战术级网络化装备保障的高层作战概念图研究

蒲 玮， 李 雄， 刘中晅， 许贵君

(1. 装甲兵工程学院 装备指挥与管理系， 北京 100072； 2. 装甲兵工程学院 信息工程系， 北京 100072； 3. 65133部队)

战术级网络化装备保障的高层作战概念图研究

蒲 玮1， 李 雄1， 刘中晅2， 许贵君3

(1. 装甲兵工程学院 装备指挥与管理系， 北京 100072； 2. 装甲兵工程学院 信息工程系， 北京 100072； 3. 65133部队)

针对战术级网络化装备保障缺乏有效概念描述的问题，研究和构建了战术级网络化装备保障高层作战概念图。基于高层作战概念图核心要素及其逻辑关系分析，设计了高层作战概念图的视图结构；基于内涵、特征分析，构建了战术级网络化装备保障的使命任务高层作战概念图；从信息系统和力量结构两方面，构建了战术级网络化装备保障体系架构高层作战概念图；以主要保障活动为重点，构建了战术级网络化装备保障典型行动高层作战概念图。

高层作战概念图；使命任务；体系架构

作战方式的转变对装备保障模式提出了新的要求[1]，云计算、物联网等前沿信息技术的发展，为装备保障模式转变提供了技术支撑。战术级网络化装备保障作为一种全新的装备保障模式应运而生，对推进战术级装备保障能力生成模式转型具有重要意义。我军战术级网络化装备保障(以下简称“网络化装备保障”)研究经历了基本概念形成和基础理论研究2个阶段，正逐步向基于模型的体系结构分析设计阶段转变，构建网络化装备保障模型成了网络化装备保障建设的关键和瓶颈问题。但是，目前所构建的网络化装备保障模型与军事实际还存着较大的差距，主要原因在于，建模人员与军事人员间缺乏有效的沟通交流工具，对于网络化装备保障理论在理解上存在偏差。高层作战概念图(OV-1)[2]是一种军事人员与体系结构设计人员、仿真模型构建人员交流的有效工具，因此，现阶段加强网络化装备保障高层作战概念图的研究，对于推进网络化装备保障研究的深入开展具有重要的现实意义。

1 高层作战概念图概述

1.1 高层作战概念图的基本概念

高层作战概念图是美国国防部体系结构框架[3]中作战视角(Operational Viewport，OV)[4]的视图之一，是一种以图形符号为主、文字注记为辅的方式，对新的作战概念、力量体系和武器系统进行形象化直观描述的视图产品，突出系统内部的结构与交互关系、系统与外部环境和外部系统的交互关系，其主要用途包括：(1) 实现军事人员与建模人员的沟通，通过军事人员构建高层作战概念图为体系建模人员提供一个基本的军事概念描述引导，提高模型构建的质量和效率;(2) 向高层决策者进行新的作战概念和武器系统的直观展示，以辅助高层决策者定下决心，推进新的作战概念的深入研究应用和武器系统的开发运用;(3) 通过按照已经构建的体系结构模型，对高层作战概念图进行补充完善的方式，形成体系结构产品的图例合集，为体系结构模型的使用人员提供指导。

1.2 高层作战概念图的核心要素及其视图结构

高层作战概念图的核心要素包括：作战使命任务、力量体系架构和典型作战行动，其总体逻辑关系为：依据使命任务分析描述构建力量体系架构，依托力量体系架构遂行典型作战行动，通过典型作战行动实现使命任务。对于简单的作战概念可以使用一张高层作战概念图进行描述，对于复杂的作战概念需要针对不同的核心要素，以及核心要素的不同方面开发不同的高层作战概念图进行描述，高层作战概念图的核心要素开发顺序及其视图结构，如图1所示。

图1 高层作战概念图的核心要素开发顺序及其视图结构

2 网络化装备保障及其使命任务

2.1 网络化装备保障的基本内涵及其主要特征

网络化装备保障，是指以信息系统为支撑，以装备保障态势实时感知共享为基础，各战术级装备保障要素、保障单元，与保障地域内的战略和战役保障力量融为一体，形成一个空间离散部署，能力依网聚集的模块化有机整体，在集中统一、分布交互和科学规范的保障指挥下，基于态势需求驱动和行动规则约束，广泛采取自组织、自适应、自同步的主动协同方式，按照整体联动、多维立体、快速直达、远程支援的行动要求，实现的一种精确高效保障模式。

与传统的装备保障模式相比，在装备保障的指挥控制、力量编组、保障行动等方面具有以下主要特征：

1) 保障指挥依托信息手段精确高效。(1) 保障指挥手段信息化程度更高，突出表现在装备状态数据的自动采集汇总、依需推送与按权查询；(2) 保障指挥决策更加科学精确，突出表现在依据模型精确预测保障需求，评估优选保障方案，依托保障态势的力量、资源全维可视；(3) 保障指挥流程更加规范高效，突出表现在精确需求、精确计划、精确调控、精确评估的规范化保障指挥闭环[5]。

