肉孜麥麥提，王樹文，吳 昊

(空軍預(yù)警學(xué)院，湖北 武漢 430019)

0 引 言

隨著導(dǎo)彈技術(shù)的迅速發(fā)展及其在近幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中的成功運(yùn)用，彈道導(dǎo)彈已經(jīng)成為對(duì)防空體系最具威脅的一種空襲武器。由于彈道導(dǎo)彈具有飛行速度快、探測(cè)識(shí)別難、突防能力強(qiáng)等特性，因此如何加速構(gòu)建完善的反導(dǎo)預(yù)警體系，對(duì)彈道導(dǎo)彈實(shí)施高效的預(yù)警探測(cè)和跟蹤，提供及時(shí)準(zhǔn)確連續(xù)穩(wěn)定的預(yù)警情報(bào)，不僅是準(zhǔn)確打擊的前提和基礎(chǔ)，也對(duì)整個(gè)防空反導(dǎo)作戰(zhàn)的成敗具有重要、關(guān)鍵性的意義[1]。

反導(dǎo)預(yù)警是國(guó)家安全的重要保障，是國(guó)家戰(zhàn)略防御和戰(zhàn)略威懾的重要支撐，是軍隊(duì)體系作戰(zhàn)能力的重要基礎(chǔ)。反導(dǎo)預(yù)警信息協(xié)同交互是反導(dǎo)預(yù)警的核心要素，為適應(yīng)未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)需要、建立完善的反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)系統(tǒng)，優(yōu)化反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同交互是無(wú)法繞過(guò)的重要課題。信息的協(xié)同交互是不同信息源之間、信息源與作戰(zhàn)部隊(duì)之間、信息源與指揮機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)系紐帶。紐帶的質(zhì)量直接關(guān)乎各作戰(zhàn)單位戰(zhàn)斗效能的發(fā)揮，關(guān)乎整個(gè)反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)的成敗。因此，研究反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同交互是迫切需要的。

1 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同交互特點(diǎn)

反導(dǎo)預(yù)警是對(duì)來(lái)襲彈道導(dǎo)彈的探測(cè)、發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)。由于彈道導(dǎo)彈射程遠(yuǎn)、飛行速度快、殺傷力大和防御困難，所以反導(dǎo)預(yù)警就顯得尤為重要。反導(dǎo)預(yù)警力量是戰(zhàn)略預(yù)警力量的主體，由地基反導(dǎo)預(yù)警力量、海基反導(dǎo)預(yù)警力量、天(空)基反導(dǎo)預(yù)警力量組成，其骨干裝備包括紅外預(yù)警衛(wèi)星、天波超視距雷達(dá)、遠(yuǎn)程預(yù)警相控陣?yán)走_(dá)、地(海)基多功能相控陣?yán)走_(dá)[2]。在作戰(zhàn)實(shí)施過(guò)程中，需要根據(jù)各力量的裝備性能和部署地域分配反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)任務(wù)，使各力量所在部隊(duì)之間信息在時(shí)間和空間上進(jìn)行協(xié)同交互，并組織好各力量之間的情報(bào)傳輸和處理工作。

反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同是指在反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)中根據(jù)情報(bào)用戶需求與認(rèn)知特征，采用相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警情報(bào)的價(jià)值延伸和創(chuàng)新性增值的過(guò)程中形成的關(guān)系。在情報(bào)用戶與情報(bào)源間、情報(bào)源與情報(bào)源間采用多種媒介進(jìn)行多向積極的異地、實(shí)時(shí)溝通或系列活動(dòng)，進(jìn)而正面影響情報(bào)用戶的實(shí)踐、行動(dòng)和決策。

1.1 預(yù)警力量構(gòu)成多元，信息協(xié)同復(fù)雜度高

反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)的特點(diǎn)決定了預(yù)警力量構(gòu)成復(fù)雜，既包括天基預(yù)警偵察衛(wèi)星，也包括各種地(海)基預(yù)警監(jiān)視裝備，具有力量構(gòu)成多元、部署分散、種類繁多的特點(diǎn)，不可避免地使反導(dǎo)預(yù)警信息協(xié)同呈現(xiàn)多元制約性，情報(bào)共享關(guān)系復(fù)雜，具有突出的不穩(wěn)定性。反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)收集廣泛，情報(bào)源類型各異，情報(bào)獲取技術(shù)機(jī)理也不同，有來(lái)自各種型號(hào)雷達(dá)獲取的雷達(dá)數(shù)據(jù)情報(bào)業(yè)務(wù)，有通過(guò)對(duì)普通航空照片、紅外傳感器、激光、光電技術(shù)和雷達(dá)傳感器等收集發(fā)掘而獲得的圖像情報(bào)業(yè)務(wù)，還有來(lái)自各類數(shù)據(jù)鏈的語(yǔ)音、報(bào)文業(yè)務(wù)，因此戰(zhàn)略預(yù)警情報(bào)傳輸涉及數(shù)據(jù)、報(bào)文、語(yǔ)音、圖像、視頻等多種業(yè)務(wù)類型。

