王元雙，鄭振國(guó)，余惠彬

(1. 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第28研究所，江蘇 南京 210007；2. 中國(guó)人民解放軍32187部隊(duì)，福建 漳州 363000)

1 引言

未來戰(zhàn)爭(zhēng)中，戰(zhàn)場(chǎng)空間將從傳統(tǒng)的陸、海、空拓展到賽博、太空和深海，戰(zhàn)爭(zhēng)具有突發(fā)性、隱秘性和有限無人化等特點(diǎn)，聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)日趨多樣化，戰(zhàn)爭(zhēng)節(jié)奏進(jìn)入了“從傳感器到射手”時(shí)代。作為戰(zhàn)場(chǎng)空間的中樞和靈魂，指揮信息系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展是一個(gè)需求牽引、技術(shù)推動(dòng)和循序漸進(jìn)的迭代演化過程，從早期的C2/C2I演化到C2ISTAR，C3，C3I，C3ISREW，再到C4I2，C4ISRK，C5I等，技術(shù)元素與功能形式等越來越多，結(jié)構(gòu)與過程越來越復(fù)雜。以美國(guó)為首的西方軍事大國(guó)，從上世紀(jì)90年代中期就開展了關(guān)于面向網(wǎng)絡(luò)信息體系的指揮與控制研究項(xiàng)目CCRP，同時(shí)，蘭德公司也開展了以指揮與控制新模型為主的“信息時(shí)代的戰(zhàn)爭(zhēng)”等一系列戰(zhàn)略性研究項(xiàng)目，針對(duì)未來豐富和幾乎無限制的信息和通信能力，迫切需要“一個(gè)更加深刻的指揮與控制理論”。未來的第5代指揮信息系統(tǒng)應(yīng)具有哪些能力特征、系統(tǒng)架構(gòu)如何設(shè)計(jì)、如何運(yùn)行演化及存在哪些關(guān)鍵技術(shù)等問題還處于探索和研究階段，并未蓋棺定論。

本文基于指揮信息系統(tǒng)發(fā)展特點(diǎn)，提出了未來指揮信息系統(tǒng)的主要能力特征，分析了軍事信息系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)展演化的內(nèi)在規(guī)律，構(gòu)建了一種基于5G+MEC+AI的第5代指揮信息系統(tǒng)架構(gòu)模型，并對(duì)第5代指揮信息系統(tǒng)的運(yùn)行演化機(jī)理以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述。

2 代系發(fā)展

近30年以來，隨著信息技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已發(fā)生深刻變化，戰(zhàn)爭(zhēng)模式從“機(jī)械化戰(zhàn)爭(zhēng)”向“信息化戰(zhàn)爭(zhēng)”轉(zhuǎn)變，一體化聯(lián)合作戰(zhàn)將成為基本作戰(zhàn)樣式，而信息的主導(dǎo)作用越來越突出；獲取信息優(yōu)勢(shì)并高效的轉(zhuǎn)化為決策優(yōu)勢(shì)和行動(dòng)優(yōu)勢(shì)成為制勝的關(guān)鍵。而隨著人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，采用智能算法進(jìn)行信息的處理分析、深度挖掘，以支持作戰(zhàn)人員精準(zhǔn)認(rèn)知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、精密籌劃作戰(zhàn)任務(wù)、精確控制作戰(zhàn)行動(dòng)，成為當(dāng)前世界主要軍事國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)，戰(zhàn)爭(zhēng)形式正加速向“智能化戰(zhàn)爭(zhēng)”演進(jìn)。如美國(guó)先后提出了“知識(shí)中心戰(zhàn)”、“算法戰(zhàn)”等新式作戰(zhàn)概念，擬通過采用大數(shù)據(jù)和軍事知識(shí)圖譜等新技術(shù)，以作戰(zhàn)模型和人工智能為核心，以云計(jì)算能力和智能算法為載體，對(duì)海量信息進(jìn)行深度管理與利用，并推動(dòng)軍事信息系統(tǒng)向自主學(xué)習(xí)、自主決策的方向演進(jìn)，以打贏未來基于信息和數(shù)據(jù)的“智能+”戰(zhàn)爭(zhēng)。智能技術(shù)的發(fā)展使指揮信息系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，這就是以無人機(jī)為特征，虛擬與現(xiàn)實(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)嵌入式互動(dòng)的第五個(gè)時(shí)代：平行時(shí)代，通過引入“虛擬”資源，實(shí)現(xiàn)虛擬空間和實(shí)際空間的平行化，通過有效的指揮與控制將復(fù)雜系統(tǒng)面臨的不確定性、多樣性和復(fù)雜性，轉(zhuǎn)化為針對(duì)特定任務(wù)和使命的靈捷、聚焦、收斂性。

