战场态势要素构成及影响关系研究_张晨.pdf

舰 船 电 子 工 程2023 年第 3 期1引言随着科技的发展和新技术的应用，信息化条件下的战争行动作战领域更加多元，从陆、海、空拓展到太空、网络、电磁空间，作战装备种类多样功能齐全，各种高探测率、高分辨率的战场传感器带来更加海量的数据，单纯依靠指挥员自身认知能力已经难以快速准确地筛选战场信息做出决策，因此需要加强战场态势的相关研究。2基本概念及研究现状美国心理学家Endsley将态势认知定义为“在一定时间和空间内对环境中的各组成成分的感知、理解，进而预知这些成分随后的变化状况1”并提出了态势认知的三级模型，即环境元素感知、当前态势理解、未来态势预测2。战场态势是战场环境与兵力分布的当前状态和发展变化的趋势。态势估计是在获取战场态势要素的基础上进行分析理解，并对战场态势进行预测。美国国防部实验室联合理事会（Joint Directors Laboratory，JDL）将态势估计定义为是建立关于作战活动、事件、时间、位置和兵力要素组织形成的一张多重视图3。因此，尽可能详细准确地确定需要采集的战场态势要素，有助于战场态势感知系统进行认知、分析及预测，为指挥员掌握当前态势并做出最优决策提供有力支撑。收稿日期：2022年9月9日，修回日期：2022年10月24日作者简介：张晨，男，硕士研究生，研究方向：军队管理创新。赵青松，男，博士，教授，研究方向：复杂系统与体系工程。陆志沣，男，硕士，研究员，研究方向：武器装备体系研究和系统仿真。李勇，男，硕士研究生，助理工程师，研究方向：国防采办与体系工程管理。战场态势要素构成及影响关系研究张晨1，2赵青松1陆志沣3李勇3（1.国防科技大学系统工程学院长沙410005）（2.95171部队广州510510）（3.上海机电工程研究所上海201100）摘要对战场态势的研究，有助于提升指挥员对战场的态势感知，从而实现高效决策，文章介绍了战场态势及战场态势要素的概念、战场态势要素的主要分类以及不同战场态势要素对作战行动的影响，期望对战场态势系统设计建设以及态势估计提供帮助。关键词战场态势；战场态势要素；影响关系中图分类号E211DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2023.03.008Research on Composition and Influence of Battlefield SituationElementsZHANG Chen1，2ZHAO Qingsong1LU Zhifeng3LI Yong3（1.College of Systems Engineering，National University of Defense Technology，Changsha 410005）（2.No.95171 Troops of PLA，Guangzhou510510）（3.Shanghai Electro Mechanical Engineering Institute，Shanghai201100）AbstractThe study of battlefield situation is helpful to improve commanders situational awareness of the battlefield，so as torealize efficient decision-making.This paper introduces the concept of battlefield situation and battlefield situation elements，themain classification of battlefield situation elements and the influence of different battlefield situation elements on combat operations，hoping to provide help to the design and construction of battlefield situation system and situation estimation.Key Wordsbattlefield situation，battlefield situation element，influence relationClass NumberE211总第 345 期2023 年第 3 期舰 船 电 子 工 程Ship Electronic EngineeringVol.43 No.333总第345期目前关于战场态势的研究主要集中在认知技术与理论应用方面，在认知技术方面，李赟、刘钢、老松杨结合耗散原理，认为战场态势是战场信息的有限“无序”呈现并引入“负熵流”来帮助分析理解战场信息4。段玉先、刘昌云、魏文凤对数据采集、数据挖掘、信息融合、可视化等态势感知关键技术等进行了分析研究，并从人工智能、物联网技术的大力发展趋势出发，建议加强不确定性态势推理、数据链系统构建、人机交互、无人平台协同感知等领域的研究5。李婷婷、刁联旺讨论了边缘计算、人机融合、仿生智能算法、分布估计算法、智能博弈技术等智能算法和技术的特点，给出了体系化发展智能化战场态势认知技术的建议6。