在各類傳輸業(yè)務(wù)中，有高數(shù)據(jù)率的高清圖像信息，有低數(shù)據(jù)率的數(shù)據(jù)信息，還有對(duì)傳輸帶寬要求不高的控制、狀態(tài)信息等。例如，各類成像型偵察設(shè)備獲取的高清圖像信息，數(shù)據(jù)率為100～300 Mbit/s，最高可達(dá)kMbit/s量級(jí)。電子偵察衛(wèi)星、導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星、海洋監(jiān)視衛(wèi)星等獲取的偵察或監(jiān)視信息，數(shù)據(jù)率通常在1～10 Mbit/s量級(jí)以上[3]。

1.2 信息協(xié)同距離遠(yuǎn)，協(xié)同區(qū)域跨度大

反導(dǎo)預(yù)警的目的是盡早、盡遠(yuǎn)地發(fā)現(xiàn)并跟蹤彈道導(dǎo)彈目標(biāo)，因此反導(dǎo)預(yù)警裝備往往都“站得高，看得遠(yuǎn)”，通常分布在陸地、海面(水下)、空中甚至太空，所獲取的反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)要走過(guò)“千山萬(wàn)水”才能到達(dá)目的地，往往情報(bào)傳輸距離遠(yuǎn)、區(qū)域跨度大。

另外，空基預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)(比如空中預(yù)警機(jī))，通常利用其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在遠(yuǎn)離己方的空域發(fā)現(xiàn)與跟蹤目標(biāo)，尤其是在遠(yuǎn)離本土或海岸線、己方地面雷達(dá)網(wǎng)不能覆蓋到的作戰(zhàn)區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，因此情報(bào)傳輸跨越幾百、上千甚至上萬(wàn)千米。而反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)中的紅外預(yù)警探測(cè)衛(wèi)星所獲取的預(yù)警情報(bào)信息需要經(jīng)過(guò)天地之間的長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸才能進(jìn)入情報(bào)中心，而且傳輸過(guò)程中的地理?xiàng)l件變化也非常大[4]。

1.3 戰(zhàn)場(chǎng)狀態(tài)變化快，信息協(xié)同實(shí)時(shí)性要求高

“贏得時(shí)間，爭(zhēng)取主動(dòng)”是信息化條件下軍事行動(dòng)的基本要求和重要保證。信息化條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)，為達(dá)成戰(zhàn)略目的，有效控制戰(zhàn)局，防止外界介入，大多采取“閃電”行動(dòng)，迅即反應(yīng)，速?zèng)Q制勝；作為進(jìn)攻性作戰(zhàn)，彈道導(dǎo)彈打擊發(fā)起十分突然，攻防節(jié)奏很快，反導(dǎo)預(yù)警必須把握有利時(shí)機(jī)，爭(zhēng)取盡快盡早發(fā)現(xiàn)，精確跟蹤和識(shí)別，準(zhǔn)確計(jì)算攔截時(shí)間窗口，并將彈頭跟蹤識(shí)別信息發(fā)送至攔截武器系統(tǒng)，為反導(dǎo)攔截作戰(zhàn)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的預(yù)警情報(bào)信息。這就要求反導(dǎo)預(yù)警必須建立在順暢的信息協(xié)同關(guān)系之上，采取靈活多樣的信息協(xié)同方法，確保反導(dǎo)預(yù)警信息協(xié)同實(shí)時(shí)高效。

1.4 預(yù)警時(shí)間緊迫，信息處理要求高

信息處理與分析是反導(dǎo)預(yù)警中的重要環(huán)節(jié)，是反導(dǎo)預(yù)警“大情報(bào)”和“大處理”特征的具體體現(xiàn)?？梢哉f(shuō)情報(bào)處理是保證反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)價(jià)值得到最終體現(xiàn)的關(guān)鍵。信息處理的特點(diǎn)概括起來(lái)有5點(diǎn)，即需求性、時(shí)效性、準(zhǔn)確性、連續(xù)性、完整性。

