無(wú)人智能化后裝保障力量編組與運(yùn)用研究

熊豐，王洪大，馬艷麗，陳曉東

（1.北京機(jī)電工程研究所，北京 100074；2.國(guó)防大學(xué)聯(lián)合勤務(wù)學(xué)院，北京 100858）

0 引言

高技術(shù)、多軍種聯(lián)合作戰(zhàn)條件下，后勤保障需求呈現(xiàn)出時(shí)空多維性、保障力量多元化、多變性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)后裝保障力量提出了較高要求。無(wú)人智能化后裝保障力量具有智能化、高效率、低成本、組合性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，通常由一個(gè)或多個(gè)保障分隊(duì)組成，也可根據(jù)保障任務(wù)需求臨時(shí)組建，適合集群式、模塊化的編組保障行動(dòng)。筆者結(jié)合典型無(wú)人智能化后裝功能特點(diǎn)和任務(wù)需求，開(kāi)展編組行動(dòng)原則和編組方案的搭建研究，為無(wú)人智能化后裝保障力量編組運(yùn)用提供方法支撐。

1 無(wú)人智能化后裝保障力量編組概念

無(wú)人智能化后裝保障力量由一般意義上的后裝保障機(jī)器人、無(wú)人作業(yè)平臺(tái)等組成，通過(guò)功能設(shè)計(jì)或換裝任務(wù)單元可執(zhí)行保障指揮、通信、偵察、供應(yīng)保障、搶救搶修等保障任務(wù)[1]。隨著多軍種聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)的日益繁重，功能單一的無(wú)人智能化保障裝備往往無(wú)法完成多樣化的綜合保障任務(wù)，能滿足多元功能需求的綜合性無(wú)人智能化保障裝備還有待深度發(fā)展，因此，根據(jù)任務(wù)需求定向組合多種功能類型的無(wú)人智能裝備形成后裝保障力量群組甚至保障單元，成為應(yīng)對(duì)多元保障需求的有效解決措施。

相較于綜合性較強(qiáng)的無(wú)人綜合保障基地或保障車，經(jīng)過(guò)編組整合的無(wú)人智能化后裝保障力量群組[2]或保障單元更加強(qiáng)調(diào)個(gè)體的專業(yè)性、模塊化和組合性，功能增減更加便捷，群組內(nèi)部的信息交互依賴網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，個(gè)體故障不易引起后裝保障力量的連鎖失效。

2 無(wú)人智能化后裝的主要特點(diǎn)

無(wú)人智能化后裝保障力量往往由具象化的帶有專用保障功能的智能裝備組成，其主要特點(diǎn)可概括如下。

（1）智能化程度高。無(wú)人智能化后裝相較于傳統(tǒng)后裝保障設(shè)備的智能化程度更高[3]，一般要求其具備完全自主作業(yè)能力或經(jīng)人類簡(jiǎn)單操縱后可實(shí)施預(yù)設(shè)的復(fù)雜功能。從人工智能水平上劃分，無(wú)人智能化后裝保障設(shè)備在指定功能領(lǐng)域一般處于強(qiáng)人類及以上等級(jí)，即超越大多數(shù)普通人，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)及頂級(jí)作業(yè)能力。

（2）種類多樣。無(wú)人智能化后裝保障力量不僅僅涵蓋傳統(tǒng)意義上的無(wú)人運(yùn)輸機(jī)、維修機(jī)器人等無(wú)人裝備，而是可以泛指一切具備智慧特征的后裝保障力量，從形態(tài)上可分為硬件和軟件兩類，功能上與傳統(tǒng)保障類型吻合，一般可分為指揮通信、情報(bào)偵察、計(jì)量檢測(cè)、供應(yīng)保障、搶救搶修和信息管理等多個(gè)大類以及若干小類（表1）。

表1 典型無(wú)人智能化后裝軟硬件

（3）信息化程度高。無(wú)人智能化后裝保障力量通過(guò)信息系統(tǒng)接受指控中心調(diào)度，自動(dòng)完成轉(zhuǎn)運(yùn)和勤務(wù)保障任務(wù)，并上傳工作狀態(tài)，因此對(duì)信息化水平要求較高。

