CHINESE  INSTITUTE  OF  COMMAND  AND  CONTROL

未来集成：作战管理系统

发表时间：2024-11-11 10:47

以下文章来源于专知智能防务 ，作者专知防务

作战管理系统（CMS）通常被称为舰艇的 “大脑”，它将舰艇的传感器--“眼睛 ”和 “耳朵”--与其执行器--提供所需的动能和非动能效果的 “四肢 ”连接起来。考虑到 CMS 在收集数据、将数据处理成信息、分配任务和其他指令方面的作用，CMS 也许更类似于人体的中枢神经系统--由大脑和脊髓组成，负责评估信息、做出决策、指挥活动和运动。
正如人体随着时间的推移不断进化以适应环境的要求一样，CMS 的能力现在也必须进化以适应不断变化的作战需求。此外，现在海军环境中的作战需求变化非常快，因此CMS中的数据收集和任务指挥能力必须使海军能够以最快的速度应对这种变化。
仅就欧洲-大西洋战区而言，在整个战区内，各国海军都在执行各种作战任务。乌克兰岸上的常规冲突正在从作战和战略上蔓延到黑海和波罗的海，甚至更远的地方。目前的中东危机正促使西方海军在东地中海地区加强存在，由于北约海军在俄罗斯试图利用海军能力帮助扩大反介入/区域拒止（A2/AD）区域的情况下寻求确保准入，东地中海地区已经非常繁忙。在北海和波罗的海地区，北约海军正在跟踪俄罗斯的舰船，特别是监视他们怀疑可能试图攻击重要水下基础设施的俄罗斯海军舰船和其他舰船。在北部高纬度地区，核动力攻击潜艇（SSNs）正在争夺战略位置，而北约海军则继续准备（就像在波罗的海一样）从海上增援北约的岸上领土。
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图：在一幅艺术家的效果图中，瑞典皇家海军（RSwN）目前的主要水面作战舰艇维斯比级轻型护卫舰（右）和未来的吕勒奥级舰艇在海上合影。日益复杂的海军作战环境凸显了对功能日益强大的作战管理系统（CMS）的需求。图片来源：萨博公司，FMV
欧洲-大西洋战区共同构成了一个非常复杂的地理和作战环境，所有作战领域都出现了海上无人系统（MUS），从而使这一环境更加复杂。西方海军作战人员一直在逐步将 MUS 纳入其作战清单，以执行反水雷（MCM）和情报、监视与侦察（ISR）任务，而俄罗斯和乌克兰则迫于战争现实，在从 ISR 到动能作战的所有军事行动中引入 MUS。增加 MUS 系统的指挥和控制 (C2) 是现代和未来 CMS 必须处理的另一层复杂性。
瑞典皇家海军（RSwN）是北约海军中的一支，它主要负责波罗的海和卡特加特海峡/斯卡格拉克海峡至瑞典哥德堡西海岸的水域。随着瑞典成为北约新成员，RSwN 可能也希望为北约在北海和挪威海的活动做出更大贡献。
吕勒奥（Luleå）级水面作战舰艇将是北约未来兵力结构的一个关键组成部分，旨在提供作战和能力灵活性，以满足持久任务和新兴任务的需要。2022 年，北约宣布将发展更大、能力更强的水面舰艇，以增强支持北约常备海军和综合防空/导弹防御要求的能力。将建造四艘 “吕勒奥 ”级舰艇，其中两艘计划在 2030 年前交付，另外两艘计划在 2034 年前交付。
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图：图为2018年在挪威近海举行的北约 “三叉戟接点 ”演习中，RSwN “维斯比 ”级护卫舰 “卡尔斯塔德 ”号（HSwMS Karlstad）和一艘身份不明的北约潜艇。萨博的 9LV CMS 安装在 “维斯比 ”级舰艇上，专为水面舰艇和潜艇设计。图片来源：挪威武装部队
2024 年 5 月，萨博宣布巴布科克将为萨博开发吕勒奥级舰艇的基本设计提供工程支持（包括结构设计和辅助系统）。新舰艇的几项核心能力可能来自 RSwN 现役的维斯比级轻型护卫舰，这些能力将通过五艘维斯比级舰艇的中期寿命升级（MLU）计划得到进一步发展。
萨博的 9LV CMS 就是其中一种能力，它已安装在维斯比级上。
据萨博称，9LV是为包括潜艇在内的所有类型的海军平台设计的。CMS 支持多域作战（MDO）和决策，可整理、分析和分发数据，以支持从环境控制、搜索与救援（SAR）到和平支持、边境控制、打击海盗和更广泛的海上巡逻与响应行动，再到部队保护/护送和 A2/AD 任务等各种作战任务。基于开放式架构的系统设计还便于升级，并易于与海军的传感器和效应器集成：这反过来又实现了盟国和合作伙伴在联合行动中的互操作性。
9LV CMS 部署在欧洲-大西洋和印度洋-太平洋战区的海军中。
这些战区海军竞争的不断扩大和升级，以及新技术和新能力的不断涌现，提出了如何调整和发展 CMS 能力以应对挑战的问题，例如：虽然目前的 CMS 能力是最先进的系统，但还能做些什么来提高其产出；CMS 能力和集成的下一代发展可能是什么；CMS 能力需要如何发展以应对新出现的威胁并集成新技术？
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图：2022 年 9 月，在北约的 “动态信使 ”演习中，一艘 REMUS 无载人水下航行器部署在葡萄牙塞辛布拉附近海域。海上非乘员系统会增加建造和运行 CMS 所需的复杂性，但也能增强 CMS 的能力。资料来源：北约

