C4ISR

信息化战争“魂”——C4ISR系统

http://popul.jqcq.com/times/wars/1051599130.shtml

2003-04-29 14:52:10 中国国防报

战争离不开指挥。一部战争史从某种意义上来说就是一部指挥手段不断改进的历史。农业时代，军队作战指挥靠的是令旗、号角、锣鼓、烟火等。工业时代的战争，特别是两次世界大战广泛使用了无线、有线电报、电话等工具以及侦察机、雷达、无线电侦听器、光学观测器等设备。随着科学技术的飞速发展，人类开始跨入信息社会，军队由机械化迈向智能化、信息化，指挥自动化系统便应运而生，也就是通常所说的 C4 I S R系统，即指挥、控制、通信、计算机与情报、监视、侦察等英语单词首个字母的组合。

指挥自动化系统是指在军事指挥体系中采用以电子计算机为核心的技术与指挥人员相结合、对部队和武器实施指挥与控制的人机系统。20世纪50年代指挥自动化被称为 C2（指挥与控制）系统。20世纪60年代，随着通信技术的发展，在系统中加上“通信”，形成 C3（指挥、控制与通信）系统。1977年，美国首次把“ 情报”作为指挥自动化不可缺少的因素，并与 C3系统相结合，形成 C3I（指挥、控制、通信与情报）系统。后来，由于计算机在系统中的地位和作用日益增强，指挥自动化又加上“计算机”，变成 C4I（指挥、控制、通信、计算机和情报）系统。近年来不断发生的局部战争使人们进一步认识到掌握战场态势的重要性，提出“战场感知”的概念，因此 C4I系统又进一步演变为包括“监视”与“侦察 ”的 C4ISR（指挥、控制、通信、计算机与情报、监视、侦察）系统。

一个完整的指挥自动化系统应包括以下几个分系统。

“神经中枢”———指挥系统。指挥系统综合运用现代科学和军事理论，实现作战信息收集、传递、处理的自动化和决策方法的科学化，以保障对部队的高效指挥，其技术设备主要有处理平台、通信设备、应用软件和数据库等。

“手脚”———控制系统。控制系统是用来搜集与显示情报、资料，发出命令、指示的工具，主要有提供作战指挥用的直观图形、图像的显示设备、控制键钮、通信器材及其他附属设备等。

“神经脉络”———通信系统。通信系统通常包括由专用电子计算机控制的若干自动化交换中心以及若干固定或机动的野战通信枢纽。手段包括有线载波、海底电缆、光纤以及长波、短波、微波、散射和卫星通信等。

“大脑”———电子计算机系统。电子计算机是构成指挥自动化系统的技术基础，是指挥系统中各种设备的核心。指挥自动化系统的计算机要求容量大、功能多、速度快，特别要有好的软件，并形成计算机网络。

“耳目”———情报、监视、侦察系统。情报系统包括情报搜集、处理、传递和显示。主要设备有光学、电子、红外侦察器材、侦察飞机、侦察卫星以及雷达等。监视与侦察系统的作用是全面了解战区的地理环境、地形特点、气象情况，实时掌握敌友兵力部署及武器装备配置及其动向。

军队指挥自动化系统以其突出的情报获取能力、信息传输能力、分析判断能力、决策处置能力和组织协调能力，在军队现代化建设和高技术战争中的地位和作用日益突出。可以预见，随着科学技术的发展，军队指挥自动化系统将越来越完善。

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美国的军事神经中枢--战略C4ISR系统

美国预计2010年及其以后的C4ISR结构有如下五大组成部分： • 牢固的多传感器信息网，可以提供所感知的战场空间的主要情况；

• 先进的战场管理能力，能比潜在敌人更快更灵活地在全球部署军队；

• 具有如下信息作战能力，即能够突破、对付或制止敌人感知战场空间环境，或制止敌人自由使用其部队；

• 有足够容量、柔性和网络管理能力的联合通讯网络，以支持指挥员和部队间的各种通讯要求；

• 信息防御系统，可以保护分布于全球的通讯和处理网络，不受敌方干扰或被敌方使用。

命令、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察C4ISR (Command，Control，Communications，Computers，Intelligence，Surveillance，and Reconnaissance)

C4ISR是指挥、控制、通信、计算机、情报及监视与侦察的英文单词的缩写。C4ISR系统是现代军队的神经中枢，是兵力的倍增器。美国战略C4ISR系统是美国军事指挥当局作出重大战略决策以及战略部队的指挥员对其所属部队实施指挥控制、进行管理时所用的设备、器材、程序的总称，是美国整个军事C4ISR系统的重要组成部分。

1．战略C4ISR系统的“大脑”

指挥中心是战略C4ISR系统的“大脑”。它主要包括国家军事指挥中心、备用国家军事指挥中心和国家空中作战中心三处。在指挥中心，美国总统兼武装部队总司令利用指挥链逐级向第一线作战部队下达命令，最快只需3～6分钟；若越级向核部队下达命令，最快只需要1～3分钟；只需40秒钟便可实现与主要司令部的电话会议。指挥中心是美国军事当局分析判断局势，定下决心，下达命令的中心，是C4ISR系统的核心。 国家军事指挥中心始建于1962年，设在五角大楼内。该中心负责平时至三级战备的指挥，分设四个室，分别是参谋长联席会议室、通信室、当前态势显示室以及电子计算机和屏幕投影显示设备技术室。该中心有3台“霍尼韦尔”6000系列大型计算机作为主机，用于处理各种军事数据。有6个2.4米×3米的大屏幕显示器，用于在紧急会议室显示敌我力量及其他情报。它拥有先进的通信联络设备如参谋长联席会议警报网、自动电话会议系统、紧急文电传输系统等终端设备。该中心存有8份进行全面战争的计划和60份在各种危机情况下行动的计划。

备用国家军事指挥中心始建于1967年，位于华盛顿以北约110千米的马里兰州里奇堡地下，工程设施加固，生存能力较强。它与国家军事指挥中心相连，设有军事指挥的重要数据库。当美军进入二级战备时便接替指挥任务。

国家空中作战中心，设在阿拉斯加州的奥弗特空军基地，原名国家紧急空中指挥所，在核战争中承担对战略部队的指挥与控制职责。1993年易名为国家空中作战中心，其职责也不再限于核战。该作战中心为4架E-4B型飞机，称作“尼普卡”，停驻在格里索姆空军基地，由奥弗特空军基地的指挥控制中心控制。国家空中作战中心平时不参与指挥，只了解情况。当美军处于临战状态时，它便升空待命。一旦国家指挥当局登上“尼普卡”，该中心便成为主要的指挥作战中心。因它能在空中机动，是美国战略C4ISR系统中生存能力最强的一部分。它配有大量的先进的电子设备，能同卫星、导弹潜艇、导弹发射中心、

国家军事指挥中心、备用国家军事指挥中心等进行通信。

2．战略C4ISR系统的“神经”