情報(bào)要素是構(gòu)成反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)的主要因素，是衡量其情報(bào)質(zhì)量的重要依據(jù)。情報(bào)要素越齊全、越完整，內(nèi)容越具體，情報(bào)質(zhì)量就越高，其價(jià)值就越大。

2 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同需求

反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同需求主要是指為提高反導(dǎo)作戰(zhàn)過(guò)程中對(duì)敵方導(dǎo)彈的攔截率，各情報(bào)作戰(zhàn)單位之間協(xié)同過(guò)程所應(yīng)具備的能力。反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)體系著眼于戰(zhàn)略級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)導(dǎo)彈防御，依托天基預(yù)警衛(wèi)星、地基遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)、地基多功能雷達(dá)、?；揽辗磳?dǎo)雷達(dá)，為彈道導(dǎo)彈攔截提供助推段、中段和末段的多層次信息保障。

彈道導(dǎo)彈在初始段、中段和末段各飛行階段的目標(biāo)特性有所不同，反導(dǎo)預(yù)警使用不同探測(cè)機(jī)理和功能的裝備分別完成初始段、中段和末段預(yù)警任務(wù)。處于初始段的彈道導(dǎo)彈有著顯著的紅外特性，較容易被發(fā)現(xiàn)，同時(shí)在初始段實(shí)施攔截也是反導(dǎo)作戰(zhàn)的最理想方式，即將反導(dǎo)作戰(zhàn)造成的危害留給敵方；因此，初始段反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)對(duì)彈道導(dǎo)彈的初始段發(fā)現(xiàn)外，還擔(dān)負(fù)著引導(dǎo)攔截火力實(shí)施初始段攔截的任務(wù)。

初始段反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)以高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星為主要裝備，以天波超視距雷達(dá)、天基雷達(dá)和空基預(yù)警手段為輔助。彈道導(dǎo)彈在中段飛行時(shí)間長(zhǎng)，且飛行空域高，攔截成功后不易造成次生災(zāi)害，是最有利于攔截的階段，也是反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)連續(xù)跟蹤、精確識(shí)別和攔截引導(dǎo)的關(guān)鍵階段。中斷反導(dǎo)預(yù)警的主要任務(wù)是連續(xù)監(jiān)視和跟蹤中段飛行的來(lái)襲彈道導(dǎo)彈目標(biāo)，識(shí)別真假?gòu)楊^和誘餌，獲取彈道導(dǎo)彈軌跡參數(shù)，為攔截火力提供目標(biāo)指示信息，對(duì)攔截殺傷效果進(jìn)行評(píng)估，為實(shí)施二次攔截提供決策依據(jù)。中斷反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)主要包括地(海)基中段反導(dǎo)預(yù)警裝備和天基中段反導(dǎo)預(yù)警裝備。

末段是彈道導(dǎo)彈飛行的最后階段，也是實(shí)施反導(dǎo)攔截的最后時(shí)機(jī)。這一階段，彈道導(dǎo)彈重返大氣層，速度快，留給攔截作戰(zhàn)的時(shí)間有限，要求預(yù)警情報(bào)與攔截火力一體化運(yùn)用。因此，末段反導(dǎo)預(yù)警以地(海)基多功能相控陣?yán)走_(dá)為主，為指揮控制系統(tǒng)提供反導(dǎo)預(yù)警和決策評(píng)估信息；反導(dǎo)作戰(zhàn)依托攔截武器系統(tǒng)制導(dǎo)雷達(dá)提供的制導(dǎo)信息實(shí)施攔截。反導(dǎo)預(yù)警過(guò)程中各階段各作戰(zhàn)力量、指揮所、中心系統(tǒng)之間的協(xié)同關(guān)系如圖1所示。

2.1 信息協(xié)同過(guò)程中的時(shí)空同步與一致性問(wèn)題

在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，不同作戰(zhàn)單元、不同信息系統(tǒng)之間的信息協(xié)同交互要確保時(shí)空同步和一致性，簡(jiǎn)單講就是使各個(gè)單位獲取情報(bào)的時(shí)間軸吻合起來(lái)，從而才能進(jìn)行準(zhǔn)確的信息融合預(yù)處理，形成完整可靠的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，為指揮員的指揮決策活動(dòng)提供有力保障。

但由于存在系統(tǒng)的異構(gòu)性、信息獲取機(jī)理不同、信息處理方法各異、信息流轉(zhuǎn)效率不高等原因，導(dǎo)致分布式信息協(xié)同交互難以確保時(shí)空同步和一致，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致信息內(nèi)容存在沖突或錯(cuò)誤，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)已有信息進(jìn)行有效的匯總，對(duì)后續(xù)的信息處理、指揮決策帶來(lái)了障礙，極大影響了指揮和作戰(zhàn)行動(dòng)的準(zhǔn)確性和效果。