3 無(wú)人智能化后裝保障力量編組原則

無(wú)人智能化后裝保障力量在編組時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循如下原則。

（1）功能響應(yīng)任務(wù)需求。無(wú)人智能化后裝保障力量編組[4]首要考慮能夠滿足上級(jí)分配的保障任務(wù)。在滿足任務(wù)需求的前提下，可考慮無(wú)人編組優(yōu)化；在不滿足任務(wù)需求的情況下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況配合常規(guī)后裝保障設(shè)備共同執(zhí)行任務(wù)，此時(shí)應(yīng)當(dāng)在編組行動(dòng)方案方法上有綜合考慮。

（2）信息系統(tǒng)保障。無(wú)人智能化后裝保障力量的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要信息系統(tǒng)保障。對(duì)于經(jīng)過(guò)編組的無(wú)人智能裝備群體，通常情況下必須滿足內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)和外部通信交互均屬正常才能夠確認(rèn)為信息系統(tǒng)通暢。因此，在進(jìn)行裝備編組時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮裝備之間的信息網(wǎng)絡(luò)搭建，確認(rèn)裝備接口一致可交互、對(duì)外信息互通無(wú)障礙、可接受指控中心的統(tǒng)一管理。對(duì)于復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，還應(yīng)當(dāng)考慮電磁干擾、劫持等可能導(dǎo)致群組信息系統(tǒng)失效的外部因素。

（3）相同或相似的工作環(huán)境要求。無(wú)人智能化后裝保障力量種類多樣，工作環(huán)境更是千差萬(wàn)別，在編組行動(dòng)時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮編組內(nèi)各成員模塊的轉(zhuǎn)運(yùn)和工作場(chǎng)景要求，共同確認(rèn)工作環(huán)境底線。對(duì)于單一裝備的特殊環(huán)境要求可能導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的，應(yīng)當(dāng)單獨(dú)處理或進(jìn)行同類置換；對(duì)于各組件之間差異較大的使用維護(hù)方式，應(yīng)當(dāng)在編組后形成使用手冊(cè)加以明確。

（4）投送方案綜合考慮。對(duì)于臨時(shí)編組的情況，成員模塊可能從不同的保障支隊(duì)或地點(diǎn)出發(fā)，并自帶或遠(yuǎn)或近的投送能力。此時(shí)需要根據(jù)成員模塊和任務(wù)需求的具體情況，合理設(shè)置物資集散與投送方案。

（5）功能協(xié)調(diào)與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。無(wú)人智能化后裝保障力量在編組使用時(shí)，各成員模塊之間有相似功能的，可視情予以協(xié)調(diào)和簡(jiǎn)化；組件之間可復(fù)用的，酌情進(jìn)行合并，從而實(shí)現(xiàn)綜合成本的降低和效率的提升[5]。值得注意的是，經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)簡(jiǎn)化的編組，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用加以改進(jìn)和固化后，往往喪失成員模塊的通用性和靈活拆解能力，逐漸演化為集成度較高的綜合保障單元。

4 無(wú)人智能化后裝保障力量編組方法

（1）建立一支強(qiáng)有力的后裝保障力量，提高作戰(zhàn)時(shí)隨機(jī)保障能力。部隊(duì)作戰(zhàn)需要后裝保障時(shí)，通常采取多點(diǎn)同時(shí)保障運(yùn)輸[6]。針對(duì)實(shí)際運(yùn)用中無(wú)人智能裝備保障力量分散，迅速調(diào)整困難的情況，應(yīng)建立相應(yīng)的無(wú)人智能裝備技術(shù)保障應(yīng)急分隊(duì)。一方面，要根據(jù)需要和可能擴(kuò)大無(wú)人智能裝備技術(shù)保障應(yīng)急分隊(duì)的規(guī)模。另一方面，要建立應(yīng)急無(wú)人智能裝備編組技術(shù)保障機(jī)制，理順戰(zhàn)時(shí)無(wú)人智能裝備技術(shù)保障的領(lǐng)導(dǎo)與指揮關(guān)系，使應(yīng)急機(jī)動(dòng)保障力量的建設(shè)在統(tǒng)一計(jì)劃、統(tǒng)一規(guī)劃下進(jìn)行，逐步形成合理的應(yīng)急機(jī)動(dòng)保障結(jié)構(gòu)體系和指揮體系，為實(shí)施快速保障中的無(wú)人智能保障力量編組技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

