一、前言
核生化武器属于大规模杀伤性武器， 在战场中具有定海神针的作用。 核生化武器中以化学武器最早被运用。 在第一次世界大战期间，交战双方大规模地使用了化学武器，毒剂在 1914 年就开始正式运用于战场[1]. 二战期间，毒剂仍有较为普遍的使用，特别是日本生产了 9400 多吨毒剂，装填了 220 多万枚毒剂炮弹和 500 多万枚毒气筒，其中大部分运往了中国，并 2000 多次使用，造成 20多万中国军民伤亡。 日本战败后将化学武器就地掩埋或遗弃在江河湖海中， 至今对我国人民健康和环境安全带来极大威胁[2-4]. 美国在越战期间也使用刺激性战剂和落叶剂等化学战剂。 最近在战场上使用化学武器是叙利亚，造成了至少 1429 人死亡。
核武器问世相对较晚。 美国在第二次世界大战期间秘密研究原子弹， 于 1945 年 7 月 16 日成功试爆世界首枚原子弹。 同年 8 月 6 日和 9 日，分别在日本长崎和广岛各投下 1 枚原子弹， 惊人的破坏力加速了日本无条件投降， 从此将人类历史带入了核子武器时代。 由于核武器的惊人威力，被视为攸关存亡的战略性武器， 世界强国在很短时间内先后成功研制氢弹、中子弹等核子武器。 朝核危机再次使核武器为世界关注。 生物战剂作为反人类的大规模杀伤武器，主要利用病毒、细菌等致病微生物和毒素等高传染性与扩张性实施攻击.
在抗日战争和朝鲜战争期间， 日军和美军先后使用生物战剂，造成严重伤亡。 战争中，一旦大规模使用生物战剂，杀伤效果和危害将十分惊人，作战双方将产生难以估计的后遗症， 战后污染清除代价也非常巨大。
正因为核生化武器对人类具有极大的破坏力， 世界各国希望通过一系列共同遵守的准则来约束各国的战争行动。1925 年制定了《关于禁用毒气或类似毒品及细菌方法作战议定书》（1925 年《 日 内瓦议定书 》），1928 年 生效 ;1963 年 制定了《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》（《部分禁止核试验条约》），1963 年生效；1968 年 制定了 《不扩散核武器条约 》，1970 年 生效；1971 年制定了《禁止细菌（生物）及毒素武器的发展、生产及储存以及销毁这类武器的公约》（《禁止生物武器公约》），1975 年生效；1993 年制定了《关于禁止发展 、生产、储存和使用化学武器及销毁此种武器的公约》（《禁止化学武器公约》），1997年生效；1996 年制定了《全面禁止核试验条约》，尚未生效。 这些国际准则在很大程度上发挥了自身的作用， 避免或阻止了一些可能发生的核生化战争，限制了核生化武器的生产和发展。
然而，这些国际准则并没有从根本上解决问题。 首先，由于部分国家并没有加入这些国际准则， 加之这些国际准则的约束力很有限， 目前核生化武器正在向广域性、隐蔽性、高端性和多元性发展。 其次，世界各国已拥有的核武器和化学武器数量巨大，美国、俄罗斯、 韩国、 印度等六国拥有 70000 多吨化学武器，其中美、俄拥有 67000 多吨化学武器。 拥有核弹头的数量，可以将人类毁灭数次。 我国周边国家和地区也拥有核武器和化学武器或制造核化武器的技术[6-8]. 第三，核生化恐怖活动的抬头和猖獗，尤其是对核生化设施袭击造成间接核生化危害的可能性日渐增大， 因恐怖活动导致的核生化安全问题日益突出[9]. 因此，我国核生化威胁的形势仍然非常严峻。
高技术的迅猛发展和广泛应用， 推动了武器装备的发展和作战方式的演变， 促进了军事理论的创新和编制体制的变革， 由此引发新的军事革命。 当今和未来主要战争形式是在核生化威胁条件下的联合作战。 核生化防护的信息化除了常规信息作战的基本要素外，还具有自身的独特特点。
核生化防护的前提和基础是掌握核生化武器使用效能，而核生化武器效能与物理学、化学、生物科学、大气科学、计算机科学、地理信息科学、环境科学等多个学科领域直接相关， 其难度和复杂性远远超过常规武器。 核生化防护信息化可分为信息采集、信息分析和信息应用等三部分，其核心是获取敌方核生化作战信息后评估敌方核生化武器使用后的后果、可能的毁灭程度、如何应对或规避敌军的核生化袭击。
二、美军核生化防护与信息化作战现状
世界强国对核生化信息化作战都非常重视，发展了一系列先进的信息化基础技术[10-15].
