海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系框架

聶玉寶，劉 婧

(海軍指揮學(xué)院，江蘇 南京 210016)

0 引言

隨著電磁頻譜空間認知理論和無人作戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展，通過綜合、分析、推理、聯(lián)想等方式實現(xiàn)系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)，形成快速高質(zhì)量的自主決策，大幅提升了廣域電磁頻譜空間態(tài)勢的認知和電磁頻譜管控能力，不斷拓展了電磁頻譜空間智能決策維度，使電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)新概念、新模式呼之欲出，電子戰(zhàn)的作戰(zhàn)模式正在由人工操控向無人智能操控加速轉(zhuǎn)變。研究海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系框架，厘清其總體架構(gòu)和各分支體系架構(gòu)，對于深入探索海上電磁頻譜空間作戰(zhàn)新概念和新模式、認知作戰(zhàn)需求及建模、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)行為模型架構(gòu)、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)組織實施等具有重要的理論意義，對于推進海軍電子戰(zhàn)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展和海上電磁頻譜作戰(zhàn)領(lǐng)域的超越發(fā)展也具有重要的現(xiàn)實意義。

1 海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系總體框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)在建筑學(xué)上是指由梁和柱以剛性或者鉸接相連接而成，構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)在理論或概念上是指由要素以一定的方式關(guān)聯(lián)而成，構(gòu)成這一理論或概念對客觀事物的表述體系，是人們將客觀事物轉(zhuǎn)換為主觀認知的重要憑據(jù)，是人們對客觀事物的主觀解釋與思考結(jié)構(gòu)。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系總體框架結(jié)構(gòu)，反映的是從整體和頂層的視角對海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系構(gòu)成要素的認知，描述的是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系總體框架的“梁”和“柱”。作戰(zhàn)體系是由各種作戰(zhàn)系統(tǒng)按照一定的指揮關(guān)系、組織關(guān)系、運行機制和綜合保障構(gòu)成的有機整體。筆者認為：海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系總體框架應(yīng)當(dāng)包括海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)力量體系、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)運用體系、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系等三個方面，如圖1所示。

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)力量體系是用于遂行海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)任務(wù)的各種組織、人員及武器裝備等的統(tǒng)稱，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)和發(fā)展引擎，其中電磁頻譜智能化武器裝備又是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)力量體系的關(guān)鍵要素。

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)運用體系是關(guān)于海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)籌劃與決策、計劃與實施、行動與控制的統(tǒng)稱，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)在戰(zhàn)爭中發(fā)揮作用、取得成效的重要方面。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)運用體系構(gòu)建是否科學(xué)合理，將直接影響海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)力量體系在戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)效果。

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系是指為遂行海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)任務(wù)和滿足海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)其他需求而組織實施的一系列保證性和服務(wù)性活動的統(tǒng)稱，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)在戰(zhàn)爭中發(fā)揮作用的重要保證。一般從理論、裝備技術(shù)、法規(guī)、訓(xùn)練、人才等方面出發(fā)，分作戰(zhàn)、后勤和裝備保障三大類進行組織。

2 海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)力量體系架構(gòu)

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)力量體系是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系框架所形成的靜態(tài)表現(xiàn)，由裝備要素、部隊要素和能力要素等構(gòu)成，如圖2所示。

2.1 裝備要素

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)可分為電磁頻譜空間智能感知、電磁頻譜空間智能干擾、電磁頻譜空間智能防護和電磁頻譜空間智能感知保障等幾類行動。因此，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)裝備要素應(yīng)包括電磁頻譜智能感知類裝備、電磁頻譜智能干擾類裝備、電磁頻譜智能防護類裝備、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障類裝備等，如圖3所示。

電磁頻譜智能感知類裝備主要實現(xiàn)自動信號分類，包括模型匹配、樣本訓(xùn)練和分類結(jié)果評價等環(huán)節(jié)，其結(jié)果既可以支持干擾優(yōu)化環(huán)節(jié)，亦可用于動態(tài)知識庫的傳統(tǒng)信號樣本積累和認知系統(tǒng)行為樣本積累。此類裝備可以掌握敵方部隊編制、武器配置、兵力部署和行動企圖等情況，為實施智能電磁報警和電磁頻譜干擾等提供依據(jù)。

電磁頻譜智能干擾類裝備主要實現(xiàn)最優(yōu)化干擾或攻擊，包括策略生成、干擾優(yōu)化等環(huán)節(jié)，生成的干擾/攻擊策略可存儲為動態(tài)知識庫中的推理案例。此類裝備將通過智能干擾、智能摧毀等手段，削弱或癱瘓敵方重要信息化裝備效能，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的進攻手段。

電磁頻譜智能防護類裝備主要針對敵電子設(shè)備的輻射信號及其技術(shù)參數(shù)變化、敵電子戰(zhàn)兵力部署等情況，自動生成反電子偵察、反電子干擾、反目標隱身和反電子摧毀行動方案。此類裝備通過自主推理和輔助決策技術(shù)，削弱或消除敵方偵察干擾的效能，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的防御手段。

