮旗艦。

3.2 頂層規(guī)劃,體系集成,突出聯(lián)合

“藍嶺”號指揮艦信息系統(tǒng)采用基于國防信息基礎結構公共操作環(huán)節(jié)(DII-COE)和聯(lián)合架構統(tǒng)一設計,注重信息裝備的型譜化、體系化、規(guī)模化建設,消除“煙囪”瓶頸,具備與海軍內部、陸軍、空軍、盟軍信息裝備體系一致性與兼容能力,以提高互操作性,為聯(lián)合作戰(zhàn)指揮提供無縫協(xié)同支撐手段。典型的部署于“藍嶺”號指揮艦的GCCS-M、部署于空地特遣部隊的全球戰(zhàn)術作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)聯(lián)合型(GCCS-J)、全球作戰(zhàn)勤務系統(tǒng)(GCSS-MC)、分布式通用地面系統(tǒng)陸戰(zhàn)隊型(DCGS-MC)等主要系統(tǒng)都是在美軍聯(lián)合架構頂層設計的基礎上根據(jù)軍種特點進行研制建設和體系集成,從而確保兩棲作戰(zhàn)參戰(zhàn)兵力之間、與其他聯(lián)合軍兵種系統(tǒng)的互聯(lián)互通和互操作性。

3.3 系統(tǒng)能力不斷完善,可靠性持續(xù)提高

“藍嶺”號部署的GCCS-M、FDDS、ACDS等系統(tǒng)自裝備以來,經(jīng)過多年不斷發(fā)展,系統(tǒng)版本不斷更新,能力日趨完善。最新部署的GCCS-M 系統(tǒng)采用了先進的人工智能成果,在智能化輔助決策、分布式自主協(xié)同等方面獲得了較多的能力增量;ACDS系統(tǒng)的BLOCK 1 版本較之BLOCK 0 版本,在對海、對陸、對空等情報目標處理范圍和容量、多源目標識別、數(shù)字地圖加載、訓練支持等方面能力得到顯著提升;各類系統(tǒng)非常注重系統(tǒng)可靠性的提升,針對GCCS-M4.1版出現(xiàn)的內存不足需要重啟解決,模擬目標信息顯示錯誤,無法接收艦艇自報位信息等問題,持續(xù)進行系統(tǒng)測試與問題回歸,不斷提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。

3.4 注重新技術的應用

“藍嶺”號指揮艦信息系統(tǒng)采用商用流行的多傳感器數(shù)據(jù)融合技術和分布式處理機結構,將各種探測、指揮控制及武器等裝備進行綜合與集成,為實現(xiàn)信息和資源的充分共享與綜合運用、形成整體優(yōu)勢奠定了基礎;遵循GIG 的體系結構發(fā)展規(guī)劃,通過面向服務體系結構(SOA),系統(tǒng)間實現(xiàn)松耦合,能夠抽取不同的服務并靈活地自組織,形成基于任務的能力包;充分利用智能化技術,將作戰(zhàn)知識庫、模型庫、規(guī)則庫和方案庫與指揮控制過程有機結合,提供輔助工具和決策建議,使作戰(zhàn)過程中為指揮員的戰(zhàn)術決策、方案制定由傳統(tǒng)的人工手段向人機結合轉變;基于WEB 技術的增強鏈接虛擬信息系統(tǒng)(ELVIS) 為用戶提供Web 瀏覽器訪問本地或遠程的通用作戰(zhàn)圖/通用戰(zhàn)術圖等。

4 啟 示

美國”藍嶺”號指揮艦40余年的應用經(jīng)驗對我海軍進行類似系統(tǒng)的建設有著重要的指導意義。通過研究其信息系統(tǒng)建設情況、系統(tǒng)特點和作戰(zhàn)應用情況,得到如下啟示。

