岳麗軍,王 凡,趙朝先

(1. 中國人民解放軍91977部隊(duì),北京 102249; 2. 江蘇自動(dòng)化研究所,江蘇 連云港 222061)

未來海上作戰(zhàn)是一種聯(lián)合、立體、分布、全方位機(jī)動(dòng)的軍事行動(dòng),是以海洋為機(jī)動(dòng)空間,由海上發(fā)起,向海上、岸島實(shí)施兵力、火力投送的作戰(zhàn)樣式,是一種高風(fēng)險(xiǎn)、巨復(fù)雜的戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)。為了確保作戰(zhàn)成功,必須在作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi),擁有對(duì)敵空、海和岸灘作戰(zhàn)力量的決定性優(yōu)勢(shì)。近年來,無人機(jī)(UAV)、無人艇(USV)、無人潛航器(UUV)、無人戰(zhàn)車(UCV)等無人作戰(zhàn)平臺(tái)(UCP)作為一種顛覆性的新型作戰(zhàn)力量,引發(fā)了戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)與作戰(zhàn)方式的變革,也為海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)過程中的偵察、監(jiān)視、打擊、破障、通信等提供了新質(zhì)作戰(zhàn)能力,無人作戰(zhàn)平臺(tái)已逐步成為海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)體系中的重要環(huán)節(jié)。未來海戰(zhàn)場(chǎng)無人作戰(zhàn)體系是綜合利用各型同構(gòu)、異構(gòu)無人作戰(zhàn)平臺(tái),形成“互聯(lián)共享、分布自主、智能協(xié)同”的海上作戰(zhàn)體系,從而提升海戰(zhàn)場(chǎng)整體作戰(zhàn)效能。為了發(fā)揮無人作戰(zhàn)體系的協(xié)同作戰(zhàn)能力,有必要研究無人作戰(zhàn)體系在海戰(zhàn)場(chǎng)中的協(xié)同應(yīng)用及其指揮控制問題,落實(shí)無人作戰(zhàn)體系在海戰(zhàn)場(chǎng)中的協(xié)同應(yīng)用實(shí)施,促進(jìn)海上作戰(zhàn)形態(tài)逐漸由“有人化、信息化”向“信息化、無人化、智能化”過渡,綜合發(fā)揮無人作戰(zhàn)平臺(tái)使用靈活，綜合作戰(zhàn)效益高，適用于危險(xiǎn)環(huán)境，人員傷亡率低，全壽命費(fèi)用低等顯著優(yōu)勢(shì),提升海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)體系的整體作戰(zhàn)效能。

1 無人作戰(zhàn)平臺(tái)的能力

近年來,無人作戰(zhàn)平臺(tái)的作戰(zhàn)性能和殺傷力越來越大,可以用無人作戰(zhàn)平臺(tái)替代人來完成多種作戰(zhàn)任務(wù),無人作戰(zhàn)平臺(tái)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯,具有反偵察能力強(qiáng)，工作持續(xù)時(shí)間長，不擔(dān)心人員傷亡，可操作性強(qiáng)，偵察能力強(qiáng)等特點(diǎn),已經(jīng)被越來越多地應(yīng)用于執(zhí)行多種危險(xiǎn)和復(fù)雜的任務(wù),也為海上作戰(zhàn)過程的情報(bào)、偵察、監(jiān)視、打擊、通信等方面提供了新質(zhì)作戰(zhàn)力量。