通信系统把各指挥中心、预警系统、作战部队以及情报部门等有机联系起来，形成一个整体。在美国战略C4ISR系统中，有通用和专用的40多个通信系统，这些通信系统构成纵横交错的网络，就象人体内的神经一样，将大脑的各种指令传给肢体，同时又将反馈信息有效地传给大脑。

美国战略C4ISR系统中主要的通用通信系统有国防通信系统、国防卫星通信系统、最低限度紧急通信网等。其中国防通信系统建于60年代初，由国防通信局负责管理和技术保障，三军负责维修。它主要保障美国总统同国防部长、参谋长联席会议、情报机关、战略部队的通信联络，保障国防部长与各联合司令部、特种司令部的通信联络,为战略防御提供情报。其中的北方弹道导弹预警系统建立最早，由3个大型雷达站组成，可提供15分钟的预警时间。但该系统对付低空目标和多目标的能力较差，为了改变这种状况，美军于70年代起对其进行改进。改进后其功能大大提高，如图勒站的作用距离从原来的4800千米增到5200千米，扫描范围扩展到240°。

潜射弹道导弹预警系统由预警卫星和陆基预警雷达网承担。前者发现来袭目标，后者进一步跟踪、识别和获取精确数据。此外，空间监视系统和海洋监视卫星对系统提供支援。潜射弹道导弹预警雷达网，由潜射弹道导弹预警系统和大型固态相控阵预警雷达组成。其中，前者可对从大西洋和太平洋发射的潜射弹道导弹提供约6分钟的预警时间，后者作用距离500千米，探测高度4.5万米。

预警卫星系统由于具有监视区域大、不易受干扰、生存能力强和提供的预警时间长等优点，现已成为美国战略预警系统中最重要的预警手段。美国的预警卫星系统是3星组网，

导弹发射后几秒钟，该系统就能探测到，并在3～4分钟的时间内将信息传到北美航空航天司令部。它在对洲际弹道导弹和潜射导弹进行预警时，可分别提供25分钟和15分钟的预警时间。

3．战略C4ISR系统的前景

美国经过数十年的经营，建成了体积庞大、自动化程度高的战略C4ISR系统，为实现其霸权主义政策和军事战略提供了有力的保障。但要看到事物的另一方面，C4ISR系统并非十全十美。一是它易受攻击，生存能力弱。由于精确打击技术、反卫星技术和“黑客”技术的发展，在先进作战理论的牵引下，C4ISR系统将是兵家打击的重点目标。二是它的互通性能差。由于美国各军兵种长期以来各自为政，并且受战略武器的特性所限，使美军战略、战术与盟军的C4ISR系统之间相互沟通有一定的困难。目前美军针对系统的弱点，加快改革的步伐。美军以“勇士C4I”计划为蓝本，在近期内对各军种C4ISR的系统进行系统集成，实现最大程度的互通，远期目标则是建立一个多级保密的全球无缝信息网。美军1996年开通了“全球指挥与控制系统”，取代服役多年的“世界军事指挥与控制系统”，新系统大大提高了数据兼容能力，为全军提供了通用的操作环境，为实现“勇士C4I”计划打下了坚实的基础。

到下世纪初，天基红外探测系统、海军协同作战系统、新型无人飞机等信息系统将进入现役。其中全球广播系统是由卫星、光纤及无线电话网络组成的大型全球信息系统，该系统将联通各军种C4ISR系统，为各联合司令部提供近实时战场图像，可将目前通信系统的容量提高500倍以上。海湾战争中需数小时才能完成的情报信息搜索、处理、传递功能，该系统将只需数秒即可完成。美国国防部称，高效的信息基础设施和一体化C4ISR的系统，能使美军具备近实时发现、跟踪、定位和攻击地球表面任何目标的能力，在正确的时间、地点精确地使用兵力，并提高国防管理的效益和效率。

C4ISR系统的作战运用

建设信息化战场，夺取信息化优势，建设信息化军队，打赢信息化战争，一切基础在于实现武器装备的信息化和作战空间的网络化。

C4ISR系统的发展

发现目标就意味着打击目标，而打击目标就意味着摧毁目标。因此，及时准确地发现目标，是精确打击目标的基础和前提。发现目标，主要通过侦察监视和预警系统实现。美军的侦察、监视和预警体系非常健全，基本覆盖了所有维度、所有空间、所有频段。对地面目标的侦察、监视和定位，主要是依靠空天一体的C4ISR系统。电子信息装备在作战中的运用效能，主要是看信息化和一体化程度的强弱。所谓信息化和一体化，核心是C4ISR系统，目的是发挥粘合剂和力量倍增器的作用。这些作用主要表现为三大特点：技术融合，系统集成。武器装备是形成战斗力的基础，武器装备的数字化和网络化，是实现一体化作战和联合作战的物质基础。机械化装备主要是强调个性化和独立性，是纵向力量的放大和增强。信息化武器装备强调技术融合、系统集成，横向一体化，强调综合多功能，在不增加装备数量的情况下，通过综合集成使力量倍增。武器装备信息化，必须要具备互联、互通、互操作能力，纵向成系统，横向成体系，纵横双向成网络，只有这样，才能成建制、成系统、成体系形成一体战能力。武器装备实现信息化之后，体系对抗就成为战争对抗的主要因素，陆、海、空天电等多维战斗空间将融为一体，不同国家、不同军兵种、不同部队的不同装备能够在技术上融为一体。

结构优化，固强补弱。一体化作战体系的结构优化和固强补弱的特征主要表现在三个方面：一是不同装备之间能够实现力量互补。武器装备实现信息化和一体化之后，就能够以网络为中心，相互之间在作战能力上也就能够固强补弱，优化结构，发挥最大效能；二

是不同国家之间能够实现力量互补。木桶原理在机械化战争中强调的短板效应，在信息化战争中得到了弥补，短板效应的结构性缺陷不再明显，因为在网络中心战和横向一体化环境中，网络各节点之间是相互弥补、资源共享的关系。三是不同军种之间能够实现力量互补。机械化战争中，陆、海、空三军在各自战场遂行独立的军种战役，都会因战场时空范围或受地理、地形、气象等条件的限制而影响作战效能的发挥。C4ISR系统把三军融为一体之后，各自不再有完全独立的战场，战场出现一体化趋势，在这样的战场上，陆、海、空三军联合作战，力量取长补短，固强补弱，原来时空范围和物理条件的限制不再成为作战效能发挥的制约因素，因此各军兵种都能够把各自的力量发挥到极致，使之呈指数增长。

横向一体，效能可控。信息化武器装备强调质量效能，结构决定功能，数量规模虽然仍很需要，但不再是决定作战效能的关键要素，最关键的要素是武器装备信息化，以及信息化后的结构优化。信息化武器装备的结构优化特征是扁平化。如果从战术、战役到战略层面的指挥控制系统实现了信息化和一体化，战略指挥员就可以直接指挥到单兵，单兵也完全可以直接向战略指挥员报告情况，机械化时代形成的战役战术等庞大的中间多层次指挥机构就成为作战的障碍和累赘。由于信息的实时化和控制的有效性增加，战争变得更加可控，更好驾驭。

