人工智能在海軍艦炮武器實彈射擊應(yīng)用思考

錢貴鑫 盛 達

（海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連116018）

海軍作為軍隊中技術(shù)要求較高的兵種，應(yīng)緊緊跟隨新技術(shù)的發(fā)展變革，將目前公認(rèn)最有可能改變世界的顛覆性技術(shù)即人工智能技術(shù)進行提前布局和規(guī)劃，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于海軍傳統(tǒng)武器裝備上，實現(xiàn)海軍武器裝備戰(zhàn)斗力的提升[1]。艦炮武器作為海軍傳統(tǒng)的武器裝備之一，具有裝備數(shù)量多，技術(shù)成熟的特點，通過將顛覆性的人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)的艦炮武器結(jié)合，是提高海軍艦炮武器戰(zhàn)斗力的有效方法，同時也是促進世界一流海軍建設(shè)的有效措施。

1 人工智能在海軍艦炮武器實彈射擊應(yīng)用的思考

1.1 艦炮武器實彈射擊數(shù)據(jù)分析應(yīng)用

1.1.1 實彈射擊數(shù)據(jù)分析現(xiàn)狀

海軍艦炮武器在實彈射擊時會產(chǎn)生大量的射擊數(shù)據(jù)，通過對射擊數(shù)據(jù)的分析處理，是提高艦炮實彈射擊水平的重要手段之一。但當(dāng)前射擊數(shù)據(jù)記錄還存在著以人工記錄為主，裝備記錄為輔；顯性數(shù)據(jù)記錄，隱性數(shù)據(jù)不記；紙質(zhì)留檔居多，電子存檔較少的現(xiàn)象。造成數(shù)據(jù)記錄不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)內(nèi)容較少和數(shù)據(jù)流通較難的情況。導(dǎo)致對艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)分析不夠準(zhǔn)確和徹底，不能最大利用實彈射擊數(shù)據(jù)提高實彈射擊效果。

1.1.2 實彈射擊數(shù)據(jù)分析未來發(fā)展

未來對艦炮武器實彈射擊數(shù)據(jù)的記錄應(yīng)主要以機器記錄為主，人工記錄為輔；顯性數(shù)據(jù)和隱性數(shù)據(jù)都做記錄；電子存檔居多，紙質(zhì)存檔減少。面對大量的機器記錄的實彈射擊數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，需要借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。其是人工智能技術(shù)的一個體現(xiàn)，可從各種各樣類型的海量數(shù)據(jù)中，挖掘分析出有價值的信息，對數(shù)據(jù)中存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)和一定的規(guī)律進行尋找。通過該技術(shù)挖掘分析海量的艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)尋找提高實彈射擊水平的方法，為實彈射擊能力的提高提供數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。

1.2 艦炮武器實彈射擊指揮決策應(yīng)用

1.2.1 艦炮武器實彈射擊指揮決策現(xiàn)狀

艦炮實彈射擊指揮決策主要是要解決實彈射擊時艦炮射擊方式、火力運用方式和射擊修正等問題。當(dāng)前艦炮武器在實彈射擊指揮決策上還處于依托射擊指揮員個人決策為主，機器決策較少；個人經(jīng)驗為主，數(shù)據(jù)分析為輔的情況。導(dǎo)致了艦炮實彈射擊指揮存在著指揮決策的不合理、不科學(xué)的現(xiàn)象。

1.2.2 艦炮武器實彈射擊指揮決策未來發(fā)展

未來艦炮武器實彈射擊指揮決策應(yīng)以機器決策為主，人工決策為輔；數(shù)據(jù)分析為主，個人經(jīng)驗為輔。面對未來戰(zhàn)場瞬息萬變的態(tài)勢，單純依靠人來進行射擊指揮決策將面臨著決策時間長和反應(yīng)時間慢的情況。因此要借助能提供足夠好、足夠快的指揮決策方案的技術(shù)。人工智能的機器學(xué)習(xí)技術(shù)可通過對大量指揮決策數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)和不斷的訓(xùn)練，提供與有人操控基本一致或更為合理的解決方案，對于部分內(nèi)容可實現(xiàn)對人操縱的替代并可隨著戰(zhàn)場條件的變化迅速更新，為實彈射擊指揮決策實時提供科學(xué)合理的決策。通過機器和人的共同配合，讓機器的精準(zhǔn)和人類的可能性得到完美結(jié)合，并利用機器的速度讓指揮員做出最佳判斷，從而提升實彈射擊指揮決策水平的提高。

2 人工智能在艦炮實彈射擊應(yīng)用構(gòu)想

2.1 實彈射擊數(shù)據(jù)采集內(nèi)容

本著節(jié)約高效合理配置資源，盡快提升戰(zhàn)斗力的原則。在不改變艦炮現(xiàn)有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)采集通過軟件內(nèi)嵌式的方式安裝于艦炮武器裝備上。對艦炮實彈射擊中的艦炮武器裝備數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、指揮操作數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)進行記錄，具體數(shù)據(jù)內(nèi)容如圖1 所示。

