战场信息组织管理现状及其发展趋势

引 言

海湾战争以来，世界各国已纷纷意识到战场信息成为未来战争的第一要素。谁能在获取、传输、处理和利用战场信息方面占优势，谁就能掌握战争的主动权，直至赢得战争的胜利。美军在 2001 年提出“网络中心战”概念 [1]，并在《2020 年联合设想》中提出发展“网络中心战”能力以夺取战场信息优势和决策优势，实现军队转型，提高联合作战能力[2]。在“网络中心战”概念推动下，现代战争是多平台联合的体系化作战。战场信息是多个作战平台联合、协作的纽带，始终贯穿整个作战进程。因此，深入开展战场信息组织与管理研究是现实的、迫切的、急需的，也可促进网络化信息系统的设计与开发。

1 战场信息内涵及特点

1.1 战场信息内涵

战场信息是指特定战场空间中战场环境信息以及指挥控制、协同作战、后勤保障功能的支持信息总和。按照信息科学对信息的定义，战场信息具有相对性，与作战任务无关的信息是无价值的。

战场环境信息属于感知层面的信息，是人或各种传感器对客观战场环境获取的信息，包括武器平台所处的地理环境、电磁环境、网络环境等方面的属性特征信息[3]。

指挥控制、协同作战、后勤保障功能的支持信息是指实施指挥控制、协同作战、后勤保障功能时产生、交换与处理的战场态势信息、指控指令/ 报文信息、协同管控信息、后勤服务信息[4]。

1.2 战场信息特点

随着信息技术的发展，战场环境异常复杂，致使战场信息呈现多方面的特点。目前，战场信息主要呈现海量性、多源异构性、动态变化性等几个特点。

(1) 海量性。各种高性能传感器广泛应用作战，使用户不断获得战场信息。通过作战网络，各作战平台可收集广域范围内的作战信息，形成海量战场信息库[3]。

(2) 多源异构性。多种不同制式的传感器加装应用，使战场信息具有多源异构特性。

(3) 动态变化性。战场环境的变化致使战场信息动态变化。相对于作战任务而言，战场信息是有保鲜期的，过时信息会被丢弃，这就造成所掌控的信息一直处在动态变化中。

2 战场信息组织与管理研究

在信息密集的未来信息化战场，面对纷繁复杂、真假并存的海量信息，要想夺取制信息权，就必须立足战场信息的特点，以作战任务实施为依归，进行科学的战场信息组织与管理，为体系作战提供强有力的信息保障，将信息力转化为战斗力，赢得战争的胜利。目前，战场信息组织与管理研究主要是从战场信息表示、战场信息分类、战场信息管理与分发等不同方向开展的[5,6]。

2.1 战场信息表示

随着信息源的增加，战场信息呈现海量性、多源异构性和动态变化性等特点，导致用户难以从中获取所需信息来支撑作战行动。为了在信息化战场中充分利用信息化系统夺取信息优势，需要对战场信息进行统一表示，形成完整、一致的信息模型，为作战任务提供高质量的信息服务。现有的战场信息表示主要有以下 3种：

(1) 面向对象的信息表示

面向对象的信息表示采用面向对象的符号化信息建模思想[7]，对战场结构化信息和半结构化信息的类别、关系、属性、能力进行统一建模与形式化描述。其中，采用“类”表示各种信息源的概念模型，采用“对象”表示信息个体，采用 UML的关联、通用化、依赖和精化四种关系表示信息对象的关系， 最终形成面向对象标准的信息建模符号。

(2) 基于本体的战场信息表示

面向对象的信息表示主要是为解决战场信息的共享、集成、查询等问题，但它没有对信息内容进行描述，也没有对信息语义进行分析。基于本体的战场信息表示是一种侧重于对战场信息内容和语义的信息表示方法[3]。它通过三元要素（{ 实体空间，事件空间，事件描述 }）对战场信息空间的信息载体及之间的关系进行形式化描述，构造语义一致的信息空间，突出战场事件、实体和关系，增强对战场信息的感知、理解和推理能力。通过基于本体的战场信息一体化描述，可支撑作战任务需求信息的挖掘和信息质量综合评估。

(3) 面向任务的格式化战场信息表示

区别于上面两种战场信息表示方法，面向任务的格式化战场信息表示是一种结合 0，1 编码、消息字典及支撑作战任务自动化处理的消息格式联合进行信息表示的方法。典型面向任务的格式化战场信息表示方法是美军战术数据链的消息标准。通过约定的格式化消息及处理规则，有效支撑单系统自动化作战功能的实施及多系统间互连、互通与互操作，实现基于信息系统的体系作战。截止目前，美军和北约已制定了V/R、M、J、K、F 等 7 个系列的消息标准[8]。

2.2 战场信息分类

战场信息分类是信息共享的一个重要前提，更是建立信息驱动功能模型的重要基础。按照功能划分，战场信息分为情报侦察监视、指挥控制、协同作战、后勤保障功能信息 ；按照战场信息媒体形成划分，战场信息分为文本、图形、图像、语音、视频和格式化数据信息等 ；按照信息内容划分，战场信息分为态势信息、指挥信息、协同信息、服务保障信息。按照信息共享目的划分，战场信息分为非格式化信息和格式化信息，其中格式化信息又细划分为情况信息、指挥信息、服务信息等[9]。

美军为高效支撑战术行动，在格式化战场信息的基础上， 依托作战功能将战场信息划分为初始入网、网络管理、精确定位与识别、监视、任务管理、空中控制、电子战、话音、武器协同等信息[10]，其中精确定位与识别、监视这两类信息包含了战场环境方面的客观信息，剩余的战场信息与战术目的相关。通过战场信息的有效分类，美军简化了数据链网络维护与管理，同时能够高效支撑战术功能的实施。