C4ISR系统的运用

海湾战争期间，美军和多国部队所建立的战区通信网络是有史以来最大、最多、最全、最先进的，它运用卫星通信技术和数字化通信网络技术，把数十年来各国研制、生产和装备的各种战略、战区及战术通信网络和设备全面融合，综合为一体化的高效率的C3I通信系统，以98%以上的高战备率确保白宫、五角大楼、后勤支援基地与中央总部、多国部队和基层作战部队之间的联系，确保洲际之间、战区与本土之间、多国及友邻部队之间、各军兵种之间、飞机、舰艇和坦克等作战平台之间，以及上下、左右、纵横、交叉的不间断

的持续通信和信息交换。海湾战争总指挥施瓦茨科普夫上将当时在沙特首都利雅得开设战区指挥部，各下属司令部也是在沙特开设。施瓦茨科普夫与各级指挥官讨论重大问题或研究作战方案基本是采用开会或面对面商谈的方式进行，各级指挥机构信息沟通也是采取电话、电报、软盘传递等方式进行。

科索沃战争是第一次大规模实战运用全球一体化C4ISR指挥控制系统。C4ISR系统的全球化、网络化、一体化和实时化特征，从根本上改变了传统的战略、战役和战术的区分概念，战略指挥员其实已经具备指挥战术性作战行动的能力，中间的战役层次事实上已经没有必要存在了。科索沃战争中美军首次启用远程异地实时电视电话系统。战略、战役和战术级指挥官，在科索沃战争中每天召开一次电视电话会议，审视作战行动的进展，协调后续的作战行动，传达上级的作战意图。这种新颖的数字化、网络化会议系统，对于及时通报情况，掌握战争全局，统一思想和意志，了解不同部队作战行动，减少相互之间的误会和摩擦，在准确的时间和地点集中兵力兵器，实时信息传递、快速定下决心和平行制定作战计划等，发挥了极为重要的作用，得到各级指挥员的好评。

在科索沃战争中，由于牵涉到北约十几个国家联合作战，所以还是沿用了传统的战略、战役和战术三级指挥体制。战略层次，是指远离战区并对整个战局进行战略控制的最高指挥当局，主要是对战争全局和作战指导等重大问题进行决策。战役指挥层次，基本上属于战区指挥机构。欧洲盟军最高司令部是负责科索沃战役指挥的最高指挥机构，这一机构设在比利时蒙斯，担任科索沃战役总指挥的战区最高指挥官克拉克上将，就是在这个距离战区2000公里以外的蒙斯总部进行指挥的，这是战役总指挥第一次远离战区进行遥控指挥。正常情况下，北约南欧战区常设地区性司令部负责战时联合作战指挥任务。这些司令部包括南欧盟军海军部队司令部、南欧盟军空军部队司令部、欧洲盟军司令部快速反应军司令部，司令均为中将和上将军衔。但是，在战役指挥层面，战争中又产生了两个重大变化：一个是临时任命常驻大西洋和欧洲的美国海、空军司令兼任北约盟军战区最高指挥，另一

个是在战区战役指挥层次上面又临时增设了一个指挥层次。这样可能考虑到便于与北约部队指挥协调，但更深层次反映了美军对北约的不信任，希望大权独揽。从战区战役指挥层面来看，显得非常混乱，许多指挥层次从技术上来看完全没有必要，之所以设立是考虑到现行体制的需要。战术指挥层次，是指舰艇、飞机等战术级别的指挥机构，主要是执行具体的战术作战指挥任务。其中，空军的战术指挥层次是盟军空中作战中心，它是联系飞行员和空中指挥引导员，并指挥空战的神经中枢，是一体化的作战指挥系统。

阿富汗战争中，美军刻意试验网络中心战和扁平式指挥的能力，所以没有按照战略、战役和战术层次设立指挥体系，也没有在阿富汗战区设立前沿指挥部，只是在美国本土设立了一个战略总指挥部，下面直接就是战术指挥层次，所以这场战争的指挥实际上是一场战略性战斗的指挥尝试。所谓网络中心战，其核心就是超越军兵种条块分割的传统指挥模式，实现横向一体化协同作战，各作战单位共享情报资源，信息畅通无阻，实现实时指挥和控制。阿富汗战争期间，美军首次试验网络中心战取得了一些成果，比如，从阿拉伯海航空母舰上起飞的舰载机，有80%以上事先并不知道要去战区的什么地方、攻击什么样的目标，只是在起飞以后的飞行途中才接到指挥系统发来的最新任务指令，这时飞行员便可在指挥系统的引导下，选择最佳路径和方式对目标进行攻击。从阿富汗战争开始，网络中心战就已经正式进入作战程序，在这种作战程序中，指挥机构的指挥员和参谋人员最主要的不再是听取下属发来的请示，也不再是拟制电报或下达话音指令，而是在C4ISR系统的辅助指挥控下，侧重于做好这样三项工作：一是通过C4ISR系统掌握敌我双方的情报，驱散战争迷雾，定下作战决心；二是进行作战规划计划，提前下达作战任务指令，确定联合作战中各部队的具体认为是、出动批次、作战任务、作战目的、作战要求，具体各部队如何实施没有必要进行统一部署，只是提出准确的打击时间、地点、目的和要求即可，按照委托式指挥原则由部队自行协同；三是进行毁损评估，对上一次任务的执行情况进行监督和评估，以便确定下一批次的打击任务。

伊拉克战争中，由于地面部队的大规模介入，所以美军又恢复实施三级指挥体制。战略指挥部仍然设在美国本土，技术上主要依托全球指挥控制系统（GCCS）；战区指挥部中央总部司令部设在卡塔尔，中央总部陆军司令部设在科威特，中央总部空军司令部设在沙特，中央总部海军司令部设在巴林；战术级指挥机构分别在各司令部下设立战术作战指挥中心。战争中，美军使用了全球一体化指挥控制系统。C4ISR系统的全球化、网络化、一体化和实时化特征，从根本上改变了传统的战略、战役和战术的区分概念。战争中，网络中心战发挥了重要作用。网络中心战中，指挥机构的指挥员和参谋人员不再是忙于听取和答复下属发来的请示，而是侧重进行战略谋划、战争规划计划、作战任务区分，并提前下达任务指令。所有这一切，都采取委托式指挥方式，借助C4ISR系统进行联合作战。

