C2M和5G:新時(shí)代的智能指揮與控制

王飛躍 劉玉超 秦繼榮 戴浩

1.中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京100190 2.中國(guó)指揮與控制學(xué)會(huì)北京100089 3.一體化指揮調(diào)度技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室北京100192 4.北方自動(dòng)控制技術(shù)研究所山西太原030006 5.中國(guó)電子設(shè)備系統(tǒng)工程公司北京100141

從歷史演進(jìn)來(lái)看,無(wú)論是形式還是內(nèi)容,通訊技術(shù)的每一次革命都將為指揮與控制帶來(lái)一場(chǎng)重大的變革.從古代軍事中的烽火臺(tái)、戰(zhàn)鼓、旌旗、軍號(hào),到近代電話、無(wú)線電、計(jì)算機(jī)之后的C2、C3、C4 到今天網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的C4ISRK(Command,Control,Communication,Computer,Intelligence,Surveillance,Reconnaissance,Killing),以及正在興起的以虛實(shí)互動(dòng)為核心的平行指揮與控制,無(wú)不說(shuō)明通訊技術(shù)發(fā)展對(duì)指揮與控制的關(guān)鍵性支撐和引導(dǎo).原因很簡(jiǎn)單,指揮與控制的核心就是根據(jù)具體目標(biāo),通過(guò)交互完成過(guò)程和資源的組織、協(xié)調(diào)和執(zhí)行,通訊技術(shù)自然至關(guān)重要.

在此背景下,5G 可能對(duì)指揮與控制帶來(lái)的影響自然受到各國(guó)軍事機(jī)構(gòu)關(guān)注.特別是美國(guó)發(fā)布《5G生態(tài)系統(tǒng)：對(duì)國(guó)防部的風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇》和《第五代移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)國(guó)家安全的影響》等報(bào)告之后,5G 與C2的關(guān)系,更加成為國(guó)防軍事關(guān)注的焦點(diǎn).人們不僅要問(wèn): 5G 是否變革C2 的手段? 5G 是否變革C2 的內(nèi)容?C2 的定位與邊界是否將有重大變革[1]?

例如,表征和理解指揮與控制的傳統(tǒng)“OODA環(huán)”（即“觀察(Observe)–判斷(Orient)–決策(Decide)–行動(dòng)(Act)” 是否仍然適用? 有必要邁向“PREA 環(huán)”（即“籌劃(Planning)–準(zhǔn)備(Readiness)–執(zhí)行(Execution)–評(píng)估(Assessment)”）[2]? 與5G 配合,是否需要推出如“蜂群”等形式的嶄新軍事作戰(zhàn)理念和體系?

人工智能技術(shù)的深化與普及更是加劇了通訊技術(shù)對(duì)C2 的影響程度和速度,呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的軍事C2 的企業(yè)管理常規(guī)化和企業(yè)管理的軍事C2 應(yīng)急化的合流趨勢(shì),走向指揮、控制與管理（Command,Control and Management,C2M）的新范式.

總之,伴隨著信息化向智能化發(fā)展,5G 時(shí)代將迎來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)、虛實(shí)結(jié)合、人機(jī)共融的局面,C2M 將真正實(shí)現(xiàn)感知快、研判快、決策快、行動(dòng)快，軍事上“發(fā)現(xiàn)即摧毀”和商業(yè)中“問(wèn)題即機(jī)會(huì)”將成為可能.因此,指揮與控制系統(tǒng)和企業(yè)管理平臺(tái)都將迎來(lái)新的質(zhì)的飛躍.

1 5G 賦能C2 內(nèi)容的變革

5G 作為新一代移動(dòng)通信技術(shù),契合了工業(yè)制造、社會(huì)管理和軍事需求對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的諸多應(yīng)用要求,能滿足無(wú)人駕駛到智能城市、虛擬現(xiàn)實(shí)到作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的所有需求.美國(guó)國(guó)會(huì)近日公布的一份名為《第五代移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)國(guó)家安全的影響》的報(bào)告,盡管一些媒體大力渲染5G 的軍事用途,但5G 對(duì)C2 的影響的確是前所未有的.

