戰術級網絡化裝備保障的高層作戰概念圖研究

蒲 瑋， 李 雄， 劉中晅， 許貴君

(1. 裝甲兵工程學院 裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝甲兵工程學院 信息工程系， 北京 100072； 3. 65133部隊)

戰術級網絡化裝備保障的高層作戰概念圖研究

蒲 瑋1， 李 雄1， 劉中晅2， 許貴君3

(1. 裝甲兵工程學院 裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝甲兵工程學院 信息工程系， 北京 100072； 3. 65133部隊)

針對戰術級網絡化裝備保障缺乏有效概念描述的問題，研究和構建了戰術級網絡化裝備保障高層作戰概念圖。基于高層作戰概念圖核心要素及其邏輯關系分析，設計了高層作戰概念圖的視圖結構；基于內涵、特征分析，構建了戰術級網絡化裝備保障的使命任務高層作戰概念圖；從信息系統和力量結構兩方面，構建了戰術級網絡化裝備保障體系架構高層作戰概念圖；以主要保障活動為重點，構建了戰術級網絡化裝備保障典型行動高層作戰概念圖。

高層作戰概念圖；使命任務；體系架構

作戰方式的轉變對裝備保障模式提出了新的要求[1]，云計算、物聯網等前沿信息技術的發展，為裝備保障模式轉變提供了技術支撐。戰術級網絡化裝備保障作為一種全新的裝備保障模式應運而生，對推進戰術級裝備保障能力生成模式轉型具有重要意義。我軍戰術級網絡化裝備保障(以下簡稱“網絡化裝備保障”)研究經歷了基本概念形成和基礎理論研究2個階段，正逐步向基于模型的體系結構分析設計階段轉變，構建網絡化裝備保障模型成了網絡化裝備保障建設的關鍵和瓶頸問題。但是，目前所構建的網絡化裝備保障模型與軍事實際還存著較大的差距，主要原因在于，建模人員與軍事人員間缺乏有效的溝通交流工具，對于網絡化裝備保障理論在理解上存在偏差。高層作戰概念圖(OV-1)[2]是一種軍事人員與體系結構設計人員、仿真模型構建人員交流的有效工具，因此，現階段加強網絡化裝備保障高層作戰概念圖的研究，對于推進網絡化裝備保障研究的深入開展具有重要的現實意義。

1 高層作戰概念圖概述

1.1 高層作戰概念圖的基本概念

高層作戰概念圖是美國國防部體系結構框架[3]中作戰視角(Operational Viewport，OV)[4]的視圖之一，是一種以圖形符號為主、文字注記為輔的方式，對新的作戰概念、力量體系和武器系統進行形象化直觀描述的視圖產品，突出系統內部的結構與交互關系、系統與外部環境和外部系統的交互關系，其主要用途包括：(1) 實現軍事人員與建模人員的溝通，通過軍事人員構建高層作戰概念圖為體系建模人員提供一個基本的軍事概念描述引導，提高模型構建的質量和效率;(2) 向高層決策者進行新的作戰概念和武器系統的直觀展示，以輔助高層決策者定下決心，推進新的作戰概念的深入研究應用和武器系統的開發運用;(3) 通過按照已經構建的體系結構模型，對高層作戰概念圖進行補充完善的方式，形成體系結構產品的圖例合集，為體系結構模型的使用人員提供指導。

1.2 高層作戰概念圖的核心要素及其視圖結構

高層作戰概念圖的核心要素包括：作戰使命任務、力量體系架構和典型作戰行動，其總體邏輯關系為：依據使命任務分析描述構建力量體系架構，依托力量體系架構遂行典型作戰行動，通過典型作戰行動實現使命任務。對于簡單的作戰概念可以使用一張高層作戰概念圖進行描述，對于復雜的作戰概念需要針對不同的核心要素，以及核心要素的不同方面開發不同的高層作戰概念圖進行描述，高層作戰概念圖的核心要素開發順序及其視圖結構，如圖1所示。

圖1 高層作戰概念圖的核心要素開發順序及其視圖結構

2 網絡化裝備保障及其使命任務

2.1 網絡化裝備保障的基本內涵及其主要特征

網絡化裝備保障，是指以信息系統為支撐，以裝備保障態勢實時感知共享為基礎，各戰術級裝備保障要素、保障單元，與保障地域內的戰略和戰役保障力量融為一體，形成一個空間離散部署，能力依網聚集的模塊化有機整體，在集中統一、分布交互和科學規范的保障指揮下，基于態勢需求驅動和行動規則約束，廣泛采取自組織、自適應、自同步的主動協同方式，按照整體聯動、多維立體、快速直達、遠程支援的行動要求，實現的一種精確高效保障模式。

