面向新質(zhì)作戰(zhàn)裝備的試驗(yàn)指揮控制體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)

馬旭亮，馬宇峰，鄭 芳

（1.解放軍63672 部隊(duì)，西安 710613；2.國(guó)防科技大學(xué)信息通信學(xué)院，西安 710106；3.解放軍75841 部隊(duì)，長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備作為正在發(fā)展和探索中的新型作戰(zhàn)力量，技術(shù)復(fù)雜、研制周期長(zhǎng)、涉及領(lǐng)域廣、作戰(zhàn)模式復(fù)雜，新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備試驗(yàn)具有前瞻性、先導(dǎo)性、探索性，試驗(yàn)測(cè)試評(píng)估項(xiàng)目多，體系試驗(yàn)規(guī)模大，接口關(guān)系復(fù)雜，現(xiàn)有指揮控制手段和保障條件已難以跟上新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備發(fā)展和新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備試驗(yàn)需求［1-5］。特別是隨著新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備信息化、體系化的發(fā)展趨勢(shì)，試驗(yàn)對(duì)象由單個(gè)裝備向裝備體系轉(zhuǎn)變，試驗(yàn)環(huán)境由簡(jiǎn)單環(huán)境向?qū)崙?zhàn)環(huán)境轉(zhuǎn)變，試驗(yàn)手段由外場(chǎng)實(shí)裝試驗(yàn)為主向內(nèi)外結(jié)合、虛實(shí)融合轉(zhuǎn)變，現(xiàn)有新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)主要面臨以下不足：

一是試驗(yàn)體系化水平不高。新質(zhì)武器根據(jù)不同配置，可實(shí)施前沿部署，或者從后方區(qū)域?qū)嵤┳鲬?zhàn)行動(dòng)，可能被賦予防御性或者進(jìn)攻性任務(wù)。為作戰(zhàn)部隊(duì)根據(jù)不同任務(wù)目的提供更加廣泛的選擇方案，這就意味著在武器裝備試驗(yàn)規(guī)劃階段、試驗(yàn)實(shí)施階段需要遵循體系化的試驗(yàn)方法，傳統(tǒng)試驗(yàn)方法多針對(duì)單一裝備單一目標(biāo)，體系化水平低。

二是試驗(yàn)指揮控制效率低。傳統(tǒng)試驗(yàn)物資、設(shè)備、人員分屬各個(gè)參試單位和部門，缺乏統(tǒng)一的指揮控制系統(tǒng)，試驗(yàn)任務(wù)規(guī)劃困難、資源高度依靠不同單位間協(xié)調(diào)，程序復(fù)雜，時(shí)間周期長(zhǎng)，試驗(yàn)指揮部掣肘多，對(duì)試驗(yàn)實(shí)施進(jìn)展和態(tài)勢(shì)掌握不夠及時(shí)，依托統(tǒng)一試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)，統(tǒng)一調(diào)度試驗(yàn)場(chǎng)人員、設(shè)備、物資，不僅效率得到提升，還能夠及時(shí)掌握試驗(yàn)態(tài)勢(shì)，對(duì)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)分析研判和提前處置。

三是先進(jìn)試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用不足。缺乏基于統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范的集作戰(zhàn)試驗(yàn)仿真、復(fù)雜環(huán)境仿真于一體的綜合建模仿真平臺(tái)，現(xiàn)有仿真平臺(tái)因缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各異，集成困難，對(duì)新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備仿真試驗(yàn)和試驗(yàn)評(píng)估支持不足。

體系結(jié)構(gòu)方法提供了一種多視角分析方法，可以對(duì)試驗(yàn)指揮控制的各個(gè)組成部分及其相互關(guān)系進(jìn)行綜合考慮，不僅降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提升系統(tǒng)開(kāi)發(fā)質(zhì)量，而且可以架起不同部門人員之間溝通的橋梁，增強(qiáng)系統(tǒng)的互操作性，可以為解決上述問(wèn)題提供有效的指導(dǎo)。

