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火控软件的未来——高级野战炮兵战术数据系统与联合自动化纵深作

时间:2024-06-04 05:44 来源:未知 作者:admin 点击:

  当前全球作战环境的紧张局面与美军力量全球部署的形势催生了新的作战需求。联合作战要求火力系统具备更好的协同性、同步性和执行能力。这也引发了美军对高级野战炮兵战术数据系统(以下简称AFATDS)与自动化纵深作战协同系统(以下简称JADOCS)的反思。当前的采购授权正试图将JADOCS的能力整合进入AFATDS中。然而,考虑到AFATDS并不具备代替JADOCS战略职能的能力,这个方案是不可行的。本文接下来的对火控系统的讨论,如有涉及,将会简化美国国防部的军种组成和相关火控软件采购流程。

  软件主导的装备成为当今世界的主流,而战场环境的日益复杂化,为预测系统故障设置了严峻的条件。毫无疑问,系统故障一定存在,而故障的频率以及其会否影响任务成败尚未可知。一些在美军火控界的领导人认为现存的数字化火控基础设施建设过剩,需将JADOCS及其计划、协同和处理能力整合在AFATDS之下。但这种想法是有悖事实的。

  在整合转化中,这些系统的可用性似乎被遗漏或是忽视了。在最基本的层次上,可用性是指一个系统在需要的时候成功运行的概率,常常用数学或是百分比的形式呈现。

  可用性(A)可用这个公式来计算,A=MTBF(MTBF+MDT),其中MTBF指平均故障间隔时间,MDT指平均故障时间,也被等价于MTTR,即平均修复的时间。MTTF,指平均无故障工作时间。虽然MTTF和MTBF有细微的不同,但两个概念通常可以互换。术语高可靠性已被用于包含与生产力相关的所有事物,特别是可靠性和可维护性。让我们来仔细探讨一下这些术语。

  可靠性指设备在特定时间段(通常称为任务时间)内执行其预期功能的概率。它用于衡量在一段时间内系统的成功运行率。为确保产品满足用户的期望,产品可靠性需要经过精心设计,包括使用效率测算模型,采用先进技术,或启用系统诊断以检测故障以及检测何时需要更换故障硬件等方式。这些方式也有助于实现高可用性。

  然而,即使是最强大和最可靠的系统也不一定是最好用的。要确保可用性,系统还必须易于在任务期间进行故障排除,更正和修复。

  系统的可维护性极大地影响着用户对可用性的感知。例如,在实际的而非计划的操作指令下,AFATDS 6.8.1和JADOCS具备诊断功能,以提高可用性。保持系统可维护性的关键在于训练有素的人员。系统的物理特性对可维护性的影响虽不明显但同等重要,例如在不中断任务的情况下,模块和组件应能够被移除,替换或添加到系统中。在线编辑,部分下载,在线输入/输出以及在不断电的状态下移除和插入模块(例如1或2磁盘)等功能都有利于提升可维护性。

  那么在上文的基础上,整合两个在当前任务下有效运作的系统是否可行?将AFATDS作为战术和战役级别的火力管理者,给AFATDS增加指挥和控制(C2)职能是否合适?作为战役和战略层面的联合协调和管理系统,要求JADOCS将其联合协调和管理的职能纳入目前没有相同处理能力的系统,是否可以接受?

  若想使火控系统发挥效能,这些都是应该深思的问题。下文将会重点介绍火控系统的相关背景信息、研究发现、佐证信息和相关结论,并提出相关建议。

  陆军上士尼科尔梅贝里(Nicole Mayberry)利用先进的野战炮兵战术数据系统在费尔德炮兵部队职业专业课程上完成了一场实战演练。

  2013年,美国训练与条令司令部火控单元作战能力管理员向作战支援主任做简报时称JADOCS90%的火控与瞄准能力都已被AFATDS所涵盖。这个观点在当时是不准确的,现在也是。但是火控单元作战能力管理员说服了作战支援主任和陆军部队结构、资源和评估部,使其相信整合是合理的,也可以降低维护成本。作战支援主任和陆军部队结构、资源和评估部同意并开始将JADOC整合进AFATDS内,融合工作从AFATDS6.8.1版本开始实施,并可能在AFATDSv6.8.1.1版本完成。

  2015年11月,美国训练与条令司令部火控单元作战能力管理员向美国中央司令部就将JADOCS的能力整合进入AFATDS的做了一个简报。中央司令部的代表得到保证一些关键能力已经被整合进入AFATDS。但是,一些与会者却对JADOCS的核心能力表示担忧,对诸如JACOCS独有的处理大量信息能力是否仍然能够发挥效能持怀疑态度。火控单元作战能力管理员表示当前没有合适的作战指令来测试AFATDS能否发挥JADOCS的效能,包括计划、协同、信息处理等功能。这在当时是不正确的,现在也是。驻韩美军就可以提供完美的平台对任何数字化概念、修正和升级进行测试。

