海上丝绸之路大数据指挥与控制

本书以海洋活动为背景，从理论基础、体系架构、技术应用等不同的角度将大数据理论和技术应用于海上指挥与控制领域，阐述了大数据时代海上指挥与控制的概念、内涵和本质，归纳了海洋大数据的特征及几种典型的指挥与控制行动，基于云计算和海洋大数据分析了针对联合作战指挥与控制的功能模型、体系架构、关键技术、活动内容、活动过程、指挥体制和控制机构，分析了基于大数据的海战场管理和火力控制问题，讲解了基于大数据的海上应急救援指挥与控制流程、指挥与控制系统组成，总结了大数据指挥与控制的发展趋势和发展对策。本书内容丰富、题材新颖，具有较强的创新性，可供指挥与控制领域的专家、学者和科研人员，特别是与海洋活动指挥与控制相关的科研院所、部队、军事院校、海警院校研究参考。

胡志强，中国船舶集团公司研究员、中国海洋学会高级会员、中国指挥与控制学会海上指挥控制专业委员会委员，先后从事舰船综合电子信息系统系泊与航行试验工作、海用指挥与控制系统及海上大数据指挥与控制理论研究工作，发表学术论文20余篇，出版专著3部，承担预研课题1项，获江南造船集团“专项工程奖”一项，立“三等功”一次。

“十三五”国家重点出版物出版规划项目（精装图书）。适读人群 ：海洋活动指挥与控制相关科研院所的专家、学者和科研人元，以及军事院校、海警院校的学生。

① 结构完整。

② 内容选材广。

③ 可读性强。

海洋既是生命的摇篮，也是世界经济发展的摇篮。由于技术的进步、经济贸易的需求和地缘政治的竞争，海洋正在成为世界各国互相争夺、积极开拓的空间，也成为大数据激增的人类活动领域。

我国“海上丝绸之路”的建设和维护迫切需要海上基地、航运保护、应急救援、海上联合作战等方面的指挥与控制。这是一个包括复杂地缘政治关系、军事和非军事行动、高科技、系统体系对抗，以及气象、地理、水文知识等在内的人类组织活动。其核心是大数据指挥与控制。

目前，很多海洋大国正在不断加强对云计算、任务式指挥辅助决策和人工智能等重点领域的研究，围绕大数据进行作战指挥信息系统的建设，加快全域信息的利用和流转，构建“从数据到决策”的能力体系，发展以数据（认知）为中心的大数据指挥与控制系统。

大数据起源于商业、互联网和金融等领域。随着信息技术、物联网、移动终端、电子商务、虚拟社区等的不断发展及其向各领域的渗透，世界开启了数据急速增长的闸门。大数据技术以一种前所未有的方式，通过对海量数据进行分析，可获得有巨大价值的产品、服务或深刻的洞见。随着大数据技术的发展，数据像材料和能源一样成为一种战略资源，日益受到人们的广泛关注。如何利用大数据挖掘知识、促进创新、提升效益，使其为国防安全、政府管理、企业决策，乃至为个人生活服务，是世界各国追求的目标。例如，2012年3月29日，美国白宫网站发布了《大数据研究与发展倡议》，并正式宣布成立大数据高级指导小组，标志着美国开始把应对大数据技术革命带来的机遇和挑战提高到了国家战略层面。随后，美国6个联邦部门和机构承诺投入超过2亿美元的资金，用于研发“从海量数据信息中获取知识所必需的工具和智能”。2012年5月，我国组织召开了题为“大数据科学与工程——一门新兴交叉学科”的第424次香山科学会议。这是我国第一个以“大数据”为主题的重大科学工作会议。中国计算机学会、中国通信学会分别成立了“大数据专家委员会”，并于2012年年底在北京中关村成立了相应的大数据产业联盟。由此可以看出，发展大数据科学与技术已成为我国的重大战略规划之一。

