一、前言
核生化武器屬于大規模殺傷性武器， 在戰場中具有定海神針的作用。 核生化武器中以化學武器最早被運用。 在第一次世界大戰期間，交戰雙方大規模地使用了化學武器，毒劑在 1914 年就開始正式運用于戰場[1]. 二戰期間，毒劑仍有較為普遍的使用，特別是日本生產了 9400 多噸毒劑，裝填了 220 多萬枚毒劑炮彈和 500 多萬枚毒氣筒，其中大部分運往了中國，并 2000 多次使用，造成 20多萬中國軍民傷亡。 日本戰敗后將化學武器就地掩埋或遺棄在江河湖海中， 至今對我國人民健康和環境安全帶來極大威脅[2-4]. 美國在越戰期間也使用刺激性戰劑和落葉劑等化學戰劑。 最近在戰場上使用化學武器是敘利亞，造成了至少 1429 人死亡。
核武器問世相對較晚。 美國在第二次世界大戰期間秘密研究原子彈， 于 1945 年 7 月 16 日成功試爆世界首枚原子彈。 同年 8 月 6 日和 9 日，分別在日本長崎和廣島各投下 1 枚原子彈， 驚人的破壞力加速了日本無條件投降， 從此將人類歷史帶入了核子武器時代。 由于核武器的驚人威力，被視為攸關存亡的戰略性武器， 世界強國在很短時間內先后成功研制氫彈、中子彈等核子武器。 朝核危機再次使核武器為世界關注。 生物戰劑作為反人類的大規模殺傷武器，主要利用病毒、細菌等致病微生物和毒素等高傳染性與擴張性實施攻擊.
在抗日戰爭和朝鮮戰爭期間， 日軍和美軍先后使用生物戰劑，造成嚴重傷亡。 戰爭中，一旦大規模使用生物戰劑，殺傷效果和危害將十分驚人，作戰雙方將產生難以估計的后遺癥， 戰后污染清除代價也非常巨大。
正因為核生化武器對人類具有極大的破壞力， 世界各國希望通過一系列共同遵守的準則來約束各國的戰爭行動。1925 年制定了《關于禁用毒氣或類似毒品及細菌方法作戰議定書》（1925 年《 日 內瓦議定書 》），1928 年 生效 ;1963 年 制定了《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核武器試驗條約》（《部分禁止核試驗條約》），1963 年生效；1968 年 制定了 《不擴散核武器條約 》，1970 年 生效；1971 年制定了《禁止細菌（生物）及毒素武器的發展、生產及儲存以及銷毀這類武器的公約》（《禁止生物武器公約》），1975 年生效；1993 年制定了《關于禁止發展 、生產、儲存和使用化學武器及銷毀此種武器的公約》（《禁止化學武器公約》），1997年生效；1996 年制定了《全面禁止核試驗條約》，尚未生效。 這些國際準則在很大程度上發揮了自身的作用， 避免或阻止了一些可能發生的核生化戰爭，限制了核生化武器的生產和發展。
然而，這些國際準則并沒有從根本上解決問題。 首先，由于部分國家并沒有加入這些國際準則， 加之這些國際準則的約束力很有限， 目前核生化武器正在向廣域性、隱蔽性、高端性和多元性發展。 其次，世界各國已擁有的核武器和化學武器數量巨大，美國、俄羅斯、 韓國、 印度等六國擁有 70000 多噸化學武器，其中美、俄擁有 67000 多噸化學武器。 擁有核彈頭的數量，可以將人類毀滅數次。 我國周邊國家和地區也擁有核武器和化學武器或制造核化武器的技術[6-8]. 第三，核生化恐怖活動的抬頭和猖獗，尤其是對核生化設施襲擊造成間接核生化危害的可能性日漸增大， 因恐怖活動導致的核生化安全問題日益突出[9]. 因此，我國核生化威脅的形勢仍然非常嚴峻。
高技術的迅猛發展和廣泛應用， 推動了武器裝備的發展和作戰方式的演變， 促進了軍事理論的創新和編制體制的變革， 由此引發新的軍事革命。 當今和未來主要戰爭形式是在核生化威脅條件下的聯合作戰。 核生化防護的信息化除了常規信息作戰的基本要素外，還具有自身的獨特特點。
核生化防護的前提和基礎是掌握核生化武器使用效能，而核生化武器效能與物理學、化學、生物科學、大氣科學、計算機科學、地理信息科學、環境科學等多個學科領域直接相關， 其難度和復雜性遠遠超過常規武器。 核生化防護信息化可分為信息采集、信息分析和信息應用等三部分，其核心是獲取敵方核生化作戰信息后評估敵方核生化武器使用后的后果、可能的毀滅程度、如何應對或規避敵軍的核生化襲擊。
二、美軍核生化防護與信息化作戰現狀
世界強國對核生化信息化作戰都非常重視，發展了一系列先進的信息化基礎技術[10-15].