  截至2017年8月,驻韩美军是唯一一支完全集成和能够测试JADOCS和AFATDS全部功能的作战部队。在韩国作战环境中,JADOCS被用作联合规划和协调的工具。最重要的是,它被用作AFATDS数据库的存档系统。2015年8月至2016年8月,作为第210野战炮兵旅的高级指挥官,我参加了三次演习,有了一手经验。这些演习暴露了AFATDS遂行大量火力支援任务的能力同支援驻韩美军实际所需相比还存在差距。这使得人们认识到AFATDS的短板,并认可了JADOCS作为AFATDS数字架构内的存档系统的额外职能。另外,这些演习强化了JADOCS的最初设计目的——火力控制与指挥集成工具。

  目前,第210野战炮兵旅为地面部队指挥部提供全般支援。按照命令,这意味着第210野战炮兵旅需要集合部署支援合成作战指挥部的反挑衅行动,实施炮火准备支援空军,遂行火力压制任务,火力打击时敏目标支援地面部队指挥部,第8多国联合任务部队和合成作战指挥部。这对遂行任务的部队提出了很高的要求,目前,第210野战炮兵是唯一一支具有这种作战能力的野战炮兵旅。这项任务的要求使野战炮兵旅的全部能力得到了最大化发挥,也为JADOCS和AFATDS的相互配合提供了独特机会。

  然而上述的例子不是AFATDS不能完全代替JADOCS的个例。2016年3月,第197野战炮兵旅进行了一场兼容性测试。在实际环境中,测验AFATDS能否在具备JADOCS的作战能力。结果,AFATDS并不能胜任。除此以外,2016年11月,AFATDS和JADOCS的项目负责人和来自俄克拉马州锡尔堡基地的代表们对第197野战炮兵旅的发现进行复查以证实这个发现。以下是他们的报告:

  ·目前,AFATDS管理人员接受JADOCS当前的作战任务既不合适,也不可行。

  ·AFATDS没有合适的方法将任务的火力报告数据导出到Excel。这将削弱指挥官掌握实时信息的能力,并降低情报界进行火力分析的能力。

  ·面临弹药需求时,AFATDS的武器配对解决方案的有效性低于联合弹药效能手动武器装备软件。

  上文的事例不是在诋毁AFATDS能力,而是为了阐明AFATDS和JADOCS的用途不一样。以下例子很多,既包括第197野战炮兵旅的小插曲,又有摘自联合出版物3-03期(9月16日),联合出版物3-09期(12月14日)和陆军技术出版物3-60.1期(9月15日)的文献资料。

  近期,为部署支援战斗指挥部执行任务时,第197野战炮兵旅将打击目标设置在15-22瞄准点之间。该旅为改进12个瞄准点的射击限制,想了许多办法,但仍无法在限定时间内完成对22个独立目标的一次性打击。这意味着AFATDS火力控制网要求目标构建两次而不是一次,降低了可用性并增加出错率(2016年3月)。

  在联合空中作战中心,第197野战炮兵旅在不同位置的海军和空军机构利用JADOCS建立了的目标。 由于网络之间的防火墙问题,设置火力控制网的访问并不简单。相同的情况也发生在伊拉克。在伊拉克,迫击炮几乎每天都杀伤敌方人员,摧毁敌方物资。JADOCS协助向任务部队发送迫击炮的任务目标,并向传达给作战计划负责人和整个作战计划办公室,提升了AFATDS的作战效能。

  JADOCS是一个软件应用程序和协同工具,可用于动态定位,并促进联合/多国火力的集成。 美国和多国火力的数字集成系统可以及时对时敏目标,分队关键目标和高收益目标的打击。它的联合管理功能具备多种能力,包括改变和显示作战方案图,在空域管制令下采取空域协调措施,在防空系统内记录目标的空中航迹以及在实施联合火力支援时,提供火力支援协调措施等。通过及时和完善的信息流 ,空中封锁规划和执行功能能够更有效地利用空中封锁力量,识别,分配和确定空中封锁目标。

  JADOCS是一种由管理器数据库组成的软件应用程序。它能够呈现并处理大量信息,包括指挥,控制,通信,计算机和情报信息和也指挥着连接C2和C4I系统的通讯端口,以接收、协调和传播信息。JADOCS应用程序可以在任何具有Windows操作系统且与相应战区网络连接的商用计算机上使用。

  在动态定位中,JADOCS是主要的协作和作战力量分配工具。 它具有了候选,筛查,分配和计划部队动态定位任务的能力。它能够与其他平台互动,提高战场态势感知能力,并可以为联合作战中心的所有人员提供即时视角以指挥动态定位任务。

  JADOCS是一个能在各类网络上运行的软件应用程序包。执行动态定位任务时,JADOCS可以与AFATDS,现代化集成数据库,全球指挥和控制系统家族的系统,海军火力控制系统,战区战斗管理核心系统以及选择联合系统进行交互。

  JADOCS可用于各种级别的作战行动,但其使用因组成部分而异,如下所示:

  4.美国海军:海上作战中心,岸防部队和水面作战舰艇,航空母舰和两栖攻击舰。

  1.战区联合参谋部情报部和联合参谋部作战部需要跟踪,分配和监测作战区域内的时间敏感目标,联合部队指挥官关键目标和作战关键目标的交战情况。在动态定位期间,这都是由JADOCS内的战术数据网络完成的。