本文針對(duì)我軍新質(zhì)作戰(zhàn)力量武器裝備試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)發(fā)展的缺陷，旨在采用體系結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行處理，借鑒當(dāng)前世界比較流行的軍事指揮控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架DoDAF2.0［6］，分析該框架對(duì)試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)的支撐，探索基于DoDAF2.0 的新制武器裝備試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)框架，并對(duì)相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)描述模型進(jìn)行挖掘，為基于體系結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)提供支撐。

1 研究背景

隨著武器裝備的不斷發(fā)展，美軍武器裝備試驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)展歷程可分為3 個(gè)階段：獨(dú)立試驗(yàn)階段，聯(lián)合試驗(yàn)階段，以及當(dāng)前的一體化試驗(yàn)階段。

獨(dú)立試驗(yàn)階段強(qiáng)調(diào)單個(gè)武器裝備的實(shí)驗(yàn)與鑒定，關(guān)注于實(shí)驗(yàn)流程的確定，缺點(diǎn)是靶場(chǎng)建設(shè)缺乏組織，系統(tǒng)性不強(qiáng)，建成的靶場(chǎng)專業(yè)相同、功能單一，造成重復(fù)建設(shè)、投資分散、資源浪費(fèi)。

聯(lián)合試驗(yàn)階段克服獨(dú)立試驗(yàn)時(shí)期資源不能充分共享的弊端，開(kāi)始對(duì)各試驗(yàn)場(chǎng)設(shè)施進(jìn)行整合，建立聯(lián)合試驗(yàn)與評(píng)估機(jī)制。這一階段的特點(diǎn)是美軍開(kāi)始從整體上指導(dǎo)、規(guī)范、整合裝備試驗(yàn)場(chǎng)的建設(shè)，重視試驗(yàn)場(chǎng)和試驗(yàn)資源之間的聯(lián)合共享，達(dá)到重用的目的。

一體化試驗(yàn)階段是確保試驗(yàn)設(shè)施及仿真資源之間的互操作、可重用與可組合，盡量避免單一試驗(yàn)和重復(fù)性試驗(yàn)，以顯著減少試驗(yàn)資源的使用，縮短研制時(shí)間，提高試驗(yàn)效益和能力。在試驗(yàn)環(huán)境上，美軍提出個(gè)體靶場(chǎng)向體系靶場(chǎng)轉(zhuǎn)型，突出聯(lián)合、互操作理念，強(qiáng)調(diào)聯(lián)合試驗(yàn)和聯(lián)合訓(xùn)練能力的提升，加快試驗(yàn)靶場(chǎng)信息化改造和試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)。據(jù)此，2004 年11 月美國(guó)國(guó)防部發(fā)布了《聯(lián)合任務(wù)環(huán)境試驗(yàn)路線圖》［7-8］，該路線圖明確要求“在戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室、研制試驗(yàn)設(shè)施及部隊(duì)的作戰(zhàn)設(shè)備之間建立穩(wěn)固的連接，形成LVC 聯(lián)合任務(wù)環(huán)境，在此環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、研制、試驗(yàn)或訓(xùn)練”。2005 年12 月美國(guó)國(guó)防部啟動(dòng)了聯(lián)合使命環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芰τ?jì)劃［8］，該計(jì)劃旨在建立分布式網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，將分散的試驗(yàn)設(shè)施設(shè)備、仿真資源和各方的試驗(yàn)資源連接起來(lái)，為美軍開(kāi)展體系試驗(yàn)提供一種分布式的實(shí)時(shí)、虛擬、構(gòu)造試驗(yàn)的能力，最終支持武器裝備的體系化試驗(yàn)。

我軍目前開(kāi)展的武器裝備試驗(yàn)大都按照武器裝備分類在不同試驗(yàn)場(chǎng)或同一試驗(yàn)場(chǎng)不同區(qū)域進(jìn)行，由于試驗(yàn)場(chǎng)條件有限，多為單一武器裝備的性能試驗(yàn)，這在威脅環(huán)境、氣象環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、對(duì)抗環(huán)境等方面與實(shí)戰(zhàn)化要求差距明顯。同時(shí)，試驗(yàn)的組織實(shí)施及資源利用仍依靠經(jīng)驗(yàn)人為協(xié)調(diào)，不利于試驗(yàn)理論、試驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，也難以支持體系化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存、共享和開(kāi)放研究。