5G是新一代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主要方向，是未來新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。與4G相比，不僅將進(jìn)一步提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，同時(shí)還將滿足未來萬物互聯(lián)的應(yīng)用需求。5G通信技術(shù)將為軍隊(duì)提供一種廣域覆蓋、高速傳輸、強(qiáng)兼容性的空地一體化信息通信網(wǎng)絡(luò)，從而極大提升戰(zhàn)場(chǎng)的信息支援保障能力。

在萬物互聯(lián)的背景下，邊緣數(shù)據(jù)迎來了爆發(fā)性增長(zhǎng)，為了解決面向數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算和存儲(chǔ)過程中的計(jì)算負(fù)載和數(shù)據(jù)傳輸帶寬的問題，研究者開始探索在靠近數(shù)據(jù)生產(chǎn)者的邊緣增加數(shù)據(jù)處理的功能，即萬物互聯(lián)服務(wù)功能的上行。具有代表性的是移動(dòng)邊緣計(jì)算、霧計(jì)算和海云計(jì)算。其中移動(dòng)邊緣計(jì)算是指在接近移動(dòng)用戶的無線接入網(wǎng)范圍內(nèi)，提供信息技術(shù)服務(wù)和云計(jì)算能力的一種新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并已成為5G中一種標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的技術(shù)。

AI技術(shù)誕生于20世紀(jì)中葉，幾經(jīng)沉浮，近年來借助于現(xiàn)代計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的迅猛發(fā)展而再次復(fù)興。AI技術(shù)涵蓋遺傳算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩大類，其本身是一種普適性的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。凡是給定場(chǎng)景涉及到了數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、推斷、擬合、優(yōu)化及聚類，AI均能找到其典型應(yīng)用。AI在軍事方面的研究和應(yīng)用也在快速發(fā)展。美、俄等軍事強(qiáng)國(guó)都將AI視為“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術(shù)。美國(guó)國(guó)防部明確把AI作為第三次“抵消戰(zhàn)略”的重要技術(shù)支柱。該戰(zhàn)略圍繞抵消中、俄非對(duì)稱制衡能力，瞄準(zhǔn)打造智能化作戰(zhàn)體系，發(fā)展顛覆性前沿技術(shù)。俄羅斯把發(fā)展AI作為裝備現(xiàn)代化的優(yōu)先領(lǐng)域。依據(jù)《2025年先進(jìn)軍用機(jī)器人技術(shù)裝備研發(fā)專項(xiàng)綜合計(jì)劃》，俄軍于2017年開始大量列裝機(jī)器人，到2025年，無人系統(tǒng)在俄軍裝備結(jié)構(gòu)中的比例將達(dá)到30%。2016年日本防衛(wèi)省發(fā)布《中長(zhǎng)期技術(shù)規(guī)劃》，提出日本未來20年應(yīng)將定向能武器技術(shù)、無人技術(shù)、智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)等作為國(guó)防科技發(fā)展的重點(diǎn)方向。

