戰(zhàn)場信息組織管理現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

引 言

海灣戰(zhàn)爭以來，世界各國已紛紛意識到戰(zhàn)場信息成為未來戰(zhàn)爭的第一要素。誰能在獲取、傳輸、處理和利用戰(zhàn)場信息方面占優(yōu)勢，誰就能掌握戰(zhàn)爭的主動權(quán)，直至贏得戰(zhàn)爭的勝利。美軍在 2001 年提出“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”概念 [1]，并在《2020 年聯(lián)合設(shè)想》中提出發(fā)展“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”能力以奪取戰(zhàn)場信息優(yōu)勢和決策優(yōu)勢，實現(xiàn)軍隊轉(zhuǎn)型，提高聯(lián)合作戰(zhàn)能力[2]。在“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”概念推動下，現(xiàn)代戰(zhàn)爭是多平臺聯(lián)合的體系化作戰(zhàn)。戰(zhàn)場信息是多個作戰(zhàn)平臺聯(lián)合、協(xié)作的紐帶，始終貫穿整個作戰(zhàn)進程。因此，深入開展戰(zhàn)場信息組織與管理研究是現(xiàn)實的、迫切的、急需的，也可促進網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。

1 戰(zhàn)場信息內(nèi)涵及特點

1.1?戰(zhàn)場信息內(nèi)涵

戰(zhàn)場信息是指特定戰(zhàn)場空間中戰(zhàn)場環(huán)境信息以及指揮控制、協(xié)同作戰(zhàn)、后勤保障功能的支持信息總和。按照信息科學對信息的定義，戰(zhàn)場信息具有相對性，與作戰(zhàn)任務(wù)無關(guān)的信息是無價值的。

戰(zhàn)場環(huán)境信息屬于感知層面的信息，是人或各種傳感器對客觀戰(zhàn)場環(huán)境獲取的信息，包括武器平臺所處的地理環(huán)境、電磁環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等方面的屬性特征信息[3]。

指揮控制、協(xié)同作戰(zhàn)、后勤保障功能的支持信息是指實施指揮控制、協(xié)同作戰(zhàn)、后勤保障功能時產(chǎn)生、交換與處理的戰(zhàn)場態(tài)勢信息、指控指令/ 報文信息、協(xié)同管控信息、后勤服務(wù)信息[4]。

1.2 戰(zhàn)場信息特點

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)場環(huán)境異常復雜，致使戰(zhàn)場信息呈現(xiàn)多方面的特點。目前，戰(zhàn)場信息主要呈現(xiàn)海量性、多源異構(gòu)性、動態(tài)變化性等幾個特點。

(1) 海量性。各種高性能傳感器廣泛應(yīng)用作戰(zhàn)，使用戶不斷獲得戰(zhàn)場信息。通過作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，各作戰(zhàn)平臺可收集廣域范圍內(nèi)的作戰(zhàn)信息，形成海量戰(zhàn)場信息庫[3]。

(2) 多源異構(gòu)性。多種不同制式的傳感器加裝應(yīng)用，使戰(zhàn)場信息具有多源異構(gòu)特性。

(3) 動態(tài)變化性。戰(zhàn)場環(huán)境的變化致使戰(zhàn)場信息動態(tài)變化。相對于作戰(zhàn)任務(wù)而言，戰(zhàn)場信息是有保鮮期的，過時信息會被丟棄，這就造成所掌控的信息一直處在動態(tài)變化中。

2 戰(zhàn)場信息組織與管理研究

在信息密集的未來信息化戰(zhàn)場，面對紛繁復雜、真假并存的海量信息，要想奪取制信息權(quán)，就必須立足戰(zhàn)場信息的特點，以作戰(zhàn)任務(wù)實施為依歸，進行科學的戰(zhàn)場信息組織與管理，為體系作戰(zhàn)提供強有力的信息保障，將信息力轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力，贏得戰(zhàn)爭的勝利。目前，戰(zhàn)場信息組織與管理研究主要是從戰(zhàn)場信息表示、戰(zhàn)場信息分類、戰(zhàn)場信息管理與分發(fā)等不同方向開展的[5,6]。

2.1?戰(zhàn)場信息表示

隨著信息源的增加，戰(zhàn)場信息呈現(xiàn)海量性、多源異構(gòu)性和動態(tài)變化性等特點，導致用戶難以從中獲取所需信息來支撐作戰(zhàn)行動。為了在信息化戰(zhàn)場中充分利用信息化系統(tǒng)奪取信息優(yōu)勢，需要對戰(zhàn)場信息進行統(tǒng)一表示，形成完整、一致的信息模型，為作戰(zhàn)任務(wù)提供高質(zhì)量的信息服務(wù)?，F(xiàn)有的戰(zhàn)場信息表示主要有以下 3種：

(1) 面向?qū)ο蟮男畔⒈硎?