2.2 情報(bào)質(zhì)量需求

隨著反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)的建設(shè)和發(fā)展，大量先進(jìn)電子偵察監(jiān)視技術(shù)和手段的運(yùn)用，使情報(bào)獲取的能力大大加強(qiáng)，戰(zhàn)場(chǎng)感知能力持續(xù)提升。一個(gè)從聲頻、光頻到電頻，從水上、地面、空中到太空的全頻譜、全方位、全時(shí)空的反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)偵察監(jiān)視體系將出現(xiàn)在戰(zhàn)場(chǎng)上。反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)手段的建設(shè)必然會(huì)帶來(lái)情報(bào)種類和情報(bào)數(shù)量的劇增，如果不區(qū)分用戶需求，而是直接提供給用戶，“情報(bào)信息泛濫”將不可避免。

2.3 情報(bào)保障方式需求

由于信息化戰(zhàn)爭(zhēng)是以信息化條件為支撐的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，是由諸軍兵種、多種力量、軍民一體進(jìn)行的作戰(zhàn)，戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)保障對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)乃至戰(zhàn)爭(zhēng)的成敗有著重要影響。因此，參戰(zhàn)的所有力量都需要情報(bào)支撐。基于信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的特點(diǎn)，眾多的情報(bào)用戶面對(duì)浩如煙海的情報(bào)信息而無(wú)情報(bào)可用，其結(jié)果就是“用戶情報(bào)缺乏”。

反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)用戶的情報(bào)需求與情報(bào)保障能力之間的矛盾將長(zhǎng)期存在。反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)保障不但要向最高作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)提供情報(bào)，而且各個(gè)預(yù)警作戰(zhàn)單位之間還要進(jìn)行情報(bào)的協(xié)同，以實(shí)現(xiàn)情報(bào)信息的高效應(yīng)用，從而提高反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)體系的整體作戰(zhàn)實(shí)力，縮短導(dǎo)彈目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、判斷、上報(bào)時(shí)間，提高導(dǎo)彈的攔截效率。

面對(duì)如此眾多的情報(bào)作戰(zhàn)單元，如果依然采用傳統(tǒng)的情報(bào)協(xié)同方式，必將導(dǎo)致眾多情報(bào)用戶的個(gè)性需求得不到滿足。因此，必須更新情報(bào)協(xié)同保障觀念，以情報(bào)服務(wù)的思想為眾多的情報(bào)用戶提供可靠的情報(bào)保障。也就是要針對(duì)不同需求的情報(bào)用戶，合理組織和調(diào)度各種情報(bào)資源，平衡不同用戶情報(bào)需求側(cè)重點(diǎn)，最大限度地解決情報(bào)用戶個(gè)性需求的情報(bào)缺乏難題[5]。

2.4 針對(duì)用戶多樣化的需求

用戶眾多、需求各異是由信息化條件下多種力量聯(lián)合作戰(zhàn)和戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)信息的重要作用決定的。通常彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)按攔截時(shí)機(jī)的不同可將彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)分為三大類：助推段攔截系統(tǒng)、中段攔截系統(tǒng)、末段攔截系統(tǒng)。

圖1 反導(dǎo)預(yù)警體系協(xié)同關(guān)系圖

各個(gè)攔截階段情報(bào)用戶對(duì)反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)需求也各不相同，結(jié)合自身部隊(duì)作戰(zhàn)任務(wù)及部隊(duì)裝備探測(cè)性能，對(duì)彈道導(dǎo)彈不同時(shí)段的坐標(biāo)、航向、高度等信息有著不同要求。這就要求作戰(zhàn)管理指揮控制通信系統(tǒng)將各個(gè)預(yù)警偵察部隊(duì)之間、預(yù)警偵察部隊(duì)與導(dǎo)彈攔截部隊(duì)之間直接連接起來(lái)，確保情報(bào)的直接傳遞，從而提高作戰(zhàn)效能，實(shí)現(xiàn)對(duì)彈道導(dǎo)彈的預(yù)警、偵察、攔截。