2 基于DoDAF 2.0 的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)要素確定

DoDAF 的數(shù)據(jù)元模型包含了體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)體與關(guān)系。從武器裝備試驗(yàn)指控系統(tǒng)的角度出發(fā)，建立符合本文研究?jī)?nèi)容的數(shù)據(jù)元模型，包含的數(shù)據(jù)要素以及之間的關(guān)系如下頁(yè)圖1 所示。該數(shù)據(jù)模型明確了與試驗(yàn)指揮控制過(guò)程相關(guān)的各種實(shí)體類型，可進(jìn)一步根據(jù)這些實(shí)體類型，從利益相關(guān)者的角度確定需要開(kāi)發(fā)的體系結(jié)構(gòu)模型，指導(dǎo)指揮控制系統(tǒng)的具體開(kāi)發(fā)。

根據(jù)圖1，依次對(duì)核心要素進(jìn)行解釋。其中，能力明確了聯(lián)合試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所需滿足的具體功能，效果是指對(duì)能力實(shí)現(xiàn)結(jié)果的描述，度量指標(biāo)是對(duì)試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果進(jìn)行度量，執(zhí)行者是指試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)中的不同角色，組織關(guān)系是指執(zhí)行者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可包含指揮關(guān)系、依賴關(guān)系、協(xié)同關(guān)系等，活動(dòng)是指完成能力的具體行為，活動(dòng)關(guān)系指活動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以包括分解關(guān)系、前后關(guān)系等，功能是指系統(tǒng)或者服務(wù)完成活動(dòng)所體現(xiàn)的功能需求，功能關(guān)系是指功能之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，系統(tǒng)是指完成功能的系統(tǒng)模塊或者組件，服務(wù)是指完成功能的服務(wù)模塊，武器裝備指進(jìn)行試驗(yàn)的本體，如高功率微波武器、定向能武器等等，通信關(guān)系是指不同系統(tǒng)或者裝備之間的連接關(guān)系，資源是指系統(tǒng)或者服務(wù)產(chǎn)生或者被消耗的數(shù)據(jù)、信息、物資等內(nèi)容。

圖1 數(shù)據(jù)元模型的確定

總之，對(duì)以上數(shù)據(jù)要素分析有助于明確試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容，進(jìn)而為體系結(jié)構(gòu)模型開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。根據(jù)上述確定的內(nèi)容，接下來(lái)從能力視角、業(yè)務(wù)視角、系統(tǒng)視角確定相關(guān)的描述模型。其中模型的序號(hào)來(lái)自于DoDAF2.0 框架［6］。

2.2 能力模型

考慮新質(zhì)作戰(zhàn)裝備試驗(yàn)的應(yīng)用場(chǎng)景，本文采用以下4 個(gè)與能力相關(guān)的模型。

1）能力構(gòu)想（CV-1）。該模型是對(duì)武器裝備試驗(yàn)指揮控制系統(tǒng)總體的期望，界定能力的戰(zhàn)略構(gòu)想，用于確定能力需求、能力規(guī)劃、溝通能力開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略期望，描述如何利用能力相關(guān)術(shù)語(yǔ)來(lái)陳述高層目標(biāo)與戰(zhàn)略，闡述一體化聯(lián)合試驗(yàn)的能力需求，一般采用文本描述方法。

2）能力依賴關(guān)系（CV-4）。該模型描述能力間的相互依賴性，定義多種能力的分組，主要可用于確定能力間的從屬關(guān)系、分組關(guān)系等。能力要素可以從能力構(gòu)想中得到指導(dǎo)。可采用圖形或者映射矩陣形式描述。

3）能力與組織開(kāi)發(fā)映射（CV-5）。該模型描述能力開(kāi)發(fā)的機(jī)構(gòu)，表達(dá)能力的部署以及相互之間的關(guān)系。根據(jù)DoDAF2.0，能力可部署到組織結(jié)構(gòu)，能力要素來(lái)自于能力依賴關(guān)系，常采用映射矩陣或者表格描述。