面向?qū)ο蟮男畔⒈硎静捎妹嫦驅(qū)ο蟮姆柣畔⒔Ｋ枷隱7]，對戰(zhàn)場結(jié)構(gòu)化信息和半結(jié)構(gòu)化信息的類別、關(guān)系、屬性、能力進行統(tǒng)一建模與形式化描述。其中，采用“類”表示各種信息源的概念模型，采用“對象”表示信息個體，采用 UML的關(guān)聯(lián)、通用化、依賴和精化四種關(guān)系表示信息對象的關(guān)系， 最終形成面向?qū)ο髽藴实男畔⒔７枴?/span>

(2) 基于本體的戰(zhàn)場信息表示

面向?qū)ο蟮男畔⒈硎局饕菫榻鉀Q戰(zhàn)場信息的共享、集成、查詢等問題，但它沒有對信息內(nèi)容進行描述，也沒有對信息語義進行分析?；诒倔w的戰(zhàn)場信息表示是一種側(cè)重于對戰(zhàn)場信息內(nèi)容和語義的信息表示方法[3]。它通過三元要素（{ 實體空間，事件空間，事件描述 }）對戰(zhàn)場信息空間的信息載體及之間的關(guān)系進行形式化描述，構(gòu)造語義一致的信息空間，突出戰(zhàn)場事件、實體和關(guān)系，增強對戰(zhàn)場信息的感知、理解和推理能力。通過基于本體的戰(zhàn)場信息一體化描述，可支撐作戰(zhàn)任務(wù)需求信息的挖掘和信息質(zhì)量綜合評估。

(3) 面向任務(wù)的格式化戰(zhàn)場信息表示

區(qū)別于上面兩種戰(zhàn)場信息表示方法，面向任務(wù)的格式化戰(zhàn)場信息表示是一種結(jié)合 0，1 編碼、消息字典及支撐作戰(zhàn)任務(wù)自動化處理的消息格式聯(lián)合進行信息表示的方法。典型面向任務(wù)的格式化戰(zhàn)場信息表示方法是美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的消息標準。通過約定的格式化消息及處理規(guī)則，有效支撐單系統(tǒng)自動化作戰(zhàn)功能的實施及多系統(tǒng)間互連、互通與互操作，實現(xiàn)基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)。截止目前，美軍和北約已制定了V/R、M、J、K、F 等 7 個系列的消息標準[8]。

2.2 戰(zhàn)場信息分類

戰(zhàn)場信息分類是信息共享的一個重要前提，更是建立信息驅(qū)動功能模型的重要基礎(chǔ)。按照功能劃分，戰(zhàn)場信息分為情報偵察監(jiān)視、指揮控制、協(xié)同作戰(zhàn)、后勤保障功能信息 ；按照戰(zhàn)場信息媒體形成劃分，戰(zhàn)場信息分為文本、圖形、圖像、語音、視頻和格式化數(shù)據(jù)信息等 ；按照信息內(nèi)容劃分，戰(zhàn)場信息分為態(tài)勢信息、指揮信息、協(xié)同信息、服務(wù)保障信息。按照信息共享目的劃分，戰(zhàn)場信息分為非格式化信息和格式化信息，其中格式化信息又細劃分為情況信息、指揮信息、服務(wù)信息等[9]。

美軍為高效支撐戰(zhàn)術(shù)行動，在格式化戰(zhàn)場信息的基礎(chǔ)上， 依托作戰(zhàn)功能將戰(zhàn)場信息劃分為初始入網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理、精確定位與識別、監(jiān)視、任務(wù)管理、空中控制、電子戰(zhàn)、話音、武器協(xié)同等信息[10]，其中精確定位與識別、監(jiān)視這兩類信息包含了戰(zhàn)場環(huán)境方面的客觀信息，剩余的戰(zhàn)場信息與戰(zhàn)術(shù)目的相關(guān)。通過戰(zhàn)場信息的有效分類，美軍簡化了數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)維護與管理，同時能夠高效支撐戰(zhàn)術(shù)功能的實施。

2.3 戰(zhàn)場信息管理與分發(fā)

