指挥控制信息服务系统设计

指挥控制信息服务系统设计

王琦    ,孟丽洁

北方自动控制技术研究所 山西太原 030006

摘要：在陆军指挥控制信息系统的总体设计中要充分考虑研制的系统满足现代战争的需要，采用先进的技术，使系统具有高可靠性和长的生命周期，同时满足一体化的要求，实现数字化的互通互联、信息共享，使作战行动单位都成为多维战场中的一个“节点”，形成上下呼应、相互配合、联勤联动、联合攻击的作战样式。

关键词：陆军；指挥控制；信息系统

前言：信息服务是指挥控制信息系统中一个重要的基础服务，需要具有大数据、智能处理和安全控制能力。设计了一个信息服务原型系统，并给出了其中关键技术的设计。原型系统利用人工智能技术进行信息资源的发现和搜索，利用分布式存储技术实现信息资源大数据的存储，利用区块链和密码学技术实现军事信息资源的加密存储、授权访问。

1. 军事指控系统演化需求

未来基于信息系统的体系作战将是诸军兵种在全维战场同步无间歇的联动作战。战场节奏加快以及攻防转换频繁,导致处于快速决断地位的指控系统成为当今军事系统的关键。快速响应各种战场情况的变化成为指控系统的关键目标。然而,传统仅依靠指挥员大脑决策的方式已很难适应战场态势的高速变化,难以实施快速精确打击和有效的防御规避。因此,指控系统需要具备自主适应变化的能力。作战行动是一个动态演化过程,涉及因素极多,且所有作战要素和作战单元均在不断变化,致命打击、中断或退化等不可预测的变化将频繁发生。因此,指控系统需具备随作战行动演化而演化的能力,即动态调整自身组织结构或对外服务能力。当前指控系统中包含子系统数量众多,子系统内部组成结构复杂、拓扑动态变化,子系统间相互作用也越来越复杂。随着高精尖武器不断涌现,现有指控系统结构复杂性愈加显现。作战空间已由过去的陆、海、空三维扩大为陆、海、空、天、电等构成的超高维作战空间。作战单元种类和数量大大增加。美军目前使用的全球指控系统(GCCS)包含了90多个对外接口,空军作战视图已达18000个。以海军舰艇平台为例,海军舰队配备的电台和通信设备超过3万台,种类800余种。因此,依据战场态势和指控需求变化,自主决策系统结构的演化调整策略是现代具有复杂结构的指控系统必备能力之一。因此,指控系统逐渐呈现出动态开放、持续调整和结构复杂等特征,使其需具备处理动态情况的能力,即软件系统演化能力。指控系统演化过程可分为系统状态监测、系统事件识别、演化策略生成和演化策略执行4个阶段。系统状态变化是软件演化的驱动因素。指控系统运行在复杂多变的开放运行环境,系统监测数据来源多样,如不能得到实时有效的监测信息,并对其进行处理,进而快速准确识别出系统发生的事件,将会影响作战任务的执行。因此,指控系统应能进行全面系统状态的监测,及时发现系统状态变化,并进行系统事件精准识别以确定是否需要发生演化过程。演化策略是指导指控系统演化方向的准则。演化决策在系统运行中进行,如不能高效产生决策结果,决策过程中系统和运行环境极有可能继续变化,那么产生的演化策略极有可能已不适合新的系统环境。因此,指控系统应结合不断变化的战场环境,组织复杂的作战要素和作战单元等,快速、准确地决策出当前对软件系统最有利的调整策略,以便快速下发执行调整系统,使得指控系统高效完成演化过程,持续稳定提供服务,从而确保指控系统的良好效能。

2．体系结构设计

2．1系统作战体系结构

陆军指挥控制信息系统作战指挥体系可以建立5级战役指挥机构，即司令部作战指挥所、军作战指挥所、师作战指挥所、团(旅)作战指挥所和营作战指挥所。系统要满足一体化作战的需要，首先在陆军内部完成一体化的协调作战体系，形成有利于实施高效、稳定、不问断指挥的指挥关系，满足各个作战阶段和过程的指挥功能，实现作战指挥控制快速、保障有力和打击杀伤高效，确保战斗的胜利。

