艦艇編隊信息作戰視圖描述

陳志剛，許錦洲，韋曉萍

（海軍指揮學院，江蘇 南京 211800）

海上艦艇編隊是實施遠洋作戰的主要兵力，擔負著對海、對空、對潛、電子戰、對岸攻擊等多種作戰任務，戰場環境因素影響復雜[1]。在艦艇編隊作戰中，信息優勢是關鍵，爭奪局部制信息權是艦艇編隊作戰的一個焦點[2]。未來的艦艇編隊信息作戰已不是平臺與平臺之間的對抗，而是系統體系與系統體系之間的對抗。艦艇編隊信息作戰系統只有通過內部各系統之間的協調配合及各種作戰資源的整合，才能形成多功能、多層次、全方位、大范圍的信息攻防作戰體系[3]，因此必須著眼研究當前艦艇編隊信息作戰系統的體系結構。艦艇編隊信息作戰系統體系結構的設計與應用是保證編隊系統和編隊內各系統之間系統集成和互操作的關鍵[4]。本文結合面向對象的設計方法，采用統一建模語言，描述了艦艇編隊信息作戰體系的作戰視圖。

1 艦艇編隊信息作戰的整體構想

1.1 艦艇編隊信息作戰需求分析

艦艇編隊信息作戰系統需求指的是在既定的軍事背景和戰場環境下，為完成作戰任務和使命，對系統體系提出的需求。需求分析是構建艦艇編隊信息作戰系統體系結構的第一步，正確且全面地確認系統的需求是成功開發系統的關鍵。

隨著海上制信息權的爭奪日益激烈，根據艦艇編隊信息作戰的任務，編隊信息作戰首先需要強大的信息對抗能力。為提高這種信息對抗能力，編隊需要協同一致、有效的指揮控制和精確的目標指示信息。信息偵察是編隊信息作戰的基礎。艦艇編隊必須做好偵察措施，通過預警機實施遠程預警，無人機實施中程預警，艦載雷達實施近程預警，從而形成立體的預警體系，將敵方的信息實時地獲取，并且所獲信息能得到及時、高質量處理和分發。信息進攻是編隊信息作戰實施突防的主要方式，電子戰飛機和驅逐艦等對敵方目標實施信息干擾及基礎設施摧毀，使敵方目標不能有效地探測我方信息和不能有效地通信；信息防御是編隊信息作戰扼守海戰場的屏障，采用有效的防御手段，保護己方信息基礎設施有效運行。通過實施信息作戰取得信息優勢，已成為奪取海戰場制信息權、取得編隊作戰優勢的關鍵環節。

艦艇編隊信息作戰需求分析結果可以用用例圖來表示。圖1就是海上艦艇編隊信息作戰所建立的用例圖。從圖1中可以看出艦艇編隊信息作戰所涉及的關鍵節點和作戰活動，同時也界定了所描述的體系與環境的邊界。

1.2 艦艇編隊信息作戰構想

通過對艦艇編隊信息作戰需求分析可以看出，艦艇編隊信息作戰系統由信息偵察系統、通信系統、信息情報系統、指揮控制系統、信息對抗系統和信息保障系統組成。

艦艇編隊信息偵察裝備包括艦載雷達、預警機、無人機和偵察衛星等。它們是艦艇編隊信息作戰系統最重要的實時信息源，它直接影響到探測、判斷、決策、行動和整個作戰行動的全過程[7]。信息偵察系統所偵察的信息是決策的重要依據，直接影響著決策的正確與否。信息偵察系統要將千里之外敵方編隊的戰略行動置于自己的監視之內，使艦艇指揮官做出正確的判斷，進行正確的戰略決策。

圖1 艦艇編隊信息作戰需求圖

通信系統是整個艦艇編隊信息作戰系統通信的中樞，是艦艇編隊實施內外聯系的重要渠道。平時或戰時要求艦艇編隊通信網絡能夠實時或準實時地實現艦艇編隊作戰系統內部各系統之間安全、可靠地通信。

信息情報系統將偵察的各種信息收集起來，進行分類、抽取、融合，獲取有用信息，精簡冗余信息，剔除錯誤信息，提高信息的可信度。

指揮控制系統是艦艇編隊信息作戰系統的核心，實質上是一種信息和資源的動態管理與分配的人機系統，體現了編隊指揮中心的作用。

信息對抗系統包括電子戰系統、計算機網絡戰系統、心理戰系統和欺騙偽裝系統等，主要采用軟武器使敵方的神經中樞麻痹、癱瘓，對敵方信息作戰系統進行干擾和反干擾、壓制和反壓制的斗爭，同時使用各種手段保護己方信息基礎設施不受干擾和摧毀。

