舰艇编队信息作战视图描述

陈志刚，许锦洲，韦晓萍

（海军指挥学院，江苏 南京 211800）

海上舰艇编队是实施远洋作战的主要兵力，担负着对海、对空、对潜、电子战、对岸攻击等多种作战任务，战场环境因素影响复杂[1]。在舰艇编队作战中，信息优势是关键，争夺局部制信息权是舰艇编队作战的一个焦点[2]。未来的舰艇编队信息作战已不是平台与平台之间的对抗，而是系统体系与系统体系之间的对抗。舰艇编队信息作战系统只有通过内部各系统之间的协调配合及各种作战资源的整合，才能形成多功能、多层次、全方位、大范围的信息攻防作战体系[3]，因此必须着眼研究当前舰艇编队信息作战系统的体系结构。舰艇编队信息作战系统体系结构的设计与应用是保证编队系统和编队内各系统之间系统集成和互操作的关键[4]。本文结合面向对象的设计方法，采用统一建模语言，描述了舰艇编队信息作战体系的作战视图。

1 舰艇编队信息作战的整体构想

1.1 舰艇编队信息作战需求分析

舰艇编队信息作战系统需求指的是在既定的军事背景和战场环境下，为完成作战任务和使命，对系统体系提出的需求。需求分析是构建舰艇编队信息作战系统体系结构的第一步，正确且全面地确认系统的需求是成功开发系统的关键。

随着海上制信息权的争夺日益激烈，根据舰艇编队信息作战的任务，编队信息作战首先需要强大的信息对抗能力。为提高这种信息对抗能力，编队需要协同一致、有效的指挥控制和精确的目标指示信息。信息侦察是编队信息作战的基础。舰艇编队必须做好侦察措施，通过预警机实施远程预警，无人机实施中程预警，舰载雷达实施近程预警，从而形成立体的预警体系，将敌方的信息实时地获取，并且所获信息能得到及时、高质量处理和分发。信息进攻是编队信息作战实施突防的主要方式，电子战飞机和驱逐舰等对敌方目标实施信息干扰及基础设施摧毁，使敌方目标不能有效地探测我方信息和不能有效地通信；信息防御是编队信息作战扼守海战场的屏障，采用有效的防御手段，保护己方信息基础设施有效运行。通过实施信息作战取得信息优势，已成为夺取海战场制信息权、取得编队作战优势的关键环节。

舰艇编队信息作战需求分析结果可以用用例图来表示。图1就是海上舰艇编队信息作战所建立的用例图。从图1中可以看出舰艇编队信息作战所涉及的关键节点和作战活动，同时也界定了所描述的体系与环境的边界。

1.2 舰艇编队信息作战构想

通过对舰艇编队信息作战需求分析可以看出，舰艇编队信息作战系统由信息侦察系统、通信系统、信息情报系统、指挥控制系统、信息对抗系统和信息保障系统组成。

舰艇编队信息侦察装备包括舰载雷达、预警机、无人机和侦察卫星等。它们是舰艇编队信息作战系统最重要的实时信息源，它直接影响到探测、判断、决策、行动和整个作战行动的全过程[7]。信息侦察系统所侦察的信息是决策的重要依据，直接影响着决策的正确与否。信息侦察系统要将千里之外敌方编队的战略行动置于自己的监视之内，使舰艇指挥官做出正确的判断，进行正确的战略决策。

图1 舰艇编队信息作战需求图

通信系统是整个舰艇编队信息作战系统通信的中枢，是舰艇编队实施内外联系的重要渠道。平时或战时要求舰艇编队通信网络能够实时或准实时地实现舰艇编队作战系统内部各系统之间安全、可靠地通信。

信息情报系统将侦察的各种信息收集起来，进行分类、抽取、融合，获取有用信息，精简冗余信息，剔除错误信息，提高信息的可信度。

指挥控制系统是舰艇编队信息作战系统的核心，实质上是一种信息和资源的动态管理与分配的人机系统，体现了编队指挥中心的作用。

信息对抗系统包括电子战系统、计算机网络战系统、心理战系统和欺骗伪装系统等，主要采用软武器使敌方的神经中枢麻痹、瘫痪，对敌方信息作战系统进行干扰和反干扰、压制和反压制的斗争，同时使用各种手段保护己方信息基础设施不受干扰和摧毁。

