摘要：针对天基信息系统在联合作战中服务质量有待提升的问题,提出天基信息精准服务相关概念。根据具体作战任务,通过任务分解、服务建模和信息建模,明确元任务与天基信息服务、天基信息之间的关系;通过作战任务中各作战门户节点不同职务的作战人员角色职能分析,确定每类作战人员所需执行的元任务,进而明确其需要的天基信息服务类型,实现了面向作战任务的天基信息精准服务体系的需求匹配。
1 天基信息精准服务
1.1 天基信息精准服务概念
天基信息精准服务是结合信息精准服务和天基信息系统的功能特点提出来的新概念,故首先需要明确信息精准服务的概念和天基信息系统的组成、功能、特点等基本理论。信息精准服务是指在能区分不同用户的基础上,依托现代信息技术手段,针对当前用户的需求,提供精准的个性化信息服务。
作为天基信息服务者,天基信息系统主要包括天基信息获取系统、天基时空基准系统、天基信息传输系统、天基信息集成系统和天基资源管理系统,如
天基信息精准服务以天基信息系统为基础设施,获取多元的天基信息并对各领域、各军种、各层级的作战用户的任务需求进行分析,以信息匹配的方式将处理融合过的天基多元信息快速、准确、安全地分发到用户手中,以服务推荐的方式为用户提供天基信息服务,以帮助其获取所需信息。
1.2 天基信息精准服务模式
天基信息精准服务的服务模式是推拉结合的,即信息定制和服务推荐相结合。信息定制又可分为及时推送和按时推送两种形式。
及时推送通常指用户所需信息涉密程度较高或者订阅主题涉及战场重要态势时,如高威胁预警信息、时敏目标动态信息等,系统根据用户需求立刻在天基信息库中进行匹配,如匹配失败,则将需求发至服务管理中心,进行任务规划并调用相关天基资源获取信息。按时推送模式则是用户对某种长期需要的信息提出订阅需求,系统将搜集到的信息融合后生成用户需要的情报产品并以固定的时间段进行推送,如战场环境信息、卫星过顶预报信息等。
天基信息服务推荐的主要任务是对用户推荐其未申请过但可能需要的服务。在实际作战中,由于战场态势变化迅速且天基信息资源有限,用户所申请的服务不一定会全部达成,且服务之间根据其属性存在某种关联,故可为用户推荐可能符合其需求的其他服务。
1.3 天基信息精准服务内容
1.4 天基信息服务建模
1.5 天基信息建模
天基信息作为被动服务的服务内容,需要与用户的订阅需求进行匹配。天基信息建模的前提是使参战的用户对战场的态势内容达到一致的理解,所以,需要对作战行动中涉及的事件、实体等进行统一的定义,在建立好统一的概念模型后,可以利用RDF三元组来实现天基信息的建模。
RDF三元组为<subject,property,object>,其中,subject是被描述资源的URI引用,property是该资源某属性的URI引用,object为该属性的值,subject和object可用RDF图中的顶点表示,property则为连接二者的有向边(弧)[9]。例如,现有一条天基信息:一条型号为A的舰船方位为东经116'45″,北纬35'45″,航向为东,威胁程度为高,该事件实例图如
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2.1 作战任务分解过程
作战任务分解是按照一定的规则和方式,将使命任务细分为一系列的元任务集合,下面对相关概念进行定义。
1)作战任务:在一定战场环境和时空约束下,作战单元为完成所承担的职责而进行的一系列相关联合作战行动的有序集合。本文的作战任务特指远程精确打击,可视作由上级赋予的原则性任务,需要各级指挥员考虑多方面要素,将该任务进行逐级分解,确保下属单位可以根据分解后的任务展开行动。
2)子任务是由上层任务分解后可以继续分解的任务。
3)元任务是由上层任务分解后可以被任务实体直接理解完成的任务,具有不可再分性和独立性。
4)分解粒度表示任务分解的精细程度,本文的分解粒度是分解后的元任务可被作战单元直接执行,其任务需求可由一项或多项天基信息服务的功能满足。
一项作战任务可分解成多个子任务,子任务经过分解粒度判断其是否可以继续分解,如不能分解,则转化为元任务,可以分解,则分解后再次判断分解,流程如
2.2 远程精确打击任务分解结果
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3.1 天基信息服务需求