1.1 無人機(jī)及其集群作戰(zhàn)能力

UAV可以根據(jù)不同載荷，具有偵、擾、導(dǎo)、攻、通的能力，其能夠前出，對(duì)關(guān)鍵海域及航線進(jìn)行長時(shí)間偵察與監(jiān)控；能對(duì)敵岸灘島嶼區(qū)域進(jìn)行抵近偵察,先敵發(fā)現(xiàn)目標(biāo);能夠進(jìn)行電子干擾與戰(zhàn)術(shù)誘騙;能夠?qū)h(yuǎn)程火力引導(dǎo)攻擊,當(dāng)對(duì)海域或島嶼抵近偵察發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后,為艦艇火炮或?qū)椷x定攻擊目標(biāo),測(cè)定目標(biāo)參數(shù),引導(dǎo)遠(yuǎn)程火力進(jìn)行超視距打擊引導(dǎo),提升火力遠(yuǎn)程打擊范圍和效果;能夠攜帶不同類型彈藥對(duì)敵方陸、海、空作戰(zhàn)域?qū)嵤┤轿欢嘤蚬?能夠作為通信中繼,補(bǔ)盲和延長通信距離,擴(kuò)大作戰(zhàn)半徑;能夠開展協(xié)同作戰(zhàn),與有人機(jī)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)協(xié)同。

1.2 無人艇及其集群作戰(zhàn)能力

USV依靠遙控或自主方式在水面航行,主要用于執(zhí)行危險(xiǎn)或者不適用于有人船只執(zhí)行的任務(wù)。USV利用其自主性強(qiáng)，隱蔽性高，載荷大，續(xù)航長，避免人員傷亡等優(yōu)勢(shì),可顯著提升海上作戰(zhàn)能力。根據(jù)載荷不同,USV可遂行偵察探測(cè)、警戒巡邏、反水雷、反潛、火力打擊、目標(biāo)指示、通信中繼等任務(wù);能夠抵近重要海域與航線進(jìn)行目標(biāo)搜索,對(duì)特定海域進(jìn)行巡邏,對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行跟蹤;能夠在重點(diǎn)海區(qū)遂行探雷、掃雷、破障行動(dòng),也能在指定海區(qū)進(jìn)行搜潛、攻潛;能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行火力打擊或指示其他火力進(jìn)行打擊;可作為通信的橋接,擴(kuò)展通信范圍,也可以作為海上無人集群的中心控制節(jié)點(diǎn),對(duì)集群進(jìn)行任務(wù)控制。

1.3 無人潛航器及其集群作戰(zhàn)能力

UUV可以單機(jī)獨(dú)立或集群組網(wǎng)方式進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn),根據(jù)任務(wù)分工及裝備載荷不同,UUV能夠在小范圍海域執(zhí)行情報(bào)偵察任務(wù),獲取作戰(zhàn)區(qū)域水下環(huán)境信息,可以集群方式進(jìn)行協(xié)同感知,完成對(duì)水下目標(biāo)的檢測(cè)、定位和水文、地理信息的感知;能夠以集群的方式,在一定深度的作戰(zhàn)海域進(jìn)行探雷、識(shí)雷、滅雷;能夠長時(shí)間、大范圍地警戒巡航,發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)進(jìn)行預(yù)警;能夠探測(cè)、跟蹤敵艦艇、潛艇,并進(jìn)行火力打擊,也可以配合水面艦艇或潛艇,對(duì)敵水面艦艇、潛艇實(shí)施伏擊,或直接引導(dǎo)艦艇攻擊目標(biāo)。

1.4 無人戰(zhàn)車作戰(zhàn)能力

UCV可用于海戰(zhàn)場(chǎng)兩棲作戰(zhàn)的突擊上陸及陸上行動(dòng)階段,遂行偵察監(jiān)視、警戒巡邏、電磁對(duì)抗、地面通信中繼、定位引導(dǎo)、高危作業(yè)、陣地沖鋒、物資運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)。偵察巡邏型UCV對(duì)戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)和周圍危險(xiǎn)環(huán)境進(jìn)行觀測(cè),武裝型UCV可在灘涂等環(huán)境突破敵方火力封鎖區(qū),運(yùn)輸型UCV可后勤補(bǔ)給運(yùn)送傷員,中繼型UCV支撐復(fù)雜環(huán)境通信,破障型UCV配置不同載荷,可以對(duì)水際灘頭的阻絕墻、混合雷場(chǎng)進(jìn)行掃雷破障。