2．2系统体系结构

在系统体系结构设计中，采用分布式计算模型(客户／服务器计算)，将各种作战业务建立在通信网络、操作系统服务和数据库服务基础之上。本系统采用多层架构，使系统的运用具有较大的灵活性和适应性，可以在下层服务的基础上，为系统定制特定的军事应用模块，增加、删除某些军事应用模块不影响系统其他部分的运行和处理。例如通过模块的组合，使营指挥所软件具有与团(旅)指挥所软件同样的指挥和控制功能，使得未来的作战业务扩展和替代建立良好的基础。硬件层也是系统环境层，包括系统所涉及的硬件设备资源，包括系统选用的通用加固计算机、通信网络设备、打印机等。通信网络提供与电子战控制中心、无人驾驶飞行器控制中心、雷达控制中心和GPs监控中心等节点的连接。应用服务层是操作系统服务平台，主要提供承载陆军指挥控制信息系统数据管理服务、通信服务和数据应用，提供文件、资源等管理、分配和调度等服务，实现分布式计算结构。共性应用层为文电应用、地图显示、信息查询和文字图形处理工具等共性应用，并运用辅助决策计算功能为系统提供应用支撑服务。最上一层为专用应用层，也是与用户客户端的表现层，集成各兵种席位的专用应用软件。从上面的模型可以看出，在每个指挥所的每个席位的应用软件将集成本席位的专用应用软件和相关的公共应用软件，这样设计的一个基本好处来自于公共应用软件的重复使用，即公共应用软件一次开发，可以在多个席位上重复使用，这样可以减轻开发的工作量，提高开发效率。通过多层的技术体系结构，以及特定的军事应用需求，编制的陆军指挥控制信息系统的软件模块，根据配置需求，安装在不同的指挥车内，形成指挥车的软件系统功能，满足遂行作战任务的要求。这样的系统体系结构充分考虑了系统的功能扩展，适应司令部、军、师、团(旅)、营指挥结构和作战编成的变化。同时，由于在最上层编制军事应用软件，它也具有良好的功能扩展性，新的功能将很容易加入到系统中。系统虽然运行在各个指挥所的不同指挥席位上，但是始终提供风格统一的操作界面，节省了培训、学习的时间，风格统一的操作界面也有助于系统使用。

3.区块链设计

区块链是多个数据区块按照事件先后顺序形成的一个链表，包含了系统开始运行以来的完整交易记录。区块链中每个参与者都可以持有区块链副本，并与网络保持同步更新。交易记录存储在区块链中，对所有参与者公开，并受所有参与者监督，一定数量的副本受损不会影响整个系统的正常运行。交易一旦被记录到区块链中，没有超过大半参与者同意，就无法被篡改或删除。区块链最先用于金融领域，如比特币，随后在军事领域也开始广泛应用。利用基于区块链的不可否认性和不可篡改的特性，在信息服务系统中加人区块链，将各种信息共享操作存储在区块链中，在用户访问信息时进行访问权限控制，事后进行信息共享的审计，实现军事信息的安全共享服务。对于信息存储来说，将所有信息都在区块链节点内存储最优的。但是，庞大的信息对网络带宽、存储能力、计算能力提出了巨大的需求。因此，将所有信息都在链上，是不符合实际情况的。可行方案是信息资源目录实现链上“共识”和“存储”，信息资源存储在各单位各部门或数据中心，各单位各部门或数据中心保证信息内容的有效、正确和冗余，进行链上链下协同工作，满足信息资源共享需求。

4.结束语：

综上所述，信息服务需要提供异构信息的存储与管理、信息搜索与推荐等信息服务能力，汇聚各类信息资源，从中发现、过滤、挖掘与用户作战任务相关的有用信息，为情报保障、指挥控制、火力打击等提供智能化支持。因此设计时应尽量采用成熟技术和标准，规范各种接口和协议，为实现一体化互连互通打下基础。

参考文献:

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