聯(lián)合集群作戰(zhàn)力量將成為未來戰(zhàn)場的主角

季自力 張申 王文華

未來戰(zhàn)場力量編成將向聯(lián)合集群化發(fā)展，編組方式向“自主適應(yīng)”轉(zhuǎn)變，智能化軍隊(duì)將擁有無數(shù)個智能作戰(zhàn)單元，并把這些智能作戰(zhàn)單元進(jìn)行差異化“機(jī)機(jī)編組”“人機(jī)編組”，能夠根據(jù)不同作戰(zhàn)需要，執(zhí)行陸、海、空、天、電、網(wǎng)等多維空間的作戰(zhàn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)單元自主適應(yīng)、彈性編組，產(chǎn)生群體自主協(xié)同的多樣化作戰(zhàn)能力。

戰(zhàn)場力量編組的根本性變化

隨著以人工智能為代表的新一代信息技術(shù)在戰(zhàn)場上的廣泛運(yùn)用，戰(zhàn)爭形態(tài)從信息化戰(zhàn)爭向智能化戰(zhàn)爭演變。智能化戰(zhàn)爭將是立體、全維、全域作戰(zhàn)，戰(zhàn)爭空間將從傳統(tǒng)的空間領(lǐng)域，向極地、深海、太空等極限領(lǐng)域拓展，向認(rèn)知域、信息域滲透并貫穿其他領(lǐng)域，作戰(zhàn)領(lǐng)域更加模糊。未來戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)任務(wù)千變?nèi)f化、復(fù)雜多樣，伴隨智能化、無人化裝備的大量應(yīng)用，將給攻防作戰(zhàn)樣式以及作戰(zhàn)力量運(yùn)用方式、流程、方法、規(guī)則和策略等帶來革命性變化。這就要求作戰(zhàn)部隊(duì)編組更加靈活、富有彈性，具備自主適應(yīng)能力。戰(zhàn)術(shù)單位將成為未來戰(zhàn)場上的主要作戰(zhàn)單元，出現(xiàn)按作戰(zhàn)職能編成的小型作戰(zhàn)集群，或能夠同時(shí)在多維空間作戰(zhàn)的一體化的小型聯(lián)合體。

在參戰(zhàn)力量的群體行為中，單個個體未必具有指揮官般的“智慧”，但通過個體之間交互作用和協(xié)作行為，使得整體可以通過組織協(xié)作完成復(fù)雜任務(wù)，即1+1>2聚優(yōu)效應(yīng)。在未來戰(zhàn)場上，各個作戰(zhàn)平臺、作戰(zhàn)要素能夠自適應(yīng)協(xié)同，可一致進(jìn)行機(jī)動突擊與防御作戰(zhàn)，將出現(xiàn)侵入式獨(dú)狼作戰(zhàn)、有人-無人協(xié)同體系破擊戰(zhàn)、無人系統(tǒng)編隊(duì)獨(dú)立作戰(zhàn)、母艦蜂群集群作戰(zhàn)等全新的作戰(zhàn)方式。利用集群戰(zhàn)法，精確選擇打擊目標(biāo)，實(shí)施快速機(jī)動、多維攻擊，融合相關(guān)作戰(zhàn)要素，形成敏捷、高效、精確的新型作戰(zhàn)力量體系，通過信息實(shí)時(shí)交互、動態(tài)自主組合、集群協(xié)同突防等方式，完成高效、精確和飽和攻擊。

由于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)能夠全時(shí)、全域?qū)Ω髯鲬?zhàn)力量的行動信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并共享，使得人類可以突破思維的邏輯極限、感官的生理極限和生存的物理極限，從而拓展指揮員對時(shí)間空間的認(rèn)知范疇，催生新作戰(zhàn)方式。例如，母艦蜂群集群作戰(zhàn)是以母艦為運(yùn)輸載體和指揮中心，運(yùn)用飽和式突防、分布式殺傷、覆蓋式機(jī)動等手段，形成有人-無人混合集群的作戰(zhàn)樣式。運(yùn)用無人車、無人機(jī)、無人潛航器等較為廉價(jià)的無人裝備對敵進(jìn)行大規(guī)模的“狼群”“蜂群”式集群飽和攻擊，突破敵方的防御體系，毀傷敵方的重要目標(biāo)和主戰(zhàn)兵力。