（一）美軍核生化防護與信息化現狀
1995 年 11 月，美國國防部成立聯合作戰系統（Joint Warfare System,JWARS）項 目辦公室 ,開始開發 JWARS 系統。 1999 年 11 月，JWARS 辦公室發布 Release 1.0. 2006 年 8 月，JWARS 更名為聯合分析系統 （Joint Analysis System,JAS），目的是為了體現該系統更廣泛的功能， 即系統能夠支持包含非戰爭軍事行動在內的各種行動模型。
2008 年，JAS 發布版本 Release 2.0. 聯合分析系統中防護體系架構如圖 1 所示。 除了陸軍、 空天部隊、海軍和運輸與后勤各自獨立的防護體系外，設有聯合防護。 聯合防護針對大規模殺傷性武器、聯合戰區彈道導彈防御和綜合區域防空， 其中大規模殺傷性武器聯合防護有毒云模塊、毒云產生、危害評估、防護狀態、面具狀態、傳感器、NBC 報告等功能模塊。 這些能模塊中的重點和難點是危害評估，通過危害評估，需要給出毒性、毒劑形態、防護方式、濃度（或劑量）分布、危害時間、暴露人數等基礎信息。
核生化武器使用在 JAS 中體現了聯合作戰思想，JAS 中的火力包括自動化與聯合指揮部隊（Joint JFC-C4ISR）、陸軍 、空天部隊 、海軍 、運輸與后勤和反彈道導彈與大規模殺傷武器聯合部隊（Joint Theater Ballistics Missile Defense & Weaponof Mass Destruction, JTBMD&WMD） 等 6 部分 ,其中 JTBMD&WMD 通過機載激光武器及陸基和?；?TBMD 部隊來實現，包括獲取目標、攻擊目標、目標判定、 資源統計等內容， 邏輯關系如圖 2 所示。
在 JAS 中， 核生化防護需要一個龐大的危害預測與評估專業系統 （hazard prediction and as-sessment capability,HPAC）支撐。 HPAC 是一個反擴散和反戰爭的工具， 它能預測有毒物質擴散到大氣中所產生的危害及其對于平民和軍隊人員的危害。 HPAC 幫助戰爭決策者毀壞包括大規模殺傷性武器（WMD）在內的目標，以及危險物質擴散的應對措施。 系統采用完整的源項，高分辨率氣象預報系統及粒子轉移算法高效地計算危害地域及人員危害效應。 HPAC 評估核生化危害，包括任何設施或武器產生的擴散造成的危害。HPAC 可預測核設施事故、核武器爆炸、放射性武器事故、化學設施危害、生物設施危害、化學武器和生物武器等7 種形式的核生化事故危害。 HPAC 軟件包括以下幾個基本組件：
（1）事故模塊：計算核生化物質的擴散特征；用戶操作平臺提供 HPAC 系統的編輯和可視化界面。 這種 GUI 視圖界面包含了一種叫做開放地圖（open map）的地圖工具，可以在地圖背景下控制數據的輸入和輸出。 這種 GUI 視圖界面不同于 HPAC 的以前版本。
（2）常規數據庫：提供包括氣象和地形在內的環境數據；（3）大氣傳輸模塊：計算釋放物質通過環境的擴散能力；（4）人員效應：幫助計算受影響的人員數量；（5）用戶操作界面：控制各個模塊之間的相互作用。
1.用戶 GUI 視圖界面