在信息化戰(zhàn)爭中，為了奪取戰(zhàn)場制信息權(quán)，戰(zhàn)場信息需要在網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸交換與分發(fā)共享的基礎(chǔ)上，通過面向任務(wù)對戰(zhàn)場信息實施管理與綜合應(yīng)用處理，實現(xiàn)戰(zhàn)場信息增值，奪取戰(zhàn)場信息的制高點，將信息優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為決策優(yōu)勢，最終贏得戰(zhàn)爭的勝利。目前，戰(zhàn)場信息管理與分發(fā)的策略機制主要有以下幾種：

(1) 基于多智能體的戰(zhàn)場信息共享

在動態(tài)戰(zhàn)場環(huán)境中，面對海量的戰(zhàn)場信息，為了滿足不同作戰(zhàn)用戶對戰(zhàn)場信息的使用與共享需求，基于多智能體的戰(zhàn)場信息共享模型通過用戶智能體、代理智能體和戰(zhàn)場感知智能體間的分層緊密協(xié)作 [11]，由作戰(zhàn)任務(wù)驅(qū)動用戶智能體發(fā)現(xiàn)用戶興趣和用戶之間的相似度，由戰(zhàn)場感知智能體綜合感知戰(zhàn)場信息，由代理智能體根據(jù)用戶的動態(tài)行為對用戶智能體進行動態(tài)調(diào)整與組織，使具有相同興趣的用戶智能體聚集起來，同時挖掘戰(zhàn)場感知智能體提供的戰(zhàn)場信息，進行匹配分析，有效建立用戶與戰(zhàn)場信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)戰(zhàn)場信息的按需流轉(zhuǎn)， 滿足用戶興趣需求及作戰(zhàn)任務(wù)要求。

(2) 基于柵格的戰(zhàn)場信息共享

基于柵格的戰(zhàn)場信息共享是建立在戰(zhàn)場信息虛擬化基礎(chǔ)上的一種信息共享方法[6]。它借鑒互聯(lián)網(wǎng)虛擬信息技術(shù)，建立良好的戰(zhàn)場信息數(shù)據(jù)采集、更新與共享機制，將分散于戰(zhàn)場空間內(nèi)的各種作戰(zhàn)信息數(shù)據(jù)進行整合與有效集成，建立互操作平臺，進行各種多源異構(gòu)戰(zhàn)場信息的動態(tài)訪問、查詢、分析、決策，消除因各平臺環(huán)境差異造成的“信息孤島”與“應(yīng)用孤島” 現(xiàn)象，實現(xiàn)戰(zhàn)場信息共享。

(3) 分布式戰(zhàn)場信息分發(fā)與共享

分布式戰(zhàn)場信息分發(fā)與共享是目前作戰(zhàn)信息系統(tǒng)廣泛采用的一種戰(zhàn)場信息管理與分發(fā)的方法。它主要采用時間質(zhì)量或者位置質(zhì)量的戰(zhàn)場信息評價準則，利用發(fā)布/ 訂閱機制，管理與控制戰(zhàn)場信息的傳輸交換與分發(fā)共享，通過分布式信息融合處理，實現(xiàn)高效信息共享的同時確保信息感知理解的一致性。目前該方法已在美軍 16 號數(shù)據(jù)鏈和戰(zhàn)術(shù)瞄準網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中得到應(yīng)用。在 16 號數(shù)據(jù)鏈中，采用了以戰(zhàn)場信息的時間質(zhì)量為衡量標準的航跡選優(yōu)策略，輔助一定的人工干預(yù)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)內(nèi)的態(tài)勢統(tǒng)一 [10]。在戰(zhàn)術(shù)瞄準網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，在分布式信息共享的基礎(chǔ)上，采用了分布式點跡融合技術(shù)，每個節(jié)點將其它節(jié)點發(fā)送過來的火控雷達數(shù)據(jù)進行融合處理，獲得了滿足本地武器發(fā)射條件的火控級融合跟蹤結(jié)果。據(jù)美國國防先進計劃局網(wǎng)站的最新資料顯示，美軍正在設(shè)計開發(fā)強對抗下的分布式戰(zhàn)場管理系統(tǒng)，期望通過受限的網(wǎng)絡(luò)鏈路共享不完整的戰(zhàn)場信息，加強分布式態(tài)勢理解及戰(zhàn)場信息的管理、控制與處理能力[12]。

(4) 面向信息內(nèi)容的戰(zhàn)場信息管理與分發(fā)