與傳統的裝備保障模式相比，在裝備保障的指揮控制、力量編組、保障行動等方面具有以下主要特征：

1) 保障指揮依托信息手段精確高效。(1) 保障指揮手段信息化程度更高，突出表現在裝備狀態數據的自動采集匯總、依需推送與按權查詢；(2) 保障指揮決策更加科學精確，突出表現在依據模型精確預測保障需求，評估優選保障方案，依托保障態勢的力量、資源全維可視；(3) 保障指揮流程更加規范高效，突出表現在精確需求、精確計劃、精確調控、精確評估的規范化保障指揮閉環[5]。

2) 保障力量依托要素集成模塊編組。(1) 著眼實戰需要，按照要素模塊進行保障力量建設，突出表現在平時將保障資源，按照戰時要求，編組為具有獨立功能的保障要素基本功能模塊；(2) 按照作戰和保障任務，以保障要素為基本模塊，抽組保障力量，形成保障單元；(3) 根據戰場實際，動態調整編組結構，保障網絡體系的抗毀能力強，突出表現在根據力量損失和任務變更，發揮模塊化編組的結構優勢，對保障力量進行體系重構。

3) 保障行動依托規則約束自主協同。(1) 完善的保障規則體系是網絡化裝備保障的靈魂，突出表現在規則體系對信息流轉、指控協同等方面進行規范和約束，是網絡化裝備保障得以有序進行的重要保證；(2) 以個體規則驅動整體保障能力涌現，突出表現在裝備保障個體依據保障規則，以個體影響整體，以個體簡單行為涌現群體復雜行為，從而實現保障能力的非線性倍增[6]；(3) 區域聯動越級直達成為常態化保障行動樣式，既突出表現在突破編制和層級界限，實現基于區域空間的整體聯動，也突出表現在保障物資的儲供和高新技術裝備的維修上，實現直達投送，以及遠程技術支持和遠程輔助維修。

2.2 網絡化裝備保障的使命任務圖

網絡化裝備保障的使命任務，是指網絡化裝備保障所具備的主要功能以及在整個作戰體系中所具有的地位作用。對網絡化裝備保障使命任務的描述，主要著眼兩方面：(1)網絡化裝備保障系統具備的主要功能及各功能間的相互關系；(2)網絡化裝備保障系統與上級保障力量、本級作戰力量和保障環境[7]的關系，所構建的網絡化裝備保障的使命任務圖，如圖2所示。根據使命任務圖的描述，網絡化裝備保障主要包括了保障指揮、裝備搶救、裝備搶修、器材儲供、彈藥儲供、技術偵觀、保障勤務、態勢共享、自主協同、越級直達支援和裝備云存儲與服務11個主要功能，與數字化作戰裝備、本級作戰指揮機構、戰略、戰役裝備保障力量和保障環境之間構成保障、指揮、支援和威脅影響等系統外部的交互關系。

圖2 網絡化裝備保障的使命任務圖

3 網絡化裝備保障的體系架構

3.1 指控通信系統架構概念圖

指控通信系統是實現網絡化裝備保障的物質基礎，依據網絡化裝備保障的指控通信手段，所構建的指控通信系統架構，如圖3所示。

圖3 指控通信系統架構概念圖

根據概念圖的描述，網絡化裝備保障指控通信系統的基礎網絡架構以戰術互聯網為核心，以衛星通信和升空中繼通信為補充。其中，戰術互聯網由戰術電臺網和骨干高速網組成，保障指揮所通過接入骨干高速網，實現與上級指揮機構和裝備數據云存儲與服務中心的高速數據通信；通過戰術電臺網的保障指揮專向，實現與本級作戰指揮所的數據通信；依托保障指揮網實現與基本保障分隊和伴隨保障分隊的數據通信；依托戰術互聯網的自動路由功能，各作戰和保障節點實現數據交互。

圖4 保障感知系統架構概念圖

3.2 保障感知系統架構概念圖

保障感知系統是實現實時感知、精確高效保障等網絡化裝備保障核心概念的關鍵系統，據此所構建的能夠完成感知數據生成、傳輸、存儲與分析、顯示與使用的保障感知系統架構，如圖4所示。