5G的可靠網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)邊緣計(jì)算的海量算力、AI的應(yīng)用智能正相互協(xié)同、緊密耦合，深入到各行各業(yè)，創(chuàng)造出新的業(yè)務(wù)體驗(yàn)、新的行業(yè)應(yīng)用以及新的產(chǎn)業(yè)布局。從數(shù)字政務(wù)到智慧城市，從工業(yè)自動(dòng)控制到軍事智慧管理，“5G+MEC+AI”的融合創(chuàng)新發(fā)展將打開各行各業(yè)的新發(fā)展空間，為政企、軍工轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)注入新的動(dòng)力。因此，以“5G+MEC+AI”為核心的第5代平行化指揮信息系統(tǒng)，將能實(shí)現(xiàn)指揮信息系統(tǒng)跨代系發(fā)展，并將指揮信息系統(tǒng)從信息化戰(zhàn)場(chǎng)中的神經(jīng)中樞升級(jí)為未來戰(zhàn)場(chǎng)中的“中樞大腦”。

3 能力特征

第5代指揮信息系統(tǒng)包括以下4種能力特征：

3.1 數(shù)字孿生，虛實(shí)互聯(lián)

隨著數(shù)字孿生技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，未來的指揮控制系統(tǒng)將全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管控和智能化交互。通過數(shù)字孿生技術(shù)，將全維戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、武器裝備數(shù)字化建模，實(shí)時(shí)監(jiān)控戰(zhàn)場(chǎng)狀態(tài)及武器裝備狀態(tài)，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建指控系統(tǒng)共用計(jì)算環(huán)境，統(tǒng)一管控戰(zhàn)場(chǎng)所有作戰(zhàn)資源。同時(shí)，依托增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)，利用投影將真實(shí)環(huán)境和虛擬物體無縫集成，用戶可以從傳統(tǒng)屏幕中的2D世界中“走”出，獲得超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。與其它顯示技術(shù)相比，它擁有圖像精密、動(dòng)態(tài)立體、虛實(shí)融合、交互友好等優(yōu)點(diǎn)，未來它將顛覆各行各業(yè)。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，AR技術(shù)在軍事領(lǐng)域的價(jià)值也日益突顯，也將在數(shù)字孿生、虛實(shí)互動(dòng)的第5代指控系統(tǒng)中完美釋能。

3.2 云邊協(xié)同，按需服務(wù)

云計(jì)算適用于非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)決策場(chǎng)景，而移動(dòng)邊緣計(jì)算作為5G的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，在實(shí)時(shí)性、短周期數(shù)據(jù)、本地決策等場(chǎng)景方面有不可替代的作用，能夠有效支撐滿足末端協(xié)同實(shí)時(shí)響應(yīng)，數(shù)據(jù)就近分析處理，末端靈活快速重組等方面的關(guān)鍵需求，加速軍事“智能化”邊緣智能落地。移動(dòng)邊緣計(jì)算與云計(jì)算是軍工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的兩大重要支撐，兩者在網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用、智能等方面的協(xié)同將有助于支撐指揮信息系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型更廣泛的場(chǎng)景與更大的價(jià)值創(chuàng)造。云邊協(xié)同的架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 云邊協(xié)同架構(gòu)

邊緣提供的信息服務(wù)能力不同于云中心提供的海量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力以及集中式分布式計(jì)算能力，邊緣本身的存儲(chǔ)資源相對(duì)有限、數(shù)據(jù)(尤其是常用熱點(diǎn)數(shù)據(jù))的操作效率需求高，因此對(duì)數(shù)據(jù)的壓縮存儲(chǔ)、分級(jí)存儲(chǔ)和冷熱分塊存儲(chǔ)等能力要求較高；并且由于弱連接導(dǎo)致數(shù)據(jù)吞吐量受限，因此對(duì)數(shù)據(jù)的離線計(jì)算、實(shí)時(shí)計(jì)算、即席查詢等能力也有更高要求。

3.3 泛在感知，萬物互聯(lián)