需求与能力

正在进行的俄乌战争是未来战场的一个非常现实的例子，现有技术和新兴技术都参与到了一体化行动中。因此，这场战争也为 CMS 技术、能力和作战需求提供了一个非常贴切的例证。
萨博 9LV 战斗系统解决方案产品经理约翰-海格（Johan Hägg）在 9 月 20 日说："乌克兰冲突表明，未来的战术形势是不可预测的。在那里，看到一支舰队的主要部分被小型、匆忙开发的遥控或自动车辆拒绝进入巨大的海域"。
在这个特殊的例子中，乌克兰海军通过使用导弹、无人机，特别是无人水面舰艇，成功地在黑海的大片海域形成了自己的 A2/AD 区域，瞄准海上和港口的俄罗斯舰艇，将俄罗斯黑海舰队赶回黑海对岸的本国海域。
海格说，虽然西方军队和国防工业将在为 CMS 系统开发的能力范围内应对新出现的威胁（如在乌克兰表现出的威胁），但与此同时，他们需要不断超越目前已知的能力。他解释说，关键问题是："如何让 CMS 为未来的任务做好准备，而不仅仅是在五年后应对今天的威胁？"
MUS将是这种考虑的核心因素。它们将携带目前尚未看到的有效载荷。不同的无人系统将在新技术的帮助下进行通信......[因此]自主决策环路将大大缩短。这种环境很难派有人系统进入。在 MCM 行动中，‘将操作员移出雷区’的条令越来越多；一种想法可能是向‘将操作员移出战场’的方法发展。
随着 MUS 的到来，舰队组合及其配套作战基础设施也将发生变化。海格问道："是否会看到‘舰艇上岸’；在一个隐蔽的设施中建立一个 CMS/战斗信息中心（CIC），通过在‘热点’区域运行的无人系统来解决海上战术任务，而无人舰艇则回到辅助角色？只要被护航的商船是有船员的，护航任务就将由有船员的船只执行，尽管有船员的[海军]船只可能会辅以无船员的系统进行抵近和预警。"
在波罗的海等重要海域，水下世界仍将充满挑战，包括水文地理复杂的沿海水域。海格说，这将要求加快使用监视行动和秘密活动。
海格解释说："在这些情况下，CMS不可能是唯一的解决方案，但它将是合作参与的关键，无论是不同类型的子系统，还是船舶和其他资产。优化、决策循环、共享图片和'操作员进入/开启/退出环路'等关键词将对新的 [CMS] 功能造成压力。"
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图：萨博的 “未来作战员工作空间 ”是公司的新兴技术概念之一，它集成了 9LV CMS。来源：萨博

