未来车辆综合电子系统的发展趋势

从技术发展趋势看，车辆综合电子系统将由分立式、混合式、联合式的初级阶段向综合化、高度综合化的高级阶段发展。以美军为例，其主战坦克M1A2SEP所装备的电子系统，属于综合化的电子信息系统，处于综合化发展阶段。为了适应未来高技术信息化战争的需要，解决各武器平台和战术网络之间通信和信息交换方面存在的问题，美军提出了标准的车辆综合电子系统结构，主要核心包括如下几个方面：

（1）各电子系统实现模块化和标准化；

（2）按照信息类别将全车综合电子系统划分为4个分系统：数据控制和分配子系统、电源管理和分配子系统、计算机资源子系统和乘员控制与显示子系统；

（3）采用以下4种总线实现互联：高速数据总线（用于坦克各电子系统之间的数据传输、控制和分配）、多通道视频总线（用于将视频信号分别传输到各乘员显示装置）、公用总线（用于电源和功率管理分配与遥控）、双冗余高速环形总线（用于传感器、控制面板、显示器、传动机构和执行机构之间的数据传输）。

未来战斗系统（FCS）是未来陆军装备体系和系统发展的重要方向，其发展思路具有很强的借鉴价值。FCS是以网络化为中心的作战系统，通过网络共享数据和传感器信息，具备强大的战场态势感知能力。其中的装甲车辆电子系统具有如下特点：

（1）车辆电子由硬件向软件演变。FCS遵循民用领域电子信息系统由硬件向软件演变的发展趋势，这是因为软件比硬件电路更灵活，后者易因环境改变而出现故障，不易升级，而软件却能够方便地提供更多功能。

（2）强化人机接口。人机接口是FCS战斗车辆的重要组成部分，通过共享车辆信息，驾驶员可看到360°的全景图像、实时提示以及底盘运行状态；同时，车长可看到一幅显示威胁、友军、地形、目标和沿途导航点的三维地图。

（3）软件平台。为了把所有分散的软件集成为一个软件平台，采用系统通用操作环境（SOSCOE）。SOSCOE是允许多种应用软件同时运行的中间层，这些软件之间以及与操作系统本身是独立的，所以设计人员能够在不改变整个系统结构的条件下增加新程序。

（4）高速总线。FCS将采用千兆以太网或光纤通道作为主要数据总线，但用一条数据总线无法满足所有要求，在未来十几年甚至二十几年，1553B总线仍会被采用。目前正在研究提高1553B总线传输速率的途径，将传输速率从每秒1 Mb提高到每秒100 Mb。(www.xing528.com)

（5）集成化计算机。FCS将任务计算、火控计算、嵌入式训练和数字地图等不同功能集成于一个黑匣子，这些功能加载到一台集成化计算机中，不同分区运行不同的软件。

从航空电子系统的发展来看，目前处于第三代向第四代过渡的过程中。第三代为综合化航空电子结构，是基于“宝石柱”计划发展起来，典型代表为F-22。其主要技术特征是用系统共享的综合核心处理器（ICP）来完成几乎全部的信号与数据处理，把系统综合层从显示控制推进到数据处理。该结构的特点在于综合核心处理器综合了火控计算、导航计算、座舱显示、外挂管理、系统调度、系统监视等各种计算、调度和管理任务，综合核心处理器调用各个模块在不同阶段执行不同功能。第四代为高度综合化航空电子结构，是基于“宝石台”计划发展而来，典型代表为联合攻击战斗机（JSF）。其特征是在采用ICP基础上，在射频和光电两大领域中广泛采用了模块化、外场可更换设计思想，实现了飞机蒙皮传感器综合。通过射频功能的综合，许多雷达、通信、电子战功能从硬件的配置中消失，这些功能的获取完全通过软件实现。

综上所述可以看出，新型的车辆综合电子系统将是综合化、高度综合化结构。与以往综合电子系统相比，新型车辆综合电子系统最显著的技术特征是体系结构发生了重大的改变，即从联合式体系结构向综合式体系结构发展；在设计思想上从传统的拼凑式设计方式向系统工程设计思想转变；在系统构成上从原有功能系统的系统级互联向打破原功能系统进行纵向综合并在纵向上形成功能分区发展。新型车辆综合电子系统主要的技术特征表现在以下几个方面。

（1）新的电子电气和信息总体概念与设计思想。以往坦克的各电子电气分系统及设备都是分立式设计方式，随着电子电气系统的大量应用，这种局部的分立式的设计方式越来越不能适应发展的需求。新型车辆综合电子系统站在总体的高度，对坦克的有限空间进行合理布局，对各系统资源进行优化整合。综合电子系统作为总体构建坦克平台所有电子系统公用的体系结构，各分系统在该结构约束下开展设计和综合集成，从而实现车辆电子电气系统的一体化设计。

（2）高度综合的可扩展体系结构。目前的车辆综合电子系统普遍采用联合式体系结构，该结构一般采用单层或多层总线将各车辆原有功能系统连接起来，实现信息的交换和共享，通过乘员终端实现功能综合、综合显示和集中控制。这种结构仍然属于自下而上的水平式设计思想和集成方法，很难使系统的整体结构和布局得到充分优化，综合化程度不高，资源得不到充分利用。新型综合电子系统体系结构采用综合式体系结构，在横向和纵向两个方面进行综合，通用化和标准化程度将大大提高，系统结构更加合理。

（3）横向分立的功能系统向全车纵向功能分区发展。新型车辆综合电子系统将综合从显示综合向处理综合以及传感器综合发展，将车辆电子系统分为传感器管理、任务管理和设备管理等几个区域。传感器管理区域完成传感器数据采集、处理和分发；任务管理区域完成武器平台的各项任务，如目标发现与跟踪、火力控制和综合防御等作战任务；设备管理区域主要完成车辆设备控制和管理，如发动机控制、传动控制、电源控制以及其他通用设备的控制等。

（4）硬件模块化，软件构件化。硬件由插在集成机箱中的具有标准接口的模块组成，这些模块一般按照功能进行设计，而不是按照系统进行设计，因而通用性好，同时由于通过综合很多过去由硬件完成的功能可以通过软件的方式实现，因此，硬件种类将大大减少，并且很容易实现冗余和备份。软件的设计将实现构件化，所有的构件运行在综合电子系统集成软件环境上，通过构件的组合和集成，可以很快建立不同需求的应用系统。

总之，车辆综合电子信息技术是为增强战斗车辆的信息化作战能力，为适应数字化战场的需求而发展起来的一门综合技术。对于一个新生事物，我们必须保持清醒的头脑，跳出追求概念的怪圈，始终坚持从需求出发，利用科学的设计方法，采用实用有效的技术，以效能的提高为基本要求，解决我们目前研制工作中存在的问题，使综合电子成为装甲车辆研发过程的利器。