5G有三大特性：大帶寬高速率、低時(shí)延高可靠和海量連接。網(wǎng)絡(luò)速度提升，用戶體驗(yàn)與感受才會(huì)有較大的提高。5G速率較4G全方位提升，下行峰值速率可達(dá)20Gbps，上行峰值速率可能超過10Gbps。對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度要求很高的業(yè)務(wù)能在5G時(shí)代被推廣，例如，云VR的呼聲一直很高，但是目前4G速度不足以支撐云VR對(duì)視頻傳輸和即時(shí)交互的要求，用戶還是需要依靠昂貴的本地設(shè)備進(jìn)行處理。依托于5G的高速率，云VR將能夠獲得長(zhǎng)足發(fā)展。5G支持單向空口時(shí)延最低1ms級(jí)別、高速移動(dòng)場(chǎng)景下可靠性99.999%的連接。5G超低時(shí)延，使得無人駕駛、遠(yuǎn)程救護(hù)維修等應(yīng)用場(chǎng)景走向現(xiàn)實(shí)。5G每平方公里百萬級(jí)數(shù)量的連接能力和多種連接方式，拉近了萬物的距離，實(shí)現(xiàn)了人與萬物的智能互聯(lián)。

3.4 人機(jī)共生，平行響應(yīng)

機(jī)器感知系統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能算法，準(zhǔn)確且快速地平行執(zhí)行人的認(rèn)知規(guī)律和路徑。其優(yōu)勢(shì)在于：既能在信息、數(shù)據(jù)、資源殘缺的情境下優(yōu)雅降級(jí)，也能在信息、數(shù)據(jù)、資源超載情境下作用。“人+機(jī)器”形成的人機(jī)深度感知模式是人智和機(jī)智的有機(jī)結(jié)合，具備更高的理解力，能夠更加深刻地感知、認(rèn)知和理解戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，大大提升對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息、作戰(zhàn)數(shù)據(jù)的利用效率，從而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、指揮決策的自主化和智能化。

圖2 人機(jī)共生模型

4 架構(gòu)設(shè)想

第5代指控系統(tǒng)參考架構(gòu)包括終端層、邊緣層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)平臺(tái)(技術(shù)中臺(tái)層、業(yè)務(wù)中臺(tái)層)、應(yīng)用層，如圖3所示。其中，終端層主要是面向單兵的手持終端、VR/AR終端以及各種傳感器等。邊緣層是5G時(shí)代面向時(shí)延敏感應(yīng)用的邊緣計(jì)算云，通過上下文感知和資源管理調(diào)度，為各種物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)提供智能信息處理能力。網(wǎng)絡(luò)層是覆蓋整個(gè)作戰(zhàn)空間的5G網(wǎng)絡(luò)，包括無線基站、承載網(wǎng)、5G核心網(wǎng)以及5G網(wǎng)絡(luò)切片。技術(shù)中臺(tái)層主要包括AI中臺(tái)、大數(shù)據(jù)中臺(tái)、數(shù)字孿生中臺(tái)、區(qū)塊鏈中臺(tái)等。業(yè)務(wù)中臺(tái)層是指控系統(tǒng)為了資源、技術(shù)的共享復(fù)用，集中建設(shè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，例如平行推演中臺(tái)、知識(shí)圖譜中臺(tái)、VR/AR中臺(tái)等。應(yīng)用層是讓指揮控制系統(tǒng)變得精細(xì)、智能便捷的各種智慧應(yīng)用系統(tǒng)，包括態(tài)勢(shì)感知智能體、指揮決策智能體、支援保障智能體、人機(jī)一體模訓(xùn)等。

圖3 第5代指控架構(gòu)設(shè)想

5 運(yùn)行演化機(jī)理

5.1 虛實(shí)互動(dòng)中心模型

基于ACP理論(人工社會(huì)(Articial Societies)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)(Computational Experiments) 與平行執(zhí)行(Parallel Execution)之間的有機(jī)組合)，利用人或人工系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜問題進(jìn)行建模，然后利用計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行分析和評(píng)估，把計(jì)算機(jī)變成一個(gè)軍事或戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行“計(jì)算實(shí)驗(yàn)”，通過“實(shí)驗(yàn)”來分析復(fù)雜系統(tǒng)的行為，評(píng)估預(yù)測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)走勢(shì)；最后通過實(shí)際與人工之間的虛實(shí)互動(dòng)，以平行執(zhí)行的方式對(duì)復(fù)雜軍事系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行有效地指揮與控制。