母艦蜂群集群作戰(zhàn)形成有人-無人混合集群的作戰(zhàn)樣式

隨著人工智能和自主無人技術(shù)的發(fā)展，為戰(zhàn)場力量組織實(shí)施基于任務(wù)優(yōu)先的動態(tài)編組提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。戰(zhàn)場上的各種力量、單元和要素有機(jī)融合、群體協(xié)作，基于態(tài)勢和統(tǒng)一任務(wù)，實(shí)施動態(tài)編組，并根據(jù)實(shí)施過程中作戰(zhàn)任務(wù)的變化，進(jìn)行靈活自主調(diào)控和隨機(jī)結(jié)構(gòu)重組。戰(zhàn)場任務(wù)的分配一般按照保證最大益損比和任務(wù)均衡的原則進(jìn)行，綜合考慮任務(wù)空間聚集性、單機(jī)運(yùn)動有序性以及目標(biāo)環(huán)境適應(yīng)性，以集群編隊(duì)的整體最優(yōu)效率完成最大化的任務(wù)數(shù)量，充分體現(xiàn)集群協(xié)同作戰(zhàn)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場力量體系重構(gòu)，以隨時(shí)應(yīng)對各種不確定性因素給作戰(zhàn)行動帶來的影響。

美國海軍以護(hù)衛(wèi)高價(jià)值水面艦艇為典型應(yīng)用場景，利用13艘攜帶防空機(jī)槍的無人水面巡邏艇（其中5艘為自動控制、8艘為遠(yuǎn)程遙控），進(jìn)行聯(lián)合集群協(xié)同作戰(zhàn)測試。對一架從其他艦船上起飛的直升機(jī)（模擬威脅）進(jìn)行包圍和阻攔，相關(guān)技術(shù)將用于艦艇、海灣或港口的伴隨防護(hù)。美國防高級研究計(jì)劃局的“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”項(xiàng)目，開發(fā)具備感知自身和周邊環(huán)境、自主搜索發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、實(shí)施自主打擊或數(shù)據(jù)收集的無人機(jī)集群協(xié)同技術(shù)，旨在搭建一套包含編隊(duì)協(xié)同算法的模塊化軟件系統(tǒng)，適應(yīng)帶寬限制和通信干擾等電磁環(huán)境，利用合理的方式將各類功能載荷集成到無人機(jī)集群編隊(duì)中，在單一平臺功能受損的情況下集群仍然可以有序地執(zhí)行任務(wù)。

無人作戰(zhàn)集群將成為未來戰(zhàn)場上的主要力量

隨著無人系統(tǒng)的發(fā)展，“人-機(jī)”結(jié)合程度持續(xù)加深，戰(zhàn)場力量結(jié)構(gòu)功能和編組模式將發(fā)生顛覆性的變化，空中的“蜂群”（無人機(jī)）、水中的“魚群”（無人艦艇、無人潛航器）、陸上的“狼群”（無人戰(zhàn)車、無人坦克）等無人作戰(zhàn)集群將大量涌現(xiàn)，成為未來戰(zhàn)場的主要力量。無人機(jī)編組、戰(zhàn)場機(jī)器人士兵編組以及無人-有人作戰(zhàn)單元的協(xié)同編組走向戰(zhàn)場應(yīng)用，各類“混搭式”新型作戰(zhàn)力量不斷出現(xiàn)。人與機(jī)器的“共生混合”和機(jī)器之間“自主適應(yīng)”將成為未來戰(zhàn)場力量編組的新形態(tài)，自主實(shí)施“分布式”“蜂群式”協(xié)同作戰(zhàn)。無人機(jī)集群作戰(zhàn)的本質(zhì)是無人智能化作戰(zhàn)平臺通過物聯(lián)網(wǎng)組成智能化作戰(zhàn)體系，在集群作戰(zhàn)算法的控制下，進(jìn)行作戰(zhàn)平臺之間的自組織、自適應(yīng)和自協(xié)同，實(shí)現(xiàn)集群自主作戰(zhàn)的一種作戰(zhàn)模式。人與武器將逐步分離，人由戰(zhàn)爭的前沿退向后方，主要負(fù)責(zé)戰(zhàn)略決策和戰(zhàn)役指揮。無人作戰(zhàn)集群將逐步走向戰(zhàn)爭第一線，成為戰(zhàn)術(shù)層面的主要執(zhí)行者。