用戶操作平臺提供 HPAC 系統的編輯和可視化界面。 這種 GUI 視圖界面包含了一種叫做開放地圖（open map）的地圖工具，可以在地圖背景下控制數據的輸入和輸出。 這種 GUI 視圖界面不同于 HPAC 的以前版本。
2.事故模塊
HPAC 可以描述事故在哪兒發生，發生了什么以及何時發生。HPAC 的事故模塊會根據你的輸入計算核生化相關的擴散。HPAC 包括建筑物內部和前處理模塊（BINEX）、生化設施（CBFAC）、工業設施（IFAC）、工業運輸（ITRANS）、核設施（NFAC）、生化武器（CBWPN）、核武器專用版本（NWPNSE）、核武器事故（NWI）、導彈攔截（MINT）和放射性武器事故（RWPN）等 10 個事故模塊或源項模塊。
3.環境數據
HPAC 包括完整的數據庫， 包含歷史氣象數據、地形海拔、地表覆蓋和地圖數據。 這些數據可以支持 HPAC 系統的運行。 再者，HPAC 的環境數據可以支持 HPAC 利用從 MDS 下載的氣象數據或者其他形式的外部數據。 這些外部數據或許會有更多的時間和空間有效性， 因而會使輸出結果更加準確。 當地形海拔數據被使用時，HPAC 系統自動激發質量守恒風場模式。
4.大氣運輸模塊
HPAC 包含的大氣運輸模塊叫做二階閉合模式 SCIPUFF. SCIPUFF 計算擴散物質怎樣通過大氣進行擴散。 SCIPUFF 計算考慮湍流、氣象和地形等對擴散的影響。 在實戰中 HPAC 可以直接耦合美國國家大氣研究中心 （The National Centerfor Atmospheric Research,NCAR）研發和業務支持的氣象預報模式 MM5 等[16-17],獲 取高精度氣象預報場。
（二）美軍核生化防護與信息化特點
（1）戰略地位突出
作為美軍最高級別的作戰分系統，JAS 是一個面向聯合作戰的戰役級仿真系統， 涵蓋陸戰、海戰、空戰與空間站、戰區后勤、戰略機動、特種作戰、部隊防護、情報監視偵察、指控通信等作戰領域。 在 JAS 中，防化（或防護）作為戰役級提出來，與陸軍、海軍、空軍、空間導彈、指揮與通信、運輸與后勤、特種部隊、環境等并列。
（2）強調聯合作戰
美軍核生化防護通過一體化信息化建設與陸、海、空、空間、導彈等各軍兵種融為一體，在C4ISR 的統一指揮下，完成戰爭中各個階段、各個層次的作戰任務， 將核生化防御和核生化防護融為一體，戰役和戰術相互耦合，是一個有機的聯合作戰整體。
（3）指揮和技術一體化在美軍整個作戰系統中， 幾乎所有作戰指揮都有相應技術手段做支持。 在核生化防護中，"指技合一"體現得非常明顯，作為核生化防護作戰的技術支持系統 HPAC,涉及到的模型、數據庫、設備、基礎數據非常龐大，但 JAS 中每一個相關作戰模塊都直接與 HPAC 相連。
（4）評估能力強，作戰指揮決策支持弱由于美軍作戰分析系統中核生化防護作戰的技術支持系統 HPAC 功能先進、完備，具有很強的評估功能， 并將核生化危害評估的結果直接應用于作戰系統中。 但這種應用相對簡單，沒有根據戰場實際情況反饋給 HPAC 進行優化控制的計算模型， 并不能實現對作戰指揮的最優決策支持，即"只把好脈，未開好方".