信息保障系統為保證艦艇編隊信息作戰指揮的穩定、高效，采取各種措施。其目的是為編隊作戰指揮員提供及時、準確、可靠的決策信息。任務是評估己方信息系統的脆弱性，幫助指揮員了解敵人的信息系統。

2 艦艇編隊信息作戰視圖描述

2.1 多視圖體系結構描述方法

對于艦艇編隊信息作戰系統，采用多視圖建模方法是體系結構描述的一種科學選擇。首先，艦艇編隊信息作戰系統是一個復雜系統。對復雜系統而言，其組成和結構的復雜度對體系結構的描述具有很大困難；其次，對信息系統來說，系統涉及各類風險承擔者，如投資者、設計人員、系統工程師、維護人員、用戶等。這些風險承擔者與系統的建設與開發都密切相關。由于職責和考慮問題的角度不同，導致關注的內容不同，而這些內容又是體系結構描述中必須考慮和體現的。因此，只有采用多視圖的體系結構描述方法才能很好地解決上述問題。

美國國防部體系結構定義了一個產品集。這些產品用 3種視圖描述，而作戰視圖（Operation View，OV）、系統視圖（System View, SV）和技術視圖（Technical standards View, TV），頒布于 2007年的DoDAF（DoD Architecture Framework） 1.5 版[4]中，每種視圖都由體系結構數據元素的集合組成。數據元素用圖解的、表格的或文本的形式描述。DoD的核心結構數據模型（Core Architecture Data Model, CADM）為體系結構數據元素定義了實體和關系[6]。經過多年的研究與實踐證明，采用多視圖體系結構描述方法，可以實現信息系統互連、互通、互操作，提高武器裝備作戰效能及采辦效率提供有效的方法[5]。

本文主要是對 3種視圖中的作戰視圖進行了描述。作戰視圖的主要目的是清楚、完整地描述作戰任務對系統的需求，為系統設計奠定基礎。

2.2 艦艇編隊信息作戰視圖描述

作戰視圖是進行系統頂層設計體系結構技術中的重要組成部分。它描述了艦艇編隊信息作戰系統所需完成的任務和行動、作戰要素和信息交換。作戰視圖包含圖形產品和文本產品，它們表示了作戰節點和要素、分配的任務和行動、節點間所需的信息流。作戰視圖定義了信息交換的類型、交換的頻率、信息交換和信息交換的自然特性所支持的任務和行動。

2.2.1 艦艇編隊信息作戰概念視圖（OV-1）

根據面向對象的體系結構開發方法，首先開發編隊信息作戰概念圖（OV-1）。OV-1的目的是：提供該體系結構完成什么任務和如何完成任務的一種高層、抽象描述。主要用途是通過直觀、形象的描述，促進人員之間的信息交流，使溝通更便利，并給高層決策人員提供他們決策過程中特別關注的信息[8]。

OV-1是系統體系結構產品中最高層和抽象的產品，其表現形式也最靈活。根據需求確定編隊作戰任務是利用偵察設施搜索、探測敵方編隊信息，運用信息進攻手段對敵方信息系統進行打擊摧毀，并保護己方信息系統基礎設施的完好。圖2給出了艦艇編隊信息作戰的高級概念視圖產品。圖中，預警機、直升機以及通信衛星、艦載雷達對敵方編隊進行全方位、全時域、各階段地信息偵察，然后將偵察到的信息進行實時地處理，擬定作戰方案，對敵方編隊采取一系列信息對抗方式，如信息進攻、網絡攻擊和心理攻擊等。對于敵方編隊對我方采取的信息對抗，我方通過有效地偵察而相應地采取一些防護措施，如釋放干擾云，保護我方的信息基礎設施有效運行。

圖2 高級概念視圖（OV-1）

2.2.2 編隊信息作戰活動模型（OV-5）

OV-5是一種用于描述能力和將能力與任務的完成相聯系的重要產品，它主要描述完成一項使命過程中進行的作戰活動以及它們之間的關系。

由艦艇編隊的高級作戰概念視圖可知，艦艇編隊信息作戰主要是指海上區域作戰范圍內，交戰雙方運用專門針對信息、信息系統和人的認知系統特點的武器裝備，影響和破壞敵方的信息、信息系統以及認知系統，同時防止敵方以同樣方式影響和破壞己方信息、信息系統以及認知系統的一系列對抗活動。