C4ISR系统的构成

全球战略指挥控制系统

美军全球作战，主要依赖全球指挥控制系统进行指挥协调。这个系统是美国1962年组建的战略指挥控制系统，当时主要目的是应付核大战，所以在没有经过总体论证和整体设计的情况下，就匆匆忙忙地把各军兵种及国防部的现有系统和设备拼凑在一起，组成了最初的战略C3I系统。由于没有设立专门的管理机构，加上数据格式不统一，互连互通有困难，所以直到70年代初还是一个松散的联合体。之后，经过统一管理和规划，并改造了计算机等关键设备，统一了数据格式并实行了标准化，才使该系统处于良好的运行状态。1991年海湾战争中，美国启用了这套系统，在海湾发挥了重要作用，但也暴露了兼容性差、互通性和信息共享能力差和设备老化等缺陷。战争结束后，经过大规模更新和改进，1995年重新命名为“全球指挥控制系统”（GCCS）。全球指挥控制系统主要由三大块组成：一是侦察探测系统，包括侦察和预警卫星、预警飞机和地面雷达预警网等；二是指挥控制中心，包括国家级、国防部级、军兵种级、驻外司令部级和分散在世界各地的指挥中心等；三是

通信系统，主要是国防通信系统、国防卫星通信系统和舰队卫星通信系统，其余的还有远程对潜通信系统和最低限度紧急通信网等。

战略通信系统是全球指挥控制系统中的神经网络、纽带和桥梁，没有它，侦察预警系统的情报就无法向各级指挥中心传送，各级指挥中心掌握不了情报信息就不能对局势做出判断并定下决心，分散在美国本土或世界各地待命的作战部队既不了解威胁态势、又接不到作战命令，所以战斗力再强也将是无所作为。通信的重要性是不言而喻的，因此，美国动用40多个通信系统组成了这个战略通信网络。国防通信系统是全球指挥控制系统中最重要的一个基础性通信系统，它主要由自动电话网、自动数字网和自动电话保密网三个分系统组成，其中，自动电话网正在被具有远程话音通信功能的“国防交换网”所取代，自动数字网也正在被采用广域数据网技术的“国防数据网”所取代。全球指挥控制系统中的国防通信系统在海湾地区开设了3个主节点和9个分节点，从而把海湾地区所有的指挥系统都接入到整个战略通信网络之中。

情报侦察监视系统

如果说战略和战术通信系统是C4ISR系统的神经中枢的话，那么侦察监视系统则是C4ISR系统的耳目；通信系统是顺风耳，侦察监视系统则是千里眼。侦察监视系统具有强大的态势感知能力，它分布在天基、空基、地基和海基平台上，构成了全天候、全天时、立体化监控体系。伊拉克战争中，天基侦察监视平台中包括成像侦察、电子侦察、海洋监视、导弹预警等50多颗卫星，空基侦察监视平台包括十多种有人侦察机和近十种、上百架无人侦察机；地基侦察监视平台包括各种夜视装备、地面侦察雷达和抛投式地面遥感侦察装备等；海基侦察监视平台包括远洋海上侦察监视舰船、航空母舰携载的预警机、侦察机、侦察直升机、宙斯盾防空系统及舰载雷达等。

伊拉克战争中，美国在本土有21处、本土之外基地上有33600名人员对航天侦察监视系统进行支持。美国部署的军用卫星系统覆盖了对伊作战所需的各个信息领域，动用的卫星包括侦察卫星、通信卫星、导航定位卫星、资源卫星和气象卫星等。在侦察卫星方面，主要包括3颗锁眼光学成像卫星，3颗长曲棍球雷达成像侦察卫星，3颗入侵者电子侦察卫星和12颗二代白云电子型海洋监视卫星；在导航定位卫星方面，共投入了GPS—2和GPS—2R共24颗卫星，定位精度从16米提高到10米。还动用了由14颗国防卫星通信系统卫星、4颗军事星和跟踪与数据中继卫星组成保障伊拉克战区战略及战术通信的天基信息传输系统。此外，租用了一些商用卫星，主要是地球资源卫星和气象卫星等。在空基侦察监视系统方面，伊拉克战争中一个最大的特点就是无人机的大量使用。无人机、巡航导弹和灵巧弹药在战争中的大量使用，标志着机器人战争和智能化战争的开始，象征着信息化战争在步入一个崭新的阶段。海湾战争中，美国主要是海军的先锋和陆军的猎犬无人机。这些无人机还不是美国研制的，是从以色列购买的，当时战列舰上的406毫米巨炮射程在45公里以上，所以要用这种无人机为火炮进行目标校正，以提高命中精度，战争中也进行了战场战术侦察。

阿富汗战争中，无人机的使用比较广泛，美军首次试验了全球鹰、指针和捕食者三种无人机。全球鹰是一种高空长航时无人侦察机，主要用于连续监视高空、远程和长续航时间的侦察任务。飞行高度在20000米左右，最大续航时间大于42小时，每日监视范围可达137万平方公里。捕食者是中空长航时无人机，主要用于小区域或山谷地区的侦察监视工作，可为特种部队提供详细的战场情报。升限7620米，续航时间40小时，在目标上空的巡逻时间可达24小时。阿富汗战争中首次携带地狱火反坦克导弹成功摧毁地面目标。

伊拉克战争中，不仅再次使用捕食者无人机携带反坦克导弹摧毁了伊军一辆自行高炮，而且首次使用了龙眼和影子200等无人机。影子200是陆军研制的一种小型战术无人机，可用于进行近实时、高精度、长时间的侦察、监视和目标获取及毁伤评估。空重75公斤，

连续侦察时间4个小时，最大航程125公里，飞行高度3000米。伊拉克战争中使用了10架龙眼无人机，它是一种小型、全自动、可返回、手持式发射的无人机，用于为海军陆战队小部队提供侦察和危险探测能力。飞行重量仅约23公斤，锂电池可以保证无人机以约76公里时速飞行60分钟。二人小组可以在10分钟左右完成组装发射。无人机可获取目标的日光型或红外图像，并能通过数据链将图像信息实时传输给用户。

战术区域数字通信系统

战区的战术通信主要依赖战术区域数字化通信网，它是一种采用数字化通信设备的栅格状地域通信网络，主要是在集团军或师的作战地域内进行联合作战的作战指挥控制和通信联络。网络内开设有若干通信中心和节点，以无线电接力线路、电缆、卫星通信线路或无线电台通信网连接起来，形成一个覆盖范围较广的野战通信网络。这种网络的主要特点是：机动性强，可行进间通信；可靠性高，一个或多个节点及通信中心发生故障或毁损不影响其他线路的畅通；由于栅格状网络纵横交错、不分主次，所以敌人很难确定司令部位置。海湾战争中，美国和多国部队就开始使用战术地域通信网，主要是美国联合战术信息分发系统、三军联合战术通信系统、机动用户设备，英国的松鸡地域战术通信系统和法国的里达自动综合传输网。

联合战术信息分发系统。联合战术信息分发系统是美军1974年研制、1983年开始装备空军预警机并用于三军联合作战的数据通信网络。联合战术信息分发系统广泛装备美国和北约参战国陆、海、空及海军陆战队的飞机、舰艇、地面指挥控制中心和防空中心，其主要特点是没有主台和属台之分，网络中任何用户都可通信，互不干扰；保密性好；采用扩频跳频技术，抗干扰力强；容量大，功能多，集通信、导航、测距、敌我识别于一体。它是一种多功能数字数据和话音通信系统，采用了扩频技术和时分多路存取技术，工作在965—1215兆赫频段。