2 無人作戰(zhàn)體系協(xié)同運(yùn)用設(shè)想

本文以海戰(zhàn)場(chǎng)兩棲作戰(zhàn)為背景,研究無人作戰(zhàn)體系協(xié)同運(yùn)用問題。兩棲作戰(zhàn)面臨水文不明、氣象多變、礁多流急、海道狹窄等不利因素;登陸兵力展開受限,上陸過程中面臨守方嚴(yán)密的水雷及火力防御體系,傷亡和戰(zhàn)損較大;情報(bào)保障要求高,守方嚴(yán)密的防御體系使得攻方偵察兵力抵近偵察十分困難;掃雷破障難度大,守方在水際灘頭構(gòu)筑了雷場(chǎng)、火力、阻物相結(jié)合的障礙配系,遲滯了登陸通道的開辟速度;需要持續(xù)火力支援,保障突擊上陸兵力安全。本文重點(diǎn)研究海戰(zhàn)場(chǎng)兩棲作戰(zhàn)的情報(bào)偵察、掃雷保障、火力打擊等典型任務(wù)的無人平臺(tái)運(yùn)用。這些無人平臺(tái)主要有偵察型、打擊型、偵打型UAV，警戒型、反水雷型、反潛型、打擊型和偵打型USV，偵察型、反水雷型、攻擊型和偵打型UUV，偵察型、打擊型、破障型兩棲UCV等。各無人平臺(tái)既可以單獨(dú)遂行任務(wù),也可組網(wǎng)形成集群,為作戰(zhàn)提供“分布、智能、安全”的情報(bào)偵察、掃雷破障、火力支援能力。

2.1 無人作戰(zhàn)體系協(xié)同情報(bào)偵察

海戰(zhàn)場(chǎng)兩棲作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)瞬息萬變,須及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵作戰(zhàn)兵力兵器,從而減少傷亡。當(dāng)?shù)纸鼣撤椒烙w系進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察與作戰(zhàn),必然遭遇敵防御火力強(qiáng)勁攻擊,安全受到威脅?？衫肬AV、USV、UUV成本較低、損耗代價(jià)小、部署靈活等特點(diǎn),在加強(qiáng)續(xù)航與載荷的情況下,抵近敵高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,在空中、水面、水下、水際灘頭相互配合,進(jìn)行有人、無人相互協(xié)同探測(cè),構(gòu)建海戰(zhàn)場(chǎng)多維立體預(yù)警偵察體系,利用無人作戰(zhàn)平臺(tái)集群之間的自主協(xié)同能力,開展抵近偵察,擴(kuò)大探測(cè)范圍,增加傳感器數(shù)量,提升偵察體系的可靠性與容災(zāi)能力,獲取大縱深、全方位、全時(shí)段的海戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息。無人作戰(zhàn)體系在海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)中的情報(bào)偵察作戰(zhàn)概念如圖1所示。