4）能力與作戰(zhàn)活動(dòng)的映射（CV-6）。該模型定義所需能力與作戰(zhàn)活動(dòng)之間的關(guān)系，確保作戰(zhàn)活動(dòng)與所需的能力相匹配。詳細(xì)說(shuō)明了運(yùn)用什么能力來(lái)支持特定的作戰(zhàn)活動(dòng)，其中作戰(zhàn)活動(dòng)來(lái)自于作戰(zhàn)活動(dòng)描述模型，能力來(lái)自于能力依賴關(guān)系。該模型常采用表格或者映射矩陣的形式來(lái)描述。

2.3 業(yè)務(wù)模型

本文認(rèn)為與新質(zhì)作戰(zhàn)裝備試驗(yàn)流程相關(guān)的模型有以下5 個(gè)。

1）作戰(zhàn)活動(dòng)模型（OV-5）。該模型描述為完成能力需求所必需的作戰(zhàn)活動(dòng)，主要用于確定作戰(zhàn)活動(dòng)組成及其相互關(guān)系。表示了描述與試驗(yàn)相關(guān)的作戰(zhàn)活動(dòng)以及活動(dòng)之間的輸入流和輸出流，常采用樹(shù)狀圖或者流程圖的形式描述。

2）作戰(zhàn)資源流描述（OV-2）。該模型描述作戰(zhàn)資源按照作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互的需求，指出執(zhí)行相關(guān)活動(dòng)的關(guān)鍵角色及其交互。主要用于跟蹤作戰(zhàn)活動(dòng)之間的資源流需求，描述作戰(zhàn)資源之間的資源交換，常采用結(jié)構(gòu)圖的方式來(lái)描述。

3）組織結(jié)構(gòu)圖（OV-4）。該模型描述組織的結(jié)構(gòu)及其相互作用，主要用于分析組織結(jié)構(gòu)，定義人員角色。組織關(guān)系可以包括指揮控制關(guān)系、協(xié)同關(guān)系、依賴關(guān)系等等。

4）作戰(zhàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移（OV-6b）。該模型確定作戰(zhàn)活動(dòng)如何通過(guò)改變自身狀態(tài)來(lái)響應(yīng)各種事件，用于描述活動(dòng)響應(yīng)事件的觸發(fā)條件、時(shí)序邏輯、轉(zhuǎn)移關(guān)系等。描述要素主要包括事件、狀態(tài)、轉(zhuǎn)移，如受到事件觸發(fā)而采取某個(gè)動(dòng)作。

5）事件跟蹤描述（OV-6c）。該模型描述特定想定中事件序列的行動(dòng)軌跡，提供對(duì)資源流的時(shí)序檢驗(yàn)，可以與OV-6b 一起使用描述活動(dòng)的動(dòng)態(tài)行為。該模型有助于定義詳細(xì)的試驗(yàn)流程，常采用時(shí)序圖的形式描述。

2.4 系統(tǒng)模型

系統(tǒng)模型可從以下7 個(gè)方面進(jìn)行描述。

1）系統(tǒng)功能描述（SV-4）。該模型描述功能的層次性、系統(tǒng)功能之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。要求清楚描述系統(tǒng)功能組成，確保功能分解到合適的粒度，以便于建立系統(tǒng)功能與作戰(zhàn)活動(dòng)的映射關(guān)系，可采用分解圖描述。

2）活動(dòng)與功能追溯性矩陣（SV-5a）。該模型建立系統(tǒng)功能集與作戰(zhàn)活動(dòng)集之間的映射關(guān)系。用于建立功能需求與試驗(yàn)需求的追溯關(guān)系，確定業(yè)務(wù)視角與系統(tǒng)視角的關(guān)聯(lián)。其中，作戰(zhàn)活動(dòng)來(lái)自于OV-5，系統(tǒng)功能來(lái)自于SV-4，常采用映射矩陣來(lái)描述。

