基于云的指挥控制--北美防空指挥控制系统最新发展

乐山三目智 2024-09-24 02:26:08

北美防空司令部(NORAD)是一个由美国和加拿大共同组成的军事指挥机构,成立于1958年5月,负责北美地区国土防空和导弹防御。为支撑北美地区国土防空和导弹防御的战斗管理/指挥控制,北美防空司令部先后发展了联合监视系统(Joint Surveillance System,JSS)、战斗控制系统(Battle Control System,BCS)、基于云的指挥控制(Cloud-based Command and Control,CBC2)。

▲北美防空司令部(NORAD)指挥中心

一、联合监视系统

联合监视系统是作战与情监侦一体化系统,由北美防空司令部系统(NORAD)、防区作战控制中心系统(ROCC)和雷达站系统等组成。其中,NORAD系统的情监侦部分主要负责实时掌握全局空情态势;ROCC系统的情监侦部分主要负责自动搜集和处理来自各雷达站报知的空情,并从其他观察报知设备获取空情,掌握本防区的空情态势,识别来袭的空中目标,为防空武器提供目标指示,及时向NORAD上报空情,并与友邻ROCC及有关单位互通空情;雷达站是空情主要来源,共配置86个雷达站约200部雷达。一个典型的雷达站通常配有远程警戒、测高和航路监视雷达,并在东南部海岸部署了系留气球载雷达,探测低空和海面目标。平时还有6架E-3A预警指挥飞机与联合监视系统协同工作。与SAGE系统(世界第一个半自动化的地面防空作战指挥控制系统)相比,联合监视系统实现了从半自动化系统向自动化系统的转变。

▲联合监视系统

二、战斗控制系统

战斗控制系统是新一代空中监视与控制系统,也是作战与情监侦一体化系统,包括固定式系统(BCS-F)和机动式系统(BCS-M)两种,其中,BCS-F负责取代联合监视系统。BCS-F综合了机载、地面、海上以及民用空中交通管制等200余部雷达以及其他传感器数据。与联合监视系统相比,BCS-F除了可提供联合监视系统所有功能外,还提供了以下增强功能:

(1)改进的数据处理和航迹处理能力,可同时接收点迹和航迹数据;

(2)增强了系统跟踪能力,能同时跟踪15000条航迹;

(3)将美国本土4个责任区进一步缩减为2个;

(4)能够监视北美地区所有空域及周边运动目标,提供一体化空图(而联合监视系统对北美大陆内部的空中目标不提供预警)。

BCS-M提供了全方位的战斗管理和指挥控制功能,包括战区防空、数据链管理、战场监视和战斗识别等。为了满足作战需求,BCS-M采用开放式体系架构,整个系统重量更轻且可靠性更高,并可根据任务快速剪裁部署。

▲战斗控制系统人机交互界面

三、基于云的指挥控制

基于云的指挥控制(CBC2)系统旨在增强作战司令部的指挥决策能力、提高指挥决策速度。当前该系统主要面向北美防空司令部/北方司令部(NORAD/NORTHCOM)作战需求,增强国土防空和导弹防御能力,最终将扩展到全部作战司令部。

CBC2系统负责取代现役的固定式战斗控制系统(BCS-F),承担空中监视、目标识别、战斗管理、武器控制及数据链运行等任务,目前已经部署在美国本土防空区的区域空战中心及东部和西部2个防空分区的作战控制中心、阿拉斯加防空区的区域空战中心,以及隶属于太平洋司令部的夏威夷区域空战中心。

▲东部防空分区部署基于云的指挥控制(CBC2)系统

根据美国空军计划,CBC2当前的开发工作主要包括:

(1)继续开展设计开发活动,重点是开发一个可扩展、可伸缩的数据云架构,利用人工智能/机器学习(AI/ML)赋能作战应用,并生成通用作战图(COP);

(2)继续可视化多种来源的数据(2D/3D空域可视化);

(3)将军事、政府和商业来源的数据纳入多级安全的云环境,并进行融合和分析;

(4)继续开发自动化的和操作员可选择的资产、语音、数据和指挥控制任务应用程序;

(5)整合新组建团队和原有开发团队与ABMS软件集成商,为北美防空司令部/北方司令部创建一个完全由政府拥有的基于云的微服务化的指挥控制系统;

(6)继续构建基于微服务的软件应用程序,以实现指挥控制系统云化设计,同时构建基础设施,以支持指挥控制系统云化,包括但不限于平台、云、数据传输、战术数据总线、身份管理、零信任网络、网络防御和数据存储解决方案;

(7)继续每季度发布最小可行产品,迭代构建基于云的指挥控制应用程序/软件基线。

▲加拿大防空区部署基于云的指挥控制(CBC2)系统(2024年1月25日,CBC2团队参观加拿大空军22联队指挥大厅)

CBC2是一套基于软件开发平台(PlatformONE)开发安全运维一体化(DevSecOps)工具和全球安全云(CloudONE)计算环境的微服务集。CBC2将通过利用人工智能/机器学习赋能作战应用,改变联合部队的数据共享方式,加速从传感器到决策者的信息流动;利用机器生成作战方案,并通过机器对机器连接向武器平台发送指令,缩短杀伤链,实现战斗管理/指挥控制(BM/C2)功能质的提升。

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乐山三目智

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