圖1 無人作戰(zhàn)體系協(xié)同情報(bào)偵察作戰(zhàn)概念圖

在海上,指揮艦指揮艦載直升機(jī)、水面艦艇、UAV、USV、UUV前出進(jìn)行協(xié)同探測(cè),獲取空中、海上、水下情報(bào)的圖像、數(shù)據(jù)、電磁等信息,回傳給指揮艦統(tǒng)一態(tài)勢(shì)處理;有人直升機(jī)指揮或配合UAV及其集群,開展有人、無人協(xié)同方式的信息探測(cè),直升機(jī)負(fù)責(zé)指令下達(dá),UAV集群根據(jù)任務(wù)分配,對(duì)海戰(zhàn)場(chǎng)的空、海、水際灘頭的敵方目標(biāo)、兵力部署、行動(dòng)意圖進(jìn)行偵察,并將獲取的信息回傳給有人直升機(jī)進(jìn)行初步處理后,回饋給指揮艦進(jìn)行綜合處理與分發(fā)共享;水面艦艇可以指揮或配合USV、UUV及其集群,協(xié)同探測(cè)水面、水下情報(bào),將偵察獲取的敵方動(dòng)目標(biāo)信息經(jīng)過水面艦艇初步處理后,送指揮艦統(tǒng)一融合。在岸灘上,登陸部隊(duì)可利用陸上UAV、偵察UCV及其集群在敵方火力威脅較大的區(qū)域,以自主方式協(xié)同有人兩棲偵察車遂行陸上目標(biāo)偵察任務(wù),獲取敵方火力部署、時(shí)敏重要目標(biāo)等信息,并將獲得的圖像、數(shù)據(jù)發(fā)送給指揮車,由指揮車統(tǒng)一處理,兩棲偵察車也可直接指揮控制無人偵察車及其集群,規(guī)劃其偵察任務(wù),將獲取的無人偵察車探測(cè)信息進(jìn)行預(yù)處理。各USV、UAV、UUV集群內(nèi)部可以有中心或無中心的方式進(jìn)行分工協(xié)作、信息處理與共享。

2.2 無人作戰(zhàn)體系協(xié)同掃雷

在由海到岸機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)時(shí),可利用掃雷艦艇、掃雷型USV、UUV進(jìn)行掃雷,對(duì)水際、灘頭進(jìn)行水雷及障礙排除,一般由海上負(fù)責(zé)掃雷的指揮艦控制掃雷USV、UUV進(jìn)行掃雷行動(dòng),指揮艦艇收集無人系統(tǒng)上報(bào)的探測(cè)信息,進(jìn)行綜合識(shí)別與綜合決策,向無人作戰(zhàn)平臺(tái)下達(dá)具體的掃雷指令，也可由USV群、UUV群進(jìn)行集群智能化自主掃雷活動(dòng)。由于USV具備較大載荷及完備的信息處理設(shè)備,以及較長的續(xù)航能力,可以USV為中心自主組織USV群及UUV群進(jìn)行水雷的探測(cè)、識(shí)別、滅雷。當(dāng)無人集群之間協(xié)同反水雷時(shí),水雷的探測(cè)、分類、識(shí)別、滅雷可以根據(jù)無人作戰(zhàn)平臺(tái)功能區(qū)別，既可以由各USV、UUV單獨(dú)完成,也可以由有人掃雷艦艇、USV群、UUV群進(jìn)行任務(wù)區(qū)分,指定有中心或無中心的協(xié)同模式完成。此外,根據(jù)需要，UUV可以與掃雷艦艇進(jìn)行配合,引導(dǎo)掃雷艦艇進(jìn)行排雷。瀕海水際灘頭破障主要指揮無人破障車及其集群,對(duì)灘頭阻絕墻、雷場(chǎng)進(jìn)行掃殘破障。無人破障車之間組成集群協(xié)同模式,進(jìn)行任務(wù)分配,按照自主方式進(jìn)行作業(yè),作戰(zhàn)概念如圖2所示。

圖2 無人作戰(zhàn)體系協(xié)同掃雷作戰(zhàn)概念圖

2.3 無人作戰(zhàn)體系協(xié)同火力支援

火力支援作戰(zhàn)活動(dòng)貫穿兩棲作戰(zhàn)的全過程,分布部署的多平臺(tái)火力單元形成彈性可變的火力打擊網(wǎng),相互協(xié)同形成高、中、低,遠(yuǎn)、中、近的火力配系,按照火力的時(shí)空計(jì)劃,利用艦炮火力、艦載直升機(jī)火力、艦載UAV、USV火力相互協(xié)同對(duì)敵方海上、岸上目標(biāo)進(jìn)行打擊壓制,掩護(hù)海上艦艇或?qū)﹃懝舯M(jìn)行作戰(zhàn),同時(shí)接收火力召喚與陸上目標(biāo)指示,組織待機(jī)火力進(jìn)行火力投送;在陸上作戰(zhàn)過程中,海上接收陸上的火力召喚及目標(biāo)指示,協(xié)助陸上火力進(jìn)行目標(biāo)摧毀,作戰(zhàn)概念如圖3所示。