3）系統(tǒng)接口描述（SV-1）。該模型描述系統(tǒng)、武器裝備、服務(wù)之間的組成以及交互關(guān)系，主要用于定義系統(tǒng)、武器裝備、服務(wù)組成的物理結(jié)構(gòu)，在對(duì)應(yīng)的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行交互。建立業(yè)務(wù)視角的邏輯結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)視角的物理結(jié)構(gòu)之間的追溯，常采用結(jié)構(gòu)圖的方式描述。

4）系統(tǒng)資源流描述（SV-2）。該模型主要描述系統(tǒng)之間的系統(tǒng)資源流，并確定連接需要的通信協(xié)議。根據(jù)試驗(yàn)系統(tǒng)之間的連接關(guān)系以及傳輸?shù)馁Y源流，可以輔助確定系統(tǒng)完成使命任務(wù)的程度以及對(duì)效能進(jìn)行度量。

5）系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述（SV-10b）。該模型描述系統(tǒng)、服務(wù)、或者裝備如何通過(guò)改變自身狀態(tài)來(lái)響應(yīng)各種事件。主要描述系統(tǒng)、服務(wù)、武器裝備響應(yīng)事件的觸發(fā)條件、時(shí)序邏輯、轉(zhuǎn)移關(guān)系等，描述要素主要包括事件、狀態(tài)、轉(zhuǎn)移，該模型常采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖來(lái)描述。

6）系統(tǒng)事件跟蹤描述（SV-10c）。該模型描述特定想定中事件序列的行動(dòng)軌跡，提供對(duì)資源流的時(shí)序檢驗(yàn)?？梢耘cSV-10b 一起使用描述系統(tǒng)、服務(wù)、或者武器裝備的動(dòng)態(tài)行為，有助于定義詳細(xì)的試驗(yàn)流程。常采用時(shí)序圖的形式描述。

7）系統(tǒng)度量描述（SV-7）。該模型描述系統(tǒng)、服務(wù)或者武器裝備等資源的度量指標(biāo)。界定性能特征和度量指標(biāo)，確定系統(tǒng)、服務(wù)或者武器裝備完成功能的程度。

2.5 模型開(kāi)發(fā)順序

根據(jù)上述對(duì)16 種描述模型的介紹，可發(fā)現(xiàn)模型之間存在依賴關(guān)系。本節(jié)根據(jù)這種依賴關(guān)系確定模型的開(kāi)發(fā)順序，便于具體的體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施。模型的開(kāi)發(fā)順序如圖2 所示。

圖2 中存在的關(guān)系可以大致解釋如下：CV-4中描述的能力分解來(lái)自于CV-1 中對(duì)能力的描述；OV-5 中描述的作戰(zhàn)活動(dòng)以及作戰(zhàn)活動(dòng)之間的關(guān)系是對(duì)CV-4 中能力的進(jìn)一步分解；能力與作戰(zhàn)活動(dòng)的映射確定了CV-4 中定義的能力與OV-5 中定義的活動(dòng)之間的映射關(guān)系；OV-4 中的組織是OV-5中的活動(dòng)的執(zhí)行主體；CV-5 需要確定CV-4 中定義的能力與OV-4 中定義的組織之間的映射關(guān)系；OV-2 需要根據(jù)OV-5 中描述的作戰(zhàn)活動(dòng)、OV-4 中的組織確定需要包含的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，以及節(jié)點(diǎn)完成的任務(wù)；根據(jù)某作戰(zhàn)場(chǎng)景，利用OV-2 中確定的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，可以明確OV-6c 中不同節(jié)點(diǎn)之間的交互時(shí)序關(guān)系；OV-6c 中明確的事件及消息可以進(jìn)一步完善OV-2 中作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)完成的作戰(zhàn)活動(dòng)；根據(jù)OV-2 中確定的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)以及作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)完成的任務(wù)，確定每個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)在全作戰(zhàn)周期的OV-6b；根據(jù)OV-5 中定義的作戰(zhàn)活動(dòng)進(jìn)一步確定武器裝備的SV-4；SV-5a 映射OV-5 中定義的作戰(zhàn)活動(dòng)與SV-4 確定的系統(tǒng)；根據(jù)SV-4 中確定的系統(tǒng)功能明確SV-1 中系統(tǒng)的組成與交互關(guān)系；根據(jù)SV-1 中確定的系統(tǒng)進(jìn)一步明確每個(gè)系統(tǒng)的性能參數(shù)以及度量指標(biāo)；根據(jù)SV-1 中確定的系統(tǒng)交互關(guān)系進(jìn)一步明確SV-2中需要確定的系統(tǒng)資源流以及通信協(xié)議；根據(jù)某作戰(zhàn)場(chǎng)景，利用SV-1 中確定的系統(tǒng)，可以明確SV-10c 中不同系統(tǒng)之間的交互時(shí)序關(guān)系；SV-10c中明確的事件及消息可以進(jìn)一步完善SV-1 中系統(tǒng)完成的系統(tǒng)功能；根據(jù)SV-1 中確定的系統(tǒng)以及系統(tǒng)完成的系統(tǒng)功能，確定每個(gè)系統(tǒng)在全作戰(zhàn)周期的SV-10b。