近年来，大数据技术在商业、金融、社会管理、智慧城市、智能交通、疾病预防等领域得到了广泛应用，并取得了显著的成绩。在国防军事领域，自20世纪50年代美军成功研制SAGE半自动化防空指挥与控制系统以来，指挥与控制系统发展迅猛，从最初的C2系统，逐步发展到C3系统、C3I系统、C4I系统、C4ISR系统和C4KISR系统，从最初的以指挥为中心发展到以通信和情报为中心、以一体化C4ISR为中心，并于20世纪末开始在信息基础设施层面建立全球信息栅格（GIG），试图通过层次化和开放的面向服务的作战体系（SOCA）收集、处理、存储、分发各种情报、信息和数据，高效地向全球各地作战人员、决策人员和后勤保障人员提供情报、信息和数据，以夺取作战优势。在这一连串的嬗变过程中，传统的指挥与控制正在面临信息量增长、信息种类繁多、实时处理要求提高等重大挑战。

海洋事务的国际化和海洋活动固有的敏感性决定了在海洋活动的过程中，必须提升对国际形势、国内外政治、国内外经济、国内外文化和国内外舆论的广泛关注，必须维持国际组织、非政府组织、社会组织与军队之间的广泛交流和信息共享水平。大数据、云计算、人工智能等技术成为当前国家层面指挥与控制行动的关键。信息的处理速度、目标态势的获取程度、获取知识的能力、高层次的决策水平、快速响应的时间决定着各种海洋活动的成败。大数据在情报分析、行为认知处理、态势理解、目标识别与跟踪、任务规划、博弈推演等方面具有显著优势。大数据这一互联网领域的研究热点正在将触手延伸到海洋活动和安全军事领域。

当前，在经济、民生、国防等多领域的强烈需求下，大数据、云计算、人工智能等已成为科技研究的热点和重点领域，并和相关领域学科一道形成了一个不断繁荣生长的体系。大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人机协作增强智能、群体集成智能、自主智能系统成为发展重点。毫无疑问，大数据在这个体系中发挥着核心作用。

本书以“三个世界”理论为基础，将情报、信息和数据从客观物质世界中独立出来，成为客观知识世界的组成部分。大数据不再属于客观物质世界，大数据一经产生，就属于客观知识世界，具有客观性、自主性和相对独立性。对指挥与控制而言，大数据不仅可以辅助指挥与决策，还是客观物质世界指挥与控制的主体，各类系统、平台和设备成为指挥与控制的执行者。在将大数据的认知提升到一个更高层次后，必将深化对大数据时代指挥与控制的认识。

本书从理论基础、体系架构、技术应用等不同的角度将大数据理论和技术应用于海上指挥与控制领域，阐述了大数据时代海上指挥与控制的概念、内涵和本质，归纳了海洋大数据的特征及几种典型的指挥与控制行动，基于云计算和海洋大数据提出了针对联合作战指挥与控制的功能模型、体系架构、关键技术、活动内容、活动过程、指挥体制、控制机构，分析了基于大数据的海战场管理和火力控制问题，讲述了基于大数据的海上应急救援内容和特点、指挥与控制流程、指挥与控制系统组成，总结了未来以数据为中心开展大数据指挥与控制的发展趋势和发展对策。

迄今，人类的认知和实践都可以归结为对数据的搜索、处理、挖掘和创新。计算资源的集中化和虚拟化、任务系统的服务化和智能化是各种应用系统的发展潮流。从软件即服务、平台即服务到基础设施即服务，大数据指挥与控制，特别是在移动、复杂对抗环境下的大数据指挥与控制的基础还比较薄弱。幸运的是，大数据指挥与控制是一个不断演化的体系。未来，我们还要通过不断构建大数据生态、创建基于社会?技术网络的新型系统能力架构，建立以数据（知识）驱动为核心，面向自然语言理解和图形图像识别的认知计算模型，解决不完全信息环境下的自主决策问题，进一步研究针对突发事件、时敏目标的大数据处理和分析技术，从而逐步完善大数据指挥与控制系统。