艦艇編隊信息作戰活動包括信息偵察、信息進攻和信息防御。實時準確的信息偵察是為了己方編隊更有效地實施信息進攻和信息防御。圖3給出了艦艇編隊信息作戰活動的模板。從圖3中可以看出，編隊開始對目標信息進行偵察搜索，然后進行信息處理、威脅評估，根據情報信息擬定作戰方案，下達作戰任務進行信息攻擊和防御，最后對作戰效果進行評估，確定任務是否完成。

2.2.3 編隊信息作戰節點描述（OV-2）

作戰視圖經常需要利用一系列相互作用的作戰節點或組織及它們之間交換的信息進行描述。OV-2是以圖形方式描述作戰節點和這些作戰節點間的需求線的產品。OV-2的目的是描述在體系結構中發揮重要作用的作戰節點到其他節點之間需要交換的信息。

圖4給出了艦艇編隊信息作戰的重要作戰節點，包含預警機、無人機、艦載雷達、信息偵察中心、信息情報中心、指揮控制中心、信息對抗中心和信息保障中心。每個作戰節點必須完成相應的作戰活動。這些作戰活動來自與編隊信息作戰活動模型（OV-5）。事實上，OV-2與 OV-5關注的主要內容完全不同，OV-2主要關注編隊信息作戰系統的組成以及它們之間的信息交換關系，其次才是各編隊作戰組成所需要完成的作戰活動；而OV-5主要描述艦艇編隊信息作戰活動的流程。圖4中，需求線用箭頭表示編隊作戰中信息流動的方向，每個箭頭表示在兩個被連接的節點之間存在著某種類型的信息傳遞。

2.2.4 編隊信息作戰信息交換矩陣（OV-3）

作戰信息交換矩陣詳細描述了 OV-2中需求線定義的信息交換的細節，確定了誰與誰交換什么信息，該信息的安全性及實時性。OV-3可以從OV-2中得出，但和OV-2中的信息需求線并不是一對一的映射關系，如信息偵察中心與艦載雷達之間有一條需求線，而交換的信息元素有作戰命令、預警信息和雷達情報。表1所示的是艦艇編隊信息作戰節點的部分信息交換矩陣，從表1中可看出各作戰節點之間交換的信息元素。

限于篇幅，組織關系圖OV-4、作戰活動序列和時間描述（作戰規則模型 OV-6a、作戰狀態轉換描述OV-6b、作戰事件跟蹤描述 OV-6c）、邏輯數據模型OV-7不再陳述。

表1 艦艇編隊信息作戰交換矩陣

3 結束語

本文分析了艦艇編隊信息作戰的需求，提出了艦艇編隊信息作戰的整體構想，并運用 UML語言對艦艇編隊信息作戰體系結構視圖進行了分析，初步建立了面向對象的體系結構產品模型。該方法有助于對整個艦艇編隊信息作戰系統產生清晰的認識和理解，并對編隊信息作戰系統視圖的開發有一定的幫助。后續的研究工作主要是對建立的艦艇編隊信息作戰系統體系結構模型產品進行驗證評估，以提高模型產品設計的質量和準確性。

[1]宋勝峰,李啟元,李沁春.艦艇編隊作戰指揮系統構想[J].火力與指揮控制,2007(1):1-2.

[2]吳永杰,周玉蘭.海上艦艇編隊系統[M].北京:國防工業出版社,1999:1-3.

[3]顧東杰,周豐,郭鑫.智能艦艇編隊指揮控制系統體系結構設計[J].指揮控制與仿真,2009,31(2):7-8.

[4]羅雪山,羅愛民,張耀鴻.軍事信息系統體系結構技術[M].北京:國防工業出版社,2010.

[5]C4TSR Architecture Framework Working Group.C4ISR Architecture Framework version2.0[R].U.S.Department of Defense, 1997.

[6]DoD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework version1.5[R].U.S.Department of Defense, 2007.

[7]譚安勝.水面艦艇編隊作戰運籌分析[M].北京:國防工業出版社,2009.

[8]何遠明,曲愛華.軍事信息系統體系結構框架[M].北京:海潮出版社，2010.