在“分布式”作戰(zhàn)樣式中，執(zhí)行具體戰(zhàn)術(shù)任務(wù)的作戰(zhàn)集群都是無人化裝備，關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)人機(jī)靈活交互，使無人機(jī)集群可以在一名操作人員的管理下完成識別、交流、攻擊等復(fù)雜任務(wù)，實(shí)現(xiàn)有人機(jī)對無人機(jī)群“一對多”的操作，并能使無人機(jī)集群具備在復(fù)雜電磁環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)的能力，降低人的介入干擾程度。隨著機(jī)器人、人工智能和移動通信網(wǎng)絡(luò)等支持自主無人系統(tǒng)的底層技術(shù)的迅速發(fā)展，將產(chǎn)生更多種類的自主無人系統(tǒng)，并將使系統(tǒng)更小、成本更低，并且能夠?qū)崿F(xiàn)云操作。日趨成熟的傳感技術(shù)、標(biāo)記技術(shù)、跟蹤技術(shù)、定位功能以及其他情報(bào)監(jiān)視與偵察技術(shù)的發(fā)展，加速了自主無人系統(tǒng)在戰(zhàn)場上的實(shí)戰(zhàn)化運(yùn)用。由于自主無人系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自主認(rèn)知能力，可以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場力量、單元和要素之間的自主交互和快速聯(lián)動，在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下，能夠通過單機(jī)情報(bào)信息的實(shí)時(shí)共享與交互，進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行的調(diào)整、自主控制的迭代，以快速適應(yīng)戰(zhàn)場環(huán)境，合理規(guī)劃作戰(zhàn)路徑，高效完成作戰(zhàn)任務(wù)。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)的深入發(fā)展，自主無人系統(tǒng)將具備深度學(xué)習(xí)能力以及更強(qiáng)的自主認(rèn)知和決策能力。瞄準(zhǔn)未來作戰(zhàn)需求，各種作戰(zhàn)域內(nèi)的無人自主系統(tǒng)，已成為當(dāng)前以及未來一段時(shí)間內(nèi)世界各國軍事力量發(fā)展的熱點(diǎn)。世界軍事強(qiáng)國均先后出臺了無人自主系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，發(fā)布針對自主無人系統(tǒng)的研究報(bào)告，為無人作戰(zhàn)集群的發(fā)展提供宏觀政策性指導(dǎo)和技術(shù)建議，并以此構(gòu)建支撐自主作戰(zhàn)能力實(shí)現(xiàn)的技術(shù)體系。2014年以來，美國防部預(yù)先研究計(jì)劃局通過“小精靈”“體系集成技術(shù)和試驗(yàn)”“拒止環(huán)境中的協(xié)同作戰(zhàn)”等一系列研究項(xiàng)目，對分布式作戰(zhàn)概念及關(guān)鍵技術(shù)開展了探索性研究。

無人水面巡邏艇將成為未來無人化海戰(zhàn)的重要編組

無人作戰(zhàn)集群作為美軍分布式作戰(zhàn)中的一種形態(tài)，是基于“網(wǎng)絡(luò)賦能”的思想，通過信息網(wǎng)絡(luò)體系，將無人系統(tǒng)彼此共享信息形成聯(lián)合集群作戰(zhàn)力量，具備協(xié)同編隊(duì)、協(xié)同偵察、協(xié)同制導(dǎo)等自主攻擊能力。未來戰(zhàn)場將完全脫離依靠人力的爭奪，作戰(zhàn)人員主要在后方操控?zé)o人作戰(zhàn)集群進(jìn)行跨域作戰(zhàn)，無人化、智能化將成為未來戰(zhàn)爭的兩個主要特點(diǎn)。

自主交互集群技術(shù)將在戰(zhàn)場上廣泛使用

自主交互集群技術(shù)運(yùn)用了系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變，使各平臺自由組合生成不同作戰(zhàn)功能，增加功能平臺作用路徑，以涌現(xiàn)出更多的作戰(zhàn)效能，實(shí)現(xiàn)“1+1﹥2”的作戰(zhàn)效果;運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)“去中心化”的特性，減少重心存在，大大增強(qiáng)了作戰(zhàn)體系的穩(wěn)定性。這種以網(wǎng)絡(luò)智能耦合生成的作戰(zhàn)體系，既成熟穩(wěn)定、又靈活多變，可以更好地適應(yīng)未來的各種作戰(zhàn)環(huán)境。