（一）美军核生化防护与信息化现状
1995 年 11 月，美国国防部成立联合作战系统（Joint Warfare System,JWARS）项 目办公室 ,开始开发 JWARS 系统。 1999 年 11 月，JWARS 办公室发布 Release 1.0. 2006 年 8 月，JWARS 更名为联合分析系统 （Joint Analysis System,JAS），目的是为了体现该系统更广泛的功能， 即系统能够支持包含非战争军事行动在内的各种行动模型。
2008 年，JAS 发布版本 Release 2.0. 联合分析系统中防护体系架构如图 1 所示。 除了陆军、 空天部队、海军和运输与后勤各自独立的防护体系外，设有联合防护。 联合防护针对大规模杀伤性武器、联合战区弹道导弹防御和综合区域防空， 其中大规模杀伤性武器联合防护有毒云模块、毒云产生、危害评估、防护状态、面具状态、传感器、NBC 报告等功能模块。 这些能模块中的重点和难点是危害评估，通过危害评估，需要给出毒性、毒剂形态、防护方式、浓度（或剂量）分布、危害时间、暴露人数等基础信息。
核生化武器使用在 JAS 中体现了联合作战思想，JAS 中的火力包括自动化与联合指挥部队（Joint JFC-C4ISR）、陆军 、空天部队 、海军 、运输与后勤和反弹道导弹与大规模杀伤武器联合部队（Joint Theater Ballistics Missile Defense & Weaponof Mass Destruction, JTBMD&WMD） 等 6 部分 ,其中 JTBMD&WMD 通过机载激光武器及陆基和海基 TBMD 部队来实现，包括获取目标、攻击目标、目标判定、 资源统计等内容， 逻辑关系如图 2 所示。
在 JAS 中， 核生化防护需要一个庞大的危害预测与评估专业系统 （hazard prediction and as-sessment capability,HPAC）支撑。 HPAC 是一个反扩散和反战争的工具， 它能预测有毒物质扩散到大气中所产生的危害及其对于平民和军队人员的危害。 HPAC 帮助战争决策者毁坏包括大规模杀伤性武器（WMD）在内的目标，以及危险物质扩散的应对措施。 系统采用完整的源项，高分辨率气象预报系统及粒子转移算法高效地计算危害地域及人员危害效应。 HPAC 评估核生化危害，包括任何设施或武器产生的扩散造成的危害。HPAC 可预测核设施事故、核武器爆炸、放射性武器事故、化学设施危害、生物设施危害、化学武器和生物武器等7 种形式的核生化事故危害。 HPAC 软件包括以下几个基本组件：
（1）事故模块：计算核生化物质的扩散特征；用户操作平台提供 HPAC 系统的编辑和可视化界面。 这种 GUI 视图界面包含了一种叫做开放地图（open map）的地图工具，可以在地图背景下控制数据的输入和输出。 这种 GUI 视图界面不同于 HPAC 的以前版本。
（2）常规数据库：提供包括气象和地形在内的环境数据；（3）大气传输模块：计算释放物质通过环境的扩散能力；（4）人员效应：帮助计算受影响的人员数量；（5）用户操作界面：控制各个模块之间的相互作用。
1.用户 GUI 视图界面
用户操作平台提供 HPAC 系统的编辑和可视化界面。 这种 GUI 视图界面包含了一种叫做开放地图（open map）的地图工具，可以在地图背景下控制数据的输入和输出。 这种 GUI 视图界面不同于 HPAC 的以前版本。
2.事故模块
HPAC 可以描述事故在哪儿发生，发生了什么以及何时发生。HPAC 的事故模块会根据你的输入计算核生化相关的扩散。HPAC 包括建筑物内部和前处理模块（BINEX）、生化设施（CBFAC）、工业设施（IFAC）、工业运输（ITRANS）、核设施（NFAC）、生化武器（CBWPN）、核武器专用版本（NWPNSE）、核武器事故（NWI）、导弹拦截（MINT）和放射性武器事故（RWPN）等 10 个事故模块或源项模块。
3.环境数据
HPAC 包括完整的数据库， 包含历史气象数据、地形海拔、地表覆盖和地图数据。 这些数据可以支持 HPAC 系统的运行。 再者，HPAC 的环境数据可以支持 HPAC 利用从 MDS 下载的气象数据或者其他形式的外部数据。 这些外部数据或许会有更多的时间和空间有效性， 因而会使输出结果更加准确。 当地形海拔数据被使用时，HPAC 系统自动激发质量守恒风场模式。
4.大气运输模块
HPAC 包含的大气运输模块叫做二阶闭合模式 SCIPUFF. SCIPUFF 计算扩散物质怎样通过大气进行扩散。 SCIPUFF 计算考虑湍流、气象和地形等对扩散的影响。 在实战中 HPAC 可以直接耦合美国国家大气研究中心 （The National Centerfor Atmospheric Research,NCAR）研发和业务支持的气象预报模式 MM5 等[16-17],获 取高精度气象预报场。
（二）美军核生化防护与信息化特点
（1）战略地位突出
作为美军最高级别的作战分系统，JAS 是一个面向联合作战的战役级仿真系统， 涵盖陆战、海战、空战与空间站、战区后勤、战略机动、特种作战、部队防护、情报监视侦察、指控通信等作战领域。 在 JAS 中，防化（或防护）作为战役级提出来，与陆军、海军、空军、空间导弹、指挥与通信、运输与后勤、特种部队、环境等并列。
（2）强调联合作战
美军核生化防护通过一体化信息化建设与陆、海、空、空间、导弹等各军兵种融为一体，在C4ISR 的统一指挥下，完成战争中各个阶段、各个层次的作战任务， 将核生化防御和核生化防护融为一体，战役和战术相互耦合，是一个有机的联合作战整体。
（3）指挥和技术一体化在美军整个作战系统中， 几乎所有作战指挥都有相应技术手段做支持。 在核生化防护中，"指技合一"体现得非常明显，作为核生化防护作战的技术支持系统 HPAC,涉及到的模型、数据库、设备、基础数据非常庞大，但 JAS 中每一个相关作战模块都直接与 HPAC 相连。
（4）评估能力强，作战指挥决策支持弱由于美军作战分析系统中核生化防护作战的技术支持系统 HPAC 功能先进、完备，具有很强的评估功能， 并将核生化危害评估的结果直接应用于作战系统中。 但这种应用相对简单，没有根据战场实际情况反馈给 HPAC 进行优化控制的计算模型， 并不能实现对作战指挥的最优决策支持，即"只把好脉，未开好方".