圖3 無人作戰(zhàn)體系協(xié)同火力打擊作戰(zhàn)概念圖

在海上由指揮艦艇指揮艦載直升機(jī)、打擊型UAV,組織有人、無人協(xié)同的空中打擊群或UAV無人打擊群,也可組織由火力支援艦艇與打擊型USV構(gòu)建的有人、無人協(xié)同的水面打擊群或USV無人打擊群。利用無人機(jī)抵近目標(biāo)附近區(qū)域進(jìn)行探測(cè)、打擊,引導(dǎo)有人機(jī)在遠(yuǎn)距離安全區(qū)域發(fā)射火力,進(jìn)行遠(yuǎn)程滲透打擊。無人機(jī)集群前出目標(biāo)偵察,誘使敵方暴露其防御火力,有人機(jī)利用導(dǎo)彈及反輻射導(dǎo)彈對(duì)目標(biāo)進(jìn)行空中火力壓制。充分利用USV平臺(tái)前出距離遠(yuǎn)，不易被發(fā)現(xiàn)等特點(diǎn),結(jié)合有人平臺(tái)從不同方位進(jìn)行分布式打擊,USV也可向火力支援艦艇提供目標(biāo)指示信息,引導(dǎo)艦艇火力進(jìn)行射擊。登陸兵力上岸后,可利用配置的UAV和UCV,協(xié)助兩棲突擊車采用有人無人協(xié)同方式、無人車/無人機(jī)集群自主協(xié)同方式對(duì)敵火力攻擊,UCV和UAV可為兩棲突擊車提供目標(biāo)信息,引導(dǎo)兩棲突擊車火力打擊。陸上指揮車可以根據(jù)UCV、UAV上報(bào)的目標(biāo)信息向海上艦艇或飛機(jī)進(jìn)行火力召喚,請(qǐng)求火力支援。

3 無人作戰(zhàn)體系的指揮控制設(shè)想

3.1 指揮控制系統(tǒng)組成

無人作戰(zhàn)體系指揮控制系統(tǒng),主要輔助各層級(jí)指揮人員對(duì)同構(gòu)、異構(gòu)無人作戰(zhàn)平臺(tái)進(jìn)行集成、協(xié)調(diào)與控制,以完成偵察、監(jiān)視、打擊等戰(zhàn)術(shù)任務(wù)。設(shè)想的指控系統(tǒng)組成主要包括無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)以及無人平臺(tái)的任務(wù)載荷控制系統(tǒng),如圖4所示。

無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng),主要負(fù)責(zé)對(duì)海上、岸灘同構(gòu)、異構(gòu)UCP無人集群的綜合指揮控制。UCP控制站系統(tǒng),主要負(fù)責(zé)對(duì)單個(gè)或多個(gè)UCP的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃及任務(wù)載荷執(zhí)行控制,并接收UCP下傳的各類信息。集群自主任務(wù)系統(tǒng),主要負(fù)責(zé)UCP實(shí)現(xiàn)自主決策、集群協(xié)同控制,含自主任務(wù)規(guī)劃、態(tài)勢(shì)處理、智能協(xié)同決策等功能。UCP載荷控制系統(tǒng),主要負(fù)責(zé)無人平臺(tái)的任務(wù)載荷的工作控制及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)狀態(tài)控制。

圖4 海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)中的無人體系指揮控制裝備組成設(shè)想

3.2 無人作戰(zhàn)體系的指揮控制結(jié)構(gòu)

海戰(zhàn)場(chǎng)無人作戰(zhàn)平臺(tái)的作戰(zhàn)樣式主要有單平臺(tái)作戰(zhàn)、集群作戰(zhàn)、有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)三種樣式,其指揮控制模式主要包括人在環(huán)內(nèi)、自主作戰(zhàn)、混合控制三種模式,如圖5、圖6、圖7所示。