自主交互集群技術(shù)通過協(xié)作行為與信息交互方式，以自主化和智能化的整體協(xié)同方式完成作戰(zhàn)任務(wù)，在戰(zhàn)場上的應(yīng)用具有三個明顯的優(yōu)勢：一是信息情報(bào)優(yōu)勢。自主交互集群具有廣泛分布的傳感器，多平臺能夠相互協(xié)作完成對戰(zhàn)場目標(biāo)的精準(zhǔn)定位。自主交互集群內(nèi)各作戰(zhàn)平臺聯(lián)網(wǎng)行動，能夠?qū)崿F(xiàn)平臺間的數(shù)據(jù)信息共享，可以達(dá)到一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、全網(wǎng)皆知，為實(shí)現(xiàn)一體化協(xié)同作戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。二是決策與行動速度優(yōu)勢。自主交互集群具有自主決策能力，可以根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢感知，在線自動分解作戰(zhàn)任務(wù)，并賦予相應(yīng)的作戰(zhàn)平臺，協(xié)同實(shí)施干擾壓制、火力打擊、毀傷評估等作戰(zhàn)行動，大大縮短了戰(zhàn)場“感知-決策-行動-反饋”周期，提高了戰(zhàn)場行動的速度。三是協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢。在自主交互集群中，各作戰(zhàn)平臺能夠自適應(yīng)協(xié)同，可一致進(jìn)行機(jī)動突擊與防御作戰(zhàn)。在進(jìn)攻作戰(zhàn)中，高度協(xié)調(diào)地從多個方向連續(xù)或同時(shí)對鎖定目標(biāo)實(shí)施連續(xù)攻擊，在誘騙、干擾、電子攻擊等軟殺傷行動中自動協(xié)調(diào)最佳的攻擊時(shí)機(jī)，有效避免相互影響，提高整體作戰(zhàn)效能;在防御作戰(zhàn)中，運(yùn)用自主交互集群技術(shù)建立多層次、立體化的防御網(wǎng)，動態(tài)實(shí)施外圍警戒，保護(hù)重要目標(biāo)安全。

美國刀魚水下無人潛航器工作模擬圖

自主交互集群技術(shù)在戰(zhàn)場上的應(yīng)用，將改變以往戰(zhàn)場力量先組合成有形整體、然后再發(fā)揮整體力量作用的“有形合成”模式，而是采取一種在能力聚合基礎(chǔ)上的力量功能耦合的“無形合成”模式，能夠?qū)崿F(xiàn)戰(zhàn)場力量整體結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化和整體效能發(fā)揮的最大化。利用集群戰(zhàn)法，精確選擇目標(biāo)，自主實(shí)施快速機(jī)動、多維攻擊，融合相關(guān)作戰(zhàn)要素，打通“偵察-控制-打擊-評估”鏈路，形成敏捷、高效、精確的新型作戰(zhàn)力量體系，通過信息實(shí)時(shí)交互、動態(tài)自主組合、集群協(xié)同突防等方式，最終完成高效飽和攻擊;將多類作戰(zhàn)力量和配套保障條件等進(jìn)行深度融合，提升多目標(biāo)對抗、主被動干擾對抗、物理域/虛擬域一體化對抗等能力。通過提升自主交互和安全通信能力，使作戰(zhàn)指揮體系更加扁平，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場信息流程最優(yōu)化，戰(zhàn)場信息流轉(zhuǎn)即時(shí)化和高效化，戰(zhàn)場信息采集、傳遞、處理、存儲和使用一體化。根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)屬性、作戰(zhàn)人員背景，對輔助決策要素進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，確保人機(jī)之間的高效協(xié)同互補(bǔ)，提升作戰(zhàn)指揮決策的快速性和精準(zhǔn)性。