何為C2? 適于軍民通用的定義為: C2 是有關(guān)組織與技術(shù)方面的屬性和流程的集合,企業(yè)籍此安排和使用人力、物力以及信息資源來(lái)解決問(wèn)題、完成任務(wù)[3].作為軍事應(yīng)用,C2 是聯(lián)合作戰(zhàn)能力域的重要組成部分,與網(wǎng)絡(luò)中心緊密相關(guān)聯(lián).梳理近70多年來(lái)C2 技術(shù)發(fā)展的歷程,從C2–C3–C3I–C4I–C4ISR–C4ISRK 的演進(jìn)歷史可見(jiàn),C2 對(duì)C4ISRK 是極為重要的.C3 認(rèn)為通信對(duì)C2 是至關(guān)重要且不可分割的;C4 承認(rèn)計(jì)算與信息技術(shù)在現(xiàn)代作戰(zhàn)中的中心地位; C4ISRK 將C2 與其他要素輸入視為一個(gè)有機(jī)的整體.5G 通信技術(shù)已經(jīng)跟上了想象的作戰(zhàn)概念和C2 應(yīng)用場(chǎng)景,具備了從網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)到戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)術(shù)邊緣增強(qiáng)C2 的決策和戰(zhàn)略預(yù)判能力.5G 將增強(qiáng)陸、海、空、天、電、網(wǎng)多維、多域系統(tǒng)（有人/無(wú)人）鏈接到更廣泛網(wǎng)絡(luò)的能力,實(shí)現(xiàn)多維、多域聯(lián)合作戰(zhàn)實(shí)時(shí)共享信息,改善跨服務(wù)、地域和領(lǐng)域的通信水平,同時(shí)開(kāi)發(fā)可視化戰(zhàn)場(chǎng)的通用圖像處理技術(shù),以提高戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知能力.5G 寬帶、低延時(shí)的實(shí)時(shí)聯(lián)通能力,將使得一系列新技術(shù)和服務(wù)成為可能,從超音速和高超音速防御到彈性衛(wèi)星組網(wǎng)和多跳網(wǎng)絡(luò)、機(jī)動(dòng)平臺(tái)的邊緣計(jì)算成為現(xiàn)實(shí),C2 的韌性和魯棒性、安全性會(huì)顯著增強(qiáng),5G 移動(dòng)通信技術(shù)將催生第五代指揮、控制、管理一體化系統(tǒng)（5G-Intelligent C2 Management Systems,5G-IC2MS）.

2 C2 演進(jìn)與管理變革

數(shù)字化轉(zhuǎn)型無(wú)疑是當(dāng)前管理變革中最熱點(diǎn)的話題,雖然對(duì)于其理解和描述千人千面,但不論是普通人、企業(yè)家、還是產(chǎn)業(yè)推動(dòng)者和管理者,都是在圍繞自己的工作場(chǎng)景和業(yè)務(wù)流程,運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)手段,通過(guò)大數(shù)據(jù)采集、分析,挖掘出有價(jià)值的關(guān)聯(lián)關(guān)系和優(yōu)化服務(wù)模型,進(jìn)而指導(dǎo)下一步變革發(fā)展的行動(dòng)措施,所以本質(zhì)上都是在加速和優(yōu)化自己的“OODA環(huán)”.我們?cè)诓粩嗬脭?shù)字化技術(shù)對(duì)物理世界感知、重構(gòu)、認(rèn)知過(guò)程中,逐步形成了“信息–物理–社會(huì)–系統(tǒng)”（Cyber-Physical-Social Systems,CPSS），同時(shí)邁向“PREA 環(huán)”,創(chuàng)新發(fā)展從物理要素驅(qū)動(dòng)邁入交互認(rèn)知驅(qū)動(dòng),虛實(shí)結(jié)合的交互指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),涌現(xiàn)出多樣化的交互生產(chǎn)關(guān)系,復(fù)雜系統(tǒng)交互認(rèn)知成為當(dāng)前管理科學(xué)、信息科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)融合創(chuàng)新的交叉點(diǎn).

指揮控制與組織管理的核心原點(diǎn)都是“交互”,人與人、人與物、物與物之間的交互生產(chǎn)關(guān)系,起源于交互、崛起在智能,兩者逐步走向融合.被譽(yù)為“現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)管理之父”的經(jīng)濟(jì)學(xué)家法約爾曾提出,管理活動(dòng)可以分為5 種: 計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制[4].著名的領(lǐng)導(dǎo)力叢書(shū)作者沃倫·本尼斯,其本人在二戰(zhàn)期間曾任美軍軍官,并因作戰(zhàn)英勇而獲得勛章,其對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者定義的描述與C2 敏捷性的定義有異曲同工之妙[5].