在应用方面，西北工业大学的陈军、张岳、陈晓威等提出一种基于模糊灰色认知图（FGCM）的智能态势感知建模方法，基于态势感知理论，以任务驱动的态势觉察方式提取态势元素，将目标威胁评估作为态势理解的建模对象，建立威胁评估动态模糊灰度认知图模型7。山东大学的徐建从军事对抗演习的实际需求出发，设计了基于WPF的战场态势评估系统，进一步完善了演习态势的显示、统计、回访与评估功能，使指挥人员能够全面掌握参演人员的演习情况8。李志彤、李徽通过分析两栖作战对态势智能认知的需求，提出了态势智能认知概念框架9。JDL在1987年提出信息融合初级模型后不断更新升级，先后提出 1998JDL 修订模型、2004JDL 推荐模型、JDL融合过程顶层模型、DFIG2004模型和用户融合模型等一系列信息融合过程模型，同时开发了针对不同作战规模和指挥层级的通用作战图COP（common Operational Picture）、通用战术图CTP（Common Tactical Picture）和单一合成图 SIP（Single Integrated Picture）三级战场态势图10。生成方式COPCTPSIPCTP是生成COP的基础战术数据库组（CTD）及相关站点（CTPCS）生成由SIP提供数据由各个信息单元获取综合而成态势要素敌、我、中立方的地面、水面、水下和空中目标的当前位置和所有可获得的状态信息：目标的计划（预计）机动信息；作战单位部署/行动的信息；生成的要素和规划（作战计划、作战区域、飞行轨道描述等）；COP扩展内容有政治与媒体敏感信息;我方作战单元的安全信息/人口相关信息/重大事件/后勤/人事财务信息等。敌、我、中立方部队的实时作战方案、计划部署图：战场目标和环境（地理、天候、气候）数据：共用战术数据库（CTD）单一合成空情图、单一合成太空图、单一合成地情图、单一合成海情图、单一合成海底图、单一合成情报图等应用级别主要战略层次战术层次的COP战术层面、火力控制精确程度精确底低精确度一般精确度度面向对象总司令部各大战区各作战单元图1三级战场态势图对比情况3战场态势要素的分类及主要构成战场态势要素可以理解为是描述特定作战区域在特定时刻各方作战力量的状态与战场环境的数据集合。在分类上，比较常见的是将战场态势要素分为兵力部署与作战能力类、重要动态目标类、战场环境类、对抗措施类和政治、经济、社会环境类五类11。1）兵力部署与作战能力类，主要包括敌方、我方、友方在作战区域内的战场设施、兵力编成、兵力部署以及武器装备、部队的作战能力，作战能力主要包括信息能力、打击能力、机动能力、综合保障能力、生存能力等。2）重要动态目标类，主要为作战区域内重要的空、海、天和陆基运动目标如飞机、坦克、航母、导弹、卫星等，以及它们的当前位置、状态、属性、威胁程度等。3）战场环境类，主要是作战区域内对作战活动有影响的各类客观情况和条件的统称，包括气象、水文、地形、地貌等自然环境条件，国防工程建筑、作战设施建设等战场建设情况以及网络、电磁环境等12。4）社会、政治、经济环境类，主要包括作战方对应的国家、地区的经济状况、社会舆论、国际环境等可能对作战产生影响的其他要素。5）对抗措施类，指从上述四类要素中提取出来的双方可能产生对抗的兵力、动态目标、地点和环境及可能的冲突样式和结果预测等11。张晨等：战场态势要素构成及影响关系研究34舰 船 电 子 工 程2023 年第 3 期4战场态势要素之间的影响关系战场态势要素在反映战场状态的同时也会相互影响，进而对作战进程产生一定的影响作用。4.1战场环境对作战的影响战场环境是影响作战的重要因素，其影响贯穿作战行动始终，每类环境因素对作战行动的影响各不相同，如高原地形的高海拔、缺氧、高寒特性会直接影响作战人员的身体机能，也容易引发车辆型装备发动机过热、功率下降等问题，影响作战效能。地表植被会对部队行军速度和疏散隐蔽产生影响，复杂电磁环境下的电子设备会由于频率重叠、频段交叉等现象产生同频干扰、邻近干扰，直接影响着各种武器装备性能的发挥和作战行动效果，平原、海洋、海岛等不同地形投入的作战部队和武器装备也会有所不同。针对特定的战场环境更加科学地制定作战计划能够有效提高作战效能12。4.2武器装备对作战的影响武器装备是战争的物质基础，是作战行动的基本工具，其产生的影响也是显而易见的，如遍布陆海空天的各种侦察、监视、预警装备具有全方位全天候的战场侦察能力，能够降低云雾、植被、地形等自然遮蔽物的隐蔽效果，帮助指挥员准确掌握敌方位置及运动方向。直升机和大型运输机能够极大提高部队的战略投送能力。无人化武器装备可以执行侦察监视、后勤保障、火力打击等军事任务且相比有人作战系统具备行动能力强、经济成本低、毁伤效果好等优点，有效减少人员伤亡。4.3作战人员对作战的影响在军事理论中，人、武器、人与武器的结合程度是战斗力的三要素，信息化条件下的战争中作战人员需要承受生命威胁和遂行作战任务应激性身心压力，因而对身体素质、心理素质、军事素质等多方面都提出更高要求。以美军陆军为例，单兵需要携带步枪、弹药、手榴弹、防弹衣、通讯器材、单兵口粮等最高重达50余公斤的装备，所以现代战场对军人体能素质的要求只会越来越高，除此之外，对不同气候、地形环境的适应能力、对突发情况的应变能力以及应对战争残酷场景的心理适应能力也都是作战人员应该提升的必要素质。因此在重视武器装备信息化的同时还要加强军人综合素质的培养，才能适应信息化战争的基本要求13。