信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的特點(diǎn)預(yù)告了戰(zhàn)爭(zhēng)中情報(bào)用戶及其需求狀況，同時(shí)也讓我們看到了信息化條件下多種力量聯(lián)合作戰(zhàn)情報(bào)保障的艱巨性。面對(duì)“生產(chǎn)”帶來(lái)的“情報(bào)信息泛濫”和戰(zhàn)爭(zhēng)中情報(bào)用戶的“情報(bào)缺乏”，反導(dǎo)預(yù)警情報(bào)服務(wù)必須深入研究對(duì)多情報(bào)用戶的保障模式，在努力提高情報(bào)保障技術(shù)水準(zhǔn)的同時(shí)，還應(yīng)采取有效措施，力求以服務(wù)的思想對(duì)重要情報(bào)用戶實(shí)施按需分發(fā)、精確保障。

3 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同交互方法

3.1 人機(jī)交互功能優(yōu)化

任何有效的人機(jī)交互功能的完成，常常是4個(gè)基本功能組合的結(jié)果。這4個(gè)基本功能是：信息接收(敏感)功能、信息存儲(chǔ)功能、信息處理和決策功能、執(zhí)行功能，如圖2所示。

圖2 人機(jī)交互功能流程圖

“宙斯盾”系統(tǒng)在不改動(dòng)任何傳感器、武器、計(jì)算機(jī)硬件的情況下，單憑交互軟件設(shè)計(jì)優(yōu)化，縮短人的認(rèn)知和決策時(shí)間，系統(tǒng)的“人的回路”的一個(gè)攔截波次反應(yīng)時(shí)間縮短了4 s，相當(dāng)于來(lái)襲超音速反艦導(dǎo)彈的攔截半徑外延了3.4 km，或MK41垂直導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)多打出8枚導(dǎo)彈，綜合作戰(zhàn)能力提升10%以上?？茖W(xué)地分割人與計(jì)算機(jī)的功能與任務(wù)，發(fā)揮作戰(zhàn)人員的主觀能動(dòng)性、縮短“人的回路”時(shí)間，為反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)人員提供直觀、有效的輔助決策信息，對(duì)提高反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)實(shí)力有著重要意義。

圍繞指揮控制信息系統(tǒng)界面的顯示布局、顯示格式及顯示要素等，研究如何確保人機(jī)界面呈現(xiàn)的圖形、頁(yè)面、字符等信息是指控人員在執(zhí)行任務(wù)中需要關(guān)注的，保證其易于感知和理解。在人機(jī)交互功能設(shè)計(jì)時(shí)，圍繞人這個(gè)中心，針對(duì)不同用戶的工作特點(diǎn)，區(qū)別設(shè)計(jì)，提高界面的友好性，提高用戶使用的舒適度，給用戶以良好的操作體驗(yàn)，提高作戰(zhàn)效率，最終縮短指揮決策的整體時(shí)間。

(1) 指揮員的人機(jī)交互功能優(yōu)化。

在作戰(zhàn)過(guò)程中，指揮員和反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)互相配合才能達(dá)到最好的效果，指揮員通過(guò)靈活運(yùn)用手中的武器裝備快速、準(zhǔn)確、不間斷地獲取作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)信息，最后才能定下指揮決心。例如，指揮員身處后方指揮所，面對(duì)來(lái)自于反導(dǎo)預(yù)警部隊(duì)各個(gè)作戰(zhàn)單元、空中無(wú)人機(jī)和高空偵察衛(wèi)星等多個(gè)渠道的多源作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)信息，必須進(jìn)行重組和篩選，經(jīng)過(guò)融合處理后，借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以最佳的交互形式同步展現(xiàn)在各級(jí)指揮所內(nèi)，供各級(jí)指揮員分析決策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同，為各級(jí)指揮員指揮行動(dòng)、做出決斷提供有力的輔助決策。

(2) 參謀人員的人機(jī)交互功能優(yōu)化。

反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)中對(duì)于情報(bào)參謀和協(xié)同參謀，根據(jù)其工作性質(zhì)側(cè)重不同，需要針對(duì)性地提供符合其任務(wù)操作習(xí)慣的人機(jī)交互界面。情報(bào)參謀任務(wù)是進(jìn)行反導(dǎo)預(yù)警信息的進(jìn)一步處理、統(tǒng)計(jì)，為系統(tǒng)的運(yùn)行提供主動(dòng)的人工干預(yù)，落實(shí)上級(jí)指揮員的決策指示，快速跟進(jìn)任務(wù)需要和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的變更，在其交互界面上，盡量通過(guò)將所需要的情報(bào)處理功能按鈕放置在醒目的位置或設(shè)置相應(yīng)的快捷鍵，減少人員的繁瑣操作就能使情報(bào)參謀員的意圖輸入到計(jì)算機(jī)中，將人的精力從無(wú)用的物理工作中解放出來(lái)，把注意力盡量投入到情報(bào)的監(jiān)控、處理、統(tǒng)計(jì)與匯報(bào)中去，通過(guò)讓人對(duì)計(jì)算機(jī)的輸入以及計(jì)算機(jī)對(duì)人的輸出變得簡(jiǎn)化與智能化，最終實(shí)現(xiàn)提高任務(wù)完成效率的目的。