電磁頻譜智能保障類裝備主要為電磁頻譜智能感知、智能干擾、智能防護行動的順利實施提供智能化信息保障。此類裝備依托動態(tài)知識庫向電子偵察、電子干擾、電子防護等行動提供智能化電子偵察、通信傳輸、信息資源保障，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的保障手段。

2.2 部隊要素

作戰(zhàn)部隊是指為達成一定的作戰(zhàn)目的，組合而形成的有機整體。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊要素可以從不同的角度加以提煉概括，一般從空間分布、專業(yè)類型、兵種屬性等角度分類。按空間分布情況，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊要素包括太空電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊、空中電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊、岸基電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊、水面及水下電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊等，如圖4所示。

2.3 能力要素

相對于傳統(tǒng)意義上的電磁頻譜空間作戰(zhàn)來說，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)具有四個方面的特性：一是作戰(zhàn)系統(tǒng)與裝備的自主學(xué)習(xí)能力，能夠通過外界的電磁信號的激勵與訓(xùn)練，自動建立與目標及其狀態(tài)變化的知識庫，以及相應(yīng)的對抗措施數(shù)據(jù)庫；二是作戰(zhàn)系統(tǒng)與裝備具備對目標及其狀態(tài)轉(zhuǎn)換的識別判斷能力，可以在一定程度上實現(xiàn)對干擾效果的直接評估和實時反饋，從而建立一個閉環(huán)控制系統(tǒng)；三是作戰(zhàn)系統(tǒng)與裝備具備對復(fù)雜電磁環(huán)境的適應(yīng)能力，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)設(shè)備可對日益復(fù)雜、變化快速的戰(zhàn)場電磁環(huán)境能智能感知，并自適應(yīng)地改變其工作模式；四是作戰(zhàn)系統(tǒng)與裝備具備對抗策略與資源調(diào)度的智能化能力，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)設(shè)備在定制完成之后，在使用過程中是邊對抗邊學(xué)習(xí)，不斷完善對抗策略，不斷優(yōu)化對抗資源調(diào)度方法。從海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的上述特性出發(fā)，其能力要素一般可分為基礎(chǔ)能力和分項能力，如圖5所示。

1) 基礎(chǔ)能力

主要包括思考能力、推理能力、記憶能力、想象能力、學(xué)習(xí)能力、信息處理能力、知識應(yīng)用能力、臨機處置能力等。

2) 分項能力

主要包括電磁頻譜智能感知能力、電磁頻譜智能干擾能力、電磁頻譜智能防護能力、電磁頻譜智能指控能力、電磁頻譜智能綜合保障能力等。

3 海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)運用體系架構(gòu)

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)運用體系是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系框架的動態(tài)表現(xiàn)，由指控要素、行動要素、作戰(zhàn)樣式要素等構(gòu)成，如圖6所示。

3.1 指控要素

指控是指揮員及其指揮機關(guān)對所屬部隊作戰(zhàn)進行的指揮與控制活動，包括對行動的計劃、組織、控制、協(xié)調(diào)等。因此，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)指控要素主要包括指控機構(gòu)、指控職責(zé)與任務(wù)分配、指控系統(tǒng)、指控活動、指控流程等方面，如圖7所示。

3.2 行動要素

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)行動要素主要包括作戰(zhàn)模式和主要行動。

1)作戰(zhàn)模式

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)共由五個功能模塊組成，它們分別是智能感知模塊、智能干擾模塊、智能防護模塊、攻防措施合成模塊和動態(tài)知識庫模塊，這五個模塊相互聯(lián)系與作用就構(gòu)成了海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)模式，如圖8所示。智能感知模塊接收到信號后，基于動態(tài)知識庫采用威脅機器學(xué)習(xí)算法和特征學(xué)習(xí)技術(shù)將該信號分類，分析出該信號的特征，并將特征信息傳給攻防措施合成模塊。攻防措施合成模塊根據(jù)智能感知結(jié)果及學(xué)習(xí)信息進行攻防策略搜索，推論對抗場景下最佳攻擊策略，同時優(yōu)化干擾波形，自適應(yīng)分配干擾資源；并優(yōu)化電磁頻譜管理決策，形成電磁輻射源保護、管理和控制的方案。智能干擾模塊能根據(jù)威脅信號在己方干擾下產(chǎn)生的明顯變化評估干擾效果，同時結(jié)合動態(tài)知識庫自適應(yīng)優(yōu)化干擾策略。智能防護模塊，一方面能根據(jù)敵電磁威脅信號及其對己方電磁頻譜利用產(chǎn)生的影響，評估敵方對己方可能形成的干擾效果，并結(jié)合動態(tài)知識庫自適應(yīng)優(yōu)化干擾策略；另一方面能根據(jù)己方用頻設(shè)備的用頻需求和戰(zhàn)場電磁頻譜環(huán)境態(tài)勢，在動態(tài)知識庫支撐下自適應(yīng)優(yōu)化電磁防護策略。動態(tài)知識庫為上述四個功能模塊提供對應(yīng)的環(huán)境、目標、資源策略等知識，并根據(jù)四個模塊的處理結(jié)果進行動態(tài)更新。