2.2 實彈射擊數(shù)據(jù)采集框架

當(dāng)前海軍艦炮有著型號多和裝備艦艇類型雜的特點。同一型艦炮由于安裝艦艇類型不同，其安裝位置和安裝數(shù)量也不盡一致；不同艦隊、支隊其所在執(zhí)行任務(wù)的區(qū)域不同，其艦炮實彈射擊時的海區(qū)、氣象等條件也不盡相同；同時不同艦艇艦炮使用程度也不盡相同。針對這些不同，在構(gòu)建實彈射擊數(shù)據(jù)采集框架時就要按照艦炮型號、艦型、艦隊、支隊和艦艇的方式來對艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)進行采集，具體海軍艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)采集框架構(gòu)建如圖2 所示。

圖1 艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)

圖2 海軍艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)框架

2.3 人工智能技術(shù)支撐

通過內(nèi)嵌式軟件實現(xiàn)對艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)的記錄，并實時匯總射擊數(shù)據(jù)，構(gòu)建海軍艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)庫。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對大量的、準(zhǔn)確的、條理清晰的數(shù)據(jù)，從不同角度、不同維度對多渠道信息進行交叉復(fù)現(xiàn)，整理尋找數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。為實彈射擊數(shù)據(jù)分析提供正確客觀的思路。

同時在武器裝備上安裝可實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的艦炮射擊指揮決策軟件，將大數(shù)據(jù)分析尋找到的指揮決策結(jié)果，通過計算機學(xué)習(xí)技術(shù)進行深度學(xué)習(xí)。具體技術(shù)可采用美軍人工智能空戰(zhàn)系統(tǒng)阿爾法所采用的的遺傳模糊樹模型，其原理主要是簡化變量，僅考慮最相關(guān)信息，減少決策樹分支數(shù)量，通過不斷的訓(xùn)練為艦炮指揮決策提供科學(xué)合理指導(dǎo)。

2.4 人工智能技術(shù)具體應(yīng)用

人工智能在海軍艦炮武器實彈射擊的任何成功運用都需要建立在正確的數(shù)據(jù)訪問基礎(chǔ)之上。當(dāng)前我海軍艦艇數(shù)據(jù)實時傳輸還無法將高速、高帶寬、低成本的互聯(lián)網(wǎng)作為主要的通信路徑，未來長期仍將依賴非常昂貴且脆弱的數(shù)據(jù)鏈路。海軍艦艇數(shù)據(jù)實時傳輸能力極大的限制了大數(shù)據(jù)實時分析處理能力。針對這一情況，可采用離線數(shù)據(jù)采集、集中統(tǒng)一處理的方式，內(nèi)置數(shù)據(jù)采集軟件實時記錄艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)，當(dāng)艦艇靠碼頭后利用高速網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯總至海軍艦炮實彈射擊資源庫中，由海軍資源庫進行統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)分析處理。具體方式可通過“軍民融合”方式[2]，將數(shù)據(jù)處理交由地方數(shù)據(jù)處理能力較強的企業(yè)完成，減小我數(shù)據(jù)處理成本和技術(shù)要求。將通過數(shù)據(jù)分析得到的可提高實彈射擊水平成果由海軍統(tǒng)一下發(fā)至各個單位。由各個部隊在平時訓(xùn)練中去檢驗數(shù)據(jù)分析成果，再次生成實彈射擊數(shù)據(jù)，并再次進行分析，如此往復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)艦炮實彈射擊水平的提高。

而針對艦炮實彈射擊指揮決策則可通過安裝采用模糊遺傳樹模型的艦炮指揮決策軟件[3]，通過大量指揮決策數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)和不斷的訓(xùn)練，持續(xù)獲得更高性能的版本。同時也可利用大數(shù)據(jù)分析實彈射擊數(shù)據(jù)的成果，進一步加強學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。該軟件由于就安裝于艦炮武器系統(tǒng)中，因此可實時獲得戰(zhàn)場態(tài)勢，能在精準(zhǔn)完成人工操縱的同時為指揮員艦炮射擊指揮決策提供實時方案。同時海軍在一定時間內(nèi)可匯總各個艦型的不同版本的艦炮指揮決策軟件進行對抗[4]，篩選出更高性能版本，并下發(fā)部隊不斷實現(xiàn)該軟件指揮決策性能的提升，為指揮員指揮決策提供參考。

2.5 預(yù)留全艦人工智能化接口

人工智能技術(shù)在海軍武器裝備的發(fā)展是全方位的，不單單只是艦炮實彈射擊這一層面。針對未來的水面艦艇指揮決策智能化的發(fā)展，要注意在防空反導(dǎo)、對岸火力支援等，艦炮武器系統(tǒng)需要與全艦其他武器系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合時的考慮，預(yù)留數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)水面艦艇指揮決策智能化水平的提高。

3 結(jié)論

為更好地促進海軍傳統(tǒng)艦炮武器人工智能的發(fā)展，本文就人工智能在海軍艦炮武器實彈射擊應(yīng)用思考，分析了艦炮實彈射擊數(shù)據(jù)分析和指揮決策的現(xiàn)狀以及未來發(fā)展的趨勢，并結(jié)合海軍實際情況分析人工智能關(guān)鍵技術(shù)在海軍艦炮實彈射擊應(yīng)用的構(gòu)想。為海軍傳統(tǒng)艦炮武器與人工智能技術(shù)結(jié)合，促進海軍艦炮實彈射擊水平提高提供思路。