水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的技術(shù)及應(yīng)用

吳雙彤 高燕 劉兆華

摘要 水面艦艇是水上作戰(zhàn)中不可或缺的重要組成部分之一，艦艇的作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)則是保障其作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵之所在。基于此點(diǎn)，本文首先簡(jiǎn)要分析了水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上對(duì)水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的應(yīng)用及技術(shù)進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)λ媾炌дw作戰(zhàn)能力的提升有所幫助。

【關(guān)鍵詞】水面艦艇 作戰(zhàn)系統(tǒng) 技術(shù)應(yīng)用

1 水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

相比較歐美發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)落后。從近年來我國(guó)艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的研制現(xiàn)狀來看，已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，尤其是我國(guó)水面艦艇建造水平已經(jīng)逐步達(dá)到世界先進(jìn)水平。為滿足海軍作戰(zhàn)需求，我國(guó)成功研發(fā)了適用于潛艇、驅(qū)逐艦、兩棲登陸艦、護(hù)衛(wèi)艦等多種類型的艦載作戰(zhàn)系統(tǒng)，提高了艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的現(xiàn)代化裝備水平。我國(guó)艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)著力攻克縮短目標(biāo)打擊反應(yīng)時(shí)間、多目標(biāo)同時(shí)作戰(zhàn)、協(xié)同指揮作戰(zhàn)等技術(shù)難關(guān)，進(jìn)一步提升了艦艇的作戰(zhàn)能力。由我國(guó)自主研制的作戰(zhàn)情報(bào)指揮系統(tǒng)在整體性能上進(jìn)行了全面提升，具備系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、作戰(zhàn)信息處理速度快、綜合處理航跡數(shù)據(jù)、智能評(píng)估作戰(zhàn)威脅等功能，能夠輔助指揮員在作戰(zhàn)情報(bào)指揮系統(tǒng)中完成戰(zhàn)術(shù)決策，有效控制水面作戰(zhàn)的各項(xiàng)資源。在該系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)信息的接收與傳遞，滿足艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)需求。目前，我國(guó)造船事業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)擁有自主建造的052C型和052D型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦，在驅(qū)逐艦的構(gòu)型上類似于美國(guó)宙斯盾系列艦艇，裝備有大型相控陣?yán)走_(dá)，這表明我國(guó)水面艦艇建造水平得到了大幅度提升。

2 水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的應(yīng)用及技術(shù)

2.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 DDS技術(shù)

DDS是數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的簡(jiǎn)稱，該技術(shù)最為突出的優(yōu)勢(shì)是能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供低延遲和高吞吐量，從而確保了信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。DDS的數(shù)據(jù)模型如圖1所示。

由圖1可以清楚的看出，在DDS結(jié)構(gòu)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以借助發(fā)布和訂閱模型進(jìn)行通信，由此實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)送和獲取。

2.1.2 航跡融合技術(shù)

該技術(shù)也被稱之為分布式融合技術(shù)，具體是指在一個(gè)擁有若干傳感器的環(huán)境當(dāng)中，所有傳感器以分散分布式的方法進(jìn)行設(shè)置，其中任何一個(gè)傳感器都能獨(dú)立完成對(duì)目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤，如果兩條航跡的來源相同，為實(shí)現(xiàn)快速探測(cè)，需要對(duì)航跡進(jìn)行融合。由于艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)當(dāng)中有著數(shù)量眾多的傳感器設(shè)備，并且這些傳感器的類型也不相同，因此，在構(gòu)建作戰(zhàn)系統(tǒng)時(shí)，需要應(yīng)用多傳感器航跡融合技術(shù)。為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，并減輕運(yùn)算過程對(duì)系統(tǒng)造成的負(fù)載，可以采用自適應(yīng)融合算法，之所以選用這種算法，是因?yàn)樗鼘?duì)系統(tǒng)的狀態(tài)變化具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力。

2.2 作戰(zhàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.2.1 應(yīng)用框架

作戰(zhàn)系統(tǒng)利用設(shè)備上應(yīng)用構(gòu)件提供的接口實(shí)現(xiàn)指揮作戰(zhàn)功能，應(yīng)用構(gòu)件框架采用C++面向?qū)ο筮M(jìn)行編程，其提供的接口需通過類庫(kù)予以實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用構(gòu)件的接口處采用API方式進(jìn)行上層數(shù)據(jù)傳輸，為實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)系統(tǒng)的相關(guān)功能提供服務(wù)。

2.2.2 消息處理

在水面艦艇作戰(zhàn)指揮中，系統(tǒng)會(huì)接收到各種消息，對(duì)這些消息的處理是作戰(zhàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)在構(gòu)建時(shí)，將消息之間的通信分成了以下兩個(gè)部分：即應(yīng)用構(gòu)件間的信息交互與其它設(shè)備間的信息交互。前者可以通過DDS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，后者則可通過接口適配器來實(shí)現(xiàn)。

（1）開啟系統(tǒng)之后，應(yīng)用構(gòu)件會(huì)隨之自行啟動(dòng)，此時(shí)與之相關(guān)的接口管理器也會(huì)啟動(dòng)，消息抵達(dá)接口管理器時(shí)，其會(huì)先行對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行判斷。若是緩沖區(qū)內(nèi)的消息處于滿載狀態(tài)，接口管理器會(huì)進(jìn)入到等待狀態(tài)，同時(shí)停止消息的接收;若是緩沖區(qū)內(nèi)有剩余的空間，便會(huì)將接收到的消息添加進(jìn)去，隨后將消息發(fā)給數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行處理。

（2）當(dāng)消息緩沖區(qū)內(nèi)沒有任何消息數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)處理器會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)，緩沖區(qū)有新的消息添加后，數(shù)據(jù)處理器則會(huì)恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)消息進(jìn)行處理。

（3）當(dāng)應(yīng)用構(gòu)件啟動(dòng)時(shí)會(huì)先行完成初始化，在這一過程中，DDS信息的注冊(cè)也會(huì)隨之完成。此時(shí)，若緩沖區(qū)內(nèi)有訂閱的信息，DDS便會(huì)自動(dòng)對(duì)這些信息進(jìn)行響應(yīng)，開始進(jìn)行處理。當(dāng)終止應(yīng)用構(gòu)件的運(yùn)行時(shí)，DDS會(huì)自行注銷。

2.2.3 事件處理

對(duì)于艦艇作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)而言，對(duì)發(fā)生的所有事件進(jìn)行快速處理是非常必要的，由此能夠避免重要事件丟失。本系統(tǒng)中，事件的處理是通過管理器來完成。艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)需要處理的主要事件包括外部設(shè)備和界面控制，通過對(duì)事件類型的檢測(cè)，可將正確的事件加入到等待隊(duì)列當(dāng)中，逐個(gè)進(jìn)行處理。由于同一時(shí)間內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)大量的事件，在這些事件中，有的非常緊迫，必須在第一時(shí)間內(nèi)處理，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要應(yīng)用調(diào)度算法，根據(jù)優(yōu)先調(diào)度的原則，對(duì)緊迫性最高的事件進(jìn)行優(yōu)先處理。

3 結(jié)論

綜上所述，本文在對(duì)水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，分析了艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的分布式系統(tǒng)，在主要功能的實(shí)現(xiàn)上，應(yīng)當(dāng)對(duì)DDS和航跡融合技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，從而確保系統(tǒng)滿足艦艇水上作戰(zhàn)的需要。在未來一段時(shí)期內(nèi)，應(yīng)加大對(duì)水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究力度，通過不斷地優(yōu)化改進(jìn)，使其更好地為艦艇作戰(zhàn)服務(wù)。

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