2) 保障力量依托要素集成模块编组。(1) 着眼实战需要，按照要素模块进行保障力量建设，突出表现在平时将保障资源，按照战时要求，编组为具有独立功能的保障要素基本功能模块；(2) 按照作战和保障任务，以保障要素为基本模块，抽组保障力量，形成保障单元；(3) 根据战场实际，动态调整编组结构，保障网络体系的抗毁能力强，突出表现在根据力量损失和任务变更，发挥模块化编组的结构优势，对保障力量进行体系重构。

3) 保障行动依托规则约束自主协同。(1) 完善的保障规则体系是网络化装备保障的灵魂，突出表现在规则体系对信息流转、指控协同等方面进行规范和约束，是网络化装备保障得以有序进行的重要保证；(2) 以个体规则驱动整体保障能力涌现，突出表现在装备保障个体依据保障规则，以个体影响整体，以个体简单行为涌现群体复杂行为，从而实现保障能力的非线性倍增[6]；(3) 区域联动越级直达成为常态化保障行动样式，既突出表现在突破编制和层级界限，实现基于区域空间的整体联动，也突出表现在保障物资的储供和高新技术装备的维修上，实现直达投送，以及远程技术支持和远程辅助维修。

2.2 网络化装备保障的使命任务图

网络化装备保障的使命任务，是指网络化装备保障所具备的主要功能以及在整个作战体系中所具有的地位作用。对网络化装备保障使命任务的描述，主要着眼两方面：(1)网络化装备保障系统具备的主要功能及各功能间的相互关系；(2)网络化装备保障系统与上级保障力量、本级作战力量和保障环境[7]的关系，所构建的网络化装备保障的使命任务图，如图2所示。根据使命任务图的描述，网络化装备保障主要包括了保障指挥、装备抢救、装备抢修、器材储供、弹药储供、技术侦观、保障勤务、态势共享、自主协同、越级直达支援和装备云存储与服务11个主要功能，与数字化作战装备、本级作战指挥机构、战略、战役装备保障力量和保障环境之间构成保障、指挥、支援和威胁影响等系统外部的交互关系。

图2 网络化装备保障的使命任务图

3 网络化装备保障的体系架构

3.1 指控通信系统架构概念图

指控通信系统是实现网络化装备保障的物质基础，依据网络化装备保障的指控通信手段，所构建的指控通信系统架构，如图3所示。

图3 指控通信系统架构概念图

根据概念图的描述，网络化装备保障指控通信系统的基础网络架构以战术互联网为核心，以卫星通信和升空中继通信为补充。其中，战术互联网由战术电台网和骨干高速网组成，保障指挥所通过接入骨干高速网，实现与上级指挥机构和装备数据云存储与服务中心的高速数据通信；通过战术电台网的保障指挥专向，实现与本级作战指挥所的数据通信；依托保障指挥网实现与基本保障分队和伴随保障分队的数据通信；依托战术互联网的自动路由功能，各作战和保障节点实现数据交互。

图4 保障感知系统架构概念图

3.2 保障感知系统架构概念图

保障感知系统是实现实时感知、精确高效保障等网络化装备保障核心概念的关键系统，据此所构建的能够完成感知数据生成、传输、存储与分析、显示与使用的保障感知系统架构，如图4所示。

根据概念图的描述，保障感知系统采用自动采集、手工输入、射频识别和网络共享等多种感知手段，对保障对象和保障资源等感知源，进行技术状态、空间位置和储备数量等情况的感知；通过战术互联网、升空中继和卫星通信等传输手段，将感知基础数据传输至装备数据云中进行存储，并基于数据预处理、数据融合、评估预测和态势生成等数据分析手段与过程，生成包括装备保障需求、力量行动和资源储备等内容的装备保障综合态势图，为各级保障指挥机构和装备保障分队的保障指挥活动提供感知数据云服务。

3.3 模块化力量编组架构概念图

网络化装备保障以保障要素为基本保障模块，采用模块化的力量编组形式，可满足动态重组、体系重构的网络化装备保障力量运用要求，所构建的模块化力量编组架构，如图5所示。

根据概念图描述，保障力量建设时，将保障资源整合为指挥类要素、上装维修类要素等7类保障要素，作为力量编组的基本模块；保障力量运用时，根据装备保障任务和部署等情况，对保障要素进行抽组，形成符合需要的保障单元，并可实现根据任务调整和保障力量变化等情况，进行动态模块化重组。

图5 模块化力量编组架构概念图

4 网络化装备保障的典型行动

4.1 感知驱动自主协同修救行动图

图6 感知驱动自主协同修救行动图

感知驱动自主协同修救行动是网络化装备保障抢修、抢救行动的一种典型行动方式，如图6所示。概念图所描述的行动情况为：营保障组从装备云数据中心获得了本营装备发生故障的代码，前出进行装备现地抢修，并将任务执行情况实时发送装备云数据中心；同时，该营坦克发生侧翻事故，伴随保障队装甲底盘抢修要素，根据装备云提供的装备遇险代码、位置等数据，按照抢救规则，在营保障组无法完成当前任务的前提下，快速主动前出，对遇险装备进行抢救；某坦克出现底盘部分和上装部分的战损，通过感知系统上报战损代码，伴随保障队履带底盘修理要素和装甲上装修理要素，根据战损情况，自主协同，主动前出进行现地抢修；某坦克出现重损，失去行动能力，无法现地抢修，通过感知系统上报战损代码，按照保障规则，基本保障队装甲底盘抢救要素，根据战损情况和各级保障力量执行任务情况，主动前出，将战损装备牵引后送至上级保障地域进行抢修。