協(xié)同參謀的工作重點(diǎn)是貫徹上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)決策指示，下發(fā)上級(jí)命令，及時(shí)將相關(guān)情況反饋給指揮員。針對(duì)協(xié)同參謀人員的人機(jī)界面優(yōu)化主要是強(qiáng)化交互界面指令的上傳與下發(fā)功能，簡(jiǎn)化人的操作步驟，提高操作目的的準(zhǔn)確度，將操作按鈕放置于觸手可及的位置，使協(xié)同參謀員的人工干預(yù)變得更加精準(zhǔn)便捷，避免繁瑣的計(jì)算機(jī)操作，而又能很好地達(dá)成作戰(zhàn)目的，促進(jìn)命令上傳下達(dá)的整個(gè)流程推進(jìn)，從而一定程度上提高協(xié)同參謀席的整體協(xié)同能力。

(3) 操作人員的人機(jī)交互功能優(yōu)化。

反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)中地基遠(yuǎn)程相控陣?yán)走_(dá)、地基多功能相控陣?yán)走_(dá)、反導(dǎo)預(yù)警衛(wèi)星等裝備的操作人員，其作戰(zhàn)任務(wù)就是操作運(yùn)用好反導(dǎo)預(yù)警裝備，使裝備在保持良好的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的條件下，為部隊(duì)持續(xù)提供優(yōu)質(zhì)的情報(bào)。對(duì)于反導(dǎo)預(yù)警各型號(hào)雷達(dá)操縱員，其主要任務(wù)是對(duì)情報(bào)進(jìn)行獲取與上傳。優(yōu)化其操作界面，首先是要摒棄現(xiàn)有的制式化的操作界面。

目前存在很多廠商，其裝備不具有某種性能，但是操作界面中有不能發(fā)揮作用的按鈕選項(xiàng)，也就是所謂的假功能。要針對(duì)不同雷達(dá)裝備的性能特性，根據(jù)其作戰(zhàn)任務(wù)不同，合理地規(guī)劃操作界面，將有用、常用的功能按鈕擺在醒目位置，方便操作。衛(wèi)星等武器裝備操作人員通過(guò)操作相關(guān)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程情報(bào)獲取與衛(wèi)星運(yùn)行參數(shù)修正調(diào)整。其工作量比較繁重，對(duì)于操作人員的要求比較高。其人機(jī)交互界面更應(yīng)將人機(jī)功能合理分割，對(duì)于機(jī)器的分析、獲取、顯示及時(shí)醒目地反饋給操作人員，同時(shí)提高系統(tǒng)的人機(jī)友好性，方便操作員的情報(bào)查詢與命令輸入，將重要的選項(xiàng)按鈕置于桌面上，盡可能在簡(jiǎn)化人的工作的同時(shí)密切人機(jī)聯(lián)系[6]。

3.2 反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)人機(jī)交互方法優(yōu)化

在反導(dǎo)預(yù)警信息交互過(guò)程中，為滿足信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)中各作戰(zhàn)單元信息協(xié)同交互更加準(zhǔn)確、直觀和高效的要求，瞄準(zhǔn)提升作戰(zhàn)用戶信息協(xié)同交互智能化水平，研究不同戰(zhàn)略方向、不同作戰(zhàn)任務(wù)條件下、不同作戰(zhàn)階段中的作戰(zhàn)用戶之間信息協(xié)同交互內(nèi)容、方式、時(shí)機(jī)、約束條件和智能化需求，根據(jù)不同作戰(zhàn)人員崗位在反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)中人機(jī)交互的特點(diǎn)，分析人與計(jì)算機(jī)的功能劃分，以提高信息協(xié)同交互能力。

3.2.1 語(yǔ)音交互技術(shù)

作戰(zhàn)信息協(xié)同交互系統(tǒng)中的語(yǔ)音交互技術(shù)，包含語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理、處理后數(shù)據(jù)的端點(diǎn)檢測(cè)、對(duì)檢測(cè)出的語(yǔ)音段提取特征參數(shù)、利用提取出的特征序列與模板庫(kù)進(jìn)行匹配等。預(yù)處理是要對(duì)輸入信號(hào)做一些簡(jiǎn)單的處理工作，方便后續(xù)操作。而端點(diǎn)檢測(cè)則是語(yǔ)音識(shí)別中十分重要的環(huán)節(jié)，它的目的是要找到包含真實(shí)有效語(yǔ)音段的語(yǔ)音信號(hào)，這一步驟如果檢測(cè)失敗，則后續(xù)操作也就失去了意義。