（2）強(qiáng)化無(wú)人智能裝備技術(shù)保障編組與作戰(zhàn)行動(dòng)一體化的意識(shí)[7]。嚴(yán)密組織無(wú)人智能裝備技術(shù)保障行動(dòng)，正確把握保障時(shí)機(jī)，提高保障效益，是后勤保障時(shí)部隊(duì)指揮員和無(wú)人智能裝備技術(shù)保障指揮員都必須關(guān)注的重要問(wèn)題。在組織實(shí)施無(wú)人智能裝備技術(shù)保障時(shí)，需要了解部隊(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃和當(dāng)前情況，需要與被保障部隊(duì)密切協(xié)同；在定下作戰(zhàn)決心時(shí)，需要考慮無(wú)人智能裝備技術(shù)保障的可行性。因此，必須強(qiáng)化作戰(zhàn)與技術(shù)保障一體化意識(shí)，在智能后裝籌劃和實(shí)施時(shí)，要從戰(zhàn)役整體利益出發(fā)，統(tǒng)籌安排部署無(wú)人智能裝備技術(shù)保障力量。

5 無(wú)人智能化后裝保障力量編組行動(dòng)流程

無(wú)人裝備在作戰(zhàn)過(guò)程中，基于多方數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)融合[8]后，采用智能分配算法，使單個(gè)節(jié)點(diǎn)按照一定的策略，具備任務(wù)規(guī)劃能力，基于戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域態(tài)勢(shì)和己方作戰(zhàn)狀態(tài)[9]，進(jìn)行威脅評(píng)估、任務(wù)分配，生成行動(dòng)計(jì)劃和指控指令。地面無(wú)人平臺(tái)通過(guò)協(xié)同交互各自位置狀態(tài)等信息，完成各平臺(tái)間的群組建立與解散、動(dòng)態(tài)重構(gòu)、狀態(tài)收?qǐng)?bào)、任務(wù)分配等功能，同時(shí)根據(jù)集群作戰(zhàn)任務(wù)生成各自平臺(tái)的指控指令，發(fā)送到本平臺(tái)控制單元、任務(wù)載荷，進(jìn)而遂行作戰(zhàn)任務(wù)。結(jié)合無(wú)人智能化后裝保障力量的幾個(gè)主要特點(diǎn)，無(wú)人智能化后裝保障力量以編組方式開(kāi)展行動(dòng)可參考如圖1所示行動(dòng)流程：

圖1 無(wú)人智能化后裝保障力量編組行動(dòng)流程圖

（1）不同功能領(lǐng)域的無(wú)人智能化后裝保障力量由各自保障支隊(duì)主管；

（2）建立無(wú)人智能裝備保障力量數(shù)據(jù)庫(kù)，與保障力量總數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接；

（3）建立無(wú)人智能化后裝保障力量自動(dòng)編組軟件；

（4）指控中心獲取保障需求信息；

（5）編組軟件后臺(tái)調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)后自動(dòng)分配滿足需求的保障力量方案；

（6）根據(jù)運(yùn)力分配和物資集散情況自動(dòng)制定投送方案并經(jīng)人工篩選，制定和調(diào)整最終方案；

（7）物資接入信息系統(tǒng)檢查；

（8）投送及狀態(tài)檢查；

（9）后裝保障任務(wù)執(zhí)行；

（10）后裝保障任務(wù)撤收。

6 無(wú)人智能化后裝保障力量編組示例

離岸80km遠(yuǎn)的某島礁駐軍在臺(tái)風(fēng)過(guò)后發(fā)出了醫(yī)療和生活物資支持的緊急申請(qǐng)。該島山地起伏不平，地理位置較遠(yuǎn)，平時(shí)主要通過(guò)船舶補(bǔ)給，固定配置一架中距垂直起降無(wú)人機(jī)作為應(yīng)急保障裝備，但臺(tái)風(fēng)過(guò)境后航運(yùn)仍未回復(fù)，難以實(shí)施船舶運(yùn)輸，因此保障部門考慮臨時(shí)借調(diào)一套近距無(wú)人船配合無(wú)人機(jī)完成一批應(yīng)急物資支持（圖2）。

