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智能化变革战场环境保障模式
时间:2022-09-29 11:06:49   来源:天空海一体化导航与探测网    浏览量:596988

场环境与作战活动相伴相生,从古自今,战场环境作为敌我双方对抗的共同基础,始终随着科学技术的发展和武器装备的升级而不断变化。进入信息化时代后,科学技术的快速创新发展,深刻改变了战争样式,加快了武器装备性能升级,作战筹划组织日益复杂,参战力量更加多元,战场空间空前扩展,兵力行动快速实施,战场环境保障逐渐朝着知识化、专业化方向发展。在向智能化迈进的过程中,作战活动逐渐朝着信息资源云池化、战场态势融合化、指挥决策智能化、行动控制精准化等方向演变,战场环境保障也随之向网络化、智能化、无人化方向发展。

维度拓展使得战场环境复杂性跃升

战场环境是一个由自然环境、社会环境和军事环境等多种要素构成的大环境系统。根据作战空间和地域分布规律,是包括陆、海、空、天、电磁、网络等战场为一体的复杂环境。

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陆、海、空、天、电磁、网络领域装备无限拓展了战场空间

作战维度增长,战场环境空间无限延展。获取空间优势是实施军事行动的基础,随着战争边界向深地、深海、深空领域延伸,战场环境范围随之扩大,实时搜集、实时计算、实时推送诸多空间情报是赢得智能化战争的必备能力。在现代作战中,武器装备和兵力部署从水下、水面、地下、地面,到空中、太空等物理空间,共同构成了高度立体化战场环境。近些年,一些军事强国加速发展的水下技术,开发深海作战空间,构建海底作战阵地,形成比较完备的水下作战体系,旨在控制海底战场主动权。据有关报道,美国早在十几年前就借助深水装置,在深达900米的海底建立了固定的作战基地。2018年3月,俄罗斯国情咨文中首次披露波塞冬无人潜航器,为世界首款具备战略核打击能力的水下无人平台,旨在制衡美国“深海”作战空间。在智能化条件下,武器装备的快速发展和高性能特点促使本来就不断扩大的战场环境进一步外延,及时占领战场立体空间,夺取战争“制高点”,必须更加重视现代战场环境空间拓展。

时间维度压缩,战场环境变化越来越快。未来战场多种要素相互交织,作战边界不断扩大,战场态势越来越复杂,对战场情况的判断决定OODA环闭合速度,发现即打击已成为不争的事实,谁最先完成OODA环,谁就占据了战场主动权。可以说,作战就是与时间赛跑,掌握战场态势就赢得了战争。美军完成OODA环所需的时间从海湾战争中的100分钟逐渐缩短至伊拉克战争中的10分钟,而空袭利比亚、斩首伊朗高级指挥官等察打一体无人机的使用,进一步预示“秒杀”时代的到来。特别是在临近空间高超声速武器的支撑下,美国提出了“一小时打遍全球”战略,使战场空间范围乃至整个地球空间迅速“缩小”。高速数字化网络系统使美军对战场瞬息变化做出更快、更灵敏的反应,及时高效地指挥、控制与协调各军兵种的行动,大大提高了快速反应能力。人工智能飞行员“阿尔法AI”能够以12:0战胜王牌飞行员,最主要的原因在于它的运算速度比人快了大约250倍。

认知维度出现,新的战场环境亟待探索。从近几场局部战争来看,除了依靠自身强大的军事因素,交战国或当事国的人口、民族、宗教、文化、社会经济发展情况以及国际关系对战争的影响越来越大,也就是说社会环境对战争的影响越来越突出。然而,与传统自然环境、社会环境不同,新的社会环境具有集军事、网络、自然等于一体,每一种环境的变化都会对其他环境带来影响,这种变化对军事乃至政治影响至关重要,分析和预测这种变化仅靠传统方法已然不通。利用人工智能技术能够使人类突破思维逻辑极限、感官生理极限和存在物理极限,从传统的物理域、现代的信息域向认知域这一新的作战维度发展。在认知域中,战场环境的概念将进一步深化和拓展,形成包含大数据、脑科学、神经科学、生物基因、微纳材料等技术全新的知识体系,战场环境将更加复杂。俄罗斯学者弗拉基米尔·宾吉认为:“现代功能神经影像技术能够对大脑各种功能进行可视化测量,检查大脑区域活动与认知过程和行为特征的关系。”随着新型脑控武器成为可能,新的“战场迷雾”亦将出现。

终端升级使得战场环境数据获取能力增强

智能技术出现的重要意义在于解放人类的体力劳动和脑力劳动,通过无人终端代替人员在有形空间和无形空间进行自主采集、自主识别,这不仅能提高战场环境数据采集效率,还能在危险区域执行采集任务,确保人员安全和任务成功概率。

识别自主化。人工智能在战场环境自主化方面,主要是借助语音识别、文本识别、人脸识别等技术,把经过卫星、无人系统以及其他设备采集的非结构化数据整合、分类标注、提取出关键的声音图像特征信息,并经过计算基础处理成机器能理解的“知识”。据悉,美国空军正在研究利用机器视觉识别系统监控视频内容,进行数据信息筛选,对特定关键词或画面做出警报,并对所有的文本、图像和视频信息进行处理分析,为打造未来战场环境数据库提供更多基础信息。据报道,2017年,美国密苏里大学团队研发的人工智能程序,利用深度学习算法,在高精度卫星照片中成功检测、识别某地区一块55923平方英里土地上的地对空导弹阵地90个,耗时仅45分钟,且准确率相当高。