圖2 模型開(kāi)發(fā)順序

綜上所述，描述模型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系與描述模型蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)要素一致，可以根據(jù)數(shù)據(jù)要素的關(guān)聯(lián)確定確定模型的開(kāi)發(fā)順序。模型開(kāi)發(fā)順序的確定有助于對(duì)試驗(yàn)指控系統(tǒng)體系的開(kāi)發(fā)。

3 案例

3.1 案例背景

本節(jié)以激光武器為例，旨在說(shuō)明該新質(zhì)作戰(zhàn)裝備與典型裝備為實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)所進(jìn)行的聯(lián)合試驗(yàn)過(guò)程。激光武器最先出現(xiàn)于美國(guó)，美國(guó)海軍的激光武器研制已歷經(jīng)40 多年，先后研制出數(shù)種激光武器系統(tǒng)。近幾年來(lái)，隨著固體激光器技術(shù)的迅速發(fā)展，高能固體激光武器轉(zhuǎn)向?qū)嵱没芯俊Ｆ渲?，以艦載激光武器系統(tǒng)［9］、海上激光演示系統(tǒng)［10］、M K 38- 戰(zhàn)術(shù)激光武器系統(tǒng)［11-12］與艦載自由電子激光系統(tǒng)等為代表［13-15］。

目前，激光武器最迫切的運(yùn)用是防御彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈等。本章擬以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于防空反導(dǎo)為背景的激光武器試驗(yàn)指控體系。采用激光武器進(jìn)行防空反導(dǎo)的聯(lián)合試驗(yàn)，是指與預(yù)警衛(wèi)星、雷達(dá)、聯(lián)合指揮所結(jié)合，以防空反導(dǎo)使命任務(wù)為輸入，強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)過(guò)程的指揮控制能力，做到各作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的高效通信與協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)一體化聯(lián)合試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

3.2 模型開(kāi)發(fā)

本小節(jié)旨在對(duì)上一部分確定的16 種模型進(jìn)行開(kāi)發(fā)。由于篇幅有限，只對(duì)其中幾個(gè)關(guān)鍵的模型進(jìn)行介紹。

CV-1 旨在說(shuō)明防空反導(dǎo)試驗(yàn)指控體系的能力構(gòu)想，可以采用文本描述的方式說(shuō)明。本案例認(rèn)為可以瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)想：能力構(gòu)想1，試驗(yàn)流程順利，有效遂行防空反導(dǎo)試驗(yàn)任務(wù)；能力構(gòu)想2，各武器裝備達(dá)到總體性能指標(biāo)。以CV-1 模型為起點(diǎn)可以構(gòu)建后續(xù)模型。