4.1 明確指揮控制層次和系統(tǒng)定位

作為指揮旗艦,“藍嶺”號主要裝備的海軍型艦隊級全球指揮控制系統(tǒng)定位清晰,是與岸基艦隊指揮中心并駕齊驅的海上戰(zhàn)役級指揮中心,雖具備集中與分散相結合的戰(zhàn)役級指揮和戰(zhàn)術級指揮一體化的能力,但常態(tài)化使用側重于兩棲作戰(zhàn)戰(zhàn)役指揮能力,其系統(tǒng)的使用對象為兩棲聯(lián)合登陸作戰(zhàn)指揮的高級指揮官,系統(tǒng)態(tài)勢掌握、指揮決策、行動控制、組織協(xié)調等功能與使用對象具有強匹配性;而對任務兵力實施具體的指揮引導、戰(zhàn)術行動控制等功能屬于系統(tǒng)的備份能力,并非戰(zhàn)役級層面的主體,而是針對這些功能發(fā)展相應兵力的專用戰(zhàn)術行動控制系統(tǒng),這使系統(tǒng)對應的指揮控制層次和關系、定位和特點十分清晰,功能避免貪大求全,是抓住主要矛盾的體現(xiàn)。

4.2 重視指揮理論研究,指導系統(tǒng)建設實踐

美軍在發(fā)展“藍嶺號”指揮艦的初始階段,起步于指揮控制登陸兵力的原始需求,通過在作戰(zhàn)艦艇上加裝通信裝備的方式形成指揮能力,后來又發(fā)現(xiàn)無法滿足指揮兩棲作戰(zhàn)大量海陸空兵力的需要,再逐步走上改裝大型登陸艦、兩棲攻擊艦和兩棲運輸船、最后建設專職大型指揮艦的路子。這條發(fā)展道路實際上存在一定的曲折,主要的教訓是理論指導不足。應吸取美軍教訓,立足本國實際,按照“理論先行”的原則,深入開展需求分析和理論研究,為系統(tǒng)建設的實踐提供有力的理論支撐。

4.3 形成基于能力的系統(tǒng)架構,打造強大的體系作戰(zhàn)能力

“藍嶺”號部署的GCCS-M 系統(tǒng)采用任務能力包的集成思路,利用服務化架構,根據(jù)完成多樣化任務、演習訓練要求,以網(wǎng)絡服務方式,對“服務”進行分布式部署、組合和使用,形成基于能力的指揮信息系統(tǒng)架構,從根本上改變指揮系統(tǒng)與軟件、數(shù)據(jù)等資源綁定關系,實現(xiàn)編隊各類指揮所系統(tǒng)靈活編組和快速開設、協(xié)同的作戰(zhàn)指揮、柔性的重組抗毀,快速遂行各種任務行動。通過這種方法,將作戰(zhàn)人員、傳感器、網(wǎng)絡、指揮控制、平臺和武器等資源進行優(yōu)化組合集成應用,并能根據(jù)任務執(zhí)行情況和人員/系統(tǒng)/平臺狀態(tài),進行動態(tài)重新配置和分配資源,打造強大的體系作戰(zhàn)能力。

4.4 循序漸進,逐步完善海上指控裝備體系

“藍嶺”號部署的系統(tǒng)既包括編隊指揮控制系統(tǒng)(如GCCS-M 艦隊級海上型系統(tǒng)、FDDS 系統(tǒng)),又包括本艦指揮控制系統(tǒng)(如NTDS/ACDS系統(tǒng)),還包括專項能力系統(tǒng)(如AEGIS 系統(tǒng)),其發(fā)展歷程是美國海軍指揮信息系統(tǒng)發(fā)展的縮影。美國海軍通過幾十年的迭代發(fā)展,先進技術應用與時代同步,逐步構建了適應于遠海作戰(zhàn)、兩棲作戰(zhàn)的功能完備的海上作戰(zhàn)指控裝備體系,并針對各型裝備形成模塊化、系列化產品,形成了適應各型艦艇的系統(tǒng)家族譜,無論在大規(guī)?？缪蠛Ｉ献鲬?zhàn)指揮、兩棲作戰(zhàn)指揮、偵控打評等體系作戰(zhàn)能力方面,還是防空反導、反潛、遠程對海對陸打擊等專項能力方面均已非常強大。這啟示我們應循序漸進,在逐步積累現(xiàn)役系統(tǒng)使用經(jīng)驗的基礎上,加大關鍵技術攻關力度,重視大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術應用,迭代發(fā)展適應于自身特色的系統(tǒng)裝備譜系,逐步完善海上指控裝備體系。