可容纳10—20个网络，每个网络容量为1520—2560个用户，有效工作半径300—500公里，以预警机为中继站时通信距离可达1000公里。

三军联合战术通信系统。三军联合战术通信系统是美军80年代中期开始装备的先进通信系统，是陆、海、空及海军陆战队共用型区域通信网。海湾战争时尚处于模/数共用、以数字为主的阶段，1992年以后已实现全数字化通信。美国三军联合战术通信系统中有一个非常重要的分系统，就是移动用户设备系统。这是一个类似于民用移动电话那样的多节点全数字化无线电电话系统，是一种新型、小规模的区域性通信网络，其特点是全数字化，能在陆上或空中机动，具有较高的自动化功能，操作简单，生存力强。1988年开始装备美国本土的四师一旅和驻欧部队的三个师。移动用户设备通信网可在一个军（或5个师）37500平方公里的作战地域内，为8100个用户服务（其中机动用户1900个，固定用户6200个）。系统可提供话音、数据和传真通信，可与战略通信网、民用通信网互通，也能与卫星通信终端相连，可为军、师两级部队在更大范围内通信提供方便。伊拉克战争中，地面部队配备了先进的信息、指挥系统，如第四机步师装备了8000套21世纪旅及旅以下战场指挥系统（FBCB2）。它是基于战术互联网的新型战场通信系统，可将GPS数据、空中侦察机和地面部队及中央情报局等机构的信息进行融合，实时向参战部队提供。其最大特点是通过战术互联网将平台相互连接，传递态势认知数据，跟踪敌军和友军，了解战场态势。其他部队装备1000套，第三机步师和第7旅也有装备。

（责任编辑：毕磊）

C4ISR/武器系统设计与开发的系统性能建模

棣华 编译 http://www.hub.cetin.net.cn/info/200309/2003092702.htm 摘 要 本文论述进行模型和离散事件仿真开发的有效过程，这是系统工程设计工作的一部份，用以支持指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、侦察（C4ISR）和武器系统开发。在系统的整个寿命周期应用建模和仿真技术已经被明确为防御采购改革的一个要

素，并经证明在减少费用、降低风险、提高系统性能方面卓有成效。

为提议的系统开发一种可执行模型，包含功能结构、过程模型、规则和数据表示，以保证设计概念达到功能要求。当该项工作深入到体系仿真或部件仿真阶段时，就可能评估系统性能。一种系统虚拟模型可用来检测这些特征并验证是否满足运行要求。本文为开发系统性能模型和仿真，包括提醒项目管理者注意的关键领域进行逐一讨论。

关键词 C4ISR 系统建模 仿真

模型是系统的抽象表示，它提供了系统如何工作的逻辑描述。模型可用来深入了解系统结构、运行及与环境的交互作用。当模型嵌入到软件并可在计算机上执行时，系统在各种条件下的行为和性能，及可供选择的系统概念可在耗巨资进行系统开发之前得以验证。建模使系统设计者不必有真实的系统就可做系统试验，或不必生成复杂的真实环境与系统进行交互。

1 系统工程中的建模

建模和仿真技术的恰当应用已被美国国防部指定为采购政策的重要要素。正如美国国防部5000.1指令指出，建模和仿真将用来减少时间和资源耗费、降低采购风险，同时提高将要采购的系统的质量。“仿真测试和评估过程”（STEP）是美国国防部的重要倡导项目，重点是将建模和仿真结合到测试和评估中，贯穿系统寿命周期。美国国防部的STEP指南指出，“系统与仿真的可置信表达可提供对系统性能、风险和风险调节、作战效率、生命力、适应性的及早的连续的深入理解、规划和预测，并支持采购分析、要求分析、费用分析、训练和用户交流等方面”。图1所示概念表明从STEP仿真、测试、分析和评估过程的应用所获得的知识可有根据地评估系统能力是否满足要求。

图1 STEP评估过程

2 系统开发与结构建模

SPAWAR指挥、控制、通信、情报、监视和侦察（C4ISR）体系结构框架以多种方法来表达一种体系结构。每种方法提供了对系统的不同了解。SPAWAR方法始于作战使命和支持任务分析，被分解成完成任务和使命所必须行使的功能。作战概念驱动其组织或作战体系（系统节点及其关系）并影响提供资源完成所要求的功能的物理结构。功能结构确定要行使的功能，及其序列、控制机理、输入和输出。功能结构可表达为若干模型类型，包括：

·过程模型：诸如功能性或数据流程图，描述系统如何根据建模过程已确定的功能来运行。

·数据模型：描述数据结构及过程模型中确定的数据实体之间的关系。

·规则模型：定义或限制把输入或控制转变为输出的系统行为。

·动力学模型：描述系统从一种状态转换成另一状态的条件。

图2 体系结构概念和模型

以上每一种功能结构确定了系统的不同方面，有助于了解系统将怎样运行。但是，这些都是静态看法。还不具备对系统要素之间难以数计的动态交互的综合结果的深刻了解。当一个系统的过程、规则、数据流和动力学被确定下来时，就构成了系统的功能体系结构。产生一个可执行的性能模型，要把功能体系结构与至少某些方面的物理结构和定义的组织关系结合起来，并结合作战概念驱动的所有东西。当这一工作进行到下一步时，加入性能值和概率响应，建立动态仿真，就可能对作战条件下可能的系统性能获得更深入的了解。这是对复杂系统进行工程设计的基本要素。图2所示的“性能模型”说明了这些结构概念和模型间的关系。

3 系统工程设计过程中的性能建模

系统工程设计的难点是定义这样一个系统，该系统在可能的作战条件下，在成本和进度约束下能按要求的作战能力有效运行。这通常要有一个迭代的设计方法，如图3所示。分析要求说明以定义功能性能力、运行和系统结构以及直接与要求相关的性能测量。一旦定义，在系统部件上分配各项功能，布署初步性能预算，检验可选的功能配置、处理流程、资源等级，并将分析结果写成文件。随着可选项得到评估，其结果送入修改的性能预算，送入下一级要求说明和系统规格说明。简化这一过程的关键工具是性能模型，用它来解决

系统开发中的关键问题和要害部分。开发和应用性能模型是本文的重点。

3.1 性能建模

在系统开发中应用动态离散事件仿真使系统开发者和用户能够：

·在实际建立起系统之前确定预期的系统行为和性能

·求得一种认识，系统为什么以这种方式运行，怎样做可使它运行更好

·找到系统性能中的障碍，诸如备份引起缓冲和排队、耗时过程以及处理器速度慢或通信带宽不足引起的吞吐量降低

·鉴别侯选的自动处理过程

·考查修改系统所产生的影响

·检查运行过程中调整序列所产生的影响

·估计系统资源要求——人、机、材料及变更资源等级所产生的影响

·确定修改系统可靠性等级对系统性能的影响

·向用户和将实现这些预期能力的设计人员很好地说明系统的概念

·考查设计人员和用户对设计要求的理解 一种经常被忽略的东西是通过模型开发

过程获得的对系统要求的深入理解程度。模型所表示的系统由一系列的原语组成，它们是队列、时间延迟、概率分布、方程式、发送程序、处理程序等。这些都十分具体明确，表明系统在做什么、什么时候做、如何做、为什么这样做。当设计人员和操作人员预演模型时，每一过程、每一决策点、每一逻辑规则、每一假设都受到了检验。这一切具有高度的启发意义，而且最根本的意义是节省时间和金钱。

