聶玉寶,劉 婧
(海軍指揮學(xué)院,江蘇 南京 210016)
隨著電磁頻譜空間認(rèn)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(shí)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(shì)的認(rèn)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(duì)于深入探索海上電磁頻譜空間作戰(zhàn)新概念和新模式、認(rèn)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(shí)施等具有重要的理論意義,對(duì)于推進(jìn)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(shí)意義。
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)??蚣芙Y(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(duì)客觀事物的表述體系,是人們將客觀事物轉(zhuǎn)換為主觀認(rèn)知的重要憑據(jù),是人們對(duì)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(duì)海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系構(gòu)成要素的認(rèn)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(yùn)行機(jī)制和綜合保障構(gòu)成的有機(jī)整體。筆者認(rèn)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(yùn)用體系、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系等三個(gè)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(yùn)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(jì)劃與實(shí)施、行動(dòng)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(zhēng)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(yùn)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(chǎng)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(shí)施的一系列保證性和服務(wù)性活動(dòng)的統(tǒng)稱,是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)在戰(zhàn)爭(zhēng)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(jìn)行組織。
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(duì)要素和能力要素等構(gòu)成,如圖2所示。
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(hù)和電磁頻譜空間智能感知保障等幾類行動(dòng)。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(hù)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)信號(hào)分類,包括模型匹配、樣本訓(xùn)練和分類結(jié)果評(píng)價(jià)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(dòng)態(tài)知識(shí)庫的傳統(tǒng)信號(hào)樣本積累和認(rèn)知系統(tǒng)行為樣本積累。此類裝備可以掌握敵方部隊(duì)編制、武器配置、兵力部署和行動(dòng)企圖等情況,為實(shí)施智能電磁報(bào)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(shí)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(chǔ)為動(dòng)態(tài)知識(shí)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(jìn)攻手段。
電磁頻譜智能防護(hù)類裝備主要針對(duì)敵電子設(shè)備的輻射信號(hào)及其技術(shù)參數(shù)變化、敵電子戰(zhàn)兵力部署等情況,自動(dòng)生成反電子偵察、反電子干擾、反目標(biāo)隱身和反電子摧毀行動(dòng)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(hù)行動(dòng)的順利實(shí)施提供智能化信息保障。此類裝備依托動(dòng)態(tài)知識(shí)庫向電子偵察、電子干擾、電子防護(hù)等行動(dòng)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。
作戰(zhàn)部隊(duì)是指為達(dá)成一定的作戰(zhàn)目的,組合而形成的有機(jī)整體。海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊(duì)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(duì)要素包括太空電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊(duì)、空中電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊(duì)、岸基電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊(duì)、水面及水下電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)部隊(duì)等,如圖4所示。
相對(duì)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(gè)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(hào)的激勵(lì)與訓(xùn)練,自動(dòng)建立與目標(biāo)及其狀態(tài)變化的知識(shí)庫,以及相應(yīng)的對(duì)抗措施數(shù)據(jù)庫;二是作戰(zhàn)系統(tǒng)與裝備具備對(duì)目標(biāo)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)換的識(shí)別判斷能力,可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾效果的直接評(píng)估和實(shí)時(shí)反饋,從而建立一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng);三是作戰(zhàn)系統(tǒng)與裝備具備對(duì)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(duì)日益復(fù)雜、變化快速的戰(zhàn)場(chǎng)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(duì)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(duì)抗邊學(xué)習(xí),不斷完善對(duì)抗策略,不斷優(yōu)化對(duì)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(xiàng)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(shí)應(yīng)用能力、臨機(jī)處置能力等。
2) 分項(xiàng)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(hù)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。