信息保障系统为保证舰艇编队信息作战指挥的稳定、高效，采取各种措施。其目的是为编队作战指挥员提供及时、准确、可靠的决策信息。任务是评估己方信息系统的脆弱性，帮助指挥员了解敌人的信息系统。

2 舰艇编队信息作战视图描述

2.1 多视图体系结构描述方法

对于舰艇编队信息作战系统，采用多视图建模方法是体系结构描述的一种科学选择。首先，舰艇编队信息作战系统是一个复杂系统。对复杂系统而言，其组成和结构的复杂度对体系结构的描述具有很大困难；其次，对信息系统来说，系统涉及各类风险承担者，如投资者、设计人员、系统工程师、维护人员、用户等。这些风险承担者与系统的建设与开发都密切相关。由于职责和考虑问题的角度不同，导致关注的内容不同，而这些内容又是体系结构描述中必须考虑和体现的。因此，只有采用多视图的体系结构描述方法才能很好地解决上述问题。

美国国防部体系结构定义了一个产品集。这些产品用 3种视图描述，而作战视图（Operation View，OV）、系统视图（System View, SV）和技术视图（Technical standards View, TV），颁布于 2007年的DoDAF（DoD Architecture Framework） 1.5 版[4]中，每种视图都由体系结构数据元素的集合组成。数据元素用图解的、表格的或文本的形式描述。DoD的核心结构数据模型（Core Architecture Data Model, CADM）为体系结构数据元素定义了实体和关系[6]。经过多年的研究与实践证明，采用多视图体系结构描述方法，可以实现信息系统互连、互通、互操作，提高武器装备作战效能及采办效率提供有效的方法[5]。

本文主要是对 3种视图中的作战视图进行了描述。作战视图的主要目的是清楚、完整地描述作战任务对系统的需求，为系统设计奠定基础。

2.2 舰艇编队信息作战视图描述

作战视图是进行系统顶层设计体系结构技术中的重要组成部分。它描述了舰艇编队信息作战系统所需完成的任务和行动、作战要素和信息交换。作战视图包含图形产品和文本产品，它们表示了作战节点和要素、分配的任务和行动、节点间所需的信息流。作战视图定义了信息交换的类型、交换的频率、信息交换和信息交换的自然特性所支持的任务和行动。

2.2.1 舰艇编队信息作战概念视图（OV-1）

根据面向对象的体系结构开发方法，首先开发编队信息作战概念图（OV-1）。OV-1的目的是：提供该体系结构完成什么任务和如何完成任务的一种高层、抽象描述。主要用途是通过直观、形象的描述，促进人员之间的信息交流，使沟通更便利，并给高层决策人员提供他们决策过程中特别关注的信息[8]。

OV-1是系统体系结构产品中最高层和抽象的产品，其表现形式也最灵活。根据需求确定编队作战任务是利用侦察设施搜索、探测敌方编队信息，运用信息进攻手段对敌方信息系统进行打击摧毁，并保护己方信息系统基础设施的完好。图2给出了舰艇编队信息作战的高级概念视图产品。图中，预警机、直升机以及通信卫星、舰载雷达对敌方编队进行全方位、全时域、各阶段地信息侦察，然后将侦察到的信息进行实时地处理，拟定作战方案，对敌方编队采取一系列信息对抗方式，如信息进攻、网络攻击和心理攻击等。对于敌方编队对我方采取的信息对抗，我方通过有效地侦察而相应地采取一些防护措施，如释放干扰云，保护我方的信息基础设施有效运行。