4 模型开发

4.1 问题定义

第一步是定义开发小组所关心的问题。这一过程是识别那些必须回答的问题、回答问题所需的信息、及所要求的细节程度。随着对问题研究的深入，有关的性能参数——系统运行的要素——将被鉴别出来，由模型收集。定义问题和确定模型必须生成的信息的重要部分，是确切地说明在系统的处理流程中性能数据在何时何处受到测量，根据这些数据生成什么样的图表和图象。 同时，必须确认用来评价系统性能的性能测量（MOP）和有效性测量（MOE）。MOP测量系统本身而不处理外部环境因素，MOE则测量系统与外部环境交互所产生的反应。通常，感兴趣的性能测量是时间、速率、精度等方面。一个例子可以是引擎的每分钟转数。诸如信息吞吐量、容量、响应性、及时性可以形成有效性测量，使系统性能可根据相应的问题作客观比较，这是要求的关键。例如，对一辆汽车的有效性测量可以是加速度，或考虑环境条件下的汽车上路行驶情况。 重要的是，需回答的问题要尽可能完整精确地拟定，因为它们决定建模者将采用的方法、所要求的细化程度及分析后必须生成的输出数据。随着工作进展和对系统运行的更深入了解，问题将被细化。而慎密的早期设计思想将有助于确保建模工作正确地找到重点并顾及全面，从而获得成功。问题的定义包括描述要仿真的作战环境和体现系统布署的作战概念，这是模型设计的动因，并最终以此测量系统的有效性。

4.2 试验设计

列出所关心的问题清单、分析目标说明和专项分析要求，然后就可以在模型开发之前设计出将用模型来做的试验。试验设计应该包含需修改的要素，需测试的数值范围，要使用的环境或剧情以及要运行的仿真次数。这些都应形成试验设计文件。虽然大多数试验计划都肯定还要细化，但先打草稿还是很重要的，以便确保所设计的模型能够产生所需的信息。 开发之初，有必要让所有投资者参与，以形成非正式的期望结果或“成功准则”，这有助于保证建模者深入理解他们要努力去实现的目标。模型的作用域、边界、局限性及细化程度等都必须在进行下一步工作之前达到一致的理解。

4.3 系统表示要求

系统表示要求是描述模型要模拟什么，一般采用功能流程图的形式并描述处理过程，加上实现功能所用的输入、输出、控制、决策逻辑、接口和资源。这些描述不必很全面，也可能无法全面，而且在任何情况下都可能因行为建模的结果而变化。最基本的是理解系统组成部分、相互作用以及可能随系统运行而变化的因素或以不同方式引起系统反应的因素。下列是为解决所关心的问题而必须细化的事项：

·要表示的作战实体和系统节点，它们的相互关系及它们之间的连通性。

·在体系节点之间交换的信息是接受检验的系统性能的重要要素，必须加以定义。这包括数据类型和大小、交换频率、可采用的数据路径，预定的数据分布，赋予数据意义的属性。

·支配或描述系统运行的作战概念。

·系统功能流程：运行过程、序列、输入、输出、控制、完成每一处理过程的资源，支配过程中做出每一决策的逻辑。

·子系统或系统要素性能参数及数值，如带宽、消息大小、通信协议、数据率、完成每一功能的延迟时间、缓冲容量、及其它有关系统性能的重要因素。

一个模型不必太复杂，不必超出它所需解决的问题，因为模型只为解决这些问题而建立。在支持系统工程设计工作中，有效利用建模资源的重要手段是只建解答所关注问题的系统重要部件的模型。对这些部件的建模只求达到必要的深度，不是越详细越好，太详细反而会使模型难以使用和理解。建模工作应将重点放在关键系统功能，对此如何判断应根据所要解决的问题而变化。在C4ISR系统中，关键功能通常是那些要求紧要时间或其它紧要资源、占据紧要路径、要求人工决策，或生成执行关键功能所需的输出数据的那些功能。仔细评估问题可以简化模型，略去不重要的要素，合并几项处理过程或表征处理过程，而不用直接地给它们建模。一种逐步增进的方法非常有效，其初始模型非常简单地近似系统。随着设计概念的逐步成熟，及对问题和系统更深入的理解和洞察，模型将逐步细化和增强。系统表示要求形成“规格书”，据此构造和验证模型。

图3 简化的系统工程设计过程

4.4 模型结构审查

当建模工作完成到这样一个阶段，即综合起系统节点、要素、处理过程和信息流时，应该按工作阶段进行联合审查。这一审查要包含系统设计师、系统工程师、客户组织中与此相当的人员以及模型开发者。对每一处理过程和逻辑运算都应该仔细地，逐块地审查。审查重点是对系统行为和连通性的模型表征取得一致意见。

许多建模工具可以从市场上买到，市场提供的基本构件可组装起来表达要实行的功能过程。这类构件包括表示队列、延迟、概率分布等的图形对象。这样就简化了审查过程。例如，图4所示是一个无线电部件模型（用COTS工具扩展），其中，输入报告被排成队列，持有处理延迟（延迟时间从输入数据表读出）然后通过基于某阈值的开关发送。接下来，报告被显示，并根据概率分布要么继续发送，要么略掉。图象显示令非建模型人员也能够了解系统将如何运行，并能验证建模型者的功能过程表示。

图4 模型样板

在审查期间，重点应放在建模的目的上。假定模型能回答某些问题，而不是所有问题，因此，模型某些部分的研发应比其它部分更加详细。这种观点就是要确信：紧要部分要开发得足够详细以便提供所需的信息。例如，在模型开发中，为了验证一群舰艇与飞机之间战术数据交换的及时性与精确性，通信网络就应该研究得很细，而舰船的适航能力就只作粗略的处理。这一点很重要，应牢记在心。当表示要求首先被开发出来，随后模型确信可用时，它应当被恰当地肯定用于某种目的，而不能用作它途。

在复杂的开发过程中，应该有多次审查，可能审至模型递增部分完成为止。意思是：不允许建模工作完全独立地进行，这太容易走弯路和浪费时间，往往费力建立起来的东西不是客户所想要的。

4.5 模型参数开发

模型开发之中，许多输入参数，例如处理时间延迟，是不能立即得到的。模型可在参数缺省的情况下先行构建。实际上，模型需要适当的参数值，这些参数都可以从工程测试结果、规格说明数值、样机研制、工程设计评估、或恰当的预算值的研究中获得。

