樊延平 宗 迪，2

（1.陸軍裝甲兵學院 北京 100071）（2.中國人民解放軍61206部隊 北京 100043）

1 引言

在人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等高新技術飛速發(fā)展的背景下，無人蜂群和無人戰(zhàn)車等裝備的出現(xiàn)使未來戰(zhàn)場形態(tài)發(fā)生顛覆性變化，地面突擊作戰(zhàn)作為現(xiàn)代陸軍遂行的主要任務，亟需形成空地一體作戰(zhàn)能力，無人機蜂群編組小型靈活，整體能力突出，對于彌補地面裝甲作戰(zhàn)不足有天然的優(yōu)勢，能夠大大提升地面裝甲的整體作戰(zhàn)能力和作用空間。2012年美海軍研究生院Loc Pham［1］提出了無人機蜂群對海作戰(zhàn)的概念［2］；楊王詩劍［3］從理論上論述了無人機蜂群攻擊航母的可行性；2020年9月，航天科工集團演示了無人機蜂群與地面裝甲車輛的協(xié)同配合，但目前實現(xiàn)的無人蜂群協(xié)同本質(zhì)上還是集群作戰(zhàn)，還沒有達到蜂群要求的人蜂交互，蜂群自主，涌現(xiàn)群體智能的效果。

著眼于地面突擊作戰(zhàn)空地一體協(xié)同作戰(zhàn)能力，將無人蜂群加入地面裝甲系統(tǒng)，開展“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念研究，并針對“蜂甲一體”中自主協(xié)同、態(tài)勢共享、通信互聯(lián)等關鍵問題，融合作戰(zhàn)云和知識圖譜的優(yōu)勢能力設計基于CCKG的“蜂甲一體”作戰(zhàn)體系架構，在此基礎上描述“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念圖像，將作戰(zhàn)概念具象化，為陸軍地面突擊作戰(zhàn)運用方式創(chuàng)新提供理論和技術支撐。

2 “蜂甲一體”作戰(zhàn)概念設計

作戰(zhàn)概念是軍事理論的核心環(huán)節(jié)，其設計更是作戰(zhàn)需求生成、作戰(zhàn)裝備研發(fā)的重要環(huán)節(jié)［4］，這里主要介紹“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念中的基本內(nèi)涵、構成要素和典型作戰(zhàn)樣式。

2.1 基本內(nèi)涵

如圖1、2，無人機加入裝甲作戰(zhàn)對地面裝甲體系作戰(zhàn)能力的彌補是顯而易見的，“蜂甲一體”中“蜂”是指具有一定智能化能力，能夠互聯(lián)互通的中小型無人機集群，與一般集群作戰(zhàn)的最大的區(qū)別在于蜂群的群體智能；“甲”是指地面裝甲突擊裝備，包括有人/無人戰(zhàn)車、坦克、步戰(zhàn)車、火力支援車等；“一體”是無人機蜂群和地面裝甲通過網(wǎng)絡鏈接打通地空鏈路，通過一定形式的編組形成整體作戰(zhàn)能力。

圖1 無人蜂群與坦克協(xié)同演示

圖2 步戰(zhàn)車與無人機協(xié)同作戰(zhàn)

因此提出“蜂甲一體”的基本作戰(zhàn)概念：“蜂甲一體”是由大量無人機（小型、中型）和地面裝甲裝備組成，以單平臺無人機和單個地面裝甲裝備的作戰(zhàn)能力、交互能力為基礎，以地面裝甲/裝甲集群、空中蜂群自適應性和組網(wǎng)能力為核心，以系統(tǒng)群組智能涌現(xiàn)能力為期望［5］，基于開放式體系架構構建的空地一體立體協(xié)同作戰(zhàn)體系，力圖實現(xiàn)人-蜂-甲全面鏈接，可遂行多樣化軍事任務，包括對地、空、近海目標進行戰(zhàn)術打擊，戰(zhàn)略威懾等對抗行動。

2.2 構成要素

作戰(zhàn)概念設計的目的是通過構建典型作戰(zhàn)場景，在未來戰(zhàn)場形成具體的作戰(zhàn)實施方案，參考作戰(zhàn)方案的內(nèi)容，如圖3在未來的“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念中，戰(zhàn)場環(huán)境和作戰(zhàn)對手都更加廣泛多樣，不同于一般無人機群共同執(zhí)行作戰(zhàn)任務，智能化戰(zhàn)場環(huán)境下的“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念戰(zhàn)斗方法可分為以下方面。

