賀瀟男, 王作根, 周亮
(陸軍裝甲兵學(xué)院蚌埠校區(qū), 安徽 蚌埠 233050)
在新軍事變革背景下, 隨著新材料、 大數(shù)據(jù)和人工智能等顛覆性技術(shù)的快速發(fā)展并應(yīng)用于軍事領(lǐng)域, 無人裝備逐漸地成為戰(zhàn)場主力。 在陸戰(zhàn)場環(huán)境中, 地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)由于對作戰(zhàn)環(huán)境要求低、 戰(zhàn)場生存能力較強, 正越來越多地參與執(zhí)行戰(zhàn)場偵察、 搜排爆、 核生化檢測乃至攻擊等任務(wù), 起到了提高部隊作戰(zhàn)能力、 保存有生力量及提升作戰(zhàn)效能的作用[1]。 但長期以來, 由于研發(fā)人員缺少軍事實踐, 習(xí)慣于無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作為“整體” 的研發(fā)思路, 導(dǎo)致在研發(fā)過程中過于關(guān)注地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的高技術(shù)依賴性, 而忽視了地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的戰(zhàn)場適用性和實用性, 導(dǎo)致無人作戰(zhàn)系統(tǒng)處于長期“研” “用” 分離狀態(tài), 遲滯了無人裝備的發(fā)展與應(yīng)用。 實際上, 在無人作戰(zhàn)系統(tǒng)中, 無人作戰(zhàn)平臺是完成作戰(zhàn)任務(wù)的基礎(chǔ), 指控設(shè)備是實現(xiàn)人機融合從而提升無人作戰(zhàn)系統(tǒng)整體效能的工具, 通過實現(xiàn)“人在回路” 的控制, 均能夠?qū)o人作戰(zhàn)系統(tǒng)整體性能起到倍增作用。 因此, 面對無人化戰(zhàn)爭對無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的迫切需求, 采取工程化、 模塊化思路,將無人作戰(zhàn)系統(tǒng)分解為“無人作戰(zhàn)平臺” 與“指控系統(tǒng)” 兩個部分來研發(fā), 堅持無人作戰(zhàn)平臺成熟一部分應(yīng)用一部分, 指揮系統(tǒng)突破一部分提升一部分, 推進無人作戰(zhàn)系統(tǒng)性能螺旋式地上升, 是滿足無人作戰(zhàn)需要的有益途徑。
當(dāng)前一項新技術(shù)從成熟到廣泛應(yīng)用可能只需要3 年時間, 而一種裝備從研究論證到裝備部隊并形成戰(zhàn)斗力需要10 年以上[2]。 這要求我們必須改變傳統(tǒng)的技術(shù)管理和技術(shù)規(guī)劃, 同步地推進無人作戰(zhàn)平臺與指揮系統(tǒng)的發(fā)展。 在無人作戰(zhàn)平臺的研發(fā)上堅持穩(wěn)步推進, 在實踐中豐富提局; 在指揮系統(tǒng)的研發(fā)上注重提升人機交互水平, 實現(xiàn)對無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的整體性能倍增。
無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的研發(fā)目的是為了拓展人的肢體并輔助人腦決策, 為推進無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的綜合效能提升, 要從作戰(zhàn)需求出發(fā)加強頂層設(shè)計, 推進搜排爆、 化生檢測、 戰(zhàn)場偵察和火力打擊等戰(zhàn)斗平臺,無人值守、 無人運輸和無人巡邏保障平臺等無人作戰(zhàn)裝備的應(yīng)用, 解決單體應(yīng)用列裝問題和滿足部隊的基本需求。 注重在部隊裝備運用實踐中發(fā)現(xiàn)制約裝備性能提升的問題, 通過不斷改進來完善系統(tǒng)設(shè)計。
無人作戰(zhàn)系統(tǒng)技術(shù), 可分為總體技術(shù)、 機動平臺技術(shù)、 自主行為技術(shù)、 指揮控制技術(shù)和任務(wù)載荷等技術(shù)[3], 每個方面的突破都可能帶來無人作戰(zhàn)系統(tǒng)整體水平的躍升。 要注重以技術(shù)突破為牽引,以現(xiàn)有設(shè)備的軟硬件升級改進為著眼點, 解決使用中存在的“作業(yè)動作精準(zhǔn)度不夠” “設(shè)備故障率高” 和“可靠性差” 等問題, 提高系統(tǒng)人機效能。
人機融合的最重要作用是充分發(fā)揮人、 平臺和系統(tǒng)各自的優(yōu)點, 并做到有效的融合[4]。 要重視“人在回路” 的遙控操作技術(shù), 因為這是現(xiàn)階段完成打擊決策最穩(wěn)妥的人機交互方式, 是實現(xiàn)并推進人機交互模式創(chuàng)新的起點。 而以半自主、 自主式控制為代表的人機交互模式, 是可以依托現(xiàn)有的平臺,通過后續(xù)加裝自動控制系統(tǒng)、 導(dǎo)航模塊和通信模塊等, 經(jīng)過綜合集成來實現(xiàn)更高層次的指揮控制。
無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)向通用化、 標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展, 將起到諸如提高無人作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展速度,提高可靠性、 維修性和保障性的作用。 在通用無人作戰(zhàn)平臺上搭載任務(wù)模塊以滿足不同的任務(wù)需求,可以大大地降低研發(fā)成本和周期, 促進無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的升級改進。