未来已来，我们拭目以待！

胡志强

2020年9月

第1章 海洋形势与海洋大数据 1
1．1 海洋形势 1
1．2 一般大数据特征 6
1．2．1 大数据的概念 6
1．2．2 大数据的内涵 7
1．2．3 大数据的特点 8
1．3 海洋大数据特征 10
1．4 海洋大数据类型 19
1．5 大数据在海洋活动中的作用 21
1．5．1 基础层面 23
1．5．2 战略层面 24
1．5．3 战役层面 25
1．5．4 管理层面 26
第2章 基于大数据的海上行动指挥与控制基本理论 27
2．1 海上行动的主要特点 28
2．2 基于大数据的海上行动指挥与控制内容 35
2．2．1 指挥与控制的概念演变 36
2．2．2 大数据指挥与控制的流程 44
2．3 基于大数据的海上行动指挥与控制组织分类和组织模式 48
2．3．1 组织分类 48
2．3．2 组织模式 54
2．4 基于大数据的海上行动指挥与控制网络 57
2．4．1 网络使能系统 57
2．4．2 核心子网 62
2．5 基于大数据的海上行动指挥与控制典型示例 62
2．5．1 防空反导作战的指挥与控制 63
2．5．2 封锁与反封锁作战的指挥与控制 66
2．5．3 登陆与反登陆作战的指挥与控制 68
2．5．4 反潜与驱潜行动的指挥与控制 71
2．5．5 护航与反海盗行动的指挥与控制 74
2．5．6 海上应急救援行动的指挥与控制 76
第3章 基于云计算和海洋大数据的联合作战指挥与控制 79
3．1 云计算 80
3．1．1 云计算概念 80
3．1．2 云计算模型 83
3．2 海洋大数据处理 85
3．2．1 海洋大数据的处理内容和处理要求 86
3．2．2 海洋大数据的处理方式 92
3．2．3 海洋大数据的分发方式 101
3．3 基于云计算和海洋大数据的联合作战指挥与控制功能模型 109
3．3．1 联合作战实体间的关系和互相作用 110
3．3．2 联合作战指挥与控制功能模型 111
3．4 基于云计算和海洋大数据的联合作战指挥与控制体系架构 115
3．4．1 指挥与控制体系逻辑结构 117
3．4．2 指挥与控制体系逻辑结构拓扑与应用 118
3．4．3 指挥与控制体系架构 121
3．5 基于云计算和海洋大数据的联合作战指挥与控制关键技术 126
3．5．1 大数据高速并行处理技术 126
3．5．2 大数据态势认知和综合深度推理技术 127
3．5．3 大数据智能决策分析技术 128
3．5．4 高速/大容量/自适应网络通信技术 130
3．5．5 嵌入式/平行仿真与可视化技术 130
3．5．6 实时大数据安全技术 131
3．6 基于云计算和海洋大数据的联合作战指挥与控制活动内容 131
3．7 基于云计算和海洋大数据的联合作战指挥与控制活动过程 138
3．7．1 大数据收集 138
3．7．2 大数据预测与决策 139
3．7．3 大数据推演与评估 140
3．7．4 人工计划 140
3．7．5 协调与管理 141
3．8 基于云计算和海洋大数据的指挥体制与控制机构 141
3．8．1 以海洋大数据为中心的指挥体制 142
3．8．2 以云计算为中心的控制机构 146
第4章 基于大数据的海战场管理与火力控制 149
4．1 作战时空 149
4．1．1 作战时空的概念 150
4．1．2 作战时空的一致性 151
4．2 海战场空间管理 153
4．2．1 海战场空间的组成 154
4．2．2 海战场空间的态势控制 156
4．2．3 海战场空间的态势控制方法 162
4．3 海战场资源管理 164
4．4 云火力控制 167
4．4．1 云火力控制概念 168
4．4．2 云火力控制系统 170
4．4．3 云火力控制流程 172
4．5 小数据精确火力打击 180
4．6 战场评估 183
第5章 基于大数据的海上应急救援指挥与控制 185
5．1 海上应急救援的内容和特点 186
5．1．1 海上应急救援的内容 186
5．1．2 海上应急救援的特点 189
5．2 海上应急救援的能力需求 191
5．3 海上应急救援的大数据保障 193
5．4 海上应急救援的指挥与控制机构 195
5．5 海上应急救援的指挥与控制流程 197
5．6 海上应急救援的指挥与控制网络 199
5．7 海上应急救援的指挥与控制系统组成 201
5．7．1 综合应用系统 202
5．7．2 基础支撑系统 202
5．7．3 应急救援指挥与控制场所系统 204
第6章 未来趋势和发展对策 206
6．1 未来趋势 207
6．2 发展对策 209
后记 213
参考文献 215