海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)運(yùn)用體系是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)體系框架的動(dòng)態(tài)表現(xiàn),由指控要素、行動(dòng)要素、作戰(zhàn)樣式要素等構(gòu)成,如圖6所示。
指控是指揮員及其指揮機(jī)關(guān)對(duì)所屬部隊(duì)作戰(zhàn)進(jìn)行的指揮與控制活動(dòng),包括對(duì)行動(dòng)的計(jì)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(jī)構(gòu)、指控職責(zé)與任務(wù)分配、指控系統(tǒng)、指控活動(dòng)、指控流程等方面,如圖7所示。
海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)行動(dòng)要素主要包括作戰(zhàn)模式和主要行動(dòng)。
1)作戰(zhàn)模式
海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)共由五個(gè)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(hù)模塊、攻防措施合成模塊和動(dòng)態(tài)知識(shí)庫模塊,這五個(gè)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(hào)后,基于動(dòng)態(tài)知識(shí)庫采用威脅機(jī)器學(xué)習(xí)算法和特征學(xué)習(xí)技術(shù)將該信號(hào)分類,分析出該信號(hào)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(jìn)行攻防策略搜索,推論對(duì)抗場(chǎng)景下最佳攻擊策略,同時(shí)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(hù)、管理和控制的方案。智能干擾模塊能根據(jù)威脅信號(hào)在己方干擾下產(chǎn)生的明顯變化評(píng)估干擾效果,同時(shí)結(jié)合動(dòng)態(tài)知識(shí)庫自適應(yīng)優(yōu)化干擾策略。智能防護(hù)模塊,一方面能根據(jù)敵電磁威脅信號(hào)及其對(duì)己方電磁頻譜利用產(chǎn)生的影響,評(píng)估敵方對(duì)己方可能形成的干擾效果,并結(jié)合動(dòng)態(tài)知識(shí)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(chǎng)電磁頻譜環(huán)境態(tài)勢(shì),在動(dòng)態(tài)知識(shí)庫支撐下自適應(yīng)優(yōu)化電磁防護(hù)策略。動(dòng)態(tài)知識(shí)庫為上述四個(gè)功能模塊提供對(duì)應(yīng)的環(huán)境、目標(biāo)、資源策略等知識(shí),并根據(jù)四個(gè)模塊的處理結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。
2)主要行動(dòng)
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(dòng)包括電磁頻譜智能感知行動(dòng)、智能干擾行動(dòng)、智能防護(hù)行動(dòng)和效能評(píng)估行動(dòng)等四個(gè)方面。電磁頻譜智感知行動(dòng)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(dòng)是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)發(fā)揮作用、達(dá)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(hù)行動(dòng)是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的防護(hù)手段,是防敵智能感知行動(dòng)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(píng)估行動(dòng)是海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)指控與行動(dòng)調(diào)整的重要依據(jù),貫穿于攻防作戰(zhàn)的始終。
作戰(zhàn)樣式一般是按敵情、海戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境等不同情況,對(duì)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(duì)電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)等六種,如圖9所示。
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(gè)方面。
海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)理論是對(duì)海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的理性認(rèn)識(shí)和知識(shí)體系,其產(chǎn)生于海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)實(shí)踐,又指導(dǎo)海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)實(shí)踐,并受海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)實(shí)踐檢驗(yàn)。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(diǎn)和規(guī)律、發(fā)展趨勢(shì)等。
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(shí)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(tái)的干擾協(xié)同技術(shù)、自適應(yīng)防御技術(shù)、天線零點(diǎn)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。
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(shí)施海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)的基本準(zhǔn)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。
軍事訓(xùn)練是武裝力量及其他受訓(xùn)對(duì)象所進(jìn)行的軍事理論及相關(guān)專業(yè)知識(shí)教育、作戰(zhàn)技能教練和軍事行動(dòng)演練等活動(dòng)。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(duì)整體行動(dòng)能力,其途徑主要有部隊(duì)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(shí)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。
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。
電磁頻譜空間認(rèn)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(duì)于扎實(shí)推進(jìn)海上軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)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(yùn)用體系、海上電磁頻譜空間智能作戰(zhàn)保障體系等三個(gè)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(duì)、能力、指控、行動(dòng)、作戰(zhàn)樣式、理論、技術(shù)、法規(guī)、訓(xùn)練和人才等11個(gè)要素構(gòu)成。上述觀點(diǎn),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?!?/p>
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