图2 高级概念视图（OV-1）

2.2.2 编队信息作战活动模型（OV-5）

OV-5是一种用于描述能力和将能力与任务的完成相联系的重要产品，它主要描述完成一项使命过程中进行的作战活动以及它们之间的关系。

由舰艇编队的高级作战概念视图可知，舰艇编队信息作战主要是指海上区域作战范围内，交战双方运用专门针对信息、信息系统和人的认知系统特点的武器装备，影响和破坏敌方的信息、信息系统以及认知系统，同时防止敌方以同样方式影响和破坏己方信息、信息系统以及认知系统的一系列对抗活动。

舰艇编队信息作战活动包括信息侦察、信息进攻和信息防御。实时准确的信息侦察是为了己方编队更有效地实施信息进攻和信息防御。图3给出了舰艇编队信息作战活动的模板。从图3中可以看出，编队开始对目标信息进行侦察搜索，然后进行信息处理、威胁评估，根据情报信息拟定作战方案，下达作战任务进行信息攻击和防御，最后对作战效果进行评估，确定任务是否完成。

2.2.3 编队信息作战节点描述（OV-2）

作战视图经常需要利用一系列相互作用的作战节点或组织及它们之间交换的信息进行描述。OV-2是以图形方式描述作战节点和这些作战节点间的需求线的产品。OV-2的目的是描述在体系结构中发挥重要作用的作战节点到其他节点之间需要交换的信息。

图4给出了舰艇编队信息作战的重要作战节点，包含预警机、无人机、舰载雷达、信息侦察中心、信息情报中心、指挥控制中心、信息对抗中心和信息保障中心。每个作战节点必须完成相应的作战活动。这些作战活动来自与编队信息作战活动模型（OV-5）。事实上，OV-2与 OV-5关注的主要内容完全不同，OV-2主要关注编队信息作战系统的组成以及它们之间的信息交换关系，其次才是各编队作战组成所需要完成的作战活动；而OV-5主要描述舰艇编队信息作战活动的流程。图4中，需求线用箭头表示编队作战中信息流动的方向，每个箭头表示在两个被连接的节点之间存在着某种类型的信息传递。

2.2.4 编队信息作战信息交换矩阵（OV-3）

作战信息交换矩阵详细描述了 OV-2中需求线定义的信息交换的细节，确定了谁与谁交换什么信息，该信息的安全性及实时性。OV-3可以从OV-2中得出，但和OV-2中的信息需求线并不是一对一的映射关系，如信息侦察中心与舰载雷达之间有一条需求线，而交换的信息元素有作战命令、预警信息和雷达情报。表1所示的是舰艇编队信息作战节点的部分信息交换矩阵，从表1中可看出各作战节点之间交换的信息元素。

限于篇幅，组织关系图OV-4、作战活动序列和时间描述（作战规则模型 OV-6a、作战状态转换描述OV-6b、作战事件跟踪描述 OV-6c）、逻辑数据模型OV-7不再陈述。

表1 舰艇编队信息作战交换矩阵

3 结束语

本文分析了舰艇编队信息作战的需求，提出了舰艇编队信息作战的整体构想，并运用 UML语言对舰艇编队信息作战体系结构视图进行了分析，初步建立了面向对象的体系结构产品模型。该方法有助于对整个舰艇编队信息作战系统产生清晰的认识和理解，并对编队信息作战系统视图的开发有一定的帮助。后续的研究工作主要是对建立的舰艇编队信息作战系统体系结构模型产品进行验证评估，以提高模型产品设计的质量和准确性。

[1]宋胜峰,李启元,李沁春.舰艇编队作战指挥系统构想[J].火力与指挥控制,2007(1):1-2.

[2]吴永杰,周玉兰.海上舰艇编队系统[M].北京:国防工业出版社,1999:1-3.

[3]顾东杰,周丰,郭鑫.智能舰艇编队指挥控制系统体系结构设计[J].指挥控制与仿真,2009,31(2):7-8.

[4]罗雪山,罗爱民,张耀鸿.军事信息系统体系结构技术[M].北京:国防工业出版社,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]谭安胜.水面舰艇编队作战运筹分析[M].北京:国防工业出版社,2009.

[8]何远明,曲爱华.军事信息系统体系结构框架[M].北京:海潮出版社，2010.