按照型譜系列化發(fā)展對裝備進行系列化定型,從裝備形態(tài)上, 形成大中小微系列、 輪履步系列和戰(zhàn)保勤系列裝備[5]。 任務(wù)形態(tài)上, 形成防護類(爆炸物處理、 核化生防護和掃雷破障)、 保障類(物資運輸、 保障戰(zhàn)場機動)、 單兵使用類(戰(zhàn)場偵察) 和武裝無人車(輔助作戰(zhàn)、 偵察) 等系列裝備, 為裝備系列研發(fā)制定基本的遵循路線。
無人作戰(zhàn)平臺模塊化設(shè)計中應(yīng)將無人作戰(zhàn)平臺細(xì)化并分解為機械結(jié)構(gòu)組成的中心單元、 動力機構(gòu)、任務(wù)載荷、 指揮控制設(shè)備和系統(tǒng)軟件等。 將指控系統(tǒng)研發(fā)分解為硬件部分和人機交互技術(shù)同步研究。各個部分的標(biāo)準(zhǔn)端口支持即插即用, 使得無人作戰(zhàn)平臺可短時間內(nèi)安裝一種或多種任務(wù)模塊, 支持更高水平“人在回路” 的控制, 以便執(zhí)行多種任務(wù)。
從當(dāng)前我國無人作戰(zhàn)平臺總體來看, 平臺結(jié)構(gòu)上、 方案上比較類似, 行走系統(tǒng)基本形成了足類、輪式和履帶式等模式, 武器站基本形成無人炮塔、遙控武器站和無人火炮等模式[6]。 對于以上較成熟的方案, 需要從總體上明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與功能需求, 便于進一步地集中資源攻關(guān)研發(fā); 同時允許探索性研究來優(yōu)化新的結(jié)構(gòu)方式, 引領(lǐng)各方共同努力, 形成百花齊放的局面。
地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)作為陸戰(zhàn)場作戰(zhàn)體系的構(gòu)成部分, 要通過統(tǒng)一的人機界面、 行動規(guī)則、 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、 行為方式、 時間基準(zhǔn)和共享機制, 形成與體系內(nèi)其他有人或無人作戰(zhàn)平臺保持互聯(lián)互通互操作的作戰(zhàn)能力。
無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的升級改進并廣泛地應(yīng)用于戰(zhàn)場實踐是一個長期的過程, 堅持系統(tǒng)開放的發(fā)展理念有助于匯集軍內(nèi)外科技力量, 發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的優(yōu)勢, 促進無人作戰(zhàn)平臺單體升級乃至向集群智能發(fā)展, 實現(xiàn)無人系統(tǒng)的迭代升級。
軍隊發(fā)展無人作戰(zhàn)系統(tǒng)早于地方, 在一段時間里曾處于領(lǐng)先地位。 但是, 隨著地方在無人作戰(zhàn)平臺領(lǐng)域的投入, 對人才的集聚作用明顯, 在部分技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對軍隊的超越。 堅持開放性的體系結(jié)構(gòu), 采用公開標(biāo)準(zhǔn)接口現(xiàn)有的民用組件, 利于吸納地方無人平臺總體設(shè)計技術(shù)、 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)、 動力技術(shù)和自動控制技術(shù)等創(chuàng)新成果。 堅持開放性的科研開發(fā), 利于引入各方力量聚力無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的研發(fā)。
無人化作戰(zhàn)的全局性特點要求無人作戰(zhàn)系統(tǒng)必須融入多維一體的作戰(zhàn)體系[7], 滿足戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)全局部署的要求, 依據(jù)戰(zhàn)場全局所需的行動, 形成戰(zhàn)場全局協(xié)調(diào)一致的戰(zhàn)斗行動。 平臺通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和統(tǒng)一規(guī)范的接口, 能夠始終保持平臺機構(gòu)、 傳感與控制裝置的系統(tǒng)開放, 按需與網(wǎng)絡(luò)無縫連接,與數(shù)據(jù)庫、 云環(huán)境等相結(jié)合, 實現(xiàn)與其他平臺能力互補、 行動協(xié)調(diào)。
無人作戰(zhàn)系統(tǒng)按照作戰(zhàn)平臺單體單功能、 單體多功能和群體智能發(fā)展[8]。 要前瞻性地做好通用化、 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計, 使系統(tǒng)能夠通過軟件升級、 系統(tǒng)集成實現(xiàn)平臺功能的擴展, 實現(xiàn)由單體智能向群體智能的能力躍升; 同時要通過與“人在回路” 控制模式的耦合發(fā)展, 引領(lǐng)無人作戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計理念和戰(zhàn)術(shù)運用的創(chuàng)新, 實現(xiàn)系統(tǒng)迭代發(fā)展。
無人化戰(zhàn)爭的到來對無人作戰(zhàn)系統(tǒng)提出了較高的需求, 而目前地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的戰(zhàn)場適用性和實用性還不是很強, 本文將無人作戰(zhàn)系統(tǒng)分解為“無人作戰(zhàn)平臺” 和“指控系統(tǒng)” 兩個部分進行針對性分析, 提出一種堅持并行推進、 堅持標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和堅持開放發(fā)展的思路, 以促進地面無人作戰(zhàn)系統(tǒng)性能的發(fā)展, 滿足未來無人作戰(zhàn)需求。