將企業(yè)管理中的復(fù)雜問(wèn)題運(yùn)用指揮與控制系統(tǒng)工程的方法來(lái)解決,用C2 成熟度來(lái)度量企業(yè)組織管理的數(shù)字化水平,包括其采用的數(shù)字化技術(shù)以及與其相適應(yīng)的數(shù)字化機(jī)制.面向企業(yè)復(fù)雜交互的管理問(wèn)題,創(chuàng)新C2 科學(xué)與技術(shù),美國(guó)國(guó)防部指揮與控制研究計(jì)劃（Command and Control Research Program,CCRP）負(fù)責(zé)人Alberts 博士的兩部著作《強(qiáng)化邊緣》與《敏捷性?xún)?yōu)勢(shì)》,以及“戰(zhàn)略下士”、“戰(zhàn)術(shù)將軍”、“人機(jī)共融”等新的術(shù)語(yǔ)都涉及組織管理變革問(wèn)題.不論是企業(yè)管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型還是指揮控制的智能化演進(jìn),通訊技術(shù)的發(fā)展都將起到關(guān)鍵支撐作用.

3 基于5G 的平行指揮與控制

5G 與平行指揮與控制有著天然和必須的關(guān)聯(lián),因?yàn)樵谔搶?shí)平行的過(guò)程中,不但產(chǎn)生大量的人工數(shù)據(jù),同時(shí)可視化和智能化對(duì)通信帶寬和延時(shí)有了更高的需求.目前,有關(guān)機(jī)構(gòu)與愛(ài)立信、中國(guó)電信、英特爾等合作,已完成基于5G 的無(wú)人車(chē)測(cè)試與運(yùn)營(yíng)的平行管理系統(tǒng)的原型檢證[6?7].隨著軍事C2 向管理常態(tài)化發(fā)展,企業(yè)管理向C2 應(yīng)急式轉(zhuǎn)化,C2M 系統(tǒng)可能成為5G 落地的最大應(yīng)用場(chǎng)景之一.

形成這一趨勢(shì)的原因十分簡(jiǎn)單,就是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的管理智能化和交互實(shí)時(shí)性要求.首先,C2 和管理應(yīng)是人工智能落地最重要的場(chǎng)景.在智能平行指揮和平行管理過(guò)程,基于物理、軟件定義或數(shù)學(xué)孿生的人工C2 和管理系統(tǒng)對(duì)可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)和混合擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)等技術(shù)需求強(qiáng)烈[8],目前4G 及以下的通信技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足其對(duì)帶寬和實(shí)時(shí)的需求,而5G 為平行技術(shù)的應(yīng)用提供了新的動(dòng)力.其次,平行的在線嵌入式計(jì)算實(shí)驗(yàn)任務(wù)產(chǎn)生了大量人工數(shù)據(jù),從而對(duì)于實(shí)時(shí)I/O 能力提出了更高的要求,在很多場(chǎng)景下需要5G 甚至更快更高的支持.最后,在平行驅(qū)動(dòng)、平行執(zhí)行和平行學(xué)習(xí)的過(guò)程中,任務(wù)的確定和描述往往是以交往式動(dòng)漫、決策劇場(chǎng)和科學(xué)游戲等方式進(jìn)行,通過(guò)虛實(shí)互動(dòng)完成虛實(shí)之間的閉環(huán)指揮和管理反饋,5G 為此提供了更強(qiáng)有力的保證.

因此,無(wú)論是軍事還是企業(yè)的智能組織與運(yùn)營(yíng),為了確保效益,平行C2 與管理都需要5G 或更高的通信支撐,可能會(huì)成為未來(lái)5G 應(yīng)用最重要的場(chǎng)景之一.

4 展望

“需求牽引、技術(shù)推動(dòng)”是人類(lèi)社會(huì)文明進(jìn)步的不竭動(dòng)力.5G 技術(shù)的民用（商用）的廣泛應(yīng)用,必將對(duì)軍用C2 應(yīng)用場(chǎng)景產(chǎn)生新質(zhì)變革.展望5G 對(duì)新時(shí)代智能指揮與控制技術(shù)發(fā)展,籍以重塑我們所面臨的諸多任務(wù)挑戰(zhàn).5G 聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、聯(lián)網(wǎng)彈藥、聯(lián)網(wǎng)飛行器、聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人、聯(lián)網(wǎng)X,發(fā)現(xiàn)即摧毀將成為常態(tài),OODA 的閉環(huán)實(shí)時(shí)化,各類(lèi)武器控制平臺(tái)系統(tǒng)（有人和無(wú)人）的無(wú)縫隙網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)以及C2M 系統(tǒng)功能的軟件定義和C2 系統(tǒng)的敏捷性增強(qiáng),不僅會(huì)影響到裝備體系的建設(shè),還會(huì)使軍隊(duì)在編制體制、作戰(zhàn)樣式、保障方式等方面出現(xiàn)極為重大的變革.依目前情況分析預(yù)測(cè),5G 在未來(lái)C2 領(lǐng)域具有4 方面顛覆性?xún)A向.