檢測(cè)出真實(shí)的語(yǔ)音段落后，就要從有效的語(yǔ)音信號(hào)中提取出隨時(shí)間變化的特征參數(shù)，這個(gè)過(guò)程一般有若干的參數(shù)可供選擇，并不唯一。最后，就要利用得到的特征序列與模板庫(kù)中的特征序列進(jìn)行逐一匹配，選定最佳的匹配結(jié)果為最終識(shí)別結(jié)果。當(dāng)然，也可以用特征序列與聲學(xué)模型進(jìn)行匹配，這也是很常見的匹配方法[7]。語(yǔ)音交互技術(shù)研究的技術(shù)途徑如下：

(1) 通過(guò)對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行預(yù)加重、分幀與加窗來(lái)完成預(yù)處理。

(2) 通過(guò)語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)來(lái)檢測(cè)語(yǔ)音的活動(dòng)范圍。通過(guò)提出一套高效精準(zhǔn)的端點(diǎn)檢測(cè)算法，避免系統(tǒng)浪費(fèi)過(guò)多的時(shí)間與資源對(duì)噪音進(jìn)行處理，從而提高系統(tǒng)的效率，增加實(shí)時(shí)性；而且也避免了大部分的非語(yǔ)音成分對(duì)識(shí)別系統(tǒng)造成的干擾，這對(duì)提高語(yǔ)音識(shí)別的識(shí)別率亦有很大幫助。

(3) 通過(guò)提出一套有效的降噪處理算法，對(duì)原始含噪語(yǔ)音進(jìn)行降噪處理，進(jìn)而得到一個(gè)相對(duì)純凈的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，為接下來(lái)提取到更加準(zhǔn)確的特征參數(shù)提供有力保證。

(4) 對(duì)包含真實(shí)語(yǔ)音部分的信號(hào)做進(jìn)一步的特征提取，提取出特征參數(shù)——梅爾頻率倒譜系數(shù)(MFCC)。

(5) 分析研究現(xiàn)有的技術(shù)手段，選取一套評(píng)價(jià)之前提取到的語(yǔ)音信號(hào)特征參數(shù)與語(yǔ)音模板特征參數(shù)相似性的最佳方法。為消除不同指揮人員的語(yǔ)音差異對(duì)語(yǔ)音識(shí)別造成的不利影響，用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法提升語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于不同人員口音的自適應(yīng)性。同時(shí)，針對(duì)作戰(zhàn)領(lǐng)域的特點(diǎn)，豐富與作戰(zhàn)相關(guān)的語(yǔ)音樣本，提升語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別準(zhǔn)確率。

特別指出的是：雖然語(yǔ)音交互技術(shù)適用性廣泛，但它不適合用在環(huán)境噪聲較大的工作崗位上，同時(shí)也不適用于對(duì)彈道導(dǎo)彈參數(shù)等重要的精確數(shù)據(jù)錄取上。由于操作人員發(fā)音不標(biāo)準(zhǔn)、降噪能力有限等因素，錄入信息會(huì)出錯(cuò)，在重復(fù)識(shí)別錄取中浪費(fèi)時(shí)間。

3.2.2 手勢(shì)交互技術(shù)

手勢(shì)交互技術(shù)是指人通過(guò)雙手與系統(tǒng)進(jìn)行交互的技術(shù)，包括手勢(shì)圖像分割、手指指尖檢測(cè)追蹤、交互方式等。研究工作包括分析國(guó)內(nèi)外近期有關(guān)手勢(shì)識(shí)別以及實(shí)現(xiàn)方案的相關(guān)工作，著重研究手勢(shì)分割、手指檢測(cè)和手勢(shì)跟蹤定位等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)涉及到的算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、優(yōu)化，提高交互的精確度和效率，并降低其對(duì)于硬件設(shè)備的要求，嘗試突破對(duì)同時(shí)參與交互人數(shù)(手勢(shì)數(shù)量)的局限，形成能夠適用于作戰(zhàn)信息協(xié)同交互系統(tǒng)中多人(手勢(shì))交互的技術(shù)體系。手勢(shì)交互技術(shù)研究的技術(shù)途徑如下：