装备无人化。无人装备是实现战场环境保障智能化的重要手段,随着无人系统技术的快速发展,无人机、无人车、无人船、无人潜航器、无人太空飞行器、机器人等一大批新型作战战场环境采集装备陆续应用,代替人类在空中、地面、水面、水下、太空执行重要的战场侦察、态势感知任务,实现过程高效率、空间无死角的无人化战场环境数据获取。随着无人装备将成为未来战场的主战装备,有人战场环境保障手段将难以适应无人战场需求。因此,既要做好无人化装备战场环境保障,也要利用无人装备开展有人战场环境保障,提升战场环境无人化保障程度。

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关岛安德森空军基地的卫星照片,基地结构规模清晰可见

信息开源化。开源信息作为未来制胜战争的重要基础,不仅能提升信息的准确性,还能促进军事向现代化不断转型。随着互联网技术逐步朝着高速传输、实时共享、同步感知方向发展,可借助人工智能技术,实现对开源离散网络数据自主关联集成,依靠算法优势适应不断变化的语境和场景,代替人工操作员实施目标识别等任务,自主学习得出基于用户识别的开源情报数据,大幅提升情报的自动化处理水平。美国军方目前正花费数十亿美元建立地理空间情报系统,凡是涉及人文地理的网页、电子邮件、即时消息和社交媒体等数据,可以通过人工智能和机器学习实现信息采集处理自动化。

云服务使得战场环境数据处理提速

近年来,网络中心战概念将基于云技术的数字网络技术引入作战领域,云计算已成为未来作战系统重要的组成部分,通过并行处理、分布式计算以及网格计算等技术,实现了战场环境信息处理的高效率、低成本和资源共享。

战场环境数据实时传输。未来战场时空多元、要素庞杂,任务转换频繁,战场环境复杂,数据呈现爆炸式增长态势,从语音信息、文字信息、图像信息到实时的视频信息,都需要高效快速的传输以保障信息的及时性和有效性,要求通信频段较高,覆盖面广,辐射范围大。战场信息网络的深度融合,形成一张相互兼容的高速信息网络,大幅提升战场信息共享能力。当前,5G技术开始向毫米波拓展,带来高带宽和高速率的同时,推动了军队通信能力提升,有效解决了军用与民用移动通信系统之间频段重叠共用、互相干扰的问题。

战场环境数据实时处理。云计算将信息技术整合成以大规模、可拓展的方式对多个外部用户提供服务,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和软件服务,具有按需部署、高效灵活、方便可靠、动态拓展等特点。通过基于云计算、物联网等技术的处理平台,提供战场环境快速处理手段与技术工具,增强大规模、多源异构数据的快速获取与处理能力。同时,借助网络实现保障成果在线实时按需分发,建立以网络为中心,面向服务的战场环境保障体系,将战场环境信息及时、准确地传递到用户手中,使得战场环境信息在指挥员面前一目了然,方便指挥员快速掌握情况,快速进行作战决策。

战场环境数据实时共享。用于作战的“云”系统,采用电磁波、激光、量子通信等技术,以交互方式实现多元用户网络化应用,规模可动态调控,便于在军事网络系统中广泛、灵活部署。“云”系统将形成一个个超能核心结点,高效处理海量数据并快速反馈到各级网络,构建天地一体大网络体系。在每一个系统、终端、传感器和武器平台自身都具备网络功能基础上,科学规划利用频谱、规范用户接口标准、统一数据共享格式,实现系统铰链、信息顺畅、实时接入、多地共享,达到战场信息高度透明、快速更新和实时显示,为指挥员分析判断、筹划决策、协调控制提供信息可视支持,极大提高作战指挥总体效能。

算法突破使得战场环境分析更加高效

未来战争,面对海量瞬息万变的战场态势信息,指挥员无法承受超常规、超时限的变化速度,运用新型算法能从海量数据中快速提取战场环境信息。有专家预言,算法将成为未来军事斗争的制高点,是揭开战争制胜机理的金钥匙。

海量数据迫使“算法战”应运而生。“算法战”早在2013年4月由美国智库“大西洋理事会”网络倡议研究项目主任詹森·希利提出。自“9·11”事件以来,美军在地面、海上和空中的原始数据迅速增长,美分布式通用地面系统日采集视频流数据超过7TB,空军每天搜集视频数据约1600小时。过多的数据直接导致了数据冗余多、错误量增加、时效性过低,面对海量数据的巨大压力,美军在2017年4月正式提出“算法战”,成立“算法战跨职能小组”(AWCFT),旨在用算法解决原始数据压力。

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无人后勤装备正在实施战场保障

“算法制胜”理念首先在数据分析上得到验证。美国国防部副部长罗伯特·沃克在签发关于成立AWCFT的备忘录中表示,国防部必须在各种行动中有效地融入人工智能与机器学习,以维持对日益强大的竞争者及对手们的优势,AWCFT的目标是将国防部的大量数据快速转换为可付诸行动的有用信息。通过人工智能算法,能将海量视频数据快速分类,分析出可能存在的有价值战场环境信息,助力提升作战效能。

汇总海量数据提取关键战场环境信息。从信息论视角看,人类行为本身就是“数据”,以比特为单位的数据,特别是战场环境数据,作为战斗力的主导要素,一般由位置、时间、属性和相互关系四个要素构成。人工智能的运用可以扩展战场环境数据处理的手段和范围,将社交媒体中碎片化数据进行汇总,形成有价值的大数据集。通过对这些数据进行筛查,提取关键特征信息,形成对作战有用的战场环境数据模型。作者:梁金龙、王虓宇、赵俊峰  军事文摘授权转载,现代战场环境新技术发展大会  文章发布:天空海一体化导航与探测网

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