CV-4 用來(lái)說(shuō)明聯(lián)合試驗(yàn)體系需要實(shí)現(xiàn)的能力以及能力之間的分解關(guān)系。本案例認(rèn)為聯(lián)合試驗(yàn)體系需要實(shí)現(xiàn)的能力為“試驗(yàn)?zāi)芰Α?，并且可以進(jìn)一步分解為：“指揮控制能力”，對(duì)各個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)指揮并且控制試驗(yàn)的整體流程；“保障能力”，對(duì)氣象、物資等信息資源的實(shí)時(shí)有效保障；“測(cè)控能力”，對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)、作戰(zhàn)過(guò)程軌跡、狀態(tài)等信息的監(jiān)測(cè)；“通信能力”，各個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間信息交互的能力；“輔助決策能力”，是對(duì)方案制定以及試驗(yàn)結(jié)果分析的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)能力；“武器打擊能力”，是指對(duì)目標(biāo)導(dǎo)彈進(jìn)行有效打擊的能力。CV-4 如圖3 所示。

圖3 CV-4

業(yè)務(wù)模型主要介紹OV-2 的開(kāi)發(fā)。本文共確定9 個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，其中把“靶目標(biāo)”作為外部節(jié)點(diǎn)，其他8 個(gè)作為內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，下面依次進(jìn)行介紹。

“氣象保障節(jié)點(diǎn)”主要完成氣象保障任務(wù)，可以把氣象條件傳遞給“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”，也可以接受“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”下達(dá)的氣象預(yù)報(bào)指令?！邦A(yù)警衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)”主要完成對(duì)靶目標(biāo)的監(jiān)測(cè)，可以傳遞告警信息給“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”，也可以接受“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”的監(jiān)測(cè)指令。同理，“預(yù)警雷達(dá)節(jié)點(diǎn)”主要完成對(duì)靶目標(biāo)的監(jiān)測(cè)以及跟蹤，可以傳遞目標(biāo)信息給“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”，也可以接受“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”的監(jiān)測(cè)指令?！邦A(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”主要完成預(yù)警信息的處理以及傳遞，可以傳遞告警信息、目標(biāo)信息給“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”，也可以接受“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”的監(jiān)測(cè)指令。“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”主要實(shí)施試驗(yàn)過(guò)程中的決策類信息，如威脅評(píng)估、方案制定等，也可以下達(dá)指控類信息，包括對(duì)“靶目標(biāo)”下達(dá)升空指令、對(duì)“科研單位節(jié)點(diǎn)”下達(dá)準(zhǔn)備命令和打擊命令、對(duì)“測(cè)試節(jié)點(diǎn)”下達(dá)測(cè)試命令。“科研單位節(jié)點(diǎn)”主要負(fù)責(zé)對(duì)信息裝備的操作，可以進(jìn)行作戰(zhàn)試驗(yàn)準(zhǔn)備、下達(dá)準(zhǔn)備命令打擊命令給“新質(zhì)作戰(zhàn)裝備節(jié)點(diǎn)”，以及返回準(zhǔn)備結(jié)果打擊結(jié)果給“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”?！靶沦|(zhì)作戰(zhàn)裝備節(jié)點(diǎn)”主要負(fù)責(zé)火力打擊任務(wù)，在進(jìn)行作戰(zhàn)試驗(yàn)裝備和火力打擊之后回傳準(zhǔn)備結(jié)果打擊結(jié)果給“科研單位節(jié)點(diǎn)”?！皽y(cè)試節(jié)點(diǎn)”在接受完測(cè)試指令之后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，并傳遞測(cè)試結(jié)果給“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”。通過(guò)上述9 個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的交互，可以對(duì)整體的作戰(zhàn)任務(wù)有一個(gè)較為完整的描述，方便進(jìn)一步確定執(zhí)行各作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)任務(wù)的系統(tǒng)或者服務(wù)。OV-2 如圖4 所示。