人在環(huán)內(nèi)模式下,無人作戰(zhàn)平臺(tái)全時(shí)接收控制站的指令,按照指令進(jìn)行單機(jī)作戰(zhàn)、與其他無人平臺(tái)形成集群作戰(zhàn)、和有人作戰(zhàn)平臺(tái)可進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)，這種指控模式相對(duì)簡(jiǎn)單。

自主作戰(zhàn)模式下,戰(zhàn)術(shù)指揮機(jī)構(gòu)可直接對(duì)無人平臺(tái)下達(dá)任務(wù)指令,無人作戰(zhàn)平臺(tái)接收任務(wù)后,控制其載荷進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)感知、軌跡規(guī)劃、障礙避碰,完成各項(xiàng)任務(wù)。當(dāng)集群作戰(zhàn)時(shí),無人作戰(zhàn)平臺(tái)自主任務(wù)分配,協(xié)同組網(wǎng)分工完成探測(cè)、識(shí)別與打擊等行動(dòng)。

圖5 無人作戰(zhàn)體系人在環(huán)內(nèi)的指控模式

圖6 無人作戰(zhàn)體系自主作戰(zhàn)指控模式

圖7 無人作戰(zhàn)體系混合控制模式

在混合控制模式下,戰(zhàn)術(shù)指揮機(jī)構(gòu)根據(jù)任務(wù)復(fù)雜情況,可向無人作戰(zhàn)平臺(tái)控制站或無人作戰(zhàn)平臺(tái)下達(dá)任務(wù)。既可由無人平臺(tái)控制站實(shí)時(shí)控制無人平臺(tái)及集群進(jìn)行任務(wù)行動(dòng),也可以由無人作戰(zhàn)平臺(tái)及集群自主規(guī)劃并完成任務(wù)。

綜上所述,海戰(zhàn)場(chǎng)無人作戰(zhàn)體系指揮控制各級(jí)指揮系統(tǒng)之間的指揮控制結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 無人作戰(zhàn)體系指揮控制結(jié)構(gòu)設(shè)想

作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)進(jìn)行方案決策、制定有人/無人平臺(tái)的任務(wù)計(jì)劃,向無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)及有人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)下達(dá)計(jì)劃、命令,指揮有人、無人兩類裝備的協(xié)同作戰(zhàn)。

無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)進(jìn)行同類、異構(gòu)等無人平臺(tái)的綜合作戰(zhàn)指揮,各類無人平臺(tái)由控制站完全控制其執(zhí)行運(yùn)動(dòng)軌跡與相關(guān)任務(wù),無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)指揮多個(gè)同類、異構(gòu)UCP控制站系統(tǒng),UCP控制站系統(tǒng)同時(shí)控制多個(gè)同類UCP作戰(zhàn),該指揮結(jié)構(gòu)下,UCP既可以單獨(dú)作戰(zhàn),也可以在無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)及UCP控制站系統(tǒng)協(xié)同指揮下,與其他UCP相互協(xié)同,完成有人控制的無人集群作戰(zhàn)。

無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)可向UCP下達(dá)任務(wù),直接指揮單UCP及多UCP集群進(jìn)行自主作戰(zhàn)。單UCP自主作戰(zhàn)時(shí),接收任務(wù)分配,自主感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),根據(jù)分配的探測(cè)或打擊任務(wù)實(shí)時(shí)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)軌跡,自主執(zhí)行任務(wù)。多UCP集群自主作戰(zhàn)時(shí),無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)規(guī)劃同類、異構(gòu)UCP集群的作戰(zhàn)任務(wù),進(jìn)行任務(wù)分配,無人UCP集群接收任務(wù),進(jìn)行任務(wù)分解,完成任務(wù),無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)接收UCP集群通報(bào)的探測(cè)信息或打擊情況信息,重要情況下可以適時(shí)干預(yù)行動(dòng)。