三、核生化防護與信息化建設構想
近年來，我軍加強了信息化作戰和訓練建設，大大促進了實戰化訓練水平和作戰能力。 防化作為保障兵種，信息化建設在不斷探索，并取得一些進展。 在處理日本遺棄在華化學武器工作中，作為我軍防化領域的實戰場，發展了一系列的理論、技術和業務系統，已經將監測、分析、氣象觀測、危險源項處理、氣象場多尺度數值模擬、數據同化、毒劑云團擴散模擬、毒性計量方法、化武運輸風險評估、臨近風險預報、實時危害評估、地理信息系統等技術形成一個整體， 發展了基于數值模擬技術的風險預報與實時危害評估業務系統[19-27].
軍隊核生化防護信息化建設的基本構想，如圖 3 所示。 核生化聯合防護信息化建設整體架構分為信息獲取、信息分析、信息運用等三大部分。
信息獲取是基礎。 通過核生化傳感器和核生化情報信息兩種途徑實現。 核生化傳感器為被動信息獲取，包括便攜式、固定式、車載式、機載式、艦載式、星載式等 6 種方式；核生化情報屬于主動式信息獲取，包括有線、無線、電臺、衛星、微波、文件等 6 種方式。 核生化傳感器和核生化情報獲取的信息通過核生化信息通用終端平臺傳遞給信息分析系統，為信息分析提供基礎數據。
信息分析是核心。 通過核生化信息獲取系統確定核生化源項， 評估模式調用相應的氣象信息和地理信息進行危害評估， 其中氣象信息需要獨立的業務系統進行支撐，包括氣象觀測系統、氣象預報系統和數據同化系統。 同時，一旦發生核生化戰爭，通過對戰場的偵檢、監測和分析，獲取實際的核生化物質種類、濃度和劑量的分布，條件允許和必要時與評估模式的預測數據進行同化， 得出更加接近實際戰場的核生化物質濃度和劑量的時空分布，結合危害指標體系，評估出核生化襲擊可能產生的危害范圍、危害等級、危害時間、傷亡狀況， 通過核生化信息作戰發布平臺傳遞給信息應用系統，為信息運用提供基本數據。
信息運用是關鍵。 通過核生化信息作戰發布平臺傳遞的核生化襲擊及危害評估信息， 如果是通過導彈進行核生化襲擊， 指揮信息系統通過優化控制模塊評估對導彈攔截或煙幕干擾的可能性、時機、效果和代價，決定是否對導彈進行攔截或實施干擾[28],如果實施攔截或干擾，將有關信息反饋給信息分析系統， 重新對核生化襲擊進行評估。 指揮信息系統根據最終評估結果指導聯合防護，包括陸軍、海軍、空軍、二炮等部隊的防護方式、防護等級、防護人員、防護時機等，同時對作戰行動是否終止、作戰計劃是否變更、受染人員如何救治、人員、裝備和環境是否洗消等作戰行動的影響進行指揮。
四、結束語
核生化武器作為戰略性武器， 必然會長期存在，我國仍然面臨嚴峻的核生化威脅。 現代和未來作戰形式決定了核生化防護必然在聯合作戰框架下實現信息化作戰。 我軍核生化信息化還處于探索階段， 本文提出了核生化防護信息化建設整體構架，該構架注重聯合作戰、戰役戰術統一、指技合一，將核生化危害預報與控制并重，力求"既把好脈，又開好方". 建立統一的核生化防護信息化平臺是我軍轉變戰斗力生成模式、 提升新質戰斗力的根本途徑，也是必經之路，是適應現代、未來戰爭的特點的根本出路，對實現"能打仗、打勝仗"的目標具有戰略意義。
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