一是基于5G 解決組織變革中的指揮鏈復(fù)雜性問(wèn)題.在組織變革過(guò)程中,復(fù)雜行動(dòng)、復(fù)雜實(shí)體、復(fù)雜問(wèn)題的不確定性增加,使得C2M 問(wèn)題難度日益增加.基于5G 的寬頻帶、低時(shí)延（毫秒級(jí)）優(yōu)勢(shì),不僅使人-人通信更方便、快捷,更適于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的控制和操作,能夠滿足多維、多域、跨域戰(zhàn)場(chǎng)空間的資源交互鏈接,從而有望通過(guò)C2 系統(tǒng)信息鏈的時(shí)效性來(lái)解決指揮鏈復(fù)雜性問(wèn)題.

二是基于5G 構(gòu)建魯棒的立體多域一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境.5G 其顯著的連通性使得網(wǎng)絡(luò)賦能組織能以更加分散化、更為靈活的方式行動(dòng),且保持共享感知和共同理解.還可以構(gòu)建更加分布式的多跳網(wǎng)絡(luò)通信模型,為C2 決策提供魯棒且有效的戰(zhàn)術(shù)前沿信息實(shí)時(shí)服務(wù).不難預(yù)見(jiàn),5G 技術(shù)的進(jìn)一步完善,構(gòu)建具有軍民兩用的、高魯棒性的“空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境”將成為現(xiàn)實(shí).

三是基于5G 解決C2 數(shù)據(jù)泛在化問(wèn)題.缺少場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的泛在數(shù)據(jù)收集導(dǎo)致C2 系統(tǒng)過(guò)載、數(shù)據(jù)質(zhì)量低、數(shù)據(jù)可信度疑慮等諸多問(wèn)題.利用5G“嵌入式基站”功能,采用平臺(tái)端計(jì)算（裝載平臺(tái)級(jí)處理原始數(shù)據(jù)）、分隊(duì)邊計(jì)算（處理局部態(tài)勢(shì)）、合成單元云計(jì)算（大數(shù)據(jù)分析、改進(jìn)人機(jī)接口）的“端+邊+云”系統(tǒng)架構(gòu),有望解決長(zhǎng)期以來(lái)指揮信息系統(tǒng)與武器平臺(tái)系統(tǒng)難以綜合集成問(wèn)題,可大幅度提升綜合戰(zhàn)斗力.

四是基于5G 構(gòu)建新型組織形式.依靠5G+AI技術(shù),從方法論入手,軍事指揮員與工程技術(shù)人員相結(jié)合,指揮藝術(shù)（戰(zhàn)法）與信息科技（技法）相融合,讓新一代科學(xué)家和工程師理解信息學(xué)科的軍事應(yīng)用,變革C2 文化,在技術(shù)上產(chǎn)生切實(shí)可行的新型的指揮與控制方法（如分布式的、網(wǎng)絡(luò)賦能的、基于任務(wù)式的C2 方法）,為21世紀(jì)的智能軍隊(duì)建設(shè)提供軟實(shí)力和智實(shí)力(Smart Power).

本文揭示了5G 對(duì)軍事C2、企業(yè)管理的積極影響,但是同時(shí)也要看到新的挑戰(zhàn),伴隨著5G 帶來(lái)的萬(wàn)物互聯(lián),網(wǎng)絡(luò)空間安全形勢(shì)將更加嚴(yán)峻.網(wǎng)絡(luò)智能節(jié)點(diǎn)越來(lái)越多,交互越來(lái)越頻繁,人類(lèi)生活和業(yè)務(wù)將更多依靠數(shù)字化服務(wù)來(lái)運(yùn)營(yíng),任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)攻擊事件都有可能蔓延和影響到更廣的網(wǎng)絡(luò)范圍.因此,網(wǎng)絡(luò)空間安全問(wèn)題同樣也是C2M 亟待研究的一個(gè)重要方向.