2.3 战场信息管理与分发

在信息化战争中，为了夺取战场制信息权，战场信息需要在网络链路传输交换与分发共享的基础上，通过面向任务对战场信息实施管理与综合应用处理，实现战场信息增值，夺取战场信息的制高点，将信息优势转化为决策优势，最终赢得战争的胜利。目前，战场信息管理与分发的策略机制主要有以下几种：

(1) 基于多智能体的战场信息共享

在动态战场环境中，面对海量的战场信息，为了满足不同作战用户对战场信息的使用与共享需求，基于多智能体的战场信息共享模型通过用户智能体、代理智能体和战场感知智能体间的分层紧密协作 [11]，由作战任务驱动用户智能体发现用户兴趣和用户之间的相似度，由战场感知智能体综合感知战场信息，由代理智能体根据用户的动态行为对用户智能体进行动态调整与组织，使具有相同兴趣的用户智能体聚集起来，同时挖掘战场感知智能体提供的战场信息，进行匹配分析，有效建立用户与战场信息的关联关系，实现战场信息的按需流转， 满足用户兴趣需求及作战任务要求。

(2) 基于栅格的战场信息共享

基于栅格的战场信息共享是建立在战场信息虚拟化基础上的一种信息共享方法[6]。它借鉴互联网虚拟信息技术，建立良好的战场信息数据采集、更新与共享机制，将分散于战场空间内的各种作战信息数据进行整合与有效集成，建立互操作平台，进行各种多源异构战场信息的动态访问、查询、分析、决策，消除因各平台环境差异造成的“信息孤岛”与“应用孤岛” 现象，实现战场信息共享。

(3) 分布式战场信息分发与共享

分布式战场信息分发与共享是目前作战信息系统广泛采用的一种战场信息管理与分发的方法。它主要采用时间质量或者位置质量的战场信息评价准则，利用发布/ 订阅机制，管理与控制战场信息的传输交换与分发共享，通过分布式信息融合处理，实现高效信息共享的同时确保信息感知理解的一致性。目前该方法已在美军 16 号数据链和战术瞄准网络技术中得到应用。在 16 号数据链中，采用了以战场信息的时间质量为衡量标准的航迹选优策略，辅助一定的人工干预，以实现数据链网内的态势统一 [10]。在战术瞄准网络技术中，在分布式信息共享的基础上，采用了分布式点迹融合技术，每个节点将其它节点发送过来的火控雷达数据进行融合处理，获得了满足本地武器发射条件的火控级融合跟踪结果。据美国国防先进计划局网站的最新资料显示，美军正在设计开发强对抗下的分布式战场管理系统，期望通过受限的网络链路共享不完整的战场信息，加强分布式态势理解及战场信息的管理、控制与处理能力[12]。

(4) 面向信息内容的战场信息管理与分发

面向信息内容的战场信息管理与分发方法主要解决有限网络带宽资源下大量情报信息高效传输的问题 [13]。为了实现这一目的，该方法利用大容量情报信息之间内在的特征相似性， 利用马尔科夫随机场、数据稀疏表示及数据挖掘等方法深度挖掘情报资源库中的本质表示信息，建立高效的内容检索表，解决数据高效组织与管理问题 ；通过需求驱动内容索引分析表与具体数据要求的匹配分析，检索完全符合或者符合程度高的数据进行分发，解决战场信息按需分发共享问题 ；在战场信息接收端，利用高效的数据重建方法，分析本质的表示特征，精确重建原始信息，实现有限网络带宽资源条件下情报信息高效传输共享。

3 发展方向与启示

(1) 加强战场信息挖掘及其与作战应用的粘合

随着信息技术的发展，传感器能力在不断提升，作战平台获取了大量的作战环境、敌我作战平台信息。从海量作战信息中挖掘匹配作战应用的信息，是将信息优势转化为知识优势， 进而转化为决策优势、行动优势的基础和前提。受制于作战平台有限的计算资源、存储资源等要素，急需实时以作战应用为驱动，导向性地挖掘作战关键信息，贯通信息模型与作战模型，最大程度地发挥作战体系的软战斗力。

(2) 加强强电磁对抗下战场信息的鲁棒感知与可靠传输

在信息技术推动下，未来战争必将是一场复杂电磁环境下体系对抗的信息化战争。在强电磁对抗作用下，网络链路易受到敌方蓄意干扰，变得不可靠，信息传输交换能力受限， 难以保障完整、可靠作战信息的获取、传输、处理与应用，传统集中式的、基于完整作战信息的信息综合处理与应用策略机制无法满足强对抗体系作战要求，需要加强网络链路受限条件下的分布式战场信息感知，不完整信息的挖掘、分析与评估， 面向作战任务的战场信息在线规划、管理、控制与应用处理等方面的基础算法模型研究，提高信息的组织与管理效率，最终获得制信息权。

(3) 加强战场信息基础要素的统一表征

在现代战争中，大部分作战流程仍以“人在回路”干预模式为主。随着信息化程度的不断提高，作战体系将朝着智能化方向发展。“人在回路”的干预模式将被具有智能行为特征的“仿生态”模拟干预模式所取代。信息基础要素的统一表征与量化的决策空间建模是实施智能行为的基础。通过统一信息基础要素的表征方式，可增强作战体系的可操作性、开放性。

4 结 语

自海湾战争后，现代战争已然发展成为以网络为中心，以信息为主体的体系化战争。电磁环境空前复杂，信息量惊人增长，特别需要有一个高效挖掘、分析、评估、识别与应用战场信息的网络化作战信息系统，加强战场信息组织与管理方法研究，可以革新战场信息应用方法，提高信息的组织与管理效率， 对提升我军的战斗力具有重要意义。