在试验阶段，系统分析员可能想改变子系统性能值，以便观察它们对全系统性能的影响。一种有效方法是将模型连接到电子数据表，启动仿真，将性能值读进模型。这样做有几个好处：仿真中所用的性能值是固定在一个地方的，现成可见，可用数据源参考形成文件；可以改变数值而不必进入模型去寻找所有要用到数值的地方。当经常改变各处理过程性能数据以观察它们对系统性能的影响时，这一方法简化了后续试验的建立过程。相同的电子数据表也提供了收集输出数据的逻辑方法，随着仿真完成，还提供了获取每次试验结果的输入条件的方法。

4.6 模型测量点设置

必须获取模型产生的数值来估计系统性能和有效性。通常，这些数值关系到定时、精度、处理程序与资源利用、队列长度与等待时间、项目在模型各点的到达与离开以及属性数值的改变。随着每一仿真项目经历各种各样模拟过程，数值在模型内生成。模型测量点设置意味着在每一感兴趣的点插入数据收集块。各种测量形式都是可用的，如图形仪、直方图、数据块等，这些数据块捕获最小和最大值或生成与通过数据块的项目有关的统计数据。可配置模型将结果数据写到外部文件，包括电子数据表和文本文件，用于脱机分析。 测量模型可能耗费时间，为使测量有效，建模者开始工作之前，必须让用户确认他的数据需求。比收集大量数据更麻烦的是，往往用户只关心第一发炮弹何时打出炮口，而不问最后一发炮弹何时命中目标。测量方式因建模工具不同而不同。进一步说，测量意味着插入了收集、计算并显示性能度量的数据块。一般而言，模型测量点设置类似于插入探针，让使用者检验某些状态参数，以此作为输出值，或者提供进一步深入分析的基础。

4.7 模型测试

测试内容逐步增加，检测每一过程块以确保其参数、信息流、内部连通性没有错误。项目属性和数值信息在每个程序块内提取，以验证（说明）正确的值正在生成。一旦所有分层的过程块成功地完成测试，就运行整个模型并观察检测过的数据的合理性。修改输入参数，再测试，直到确信没有数据相关模型构建错误。 4.8 形成文件 显然，与往常一样，简明完整的文件很重要。至少需要两种类型的文件。第一类已经提到过了——将模型中用到的参数值写成文件，这有助于验证、确认，并用于解释试验结果和维护模型。第二种文件用途有些不同，它使模型易于理解和使用。模型应该在内部附有简明注释，并有文本简要描述要模拟的过程。例如，可以在模型内适合的部份插入注释，如，“此处战斧使命数据装入发射装置”。另外，应该注明构建模型的每一原始程序块在该模型中的用

途。例如，“该队列保留‘使命数据修正’条目，至下一发射进程接受”。如果模型被适当地注释，就有助于理解被建模的系统应该怎样工作以及每一小的模型块在干什么。这件工作完成后，就更容易向模型的雇主和其它用户解释模型，并验证系统处理过程的模型表示。可以合理地期望模型开发者把模型提交给分析员或工程设计小组成员，然后就可以用模型按要求进行试验了。

5 模型验证、鉴定和使用

5.1 验证

模型验证是“确定模型的运行准确表达了开发者的概念性描述和规格说明的过程”。验证是为了研究该模型正确地表示系统行为的置信度，并能准确预测预计的系统的性能。这有两方面：第一，确保模型行为方式与预计的系统相同，第二，模型所用的性能参数适用于当前目的。

模型验证的第一步是确认模型已建立起来并忠实地反映了预计的系统。即准确地抓住所表示的运算过程和功能过程。这些工作一般通过课题专家（制定或开发系统的人）与当前/预期的系统操作人员交互工作并通过检验当前设计与作战概念文件来完成。这项工作所涉及的校验内容是每一过程的正确表征，结果使控制事件、过程的输入/输出数据流、每一过程中运用的逻辑、以及运行过程所用的资源等都是以捕捉其基本特征的方法来建模的。验证工作应该确认：模型产生的行为征兆与真实系统行为在同等环境下是一致的。例如，为一个传统系统建模，已知其负载在达到某种程度时陷入困境，那么建立的模型应如实反映出这种情况。而许多实际情况是：没有一个真实系统与模拟的系统相似。鉴于这种情况，应该验证模型每一组件或部件的行为，直到全部组件受到验证。

模型中包含的假设性能值必须加以验证（在合适情况下）或达到分析要求。此处的区别是，在系统实际已建立并经测试之后，其性能值只能演示验证。但是，可以并必须检验预期系统的输入性能数据对正在进行的分析工作是否合理。所用到的数据通常包括在控制条件下收集的被测样机或子系统的试验数据、性能说明数值以及由项目工程师或有经验的操作人员提供的估计值。这些数值通常是预算值，或者数值的范围是要评估的。在交互系统情况下，操作人员的意见往往是最好的，有时甚至是唯一可用的数据。例如，假设要求模拟一个信号情报处理，内容包括接收通信信号、译成英文、评估消息的重要性，及生成一个报告给战术指挥官。完成这一处理的时间，取决于多方面，不只是讲什么语言、语言学家精通语言的程度、操作强度等问题。对模型开发而言，确定这个问题的唯一方法是，会见实践中的操作人员。在问话时，操作员说这个问题至少费时“X”分钟，但通常不超过“Y”分钟。那么，建模时采用一个适当的概率分布。

随着系统的展开和设计的细化，附加的确切信息已可用来细化模型。如果能够用在某种情况或配置下的真实部件或样机部件的测试数据证实模型的输出数据，那么，预测在其它条件下性能精确的概率就同样会增强。模型验证和调试的一种特别有效的形式是：建模工作与系统样机开发同时进行，这样，随着系统设计的不确定性的减少，模型得以不断地细化。

5.2 鉴定

最后，必须正式地确定模型是否可用于某一专门目的，这就是鉴定。鉴定报告形成结论文件，即模型加上输入数据等同于预计系统用于当前目的的确认表示。如果模型今后被推荐在不同条件下重用，用以解决不同的问题，则需要重新验证和鉴定。

5.3 模型应用

用模型进行的试验试图回答一系列问题，这些问题可表示为：系统会运行得怎样？什么时候会停止？怎样使它运行得更好？如果……会发生什么？这些问题关乎系统设计能力是否达到作战目的。分析人员和系统设计人员将作战目的分解成可量测的要求。性能测量，诸如精度、及时性、信息吞吐量及可靠性等都要对照性能要求来审查，以测量有效性。模型用于收集性能指标，使之能够回溯到作战要求、系统有效性和相关设计参数。

典型的系列试验首先确立基线系统有效性，即在一定范围的环境或作战态势下达到目标。然后，检验各单项性能指标，以辨别哪些设计因素限制了系统有效性。提出可选择的解决方案，并用修正的系统设计或系统性能参数重复试验。通常，这项工作是鉴别所期望的系统的性能及坚固性、对外部环境变化敏感的系统设计要素及严重影响系统性能的设计因素。