  2.在整个规划和参与过程中,JADOCS内的参谋人员通过所有任务参与者不断更新任务信息和任务状态,为联合火力分队和火力协调员提供目标的实时更新状态,包括打击目标的预计和实际时间。任务分队可以控制他们任务方向上的协调力量,而不会影响其他分队或联合作战中心内的运作力量。

  在陆军和海军陆战队中,AFATDS是师及师以下单位自动火力支援和火力指挥系统。AFATDS可以通过各种网络进行通信,包括频率调制,甚高频,超高频,增强型定位报告系统和局域网。

  1.内部通信:AFATDS是一个自动化系统,可以通过数据分配系统与其他自动化系统进行通信。可用于发布,接收和分发信息。信息类型包括目标清单,FSCM,ACM,ATO,空域控制命令,1972DD form,图形控制措施和单位位置等。

  2.外部通信:陆军和海军陆战队之间的AFATDS通信是通过联合主部件列表内建立的通信网络进行的,也可通过TBMCS与空军(DD Form 1972,ATO等)建立有限通信。跨兵种协调和信息传播的功能通过能够很好地被AFATDS和JADOCS之间的数据链接实现。

  AFATDS是一个多功能综合火力支援系统,负责处理火力任务,空中支援请求和其他相关信息,以协调和最大限度地使用所有火力支援力量(即迫击炮,野战炮兵,攻击直升机,空中支援,海军炮火和攻击性电子战。)它能够满足野战炮兵的需求,规划关键资源的使用,管理,收集和传递重要火力支持数据。 AFATDS可在火力任务执行期间创建,存储和检查FSCM / ACM是否存在违规行为。AFATDS可以通过各级指挥部向AOC发送预先计划和即时空中支援请求。它能够部署的范围很广,上到陆军军级或海军远征军,下到炮兵连的级别,通过他们的AFATDS,直接空中支援中心能够以数字方式连接到火炮和目标采集通道,以实现地面或空中系统的快速反击能力。

  JADOCS整合了多国联合目标定位和火力系统控制的通信,协调,协作和处理能力。美国和联军的联合火力信息的数字化整合增强了态势感知,减少了友方火力误伤事故,并能够及时执行对时间敏感目标和高回报目标的打击。[联合出版物3-09联合火力支援:联合自动深度作战协调系统(2014年12月)]

  若想要火控系统取得进一步的发展,我们需要明确一个问题:我们的最终目标是什么?是一个单一的“一站式服务”系统,还是能够依托独立授权高效运行的两个系统?如图三所示,目前JADOCS是一个记录系统,它能协助实体级目标开发的知识管理,支持目标清单管理; 提交候选目标清单和不打击清单,上传对目标的战场态势感知和对联合集成目标清单状态的感知。

  除此之外,JADOCS能够允许组织在内部工作点工作,为外部组织提供环境认知,使他们能够在给定的操作环境中解决目标工作的冲突。JADOCS还能够将联合瞄准过程运用到性能分析、指挥官决策、武装力量部署、任务规划和武装力量执行中去。联合目标协同机构与JADOCS的火力分析机构通过合理管控,为共同行动任务提供综合作战图像和计划工具,使之有能力打击目标。图四展示了这个过程。

  不过,AFATDS在战术层面和师级作战层面上是一个可靠的指挥控制系统,而JADOCS则是处于军级层面和战略(联合)层面的指控一体化系统。从表面上看,一个AFATDS/JADOCS的结合体似乎有点像JADOCS,只不过并不像JADOCS那样运行。但是深入来看,二者并不相同,它背后的程序运行与JADOCS的程序逻辑完全独立。因此我们要确保对AFATDS/JADOCS的结合体有成熟的构想,而不是不负责任的猜测它应该怎么实现,最后白白浪费纳税人的钱。

  站在起点上发问:我们怎么到达目标?我们需要确定这一融合计划是否,何时,何地能被批准。为此,我们需要在这些文件中寻找答案:参联会主席手册31.30.03、适应性计划、执行概览和政策框架(2015年3月)、参联会主席指示3180.01监督委员会联合要求(2002年10月)、参联会主席指示3170.01联合能力融合和发展系统(2015年1月)和联合火力作战界的意见。

  最后,作为火力作战人员,我们应该弄清楚将JADOCS融合到AFATDS中有什么成文的依据。关于AFATDS该如何融合进JADOCS,训练与条令司令部火控单元作战能力管理员无法为我们提供任何的数据(这些领域的专家已经证明了这一点),而他们也不能清楚解释为什么当前我们会陷入迷茫并向AFATDS/JADOCS领域的工程师提出混乱的要求。火控单元作战能力管理员是否要重新书写作战测试的方式?这一概念是否确实可用?是否真正适用于联合火力界和作战人员?这些问题都是为了抛砖引玉,促使两个系统的实际用户和程序员进行有效、全面地研究,探究JADOCS是否应该被合并进入AFATDS数字系统的答案。