根據概念圖的描述，保障感知系統采用自動采集、手工輸入、射頻識別和網絡共享等多種感知手段，對保障對象和保障資源等感知源，進行技術狀態、空間位置和儲備數量等情況的感知；通過戰術互聯網、升空中繼和衛星通信等傳輸手段，將感知基礎數據傳輸至裝備數據云中進行存儲，并基于數據預處理、數據融合、評估預測和態勢生成等數據分析手段與過程，生成包括裝備保障需求、力量行動和資源儲備等內容的裝備保障綜合態勢圖，為各級保障指揮機構和裝備保障分隊的保障指揮活動提供感知數據云服務。

3.3 模塊化力量編組架構概念圖

網絡化裝備保障以保障要素為基本保障模塊，采用模塊化的力量編組形式，可滿足動態重組、體系重構的網絡化裝備保障力量運用要求，所構建的模塊化力量編組架構，如圖5所示。

根據概念圖描述，保障力量建設時，將保障資源整合為指揮類要素、上裝維修類要素等7類保障要素，作為力量編組的基本模塊；保障力量運用時，根據裝備保障任務和部署等情況，對保障要素進行抽組，形成符合需要的保障單元，并可實現根據任務調整和保障力量變化等情況，進行動態模塊化重組。

圖5 模塊化力量編組架構概念圖

4 網絡化裝備保障的典型行動

4.1 感知驅動自主協同修救行動圖

圖6 感知驅動自主協同修救行動圖

感知驅動自主協同修救行動是網絡化裝備保障搶修、搶救行動的一種典型行動方式，如圖6所示。概念圖所描述的行動情況為：營保障組從裝備云數據中心獲得了本營裝備發生故障的代碼，前出進行裝備現地搶修，并將任務執行情況實時發送裝備云數據中心；同時，該營坦克發生側翻事故，伴隨保障隊裝甲底盤搶修要素，根據裝備云提供的裝備遇險代碼、位置等數據，按照搶救規則，在營保障組無法完成當前任務的前提下，快速主動前出，對遇險裝備進行搶救；某坦克出現底盤部分和上裝部分的戰損，通過感知系統上報戰損代碼，伴隨保障隊履帶底盤修理要素和裝甲上裝修理要素，根據戰損情況，自主協同，主動前出進行現地搶修；某坦克出現重損，失去行動能力，無法現地搶修，通過感知系統上報戰損代碼，按照保障規則，基本保障隊裝甲底盤搶救要素，根據戰損情況和各級保障力量執行任務情況，主動前出，將戰損裝備牽引后送至上級保障地域進行搶修。

4.2 態勢共享精確化彈藥器材儲供行動圖

態勢共享精確化彈藥器材儲供，是網絡化裝備保障彈藥和器材儲供保障的一種典型行動方式，如圖7所示。概念圖所描述的行動情況為：在裝備保障方案制定中，保障指揮機構以彈藥、器材消耗精確測算服務為支撐，利用共享的作戰方案和戰場環境數據，對彈藥和器材消耗進行仿真精確預測，根據測算結果，基于路徑規劃對各級彈藥和器材儲備進行網絡化戰場部署；在作戰的過程中，基于射頻識別等技術，監控彈藥和器材的出入庫情況，實時調整彈藥和器材的儲備空間分布；伴隨保障隊彈藥運送要素，根據獲取的作戰分隊彈藥實時消耗數據，按照保障規則，對彈藥消耗達到閾值的裝備，主動前出，進行彈藥供應；保障指揮機構，根據彈藥的總體消耗和作戰任務進展情況，進行彈藥消耗的預計，派出基本保障隊彈藥運送要素，在其與作戰力量自主協同的基礎上，提前開設和進至彈藥保障地域，進行彈藥供應；伴隨保障隊器材運送要素實時獲取營保障組的器材消耗情況，主動協同，前出供應；伴隨保障隊維修保障要素按照就近原則，在完成其他搶救任務的情況下，對新的戰損裝備進行戰場搶修;伴隨保障隊器材運送要素，通過感知系統數據共享，發現維修保障要素所攜行的器材無法完全滿足當前戰損裝備搶修，按照保障規則，主動協同，前出進行器材供應。