圖4 OV-2

OV-6c 是針對(duì)某一試驗(yàn)場(chǎng)景的邏輯時(shí)序描述。在一個(gè)試驗(yàn)體系的設(shè)計(jì)中可能存在多個(gè)OV-6c。下頁(yè)圖5 設(shè)計(jì)了一個(gè)OV-6c，以各個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的時(shí)序圖的方式進(jìn)行描述，順序與上述解釋類似。例如，“氣象保障節(jié)點(diǎn)”進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)，傳遞氣象信息給“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”，“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”發(fā)送發(fā)射命令給“靶目標(biāo)”?！鞍心繕?biāo)”升空進(jìn)而被“預(yù)警衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)”探測(cè)，“預(yù)警衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)”傳遞告警信息給“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”，該信息被“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”處理并傳遞給“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”?！鞍袌?chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”收到告警信息后下達(dá)作戰(zhàn)準(zhǔn)備命令給“科研單位節(jié)點(diǎn)”，并且給“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”下達(dá)繼續(xù)跟蹤指令?！邦A(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”下達(dá)跟蹤指令給“預(yù)警雷達(dá)節(jié)點(diǎn)”，經(jīng)探測(cè)得到目標(biāo)信息后傳遞給“預(yù)警中心節(jié)點(diǎn)”以及“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”?！鞍袌?chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”在接收到“科研單位節(jié)點(diǎn)”和“新質(zhì)作戰(zhàn)裝備節(jié)點(diǎn)”的準(zhǔn)備完成信息后，以及根據(jù)得到的詳細(xì)靶目標(biāo)信息，進(jìn)行威脅評(píng)估、落點(diǎn)計(jì)算、方案制定等行為。并進(jìn)一步下達(dá)打擊指令給“科研單位節(jié)點(diǎn)”以及“新質(zhì)作戰(zhàn)裝備節(jié)點(diǎn)”，發(fā)射新質(zhì)作戰(zhàn)裝備并打擊靶目標(biāo)，并同時(shí)把打擊結(jié)果發(fā)送給“科研單位節(jié)點(diǎn)”與“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”。然后，“靶場(chǎng)指控節(jié)點(diǎn)”下達(dá)測(cè)試命令給“測(cè)試節(jié)點(diǎn)”，并根據(jù)“測(cè)試節(jié)點(diǎn)”傳回的測(cè)試效果進(jìn)行結(jié)果分析。

圖5 OV-6c

系統(tǒng)模型主要介紹SV-1 的開(kāi)發(fā)。SV-1 是系統(tǒng)視角的核心模型，主要描述了組成試驗(yàn)總體系統(tǒng)的分系統(tǒng)以及它們之間的交互關(guān)系。每一個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)可以包含一個(gè)或者多個(gè)物理系統(tǒng)，如圖6 所示。系統(tǒng)主要包括“氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)”、“預(yù)警衛(wèi)星”、“預(yù)警雷達(dá)1”、“預(yù)警雷達(dá)2”、“導(dǎo)彈”、“靶場(chǎng)指控中心”、“預(yù)警中心”、“科研單位”、“激光武器”、“光斑分布測(cè)試系統(tǒng)”以及“輻射參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)”。其中把雷達(dá)節(jié)點(diǎn)具體化為兩個(gè)預(yù)警雷達(dá)，把測(cè)試節(jié)點(diǎn)具體化為光斑測(cè)試系統(tǒng)與輻射參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。根據(jù)這些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能可以與系統(tǒng)功能產(chǎn)生映射，這些系統(tǒng)之間的交互關(guān)系可以對(duì)應(yīng)到OV-2 的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系。

綜上所述，根據(jù)上一節(jié)確定的模型開(kāi)發(fā)順序，以基于激光武器的防空反導(dǎo)試驗(yàn)案例為背景，開(kāi)發(fā)試驗(yàn)指揮控制體系架構(gòu)，明確核心的作戰(zhàn)要素與系統(tǒng)要素，為具體的體系建設(shè)與運(yùn)用提供指導(dǎo)。

圖6 SV-1

4 結(jié)論

本文針對(duì)當(dāng)前研究存在的基于新質(zhì)作戰(zhàn)裝備聯(lián)合試驗(yàn)的缺陷，基于體系結(jié)構(gòu)方法，參考DoDAF 2.0 框架，提出符合應(yīng)用背景的3 個(gè)視角和16 種模型，并確定了模型的開(kāi)發(fā)順序，最后基于激光武器的防空反導(dǎo)場(chǎng)景進(jìn)行案例開(kāi)發(fā)。本文的研究為新質(zhì)作戰(zhàn)裝備的聯(lián)合試驗(yàn)規(guī)劃提出了途徑，指導(dǎo)了聯(lián)合武器裝備試驗(yàn)的決策與部署。