在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下,無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)與有人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)之間進(jìn)行協(xié)同互操作,實(shí)現(xiàn)有人/無人作戰(zhàn)平臺(tái)的協(xié)同作戰(zhàn)指揮,將有人作戰(zhàn)平臺(tái)的指揮與戰(zhàn)術(shù)決策優(yōu)勢(shì),與UCP無人平臺(tái)的自主決策、靈活部署、成本較低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、極大保護(hù)人員安全等優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,提高整體作戰(zhàn)能力。有人/無人作戰(zhàn)平臺(tái)的協(xié)同作戰(zhàn)指揮采用集散式的指揮控制結(jié)構(gòu),主要有兩種形式：一種是無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)與有人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同,后者請(qǐng)求前者進(jìn)行任務(wù)協(xié)同,無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)將任務(wù)分解下發(fā)到各UCP,集中指揮各UCP配合有人作戰(zhàn)平臺(tái)完成作戰(zhàn)；另一種就是有人作戰(zhàn)平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)直接進(jìn)行UCP的指揮權(quán)交接,直接指揮UCP及其集群進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn),既可采用集中指揮方式,也可用分布式協(xié)同方式進(jìn)行無人集群的指揮,完成有人、無人協(xié)同作戰(zhàn)。

3.3 指揮控制關(guān)鍵技術(shù)設(shè)想

無人作戰(zhàn)體系應(yīng)用于海上作戰(zhàn)中,既要發(fā)揮無人作戰(zhàn)平臺(tái)的性能及效費(fèi)比優(yōu)勢(shì),又要發(fā)揮有人作戰(zhàn)平臺(tái)人員的情報(bào)判斷、決策規(guī)劃、綜合控制能力,其指揮控制所涉及的重要關(guān)鍵技術(shù)如下。

1)無人作戰(zhàn)體系的指揮控制體系結(jié)構(gòu)技術(shù)

無人作戰(zhàn)體系中同類、異構(gòu)UCP,具有人在環(huán)內(nèi)、自主作戰(zhàn)、有人無人協(xié)同的多種作戰(zhàn)模式,需要建立適合海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)過程中,不同階段下的UCP開放式指揮控制結(jié)構(gòu),能夠支撐有人平臺(tái)為主、UCP為輔以及有人/無人平臺(tái)對(duì)等協(xié)同的多種使用模式,確定其指揮關(guān)系、控制流程、人機(jī)協(xié)作交互等級(jí)、UCP自主協(xié)同等級(jí)、UCP間互操作標(biāo)準(zhǔn)、有人/無人協(xié)同層次與模式,確保指揮控制體系結(jié)構(gòu)的魯棒性、敏捷性、開放性。

2)有人/無人系統(tǒng)任務(wù)協(xié)作技術(shù)

確定海上作戰(zhàn)協(xié)同探測(cè)、協(xié)同打擊的同類、異構(gòu)作戰(zhàn)平臺(tái)之間互操作等級(jí)與協(xié)同模式,參考美軍《無人系統(tǒng)綜合路線圖 2017—2042》,規(guī)定若干等級(jí)的UCP互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn),利用通用化協(xié)議,采用開放式、通用化、彈性化的任務(wù)架構(gòu),為無人平臺(tái)提供按需、動(dòng)態(tài)、靈活的集群集成能力,實(shí)現(xiàn)有人、無人平臺(tái)之間的指令聯(lián)通及信息共享，確定主從式、協(xié)作式、混合式協(xié)同模式。主從模式下,有人平臺(tái)直接管控?zé)o人平臺(tái)執(zhí)行抵近偵察、誘騙敵方防御火力、火力打擊與評(píng)估任務(wù);協(xié)作模式下,有人、無人集群自主決策、協(xié)同偵察和打擊,按照同步協(xié)同控制算法,分布式協(xié)同完成作戰(zhàn)任務(wù);混合式協(xié)同同時(shí)具備主從式與協(xié)作式的特點(diǎn),例如有人平臺(tái)對(duì)無人平臺(tái)集群是主從式協(xié)同,而無人平臺(tái)集群內(nèi)部則是協(xié)作式協(xié)同,確保人在環(huán)內(nèi)中的主導(dǎo)權(quán)。