面向信息內(nèi)容的戰(zhàn)場信息管理與分發(fā)方法主要解決有限網(wǎng)絡(luò)帶寬資源下大量情報信息高效傳輸?shù)膯栴} [13]。為了實現(xiàn)這一目的，該方法利用大容量情報信息之間內(nèi)在的特征相似性， 利用馬爾科夫隨機場、數(shù)據(jù)稀疏表示及數(shù)據(jù)挖掘等方法深度挖掘情報資源庫中的本質(zhì)表示信息，建立高效的內(nèi)容檢索表，解決數(shù)據(jù)高效組織與管理問題 ；通過需求驅(qū)動內(nèi)容索引分析表與具體數(shù)據(jù)要求的匹配分析，檢索完全符合或者符合程度高的數(shù)據(jù)進行分發(fā)，解決戰(zhàn)場信息按需分發(fā)共享問題 ；在戰(zhàn)場信息接收端，利用高效的數(shù)據(jù)重建方法，分析本質(zhì)的表示特征，精確重建原始信息，實現(xiàn)有限網(wǎng)絡(luò)帶寬資源條件下情報信息高效傳輸共享。

3 發(fā)展方向與啟示

(1) 加強戰(zhàn)場信息挖掘及其與作戰(zhàn)應(yīng)用的粘合

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳感器能力在不斷提升，作戰(zhàn)平臺獲取了大量的作戰(zhàn)環(huán)境、敵我作戰(zhàn)平臺信息。從海量作戰(zhàn)信息中挖掘匹配作戰(zhàn)應(yīng)用的信息，是將信息優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為知識優(yōu)勢， 進而轉(zhuǎn)化為決策優(yōu)勢、行動優(yōu)勢的基礎(chǔ)和前提。受制于作戰(zhàn)平臺有限的計算資源、存儲資源等要素，急需實時以作戰(zhàn)應(yīng)用為驅(qū)動，導向性地挖掘作戰(zhàn)關(guān)鍵信息，貫通信息模型與作戰(zhàn)模型，最大程度地發(fā)揮作戰(zhàn)體系的軟戰(zhàn)斗力。

(2) 加強強電磁對抗下戰(zhàn)場信息的魯棒感知與可靠傳輸

在信息技術(shù)推動下，未來戰(zhàn)爭必將是一場復雜電磁環(huán)境下體系對抗的信息化戰(zhàn)爭。在強電磁對抗作用下，網(wǎng)絡(luò)鏈路易受到敵方蓄意干擾，變得不可靠，信息傳輸交換能力受限， 難以保障完整、可靠作戰(zhàn)信息的獲取、傳輸、處理與應(yīng)用，傳統(tǒng)集中式的、基于完整作戰(zhàn)信息的信息綜合處理與應(yīng)用策略機制無法滿足強對抗體系作戰(zhàn)要求，需要加強網(wǎng)絡(luò)鏈路受限條件下的分布式戰(zhàn)場信息感知，不完整信息的挖掘、分析與評估， 面向作戰(zhàn)任務(wù)的戰(zhàn)場信息在線規(guī)劃、管理、控制與應(yīng)用處理等方面的基礎(chǔ)算法模型研究，提高信息的組織與管理效率，最終獲得制信息權(quán)。

(3) 加強戰(zhàn)場信息基礎(chǔ)要素的統(tǒng)一表征

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，大部分作戰(zhàn)流程仍以“人在回路”干預(yù)模式為主。隨著信息化程度的不斷提高，作戰(zhàn)體系將朝著智能化方向發(fā)展。“人在回路”的干預(yù)模式將被具有智能行為特征的“仿生態(tài)”模擬干預(yù)模式所取代。信息基礎(chǔ)要素的統(tǒng)一表征與量化的決策空間建模是實施智能行為的基礎(chǔ)。通過統(tǒng)一信息基礎(chǔ)要素的表征方式，可增強作戰(zhàn)體系的可操作性、開放性。

4 結(jié) 語

自海灣戰(zhàn)爭后，現(xiàn)代戰(zhàn)爭已然發(fā)展成為以網(wǎng)絡(luò)為中心，以信息為主體的體系化戰(zhàn)爭。電磁環(huán)境空前復雜，信息量驚人增長，特別需要有一個高效挖掘、分析、評估、識別與應(yīng)用戰(zhàn)場信息的網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)信息系統(tǒng)，加強戰(zhàn)場信息組織與管理方法研究，可以革新戰(zhàn)場信息應(yīng)用方法，提高信息的組織與管理效率， 對提升我軍的戰(zhàn)斗力具有重要意義。