圖2 保障力量編組框架圖

經(jīng)過(guò)調(diào)度發(fā)現(xiàn)，就近可用的無(wú)人運(yùn)載平臺(tái)見(jiàn)表1。

表1 就近可用的無(wú)人運(yùn)載平臺(tái)

需要輸送的物資見(jiàn)表2。保障部門經(jīng)過(guò)評(píng)估后發(fā)現(xiàn)：

表2 需要輸送的物資

（1）無(wú)人機(jī)與無(wú)人船均可立刻裝貨出發(fā)，出發(fā)地點(diǎn)分別在基地A和港口B；

（2）當(dāng)前海域環(huán)境滿足無(wú)人機(jī)和無(wú)人船行駛條件；

（3）物資均各自包裝，與運(yùn)載平臺(tái)之間只有機(jī)械固聯(lián)，無(wú)通信、電氣等接口，無(wú)特殊的環(huán)境保障要求，因此通過(guò)無(wú)人機(jī)無(wú)人船運(yùn)輸時(shí)只需要考慮機(jī)械固定、重量和運(yùn)輸時(shí)機(jī)；

（4）信息系統(tǒng)方面，無(wú)人機(jī)可全程正常工作，但無(wú)人船通信距離不足。核實(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與無(wú)人船采用了同一型號(hào)組網(wǎng)電臺(tái)，可互為中繼，無(wú)人船可通過(guò)無(wú)人機(jī)電臺(tái)進(jìn)行通訊距離的增程，二者可通過(guò)同一指揮基地的不同軟件進(jìn)行調(diào)度；

（5）運(yùn)載能力方面，無(wú)人機(jī)可滿足醫(yī)療物資運(yùn)輸，無(wú)人船可滿足全部物資運(yùn)輸。

因此制定物資輸送方案如下：

（1）優(yōu)先通過(guò)無(wú)人機(jī)運(yùn)輸急缺的醫(yī)藥用品；

（2）清潔水和其他物資裝車運(yùn)往無(wú)人船港口并裝載待發(fā)運(yùn)；

（3）無(wú)人機(jī)無(wú)人船地面操作員就位，系統(tǒng)完成通訊聯(lián)調(diào)、路線上傳和發(fā)運(yùn)前檢查；

（4）無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備完畢后優(yōu)先發(fā)運(yùn)；

（5）無(wú)人船發(fā)運(yùn)，行駛到通信半徑外，由無(wú)人機(jī)升空作為中繼機(jī)，協(xié)助無(wú)人船完成與地面通訊直至無(wú)人船抵達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)。

至此，一輪無(wú)人智能化后裝保障活動(dòng)規(guī)劃完成。

在此方案中，由于無(wú)人機(jī)無(wú)人船是臨時(shí)編組，采用的調(diào)度指揮軟件分屬兩個(gè)系統(tǒng)，因此指揮協(xié)調(diào)均有所不足，后續(xù)考慮到對(duì)島礁無(wú)人補(bǔ)給應(yīng)急預(yù)案的固化，可以考慮同時(shí)配備無(wú)人機(jī)無(wú)人船，并適當(dāng)對(duì)兩款設(shè)備的指揮軟件進(jìn)行合并，從而形成聯(lián)動(dòng)效果更好的“無(wú)人機(jī)-無(wú)人船”綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。

7 結(jié)語(yǔ)

本論文通過(guò)對(duì)無(wú)人智能化后裝保障力量編組與運(yùn)用研究，并對(duì)智能化后裝的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和保障力量編組原則進(jìn)行分析后提出了無(wú)人智能化后裝保障力量編組方法和行動(dòng)流程。隨著無(wú)人智能技術(shù)的深度發(fā)展，未來(lái)還將會(huì)涌現(xiàn)出更多新興保障裝備，對(duì)于編組過(guò)程中可能出現(xiàn)的新的矛盾點(diǎn)和更優(yōu)越的運(yùn)用方式，還有待持續(xù)的深度總結(jié)和優(yōu)化。