小精靈項(xiàng)目旨在加速形成空中發(fā)射和回收可重復(fù)使用無人機(jī)系統(tǒng)的能力

自主交互集群技術(shù)大大提升了自主無人系統(tǒng)的自主感知、自主決策、自主控制、自主評估等能力，為戰(zhàn)場上的各種作戰(zhàn)力量自主協(xié)同提供了前所未有的技術(shù)支持，使分散配置的各種作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)單元和作戰(zhàn)要素能夠自動根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢的實(shí)時(shí)變化，圍繞統(tǒng)一的作戰(zhàn)意圖和目的，更加及時(shí)、主動地協(xié)調(diào)作戰(zhàn)行動。利用語音、手勢、表情、眼動、腦電和肌電等先進(jìn)的自主交互技術(shù)和設(shè)備，通過多通道的交互驗(yàn)證和相互補(bǔ)充，可以最大限度地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的自然、方便與快捷。美國防高級研究計(jì)劃局的“集群挑戰(zhàn)”計(jì)劃，旨在開發(fā)自主集群作戰(zhàn)算法，在無需生成大量認(rèn)知數(shù)據(jù)的情況下，提高集群在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的作戰(zhàn)能力;“能力感知機(jī)器學(xué)習(xí)”項(xiàng)目以期利用系統(tǒng)的評估效用，將自主系統(tǒng)從一種工具轉(zhuǎn)變?yōu)榭尚刨嚨暮献骰锇?，主要?yīng)用方向包括對象識別、機(jī)器人導(dǎo)航、行動計(jì)劃和決策創(chuàng)建機(jī)器學(xué)習(xí)框架，這些都將大大提升作戰(zhàn)人員與無人系統(tǒng)之間的協(xié)同能力。

運(yùn)用自主交互集群技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)相互鏈接、平臺自主組群，形成廣域動態(tài)分布的態(tài)勢，實(shí)現(xiàn)去中心化與動態(tài)聚合，大大提升戰(zhàn)場機(jī)動能力和指揮控制能力，為行動部署的動態(tài)性提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，依靠動態(tài)組網(wǎng)的穩(wěn)定性和靈活性以及數(shù)量規(guī)模的不對稱，實(shí)現(xiàn)克敵制勝。分布式殺傷就是利用不同功能的智能化無人作戰(zhàn)平臺，根據(jù)攻擊目標(biāo)性質(zhì)，自主組網(wǎng)編組，形成廣域分布的多組攻擊群，從多域多向?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行攻擊，使對方防不勝防。

美國防高級研究計(jì)劃局正在進(jìn)行“集群挑戰(zhàn)”計(jì)劃，以提升復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的作戰(zhàn)能力

在自主交互集群的智能算法中，并行性能夠增強(qiáng)作戰(zhàn)系統(tǒng)的靈活性，在同時(shí)處理復(fù)雜任務(wù)不同方面的集群中自行組織。用于偵察監(jiān)視、跟蹤識別、評估判定等目的的各類傳感器，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)多維空間內(nèi)的各種目標(biāo)和敵方的行動，使參與作戰(zhàn)的各種力量能夠隨時(shí)根據(jù)戰(zhàn)場情況變化，在不同的空間、以不同的手段，圍繞同一任務(wù)和共同目的，利用以新一代信息技術(shù)為支撐的智能化作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)，迅速做出判斷和決策，并及時(shí)果斷采取作戰(zhàn)行動，從而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場上各種力量之間自主協(xié)同基礎(chǔ)上的并行行動。

隨著無人系統(tǒng)自主控制能力和智能化水平的提高，通過人機(jī)系統(tǒng)智能融合和集群自適應(yīng)學(xué)習(xí)，可以實(shí)現(xiàn)智能化無人作戰(zhàn)集群和有人作戰(zhàn)系統(tǒng)的高效協(xié)同作戰(zhàn)。自主交互集群技術(shù)的運(yùn)用以及不同單元之間的自主交互和快速聯(lián)動，不僅有力地提高了部隊(duì)作戰(zhàn)的防護(hù)能力、機(jī)動能力和信息能力，而且通過各種作戰(zhàn)能力的交融聚合，實(shí)現(xiàn)了作戰(zhàn)指揮與戰(zhàn)場行動的無縫銜接，這將在一體化聯(lián)合作戰(zhàn)實(shí)踐中顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。

責(zé)任編輯：陳曉芳