圖3 作戰(zhàn)概念要素構成及關系

1）武器裝備。“蜂甲一體”中蜂群中多采用小型折疊翼無人機，根據(jù)自身載荷可分為偵察、電抗、火力等類型，可車載或手動發(fā)射，一輛裝甲車可配備8臺～15臺無人機。目前多采用多旋翼無人飛機，起飛和降落基本不受地形限制，甚至能在裝甲平臺上直接放飛，也可采取單兵背負微型無人蜂的方式，和裝甲平臺構成“蜂＋甲”一體化。

2）力量編組。在執(zhí)行預定作戰(zhàn)任務中，可根據(jù)任務類別分配“蜂甲”的類別和數(shù)量，再通過威脅等級和防御能力智能規(guī)劃任務，選擇“蜂”的載荷，采取多模發(fā)射［6］，經(jīng)過一系列的協(xié)同動作完成任務并進行評估?？赏ㄟ^仿真手段對力量編組進行評估，迭代出適用于軍隊編制體制的“蜂甲一體”力量編組。

3）作戰(zhàn)行動?！胺浼滓惑w”中無人蜂群可充當裝甲平臺的“眼睛”，蜂群前出偵察實現(xiàn)集群感知和態(tài)勢共享，依托戰(zhàn)術態(tài)勢指揮控制系統(tǒng)，實現(xiàn)人-蜂-甲互聯(lián)，對目標進多源偵察、察打一體、信息對抗、飽和攻擊等任務。

2.3 典型樣式

當蜂群加入裝甲作戰(zhàn)平臺后，它們將能夠承擔更加多元化的作戰(zhàn)任務，下面列舉“蜂甲一體”的幾種典型作戰(zhàn)場景。

2.3.1 協(xié)同廣域偵察

“蜂甲一體”作戰(zhàn)中可進行態(tài)勢信息共享，通過協(xié)同廣域偵察，提前獲取敵方裝甲、人員等目標的位置，為未來射程超過30km的反坦克導彈提供目標位置，甚至還能預警直升機，解決“甲”探測距離短、防護能力弱等問題，提升裝甲平臺的戰(zhàn)場生存能力。

搜索并且發(fā)現(xiàn)任務區(qū)域內(nèi)的目標，進行目標指示與定位、動態(tài)目標跟蹤是后續(xù)等一系列作戰(zhàn)活動的基礎和前提［7］。無人蜂群的加入為地面裝甲的偵測能力裝上了翅膀，充當裝甲平臺的千里眼，蜂群前出執(zhí)行監(jiān)視偵察任務，依賴機載傳感器，實現(xiàn)蜂甲集群感知，偵察重點是部署在敵縱深的火炮陣地、堡壘、重要軍事設施等主要目標。配置了多型傳感器的無人機蜂群也可在天基等探測手段的基礎上，通過多種偵察手段如紅外、雷達、光電的配合，對大型目標進行覆蓋式掃描，“蜂群”內(nèi)部通過態(tài)勢共享和多模信息融合完成對目標的交叉定位、交叉印證，獲得更廣的探測范圍，更精確的定位，同時實時與裝甲平臺進行態(tài)勢共享并傳回指揮所，也可直接發(fā)送給單兵，依托戰(zhàn)術態(tài)勢指揮控制系統(tǒng)，實現(xiàn)人-機-甲互聯(lián)。

2.3.2 輔助攻擊

輔助攻擊即“察打一體”，“蜂甲一體”執(zhí)行任務的過程就是對敵方的時敏目標，如敵方最高級別指揮所、移動防空設施等進行無縫鏈接的偵察、打擊。裝甲平臺一般部署在前沿陣地，可偵察到近距離的目標，而蜂群可以在任務區(qū)域大范圍搜索可疑目標并對目標實時多方位、多源的偵察和協(xié)同定位，通過信息融合和智能決策，由裝甲平臺和處于合適位置攜帶攻擊載荷的蜂群對目標進行協(xié)同攻擊。通常情況下，地面操控員基本不參與無人蜂群對預定固定目標的打擊過程，但對于隨遇目標，則需要操控員對無人機集群飛行的姿態(tài)進行調(diào)整，確保能順利發(fā)射攻擊載荷，一般是激光制導導彈。輔助攻擊對于平臺之間的協(xié)同控制要求非常高，在“傳感器-打擊”過程中要求實現(xiàn)極高的一致性。

由于自身平臺限制，無人機蜂群無法攜帶大當量的殺傷性武器，因此蜂群對裝甲平臺的輔助不只是火力輔助，還可以是信息攻擊、通信干擾等，實現(xiàn)綜合輔助效能，“小精靈”無人機就可對敵方進行電子壓制，隨后由蜂群對打擊目標的毀傷結果進行評估，以確定是否發(fā)動二次攻擊，評估同樣由人機智能決策相結合來完成。