5结语本文对战场态势要素的概念和构成进行了介绍，对各类战场态势要素在作战行动中的影响进行了分析。未来战场态势认知过程中，在不同作战背景下针对性提取战场态势要素的同时，还需要考虑典型战场态势要素对作战产生的影响，利用如证据推理、机器学习、数据挖掘等智能技术深入地进行态势理解，可以更有效地提高态势预测的准确性。参 考 文献1 Mica R.Endsley.Design and Evaluation for SituationAwareness EnhancementJ.Proceedings of the HumanFactors and Ergonomics Society Annual Meeting，1988，32（2）：97-101.2Mica R.Endsley.Toward a Theory of Situation Awarenessin Dynamic Systems J.Human Factors：The Journal ofHuman Factors and Ergonomics Society，1995，37（1）：32-64.3赵宗贵，李君灵，王珂.战场态势估计概念、结构与效能J.中国电子科学研究院学报，2010，5（03）：226-230.图2战场态势要素分类态势要素对抗措施要素动态目标陆海空空间兵力部署作战能力我方/敌方/盟友电磁环境战场环境交通地理气候/气象政治、经济、社会环境战场设施兵力编成/加强武器装备后勤保障兵力部署训练状态属性意图导弹/卫星发射点/落点任务/威胁太空站辐射波电磁频谱分布干扰/抗干扰措施公路/铁路航空水路天气预报机场气象海浪海风地形地流河流水系重要地标兵要地质国家地质宗教党派经济状况文化状况（下转第54页）35总第345期机的阵位设置问题，按照预警机探测强效区的大小与敌机进攻路线的关系，分不同情况进行了讨论。但是对于多预警机协同配合条下阵位设置研究还不够深入，这将在后续研究中予以侧重。参 考 文 献1孟庆操，杨光.航母编队防空作战中预警机预警探测模型分析 J.兵工自动化，2015，34（10）：12-14.2纪军，吴峰，马培蓓，等.航母编队远程防空作战预警机巡逻区域大小设置 J.指挥控制与仿真，2014，36（1）：78-83.3 深度军事 编委会.航母战斗群作战指南 M.北京：清华大学出版社，2018：201.4纪军，马培蓓，孙国磊.航母防空作战中预警机巡逻区域方位配置研究 J.计算机仿真，2014，31（6）：78-82.5程子光，姜礼平，朱建冲，等.大型海上力量空中警戒力量优化部署 J.电光与控制，2013，20（02）：57-60.6韩宇，马政伟，吉泽.防空作战中航母编队预警机阵位配置 J.舰船电子工程2019，39（07）：18-22.7申战胜，夏惠诚，徐亚光.航母编队对海作战中预警机的阵位配置 J.舰船科学技术，2011，33（7）：115-118.8徐圣良，吴晓峰，王振波.航母编队进入综合作战区后预警机阵位研究 J.舰船电子工程，2008，28（1）：41-43.9周红波，万福，秦华.航母编队防空作战中预警机配置研究 J.航天电子对抗，2016，32（5）：56-61.10朴成日.航母编队远程防空兵力配置方法 J.舰船电子工程，2020，40（8）：19-23.11徐功康，刘栋，董晶，等.预警机巡逻探测区域建模及效能分析 J.中国电子科学研究院学报，2020，15（5）：470-476.12戴瑜，汪先超，张袁鹏，等.基于探测区域的多预警机协同探测部署方法 J.现代雷达，2017，39（2）：1-6.4李赟，刘钢，老松杨.战场态势及态势估计的新见解J.火力与指挥控制，2012，37（09）：1-5，9.5段玉先，刘昌云，魏文凤.战场态势感知关键技术研究J.火力与指挥控制，2021，46（11）：1-11，19.6李婷婷，刁联旺.智能化态势认知技术与发展建议 J.指挥信息系统与技术，2020，11（02）：55-58.7陈军，张岳，陈晓威，等.基于模糊灰色认知图的复杂战场智能态势感知建模方法J.兵工学报，2022，43（05）：1093-1106.8徐建.战场态势评估系统设计 D.济南：山东大学，2017：61-75.9李志彤，李徽.面向未来两栖作战的态势智能认知概念框架研究 J.指挥控制与仿真，2021：1-5.10邓连印，申志强.基于美军互操作作战图族的战场态势一致性研究J.航天电子对抗，2018，34（03）：60-64.11刘熹，赵文栋，徐正芹.战场态势感知与信息融合 M.北京：清华大学出版社，2019：18-25.12单继城，刘蔚柯.战场自然环境对军事行动影响 J.国防科技，2017，38（01）：108-112.13何志敏，慕帅，杨荣芝，等.现代战场环境对军人基本能力的要求 M.美国：科研出版社，2011：289-292.（上接第35页）赵卿等：航母编队防空作战重点威胁方向预警机阵位规划版 权 声 明本刊已许可万方数据库、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社在中国知网及其系列数据库等产品中以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。作者向本刊提交文章发表的行为即视为同意我编辑部上述声明。舰船电子工程 编辑部54