要强调的一点是：在模型建成之前就制定出试验计划，试验按此进行，并将试验结果形成文件。

6 举例

数年前，受到极大关注的是，已使用的战术无线电和战术数据处理机（TDP）处理日益增多的数据流的能力支持了引入新的、提供态势感知信息的战术广播。新的战术广播信息发射到空中，引发相当大的信息量，时断时续。其技术问题是数据率差异——广播提供的信息比无线电和数据处理机吸收的信息要快得多。当时的问题是战术数据在接收机和处理机中是否丢失和/或延迟，以至引起战术价值降低。对这一问题的讨论很多，也提出了很多观点，但缺少实际有用的答案。当有关系统用离散事件仿真工具来建模时，可以预料两种问题都会出现，即数据丢失率在峰值期高达50%，时间延迟接近45分钟。输入数据在无线电设备中排队等待处理，缓冲器很快就被填满，新到的报告会冲掉先到的报告。TDP

不可能读那些游荡在空中的消息格式并转换成TDP可读的格式，因TDP极大地扩充了需要转换的数据的字节数量。为了减少TDP中的问题，无线电设备与TDP之间的接口限制为低数据率，这意味着TDP中丢失的数据较少，但这是简单的退步，信息在无线电中丢失，而不是在TDP中丢失。当数据确实进入TDP，缓慢的处理机和有限的数据存储分配引起数据在输入缓冲器中丢失，随后在处理流程中丢失。有限的存储器引起轨迹重写太快，这一点在模型中表现得非常明显。

模拟的结果引起一个TDP研发者对自己设的系统作了大量的修改：

·提高处理器时钟速度

·增加系统RAM

·成倍增加存储器可分配的空间，用以报告并跟踪数据库

·提高接口速度，达到无线电可支持的最高速率

·预置输入消息格式，使之最有效利用

更换硬件和软件，使布署的该系统在还没有经历这类错误之前，就解决了数据丢失问题。但是，其它项目管理者和系统开发者没有作同样的更换。约三年后，作战部队所关心的问题有了结果，用作战硬件进行了现场试验。这些试验证明，1997年用仿真预测到的问题在1999年另一套布署的系统中都发生了。

7 总结

项目管理的重点应注意以下几个方面，以便应用建模和仿真确保项目成功：

·仔细判断重要的问题和模型为解决问题而必须产生的信息。当然，问题会随结果的获得而发展，但应该变得更精细并更专门化，而不是完全改变重点。

·确定所要求的模型逼真度等级，并以模型必须产生的信息的定义为基础，越简单越好。

·选择性能测量方法，应能直接与设计要求和设计参数关联。

·仔细选择性能指标，并说明它们应在处理流程中的何处收集。

·构想该项工作是递增开发，随系统的敏感度逐渐可知和问题逐渐明了而逐步强化。

·开发初期和遇到重大修改时，进行常规模拟预演。

·研究将要实施的试验矩阵，矩阵中包含要修改的每一参数的具体且详细的列表以及要测试的数值范围。

8 结束语

性能建模是开发并理解复杂系统的基本要素。在实际建立和布署系统之前，有效利用建模技术和工具，可为工程设计提供无与伦比的洞察能力。当然，谨慎使用是必要的，因为用行为模型进行开发和试验会耗费大量时间和资源。在工作开始之时详细地制定计划，随工作进展进一步细化，这将是使开发工作卓有成效的保证。

信息化战争的“魂”——C4ISR系统

2003年05月06日

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作者单位：

来源：

中

国国防报

(http://www.costind.gov.cn/n435777/n435943/n435950/n436019/14511.html)

战争离不开指挥。一部战争史从某种意义上来说就是一部指挥手段不断改进的历史。农业时代，军队作战指挥靠的是令旗、号角、锣鼓、烟火等。工业时代的战争，特别是两次世界大战广泛使用了无线、有线电报、电话等工具以及侦察机、雷达、无线电侦听器、光学观测器等设备。随着科学技术的飞速发展，人类开始跨入信息社会，军队由机械化迈向智能化、信息化，指挥自动化系统便应运而生，也就是通常所说的 C4 I S R系统，即指挥、控制、通信、计算机与情报、监视、侦察等英语单词首个字母的组合。

指挥自动化系统是指在军事指挥体系中采用以电子计算机为核心的技术与指挥人员相结合、对部队和武器实施指挥与控制的人机系统。20世纪50年代指挥自动化被称为 C2（指挥与控制）系统。20世纪60年代，随着通信技术的发展，在系统中加上\"通信\"，形

成 C3（指挥、控制与通信）系统。1977年，美国首次把\" 情报\"作为指挥自动化不可缺少的因素，并与 C3系统相结合，形成 C3I（指挥、控制、通信与情报）系统。后来，由于计算机在系统中的地位和作用日益增强，指挥自动化又加上\"计算机\"，变成 C4I（指挥、控制、通信、计算机和情报）系统。近年来不断发生的局部战争使人们进一步认识到掌握战场态势的重要性，提出\"战场感知\"的概念，因此 C4I系统又进一步演变为包括\"监视\"与\"侦察 \"的 C4ISR（指挥、控制、通信、计算机与情报、监视、侦察）系统。

一个完整的指挥自动化系统应包括以下几个分系统。

\"神经中枢\"---指挥系统。指挥系统综合运用现代科学和军事理论，实现作战信息收集、传递、处理的自动化和决策方法的科学化，以保障对部队的高效指挥，其技术设备主要有处理平台、通信设备、应用软件和数据库等。

\"手脚\"---控制系统。控制系统是用来搜集与显示情报、资料，发出命令、指示的工具，主要有提供作战指挥用的直观图形、图像的显示设备、控制键钮、通信器材及其他附属设备等。

\"神经脉络\"---通信系统。通信系统通常包括由专用电子计算机控制的若干自动化交换中心以及若干固定或机动的野战通信枢纽。手段包括有线载波、海底电缆、光纤以及长波、短波、微波、散射和卫星通信等。

\"大脑\"---电子计算机系统。电子计算机是构成指挥自动化系统的技术基础，是指挥系统中各种设备的核心。指挥自动化系统的计算机要求容量大、功能多、速度快，特别要有好的软件，并形成计算机网络。

\"耳目\"---情报、监视、侦察系统。情报系统包括情报搜集、处理、传递和显示。主要设备有光学、电子、红外侦察器材、侦察飞机、侦察卫星以及雷达等。监视与侦察系统的作用是全面了解战区的地理环境、地形特点、气象情况，实时掌握敌友兵力部署及武器装备配置及其动向。

军队指挥自动化系统以其突出的情报获取能力、信息传输能力、分析判断能力、决策处置能力和组织协调能力，在军队现代化建设和高技术战争中的地位和作用日益突出。可以预见，随着科学技术的发展，军队指挥自动化系统将越来越完善。