圖7 態勢共享精確化彈藥器材儲供行動圖

4.3 遠程立體直達保障支援行動圖

遠程立體直達保障支援行動，是網絡化裝備保障的一種典型行動方式，如圖8所示。概念圖所描述的行動情況為：基于遠程技術指導服務，裝備專家通過視頻系統對無人機等高新技術裝備的維修，提供技術指導；對于指揮信息系統裝備出現的軟件系統故障，操作人員通過信息系統自動修復服務進行智能檢測和系統修復，在無法排除故障的情況下，指揮信息系統專業維修人員通過戰術互聯網，對發生軟件故障的計算機進行遠程控制修復；上級保障機構實時查詢裝備云數據，對于器材、彈藥和技術人員的消耗情況進行精確掌握，針對關鍵作戰節點和作戰階段，運用陸航等立體運輸力量，對高新特種彈藥、高新關鍵器材和高級維修人員進行遠程投送，實現越級立體直達的精確支援保障。

圖8 遠程立體直達保障支援行動圖

5 結 束 語

以信息化建設為依托，創新裝備保障理論，推進以網絡化裝備保障為代表的信息化裝備保障模式轉型，是適應信息化局部戰爭要求，全面推進我軍轉型建設，形成新質作戰能力的重要依托，是一項十分艱巨復雜的系統工程。本文著眼網絡化裝備保障體系頂層設計和模型構建，基于先進的體系結構技術方法，針對網絡化裝備保障高層作戰概念圖描述的實際需要，對高層作戰概念圖的視圖結構進行設計，并分別構建起了網絡化裝備保障使命任務、體系架構和典型行動的高層作戰概念圖，從軍事理論層面對未來網絡化裝備保障的基本形態進行了描述。下一步，將在本文研究的基礎上，結合多軍兵種裝備保障的特點，進行聯合作戰網絡化裝備保障高層作戰概念圖的研究，并在軍事和技術人員的共同協作下，對網絡化裝備保障進行體系結構設計和仿真模型構建，為網絡化裝備保障理論研究和實踐，提供新的研究方法和手段支撐。

References)

[1]關冰兵，穆彤娜.試論推進裝備保障方式轉變[J].裝備學院學報，2013，24(6):39-43.

[2]麻廣林，謝希權，高明潔.新型裝備作戰概念設計框架[J].軍事運籌與系統工程，2012，26(1):5-13.

[3]王雪崢，許雪梅.基于DoDAF的靶場體系結構設計[J].系統工程理論與實踐，2013，33(1):249-254.

[4]黃利彬，李鼎曲，愛華.UML的海上編隊雷達情報網作戰視圖描述[J].火力與指揮控制，2012，37(2):170-173.

[5]祝傳生.基于信息系統的戰時戰術級裝備保障體系[J].裝甲兵工程學院學報，2014，28(5):7-10.

[6]周芬，丁建江，張翼.以耗散結構理論指導裝備保障網絡化發展[J].裝備指揮技術學院學報，2011，22(1):49-52.

[7]唐凱，柏彥奇.陸軍戰術級裝備保障系統仿真概念模型六視圖體系結構研究[J].軍械工程學院學報，2015，27(5):1-6.

(編輯：李江濤)

Research on High-level Operational Concept Graphic of Cyberspace-basedEquipment Support at Tactical Level

PU Wei1， LI Xiong1， LIU Zhongxuan2， XU Guijun3

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072, China；2. Department of Information Engineering, Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072, China；3. 65133 Troops, China)

Since the lack of effective concept description in cyberspace-based equipment support at tactical level, the paper studies and builds a graphic of cyberspace-based equipment support concept at tactical level for high-level operations. It designs a view architecture of high-level operational concept graphic based on the analysis of core elements and their logical relationship; it builds a high-level operational concept graphic for tactical-level cyberspace-based equipment support mission tasks based on the analysis of its connotation and characteristics; it develops the concept graphic cyberspace-based equipment support system at tactical level from two aspects which include the information system and power structure; it presents a concept graphic for typical activities of cyberspace-based equipment support at tactical level.

high-level operational concept graphic(OV-1); mission; system framework

2016-09-30

國家自然科學基金資助項目(61473311); 北京市自然科學基金資助項目(9142017); 軍隊計劃科研項目

蒲 瑋(1983—)，男，講師，博士研究生，主要研究方向為裝備作戰與保障分析及建模。puwei623@163.com 李 雄，男，教授，博士生導師。

TP391.9

2095-3828(2017)01-0020-07

A DOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2017.01.005