4.2 态势共享精确化弹药器材储供行动图

态势共享精确化弹药器材储供，是网络化装备保障弹药和器材储供保障的一种典型行动方式，如图7所示。概念图所描述的行动情况为：在装备保障方案制定中，保障指挥机构以弹药、器材消耗精确测算服务为支撑，利用共享的作战方案和战场环境数据，对弹药和器材消耗进行仿真精确预测，根据测算结果，基于路径规划对各级弹药和器材储备进行网络化战场部署；在作战的过程中，基于射频识别等技术，监控弹药和器材的出入库情况，实时调整弹药和器材的储备空间分布；伴随保障队弹药运送要素，根据获取的作战分队弹药实时消耗数据，按照保障规则，对弹药消耗达到阈值的装备，主动前出，进行弹药供应；保障指挥机构，根据弹药的总体消耗和作战任务进展情况，进行弹药消耗的预计，派出基本保障队弹药运送要素，在其与作战力量自主协同的基础上，提前开设和进至弹药保障地域，进行弹药供应；伴随保障队器材运送要素实时获取营保障组的器材消耗情况，主动协同，前出供应；伴随保障队维修保障要素按照就近原则，在完成其他抢救任务的情况下，对新的战损装备进行战场抢修;伴随保障队器材运送要素，通过感知系统数据共享，发现维修保障要素所携行的器材无法完全满足当前战损装备抢修，按照保障规则，主动协同，前出进行器材供应。

图7 态势共享精确化弹药器材储供行动图

4.3 远程立体直达保障支援行动图

远程立体直达保障支援行动，是网络化装备保障的一种典型行动方式，如图8所示。概念图所描述的行动情况为：基于远程技术指导服务，装备专家通过视频系统对无人机等高新技术装备的维修，提供技术指导；对于指挥信息系统装备出现的软件系统故障，操作人员通过信息系统自动修复服务进行智能检测和系统修复，在无法排除故障的情况下，指挥信息系统专业维修人员通过战术互联网，对发生软件故障的计算机进行远程控制修复；上级保障机构实时查询装备云数据，对于器材、弹药和技术人员的消耗情况进行精确掌握，针对关键作战节点和作战阶段，运用陆航等立体运输力量，对高新特种弹药、高新关键器材和高级维修人员进行远程投送，实现越级立体直达的精确支援保障。

图8 远程立体直达保障支援行动图

5 结 束 语

以信息化建设为依托，创新装备保障理论，推进以网络化装备保障为代表的信息化装备保障模式转型，是适应信息化局部战争要求，全面推进我军转型建设，形成新质作战能力的重要依托，是一项十分艰巨复杂的系统工程。本文着眼网络化装备保障体系顶层设计和模型构建，基于先进的体系结构技术方法，针对网络化装备保障高层作战概念图描述的实际需要，对高层作战概念图的视图结构进行设计，并分别构建起了网络化装备保障使命任务、体系架构和典型行动的高层作战概念图，从军事理论层面对未来网络化装备保障的基本形态进行了描述。下一步，将在本文研究的基础上，结合多军兵种装备保障的特点，进行联合作战网络化装备保障高层作战概念图的研究，并在军事和技术人员的共同协作下，对网络化装备保障进行体系结构设计和仿真模型构建，为网络化装备保障理论研究和实践，提供新的研究方法和手段支撑。

References)

[1]关冰兵，穆彤娜.试论推进装备保障方式转变[J].装备学院学报，2013，24(6):39-43.

[2]麻广林，谢希权，高明洁.新型装备作战概念设计框架[J].军事运筹与系统工程，2012，26(1):5-13.

[3]王雪峥，许雪梅.基于DoDAF的靶场体系结构设计[J].系统工程理论与实践，2013，33(1):249-254.

[4]黄利彬，李鼎曲，爱华.UML的海上编队雷达情报网作战视图描述[J].火力与指挥控制，2012，37(2):170-173.

[5]祝传生.基于信息系统的战时战术级装备保障体系[J].装甲兵工程学院学报，2014，28(5):7-10.

[6]周芬，丁建江，张翼.以耗散结构理论指导装备保障网络化发展[J].装备指挥技术学院学报，2011，22(1):49-52.

[7]唐凯，柏彦奇.陆军战术级装备保障系统仿真概念模型六视图体系结构研究[J].军械工程学院学报，2015，27(5):1-6.

(编辑：李江涛)

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

国家自然科学基金资助项目(61473311); 北京市自然科学基金资助项目(9142017); 军队计划科研项目

蒲 玮(1983—)，男，讲师，博士研究生，主要研究方向为装备作战与保障分析及建模。puwei623@163.com 李 雄，男，教授，博士生导师。

TP391.9

2095-3828(2017)01-0020-07

A DOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2017.01.005