2)主要行動

從圖8所示的海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)模式，可以看出，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)主要行動包括電磁頻譜智能感知行動、智能干擾行動、智能防護行動和效能評估行動等四個方面。電磁頻譜智感知行動是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的前提和基礎(chǔ)，貫穿于海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的全程與始終。智能干擾行動是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)發(fā)揮作用、達成作戰(zhàn)目的的主要手段，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的核心。智能防護行動是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的防護手段，是防敵智能感知行動和智能干擾的重要手段，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的防御方面。智能效能評估行動是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)指控與行動調(diào)整的重要依據(jù)，貫穿于攻防作戰(zhàn)的始終。

3.3 作戰(zhàn)樣式要素

作戰(zhàn)樣式一般是按敵情、海戰(zhàn)場環(huán)境等不同情況，對作戰(zhàn)類型的具體劃分。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)可能的作戰(zhàn)樣式包括島嶼攻防電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)、基地防御電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)、海上封鎖電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)、保交破交電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)、登陸戰(zhàn)役電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)、打擊敵海上艦艇編隊電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)等六種，如圖9所示。

4 海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系架構(gòu)

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系構(gòu)架基礎(chǔ)，主要包括理論要素、技術(shù)要素、法規(guī)要素、訓(xùn)練要素和人才要素等五個方面。

4.1 理論要素

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)理論是對海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的理性認識和知識體系，其產(chǎn)生于海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)實踐，又指導(dǎo)海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)實踐，并受海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)實踐檢驗。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)理論主要包括概念圖、基本內(nèi)涵、主要內(nèi)容、特點和規(guī)律、發(fā)展趨勢等。

4.2 技術(shù)要素

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)技術(shù)是直接用于海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)領(lǐng)域的技術(shù)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的統(tǒng)稱。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)技術(shù)要素主要包括大數(shù)據(jù)技術(shù)、云技術(shù)、全頻譜凝視與感知技術(shù)、自主頻譜感知和知識積累技術(shù)、自主頻譜學(xué)習(xí)技術(shù)、自主推理與輔助決策技術(shù)、自主策略優(yōu)化和攻擊技術(shù)、多譜與多平臺的干擾協(xié)同技術(shù)、自適應(yīng)防御技術(shù)、天線零點控制與低截獲概率技術(shù)、電磁輻射控制與電磁兼容技術(shù)、全頻譜自適應(yīng)管控技術(shù)等。

4.3 法規(guī)要素

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)法規(guī)是有關(guān)海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的軍事規(guī)章和軍事行政規(guī)章的統(tǒng)稱，是組織實施海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的基本準則。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)法規(guī)主要包括海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)條令、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)指控規(guī)則、電磁頻譜智能管控規(guī)定等三類。

4.4 訓(xùn)練要素

軍事訓(xùn)練是武裝力量及其他受訓(xùn)對象所進行的軍事理論及相關(guān)專業(yè)知識教育、作戰(zhàn)技能教練和軍事行動演練等活動。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)訓(xùn)練主要包括人員訓(xùn)練和裝備與系統(tǒng)訓(xùn)練。人員方面訓(xùn)練的主要目的是提高電磁頻譜空間智能作相關(guān)人員軍事素質(zhì)和部隊整體行動能力，其途徑主要有部隊訓(xùn)練、院校教育等，訓(xùn)練方法分為共同科目訓(xùn)練、技術(shù)訓(xùn)練、戰(zhàn)略戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練等。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)裝備與系統(tǒng)訓(xùn)練的主要目的是提高其智能作戰(zhàn)能力水平，主要包括裝備與系統(tǒng)知識積累、裝備與系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)習(xí)、裝備與系統(tǒng)培訓(xùn)等。

4.5 人才要素

海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)人才是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)能力發(fā)展建設(shè)的主要方面，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系中的關(guān)鍵要素，是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)能力形成的重要方面。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)人才要素主要分為指控人才、系統(tǒng)與裝備操作人才、系統(tǒng)與裝備維修保障人才等三類。

5 結(jié)束語

電磁頻譜空間認知理論和無人作戰(zhàn)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使電子戰(zhàn)正由人工操控向無人智能操控加速轉(zhuǎn)變。建設(shè)海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系，對于扎實推進海上軍事斗爭準備具有重要意義。本文提出海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系由海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)力量體系、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)運用體系、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系等三個部分構(gòu)成；從構(gòu)成要素層面分析，海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系可由裝備、部隊、能力、指控、行動、作戰(zhàn)樣式、理論、技術(shù)、法規(guī)、訓(xùn)練和人才等11個要素構(gòu)成。上述觀點，可為深入研究電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)理論、研發(fā)電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)系統(tǒng)提供參考。■

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