2.3.3 超飽和消耗攻擊

“蜂甲一體”的另外一個作用就是徹底消滅游擊戰(zhàn)的生存空間。游擊戰(zhàn)被認為是敵我對抗中弱勢一方的最有效抵抗手段，但是在蜂群系統(tǒng)面前將失去作用。有了蜂群的裝甲力量優(yōu)勢進一步擴大，很大程度上降低了被偷襲的可能，很難再用非對稱手段來抵抗。飽和攻擊是指防御方的瞬時防御能力有一個上限，當攻擊方同時攻擊的力量超出防御方瞬時防御能力上限時，防御方將很快崩潰的一種作戰(zhàn)概念［8］。單平臺無人機成本低，無人蜂群數(shù)量多可消耗，在戰(zhàn)場上被打掉幾架也不影響作戰(zhàn)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，其余的集群仍可正常執(zhí)行作戰(zhàn)任務，并通過引導裝甲火力進行精確式打擊，可最大程度上消耗、打擊敵重要目標和有生力量。

“蜂甲一體”作戰(zhàn)體系中還可通過大量低成本的無人機作為誘餌，壓制敵防空系統(tǒng)，如DARPA開展的“小型空射誘餌”（MALD）項目，利用小型空射干擾機引誘敵方防空系統(tǒng)，消耗敵方的防空導彈，然后通過高速導彈摧毀對方的導彈陣地［9］。

3 “蜂甲一體”作戰(zhàn)體系架構設計

“蜂甲一體”作戰(zhàn)體系中自主協(xié)同和智能決策需要巨大的計算能力和數(shù)據(jù)分析能力，缺乏最優(yōu)解，因此以資源共享和數(shù)據(jù)智能分析為目標，提出基于作戰(zhàn)云和知識圖譜融合的CCKG（Combat Cloud&KnowledgeGraph）“蜂甲一體”作戰(zhàn)體系架構。

3.1 總體架構

“作戰(zhàn)云”是美空軍提出的在戰(zhàn)場內(nèi)進行數(shù)據(jù)分發(fā)和信息共享的總體網(wǎng)絡，可增強平臺上傳感器、射手和網(wǎng)絡節(jié)點的戰(zhàn)術性能、決策制定、指揮與控制，共享實時戰(zhàn)術信息［10］?！白鲬?zhàn)云”可提供動態(tài)、可改變的云資源池，依托云技術把各個作戰(zhàn)平臺的資源匯集成“云”，并整合整個作戰(zhàn)體系中的作戰(zhàn)資源，實現(xiàn)戰(zhàn)場信息高度共享—作戰(zhàn)平臺優(yōu)化合作，完成高融合度、高作戰(zhàn)效能的指揮控制過程。知識圖譜可提供組織、管理、應用這些云中海量數(shù)據(jù)資源的工具，通過信息抽取、知識融合、知識加工把作戰(zhàn)云中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識［11］，使數(shù)據(jù)產(chǎn)生智能，為作戰(zhàn)指揮員提供決策支持。如圖4所示從數(shù)據(jù)層面實現(xiàn)人—蜂—甲互聯(lián)，建立以知識為核心的作戰(zhàn)體系，最終實現(xiàn)在認知域、信息域、物理域?qū)用嫒轿粦?zhàn)場感知、認知、行動的互聯(lián)、互通乃至互操作［12］。

圖4 基于CCKG的“蜂甲一體”作戰(zhàn)體系架構

3.2 運行方式

基于CCKG的“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念體系架構的運行方式如下。

1）分布式動態(tài)、彈性資源共享?！白鲬?zhàn)云”是“蜂甲一體”中單個平臺互聯(lián)的基礎，采用異構聚合網(wǎng)鏈，構建去中心的2.0版本空地分布式網(wǎng)鏈架構，以網(wǎng)狀數(shù)據(jù)結構突破信息融合邊界，擺脫不同平臺的限制，實現(xiàn)人-機-甲互聯(lián)和實時資源共享，分布式執(zhí)行作戰(zhàn)命令，從體系對抗轉(zhuǎn)變?yōu)樵茖埂?/p>

2）按需提供服務，信息選擇性公開。每一個作戰(zhàn)平臺都是一個節(jié)點，節(jié)點匯聚后利用指揮員的知識和系統(tǒng)智能分析形成情報分析服務，按照用戶需求根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務自主指揮控制或為指揮員提供輔助決策。在CCKG體系架構中資源服務與情報分析都可針對不同的用戶設置權限，不同等級的作戰(zhàn)人員能夠接觸到的信息量是不同的，確保了作戰(zhàn)行動中軍事信息的安全性。