(1) 針對(duì)手勢(shì)分割時(shí)類膚色區(qū)域難識(shí)別的問(wèn)題，依靠圖像處理的相關(guān)技術(shù)，研究探索出從背景中準(zhǔn)確分割出膚色區(qū)域的有效方法，得到單一的手勢(shì)區(qū)域。

(2) 針對(duì)作戰(zhàn)信息協(xié)同交互系統(tǒng)中環(huán)境復(fù)雜所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，探索出一套有效的指尖檢測(cè)方法，并對(duì)手指區(qū)域進(jìn)行曲線擬合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)指尖的精確定位。

(3) 基于圖像處理技術(shù)，結(jié)合指尖的運(yùn)動(dòng)軌跡，研究提出一種高魯棒性的跟蹤匹配算法，對(duì)檢測(cè)到的指尖進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

(4) 對(duì)跟蹤到的手指的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行手勢(shì)語(yǔ)義的定義，從而為手勢(shì)與系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互搭建橋梁。

(5) 在實(shí)現(xiàn)單手手勢(shì)精確交互的基礎(chǔ)上，嘗試同時(shí)支持多人手勢(shì)跟蹤、識(shí)別、處理、參與交互的技術(shù)方法。

3.2.3 眼控交互技術(shù)

在眼控交互中，需要借助許多客觀的眼動(dòng)指標(biāo)，如眼注視的位置與次數(shù)、注視的時(shí)間長(zhǎng)度、掃視距離來(lái)獲取用戶的認(rèn)知和注意力的變化情況。也就是說(shuō)，如果想要有效地使用視線，就必須先掌握眼動(dòng)的生理及心理特征，深入了解常用的眼控交互方式，進(jìn)而提出一種更加自然有效的眼控交互方式。與此同時(shí)，良好的眼動(dòng)跟蹤交互技術(shù)離不開精確的眼動(dòng)分類算法，眼動(dòng)分類算法的主要功能是根據(jù)一系列的眼動(dòng)特征實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)類型的正確分類。因此，眼控交互技術(shù)研究的技術(shù)途徑如下：

(1) 針對(duì)常用的眼動(dòng)交互方式：注視、眨眼、注視姿勢(shì)，分析各種方式的優(yōu)劣，以及其在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中交互應(yīng)用的可行性。

(2) 從增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)際需求出發(fā)，并結(jié)合以“用戶為中心”的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)論證，設(shè)計(jì)出既滿足用戶體驗(yàn)又具有良好實(shí)用性的眼動(dòng)交互方式。

(3) 根據(jù)眼動(dòng)儀獲取的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，在分析和預(yù)處理的基礎(chǔ)上，提出一套行之有效的眼動(dòng)分類算法。

(4) 為不同的眼動(dòng)類別定義所對(duì)應(yīng)的交互操作事件，進(jìn)而通過(guò)系統(tǒng)對(duì)于眼動(dòng)類型的識(shí)別來(lái)觸發(fā)相應(yīng)的交互操作。在多通道交互系統(tǒng)中，同時(shí)允許多種交互方式并存，在給用戶與系統(tǒng)的交互帶來(lái)了巨大便利的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)交互行為的不一致，甚至產(chǎn)生沖突。

對(duì)于同一個(gè)交互任務(wù)，當(dāng)用戶使用不同的交互方式，同時(shí)與系統(tǒng)進(jìn)行交互，各種交互方式可以有效彌補(bǔ)彼此的不足，從而提升交互的有效性，確保交互的時(shí)效性。當(dāng)不同的交互方式所指向的交互任務(wù)不一致時(shí)，需要根據(jù)交互場(chǎng)景、交互任務(wù)的不同，確定不同交互方式的優(yōu)先級(jí)。不同作戰(zhàn)任務(wù)、崗位特點(diǎn)對(duì)交互方式的需求不同，因此，需要制定自適應(yīng)的交互策略，能夠根據(jù)當(dāng)前的任務(wù)、場(chǎng)景狀態(tài)，自動(dòng)選取合適的交互方式。各反導(dǎo)預(yù)警崗位對(duì)多通道交互系統(tǒng)的需求如表1所示。

表1 多通道交互系統(tǒng)的通道

4 結(jié)束語(yǔ)

反導(dǎo)預(yù)警在反導(dǎo)作戰(zhàn)中具有重要地位，是反導(dǎo)武器的眼睛,對(duì)反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同交互需求進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)了反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息的高效暢通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反導(dǎo)預(yù)警現(xiàn)代化、智能化，對(duì)進(jìn)一步提高我軍反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)信息協(xié)同交互水平、提升我軍反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)實(shí)力有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。