曾昭文 张胜

(国防科技大学信息通信学院,湖北武汉 430010)

军事需求是指国家为了实现预定军事战略目标和战争目的对所需条件及其要求的总称,其变化主要源于作战样式的变革[1]。军事需求从军事人员角度来看,是解决军事问题、完成军事使命、作战任务的条件或能力;从技术人员角度来看,是军事系统或其组成部分必须具有的条件、功能或性能等,需求的集合形成军事系统建设的基础[2-6]。任务清单是完成某种特定使命的任务集合,其构建可以来自于所研究工作的观察或工作日志,也可以来自于另外的任务清单[7]。通信指挥信息系统运用通用任务清单是依据遂行使命任务的需要,将通信指挥信息系统组织运用工作,按照职责或相关条令条例分解为若干子任务,并按一定顺序排列起来,再根据实际条件和环境对各项子任务进行选择、评价,最终理顺而形成的能够有效完成该使命任务的有序活动列表[8-10],从一定程度上反映了对通指装备的军事需求。

1 通指任务清单的构成及描述

1.1 通指任务清单的构成

通信指挥信息系统组织运用通用任务清单规定了各种作战样式、不同指挥层次和各作战阶段各网系的基本任务,以协助指挥信息系统组织运用人员遵循正确的作战思想和行动指南,在不同的任务背景下完成相应的各项任务,其实质上是通指装备组织运用需求的描述模型。在通用任务清单的基础上,根据具体的作战样式、指挥层次和作战阶段,通过对通用任务清单进行合适裁剪,并根据使命任务提出任务各项指标的评价标准,可以制订各类通信指挥信息系统组织运用的特定任务清单(下文简称任务清单)。任务清单建立是通过对使命任务的层层分解,按照“使命分析”“任务细化”“任务条件描述”和“任务指标建立”四个阶段对任务细化的开发,体现了作战活动流程、蕴含了信息流动分布、反映了系统功能要求、蕴含了装备指标需求。

1.2 任务清单描述方法

任务清单是完成某种特定使命的任务的集合,一份完整的任务清单由任务清单说明、任务(或子任务)、在一定的条件下任务的评价指标及其评价标准组成,表示为

TL={TK(INs |TE),TLD}

其中,相关符号说明如下:

1.2.1 任务清单(TasksLists,TL)

这是通信指挥信息系统任务清单的总节点,也是后续各子任务清单的父节点。

1.2.2 任务清单说明(TasksLists Descriptions,TLD)

任务清单说明是关于任务清单的元数据,主要目的用于维护清单管理。具体内容包括:文件标题、归档号、密级、通用任务清单版本、清单目的、适用范围、术语定义、创建者、审核者以及完成、审核、发布等的时间、最新修改时间、变更日志和内容列表等信息。

1.2.3 元任务(MetaTask,MT)

元任务是指挥信息系统组织运用的最小任务单元,是可以由作战单元直接承担的不可再分的任务,元任务可以是一项具体的作战行动。元任务的描述:元任务名称、描述、序号、指标、输入和输出。

1.2.4 任务(Task,TK)

任务可以分为使命任务TKm、子任务TKs。子任务可以再分解成子任务,一直到不可分解的元任务MT。因此,任务是元任务的集合,不可再分解的子任务就是一项元任务。

使命任务是完成使命时执行的活动或者行动的抽象描述,任务清单中所有的任务的有序组合就构成了使用任务,也就是有序任务的集合是使用任务的形式化与具体化。即

TKm=∪(tk|tk∈TL)

使命任务根据需要分解成子任务,子任务也可进一步分解,直至不可再分割的任务单元,即元任务。任务描述包括任务名称、任务级别、任务序号、任务描述、任务层次、子任务等。基本任务是指挥信息系统在组织运用中完成使命任务必不可少的任务,基本任务表示为TKb。

1.2.5 指标(Indicators,INs)

指标是特定条件下遂行某项任务的完成程度的评价因子,一项任务完成程序可以由多项评价因子构成,因此,任务对应于指标集INs。指标由测度和标准组成,测度与标准具有一一对应关系。一个指标可以有多个测度,每个测度对应一个标准。即

INs={IN(ME,ST)|IN∈TK}

1.2.6 测度(Measure,ME)

测度反映了任务执行的关键参数,一般用时间、速率、距离、面积、经纬度、力量、功率、百分比或业务部门规定的其他衡量尺度表示。测度描述包括:标准或规定的度量方法。

1.2.7 标准(Standard,ST)

标准反映了完成任务时对测度的评价,不同测度的评价标准不一。标准可以由数值、百分比、布尔值等进行描述。

1.2.8 任务环境(条件)(Task Environment,TE)

某项任务执行的自然环境条件、军事环境条件和社会环境条件。

2 基于任务清单的通指装备军事需求获取方法

基于任务清单的通指装备军事需求获取,以使命任务为基础,区别对待不同的作战样式、作战层级和典型通指系统,从作战准备、作战实施和作战结束三个阶段来进行。

2.1 通指装备能力需求模型框架

构成作战活动的核心要素包括:使命任务、装备、机构、人员、网络(体系结构)、活动和过程[7]。装备作为作战活动的物质基础,在装备组织运用过程中,能够快速开通、灵活编配、自主协同、灵活组网,实现战场感知实时化、指挥控制高效化、信息传输网络化、信息作战综合化,必须具备综合的安全防护能力、实时信息处理能力、快速反映能力、高效传输能力和自身管理能力。

通指装备能力需求模型框架从通指装备的安全防护能力、快速反映能力、实时信息处理能力、高效传输能力和自身管理能力等五个方面对通指装备的要求进行描述。而在任务清单中,每一项任务都是为围绕解决这五种能力展开的,因此,通过对任务清单的任务元进行归纳,即可构成通指装备军事能力需求。