三、核生化防护与信息化建设构想
近年来，我军加强了信息化作战和训练建设，大大促进了实战化训练水平和作战能力。 防化作为保障兵种，信息化建设在不断探索，并取得一些进展。 在处理日本遗弃在华化学武器工作中，作为我军防化领域的实战场，发展了一系列的理论、技术和业务系统，已经将监测、分析、气象观测、危险源项处理、气象场多尺度数值模拟、数据同化、毒剂云团扩散模拟、毒性计量方法、化武运输风险评估、临近风险预报、实时危害评估、地理信息系统等技术形成一个整体， 发展了基于数值模拟技术的风险预报与实时危害评估业务系统[19-27].
军队核生化防护信息化建设的基本构想，如图 3 所示。 核生化联合防护信息化建设整体架构分为信息获取、信息分析、信息运用等三大部分。
信息获取是基础。 通过核生化传感器和核生化情报信息两种途径实现。 核生化传感器为被动信息获取，包括便携式、固定式、车载式、机载式、舰载式、星载式等 6 种方式；核生化情报属于主动式信息获取，包括有线、无线、电台、卫星、微波、文件等 6 种方式。 核生化传感器和核生化情报获取的信息通过核生化信息通用终端平台传递给信息分析系统，为信息分析提供基础数据。
信息分析是核心。 通过核生化信息获取系统确定核生化源项， 评估模式调用相应的气象信息和地理信息进行危害评估， 其中气象信息需要独立的业务系统进行支撑，包括气象观测系统、气象预报系统和数据同化系统。 同时，一旦发生核生化战争，通过对战场的侦检、监测和分析，获取实际的核生化物质种类、浓度和剂量的分布，条件允许和必要时与评估模式的预测数据进行同化， 得出更加接近实际战场的核生化物质浓度和剂量的时空分布，结合危害指标体系，评估出核生化袭击可能产生的危害范围、危害等级、危害时间、伤亡状况， 通过核生化信息作战发布平台传递给信息应用系统，为信息运用提供基本数据。
信息运用是关键。 通过核生化信息作战发布平台传递的核生化袭击及危害评估信息， 如果是通过导弹进行核生化袭击， 指挥信息系统通过优化控制模块评估对导弹拦截或烟幕干扰的可能性、时机、效果和代价，决定是否对导弹进行拦截或实施干扰[28],如果实施拦截或干扰，将有关信息反馈给信息分析系统， 重新对核生化袭击进行评估。 指挥信息系统根据最终评估结果指导联合防护，包括陆军、海军、空军、二炮等部队的防护方式、防护等级、防护人员、防护时机等，同时对作战行动是否终止、作战计划是否变更、受染人员如何救治、人员、装备和环境是否洗消等作战行动的影响进行指挥。
四、结束语
核生化武器作为战略性武器， 必然会长期存在，我国仍然面临严峻的核生化威胁。 现代和未来作战形式决定了核生化防护必然在联合作战框架下实现信息化作战。 我军核生化信息化还处于探索阶段， 本文提出了核生化防护信息化建设整体构架，该构架注重联合作战、战役战术统一、指技合一，将核生化危害预报与控制并重，力求"既把好脉，又开好方". 建立统一的核生化防护信息化平台是我军转变战斗力生成模式、 提升新质战斗力的根本途径，也是必经之路，是适应现代、未来战争的特点的根本出路，对实现"能打仗、打胜仗"的目标具有战略意义。
参考文献：
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