工程功能

对持续能力演进的要求要求CMS系统同时需要持续的工程开发。
连续性工程设计是绝对必要的，因为子系统的开发将非常迅速。不能为下一级舰艇定义一个无人系统，因为例如自动潜航器 (AUV) 的发展非常迅速。因此，必须想出一种应对不断变化的方法。在这方面，如果想在海战中保持领先地位，就必须实施新的标准接口、隔离良好的应用层，尤其是新的采购流程，以应对这种[多变的]现实。
就新的采购流程而言，有必要找到在和平时期海军对网络安全和实现必要的作战效果的要求之间实现平衡的方法和手段，并缓解这两种要求之间的竞争。系统安全压力阻碍了实现传感器、武器和子系统全部效果所需的数据流。

新兴能力

为了在进攻行动中使用这些技术和防御这些技术的双重目的，必须将一系列新兴技术集成到 CMS 中，这反映了能力的不断发展。除 MUS 外，这些新兴技术还包括高超音速导弹和定向能武器。
此外，还有可能伴随这些新技术出现的新作战概念（CONOPS）问题，例如使用 MUS 的蜂群战术。CMS 系统必须既能执行也能反击这种 CONOPS。
MUS 的到来将带来技术要求，反过来又会强调 CMS 的核心作用，并将提供利用 CMS 功能的机会，特别是通过系统集成通信能力，包括数据收集、分析和传播。
CMS在功能链中的分量将越来越重，特别是在优化传感器、效应器和通信方面开发的一系列子系统时。无人系统之间和/或与有人平台一起工作时需要一个协调 “中枢”，这样它们才能共同完成所需的任务。内容管理系统就是这个“枢纽”。
此外，MUS的集成反过来也能为CMS带来更多能力。与军事多用途系统相连接--这些系统的数量会更多，在整个行动区的部署范围也会更广--将扩大CMS的能力范围。CMS的‘战术范围’将会扩大。
持续的能力发展反过来又提出了一个问题：CMS需要做些什么来应对或利用这些发展，包括CMS的技术和基础设施必须如何调整。特别是，有些发展需要与CMS技术和基础设施相结合，以便能够使用和防御这些新技术。
CMS技术和基础设施在不断变化，今天可见的模式将迎合新的威胁。当然，需求也会发生变化--更快的速度、更高的准确性、更多的决策支持等等。要想保持领先地位，就必须采用持续工程方法。这反过来又将推动更新频率、空中变更，以及在不干扰操作功能的情况下进行分区的可靠方法--这本身就是一个挑战。
考虑到真正的开放式架构，新功能的集成相对容易。巨大的数据流可能需要进行重大的设计变更，尽管非实时数据处理始终可以作为一个独立的子系统来进行，而这个子系统本身是可以扩展的。

未来的集成

一些关于开发最先进的 CMS 系统的想法，以利用 “系统簇”内不断改进的集成、其他技术如何增强 CMS 的功能，以及这种开发过程在短期内可能会将 CMS 的能力带向何方。
一种想法是在更高的系统层面上变得越来越灵活，这就需要制造商和采购商之间采用新的互动方式。例如，是否有可能只根据框架要求来购买、销售和开发作战系统，找到另一种更敏捷的方式来商定系统应带来的效果？
至于可以提高 CMS 能力的新技术，人工智能是一项日趋成熟的技术，已经在当今的 CMS 系统中得到了不同的应用。在特定领域，人工智能非常有效，例如在声纳、成像等方面。
不可预测的创造力是赢得海战的关键力量，目前还不清楚CMS在这方面能提供什么支持。但他强调了一些关键的发展领域。比方说，今天签约的一艘舰艇将在五年后交付，交付时间不超过最初确定的采购流程。希望[在CMS中]看到更好地处理蜂群威胁，增加处理快速移动目标的功能，以及在某种程度上处理多静态需求--但不会有重大变化。
尽管如此，鉴于萨伯公司在开发海军 CMS 技术和效果方面的领先地位，9LV CMS 可以在短期内为舰船公司提供更多的能力。
参考来源：欧洲安防杂志
转自：专知智能防务


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