2.2 基于任务清单的通指装备军事需求获取

指挥信息系统组织运用任务清单清晰地定义了在不同作战阶段、样式和层次下的指挥信息系统对人员、装备和环境的需求描述。将装备用E表示,按照装备在物理上或者逻辑上具有包含关系的装备定义为E=∪(e│e∈E),即装备E包含其它装备或者设备e,则在作战活动中所有装备可以表示为Es=∪(E│E∈TL)。那么可以通过对任务清单的每个任务所有指标分析,将指标的每一项测度按照与装备的关系进行分类,建立装备与指标之间的联系,同一装备的所有指标描述则形成了该装备的需求表示如下:

INs={IN(ME,ST,QE)|IN∈TK}

即构成指标的测度ME与标准ST是对完成该任务装备E的需求描述。那么,装备E在作战活动中所有需求可以表示成:

QE={ME(ST),ME∈INs}

由于任务清单的制订是按照作战准备、作战实施和作战结束三个大的阶段来进行组织的,任务的分解也是根据作战活动的推进过程层层细化,直到元任务,因此,任务清单本质上体现了作战活动的各个阶段及过程,QE也反映了作战活动对装备的需求。

3 基于任务清单的通指装备军事需求描述

从通指装备军事需求的角度来分析任务清单,可以看出通指装备军事需求是以指标(测度－标准)的形式分布在任务清单的元任务中,因此,通指装备军事需求的描述,必须建立作战过程、作战活动与需求之间的紧密联系,通过体系结构方法能够将通指装备军事需求清晰表达出来。

3.1 通指装备军事需求描述方法

建立基于任务清单的军事需求描述视图,则需要选择合适的视角。从任务清单的角度出发,需要考虑:一是任务清单在对使命任务的细化与具体化;二是任务清单体现了作战活动与作战流程;三是必须反映装备与装备之间的连接关系及信息交换情况;四是应该体现组织机构或人员对通指装备的需求描述。通过上面分析,可以构造作战活动视图、装备连接视图、组织机构视图、系统功能视图等来描述通指装备的军事需求。

图1 装备连接视图Fig.1 Equipment connection view

图3 作战活动视图Fig.3 Combat activity view

图2 任务结构视图Fig.2 Task structure view

3.2 通指装备军事需求表示

通过对任务清单进行分析,确定任务单元的执行机构与人员,确定执行任务的装备以及每个指标所对应的测度和建立任务结构视图、作战活动视图、装备连接视图、组织机构视图、装备功能视图对通指装备军事需求进行描述。

3.2.1 装备连接视图

装备连接视图描述了使命任务中所有装备、装备组织关系、装备输入输出信息和装备属性。根据装备与装备的关联关系,装备连接视图形式化表示如图1所示。

圆形虚线表示不同的作战节点,作战节

点之间的带箭头实线表示作战节点之间的信息流动。虚线内部表示在该节点内部的装备组成关系。装备与装备之间组成关系由实线空心箭头表示,实线空心箭头也表示装备构成的子装备之间的信息使用情况。

3.2.2 任务结构视图

任务结构视图是通过将任务清单中与装备相关的任务抽取出来,针对每型装备,描述该装备在使命任务中所完成的相关任务(子任务)。在任务描述时,参照任务清单,按照任务的组织关系进行描述。典型的任务结构描述形式化方式如图2所示。

任务属性可以参考任务清单,由指标集(测度－标准)的方式描述,即任务属性描述表示某型装备在使命任务中完成的任务清单,包括任务代码、任务名称、任务指标、测度和评价标准等内容。

3.2.3 作战活动视图

作战活动视图是在作战任务结构视图的基础上,对任务进行序列化的过程,它表示了作战活动(或任务)、作战活动之间的信息输入和输出关系,作战活动序列化模板如图3所示。作战活动在一定的粒度上可以进行分解,最终不可分的作战活动对应于任务清单中的元任务。任务是作战活动最终达到的目的,而作战活动则是关联任务的序列化表示形式。

具有时间上先后关系或者条件上因果关系的作战活动之间由带箭头的实线表示,实线箭头也表示信息的流动方向。

3.2.4 组织机构视图

组织机构视图描述完成使命任务过程中的控制单元及它们之间的关系,组织机构描述属性包括各部分所需要配置的装备,即表示各组织机构使用装备的情况,如图4所示。组织机构视图如图所示,矩形表示组织,组织包括指挥机构和作战单元等。

图4 组织机构视图Fig.4 Organization view

图5 装备功能视图Fig.5 Equipment function view

组织机构视图中的关系表示了组织机构之间的包含关系与协同关系,由实线表示。在装备属性描述中,重点是描述该型装备在使命任务中完成的各项任务(子任务),并参照任务清单,描述该型装备的指标需求,组织机构属性包括组织机构代码、组织机构名称、任务、装备和指标(测度-标准)等内容。

3.2.5 装备功能视图

装备功能视图是装备功能结构视图,装备功能是从任务清单描述中进行抽取出来的,并根据指标(测度－标准)来确定功能约束与要求,其构成模式可以按照功能分解方式进行组织,及按照任务清单提出的装备需求,描述每一型装备功能组成,如图5所示。

4 结论

任务清单是使命任务的序列化形式化表现形式,是通信指挥信息系统组织运用军事需求的具体形式,是对机构、人员、装备、网络(体系结构)、信息等需求的综合性描述。从任务清单中概括抽象出对通指装备的军事需求,并结合形式化表现形式,既可以对通指装备需求进行优化设计,使得通指装备军事需求最优,也可以为通指装备研制、生产及发展提供理论支持,具有一定的现实意义。