3)無人集群任務(wù)規(guī)劃與智能化決策控制技術(shù)

無人集群的任務(wù)規(guī)劃主要包括路徑、時(shí)序、策略、載荷規(guī)劃,在海上作戰(zhàn)中,作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)及無人平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)主要關(guān)注無人集群的協(xié)同情報(bào)偵察、分布火力打擊、協(xié)同突防等任務(wù)的行動(dòng)路徑及協(xié)同策略規(guī)劃。協(xié)同情報(bào)偵察的規(guī)劃,綜合利用UCP的探測(cè)資源,計(jì)算在有限時(shí)間、有限航程內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)作戰(zhàn)海域區(qū)域目標(biāo)的最優(yōu)探測(cè),優(yōu)化探測(cè)隊(duì)形和方位, 實(shí)現(xiàn)無人系統(tǒng)探測(cè)行為的同步化、多維化;協(xié)同火力打擊規(guī)劃,綜合利用UCP的火力載荷、攻擊位置和待攻擊目標(biāo)特性等, 實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)目標(biāo)的最佳攻擊。

4)空海陸無人作戰(zhàn)體系協(xié)同指揮引導(dǎo)技術(shù)

兩棲作戰(zhàn)中的USV、UUV、UAV與地面UCV等無人作戰(zhàn)平臺(tái)，雖具備一定的自主作戰(zhàn)能力,能夠自行規(guī)劃運(yùn)動(dòng)軌跡及任務(wù)策略,但當(dāng)無人作戰(zhàn)體系融入兩棲作戰(zhàn)過程時(shí),必須接受戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)的指揮控制,戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行無人作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃,無論是人在環(huán)內(nèi)的作戰(zhàn)模式還是集群自主作戰(zhàn)模式,戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng)都須制定指揮引導(dǎo)預(yù)案,引導(dǎo)和控制無人平臺(tái)進(jìn)入任務(wù)執(zhí)行區(qū)域,既要確保行動(dòng)路徑的安全性,又要保證無人平臺(tái)之間任務(wù)協(xié)同的戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)法的效率最大化。對(duì)于自主作戰(zhàn)模式,無人作戰(zhàn)平臺(tái)被引導(dǎo)進(jìn)入作戰(zhàn)區(qū)域后,才開始按照預(yù)案及實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì),進(jìn)行自主路徑規(guī)劃,執(zhí)行任務(wù),同時(shí)與同類或異構(gòu)的集群內(nèi)部無人平臺(tái)保持一定等級(jí)的互操作能力?？衫脧?qiáng)化學(xué)習(xí)智能決策算法以及群體智能深度學(xué)習(xí)算法,結(jié)合戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法知識(shí)庫,建立動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的指揮引導(dǎo)模型,進(jìn)行多無人平臺(tái)指揮引導(dǎo)計(jì)算及沖突檢測(cè)和避碰控制,提高指揮引導(dǎo)容量與準(zhǔn)確度。

4 結(jié)束語

本文設(shè)想將無人作戰(zhàn)體系的能力優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)中,在減少人員傷亡的同時(shí),提升海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)整體作戰(zhàn)能力。同時(shí),探究了無人作戰(zhàn)體系指揮控制結(jié)構(gòu)，希望為海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)無人化技術(shù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。從公開的文獻(xiàn)看來,國際上對(duì)于無人作戰(zhàn)體系的技術(shù)及項(xiàng)目驗(yàn)證的研究不多,海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)中的無人作戰(zhàn)體系應(yīng)用與指揮控制技術(shù)還需要進(jìn)一步研究。