根据对分解后的元任务分析,我们总结得出以下几种天基信息服务:目标侦察服务、目标跟踪监视服务、武器制导控制服务、预警服务、卫星预报服务、战场环境信息服务、目标毁伤信息服务。结合之前提到的天基信息服务模型SIS={SN,SC,SQ}分别对以上服务进行描述,SN主要用来识别服务,故重点针对服务内容SC和服务质量要求SQ进行阐述。
目标侦察服务主要是在战前发现新目标以及对模糊目标进行识别;作战过程中锁定确定打击目标。目标侦察服务的SC主要包括目标特性、位置范围、目标状态和传感器参数。其中:目标特性包括目标种类、尺寸、光学特性等;目标状态分为静止状态和运动状态;传感器参数是对光谱特性和分辨率的约束。目标侦察服务的SQ包括服务开始时间、结束时间、时效约束、数据的更新频率和生成数据的载体要求等。
目标跟踪监视服务与目标侦察服务的区别是目标侦察服务关注的是目标某一时刻的状态,而目标跟踪监视服务是对某一重点目标一段时间的持续观察,在数据处理方面需要按照时间序列进行融合,其SC比目标侦察服务增加了目标的物理状态,SQ则增加了跟踪时间最大间隔。
武器制导控制服务主要针对我方发射阵地位置定位,以及发射导弹后对导弹的制导控制。与目标跟踪监视服务相比,其SC增加了目标精确位置、飞行方向和时间信息。预警服务的功能主要提供来袭武器的种类、弹道轨迹和落点预报等信息,其SC主要包括预警范围、导弹信息,SQ的时间约束改为最早预警时间并且需要设置服务方式为及时推送,权限等级为高。
卫星预报服务的主要功能是提供己方卫星编目和能力,方便用户提出需求;同时,可以提供敌方侦察和卫星编目能力,为我方布置发射阵地等作战活动提供敌方卫星过顶预报。其SC主要包括卫星种类、传感器类型和过顶时间等。战场环境信息服务主要提供战场地形地貌信息、气象信息,用于绘制战场地形图、地形匹配制导的数据录入等。目标毁伤信息服务主要针对打击评估任务,其SC主要包括导弹毁伤中心位置、毁伤半径等。
3.2 天基信息服务需求匹配
在确定远程精确打击作战需要的天基信息服务后,需要将天基信息服务的功能与元任务需求对应起来,即一项元任务的完成需要哪类服务或哪几类服务组合,进而获取每项元任务需要的天基信息类型,结果如
4 远程精确打击作战用户需求生成
4.1 远程精确打击作战用户任务分析
本节首先对远程精确打击的作战人员按照门户节点和职务进行分类,再结合上节中任务分解的结果,根据作战人员职责和元任务实现的功能,为每类作战人员分配对应的元任务。
在完整的远程精确打击作战过程中,应包含的作战门户节点有导弹作战部队指挥部、导弹基地指挥部、导弹旅指挥部、导弹发射营和发射阵地。导弹部队作战指挥部对作战地区态势全面把握后,结合己方导弹部队部署及武器情况,判断是否进行打击作战,并将意图传送到导弹基地指挥部。导弹基地指挥部接到打击任务后,需要掌握作战地区的态势情况,将任务进一步细分后下达到各导弹旅。导弹旅指挥部接到任务后结合各导弹营位置、所持武器种类和打击目标的状态进行任务规划,指挥各营协同作战。导弹发射营是基本作战单位,负责最终实施打击任务。
结合联合作战中作战人员角色职能[14],本文将作战人员分为指挥员、参谋人员、情报分析人员、效能评估人员和火力操控人员,并将其分配到各个作战门户中去。其中:指挥员的主要职责是把握战场态势,下定作战决心,敲定作战方案;参谋人员的主要职责是传递情报信息,作战决策分析,制定作战方案等,起辅助决策的作用;情报处理人员主要完成情报的收集、处理、融合及分发工作;火力操控人员的主要职责是接受命令后完成最终的作战行动;效能评估人员的主要职责是对打击效果进行评估,判断毁伤程度是否达到作战目的。基于角色的远程精确打击指控流程如
在确定作战门户和各门户中包含的作战人员类别后,我们结合作战门户功能和作战人员职责,确定每类作战人员需要执行的元任务。作战人员—元任务关系如
4.2 用户需求生成
5 结束语
服务需求生成是天基信息精准服务体系架构对不同作战任务进行服务的前提,明确作战任务中各参战人员对天基信息精准服务内容的需求对于用户需求的形式化表达、天基信息服务的发现与识别等方面具有重要意义。本文首先构建了天基信息服务模型,并将远程精确打击作战任务进行分解,以“需求—功能”的方式将元任务与天基信息服务进行联系,再根据作战人员作战门户节点和职能明确作战人员和元任务间关系,形成完整的需求链并将结果进行部分展示,验证方法的正确性和有效性。
END
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