3）架構靈活可重組，情報分析智能決策。不同于以網(wǎng)絡中心戰(zhàn)為基礎的聯(lián)合火力打擊，CCKG以可動態(tài)重組功能服務為架構，在時空一致、同步的條件下實時響應，實現(xiàn)戰(zhàn)場資源快速重組，這個架構是循環(huán)往復不斷更新的。知識圖譜強大的知識理解、計算分析、數(shù)據(jù)管理能力使得大量傳感器搜集到的情報可以得到很好的處理，這些多元、異質(zhì)的數(shù)據(jù)通過知識圖譜的關聯(lián)融合、人-機智能分析，輔助指揮員從海量戰(zhàn)場數(shù)據(jù)中萃取關鍵情報，并進一步轉(zhuǎn)化為可操作的決策指揮能力。

4）跨域自適應任務協(xié)同。應用CCKG架構最終落到控制中心的“蜂甲一體”應用終端，在自適應完成作戰(zhàn)任務的過程中，這個體系架構最大限度實現(xiàn)了戰(zhàn)場感知、認知的共享及融合，作戰(zhàn)資源的動態(tài)聚能和釋放，作戰(zhàn)任務的臨時受領和作戰(zhàn)企圖的即時達成，以及跨領域作戰(zhàn)能力的互補增效［13］。

3.3 典型目標圖像

基于CCKG體系架構，“蜂甲一體”作戰(zhàn)突破了異構平臺的限制，打破了地空壁壘，共享戰(zhàn)場態(tài)勢，并在情報智能分析系統(tǒng)中利用大數(shù)據(jù)挖掘等先進人工智能技術為指揮員提供輔助決策信息。如圖5運用可視化的方式重點描述作戰(zhàn)概念的構成要素和組成關系，為后續(xù)作戰(zhàn)應用提供實施方案的基本藍圖。

無人蜂群和地面裝甲在加載初始作戰(zhàn)任務后，基于戰(zhàn)場環(huán)境的變化進行自主判斷，依靠預設的規(guī)則約束，在不需要人為干預或盡可能少的人為干預情況下，協(xié)同完成預定的作戰(zhàn)任務［14］。如圖6，“蜂甲一體”O(jiān)ODA閉環(huán)為蜂甲自主感知—蜂甲自主偵察—蜂甲自主目標識別—蜂甲自主/輔助決策攻擊—蜂甲自主防護的戰(zhàn)斗，實施跨域聯(lián)合作戰(zhàn)，從綜合火力打擊轉(zhuǎn)變到聯(lián)合效果作戰(zhàn)。

“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念與空地一體協(xié)同作戰(zhàn)概念最大的區(qū)別就是蜂甲的高度自主性，理想條件下蜂群可以完全達到無人自主控制，與地面有人/無人裝甲系統(tǒng)配合涌現(xiàn)群體智能?！胺浼滓惑w”作戰(zhàn)概念具有無人化、立體化、智能化、功能分布化、低成本、高持久力等特點，且集合了雙方優(yōu)勢能力的作戰(zhàn)體系可以把作戰(zhàn)效能最大化，達到n+n＞2n的效果?？梢灶A見，未來戰(zhàn)場上“蜂甲一體”可作為一種非對稱手段，打擊敵方高價值的作戰(zhàn)系統(tǒng)，這種跨界融合優(yōu)勢作戰(zhàn)能力的方式也是“蜂甲一體”作戰(zhàn)概念的制勝機理。

4 結語

無人裝備的出現(xiàn)例如無人蜂群、無人戰(zhàn)車等改變了未來戰(zhàn)爭形態(tài)和武器裝備發(fā)展思路，在“蜂甲一體”體作戰(zhàn)概念中基于CCKG的體系架構運用作戰(zhàn)云、知識圖譜等手段把蜂群與裝甲平臺進行一體化融合，打通空地鏈路，可通過在裝甲平臺的戰(zhàn)術態(tài)勢指控終端和單兵智能終端融合加載無人機蜂群操控軟件，實現(xiàn)蜂-甲指揮控制一體化，賦予了“鋼鐵洪流”新的生命力。但蜂甲平臺之間的互操作性和信息安全性等問題仍存在，“蜂甲一體”中自主協(xié)同、動態(tài)重規(guī)劃以及通信網(wǎng)關等關鍵技術也需要進一步開展研究。