為了實(shí)現(xiàn)第2章提出的4種能力特征，本文提出了一種基于虛實(shí)互動(dòng)的系統(tǒng)運(yùn)行演化機(jī)理。該機(jī)理包含人機(jī)共生控制和平行推演作戰(zhàn)2種模式。

5.2 人機(jī)共生交互控制模式

隨著指揮平臺(tái)自動(dòng)化、武器裝備智能化程度不斷提高，指揮控制系統(tǒng)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。計(jì)劃控制、臨機(jī)控制等方式已不能滿足未來戰(zhàn)場(chǎng)“秒殺”、“閃電戰(zhàn)”的需求，終將催生出基于智能調(diào)度的“人機(jī)共生交互控制”模式。人與機(jī)器不僅僅是相互協(xié)同和智能調(diào)控，人的某些智能思維、“指揮藝術(shù)”還可以建模到機(jī)器中，促進(jìn)機(jī)器自我學(xué)習(xí)、自我推理和自我迭代升級(jí)；同時(shí)，這種迭代升級(jí)產(chǎn)生的新知識(shí)反饋給人，激發(fā)人的創(chuàng)造潛力，實(shí)現(xiàn)“人智”與“機(jī)智”信息互通、深度融合。

要想實(shí)現(xiàn)人機(jī)共生調(diào)控模式，必須依托人機(jī)合理分工、人機(jī)智能集成等技術(shù)，將人和機(jī)器無縫連接成系統(tǒng)融合、功能融合、技術(shù)融合、思維融合的“合作體”，構(gòu)建形成“人機(jī)一體”的人機(jī)共生系統(tǒng)。同時(shí)基于軍事云腦架構(gòu)利用腦機(jī)、力反饋、眼動(dòng)和語音等智能人機(jī)交互技術(shù)，構(gòu)建新一代軍用人機(jī)交互軟硬件環(huán)境，增強(qiáng)系統(tǒng)操控能力，并能準(zhǔn)確理解指揮員意圖，以指揮員認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行展現(xiàn)，朝著人機(jī)共生交互控制模式發(fā)展。

5.3 平行推演作戰(zhàn)模式

傳統(tǒng)的仿真推演體系都只是基于特定規(guī)則的邏輯推理構(gòu)建算法和模型，不具備自適應(yīng)重組、自主式學(xué)習(xí)的功能，這將不適應(yīng)未來戰(zhàn)場(chǎng)戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝、時(shí)敏性要求越來越高的作戰(zhàn)節(jié)奏。必須創(chuàng)新基于平行執(zhí)行理念的人機(jī)虛實(shí)平行推演新模式，以適應(yīng)作戰(zhàn)指揮智能化的需求。人機(jī)虛實(shí)平行推演模式，是基于虛擬現(xiàn)實(shí)、平行理論和復(fù)雜適應(yīng)理論的仿真評(píng)估，通過虛擬戰(zhàn)場(chǎng)和現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)智能交互，虛擬空間與現(xiàn)實(shí)空間的無縫連接，對(duì)現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，同時(shí)在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)上對(duì)情況進(jìn)行預(yù)判和推演，進(jìn)而再反饋至現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)，輔助指揮員指揮決策。

要實(shí)現(xiàn)人機(jī)平行推演模式，虛擬現(xiàn)實(shí)、平行理論、人工智能等理論方法是支撐，智能化信息網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)。首先解決跨模態(tài)、跨領(lǐng)域、跨尺度的作戰(zhàn)建模與仿真問題，實(shí)現(xiàn)人工系統(tǒng)和實(shí)際系統(tǒng)、虛擬空間和現(xiàn)實(shí)空間虛實(shí)互動(dòng)和平行執(zhí)行；然后通過仿真的方法對(duì)作戰(zhàn)復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行分析和評(píng)估，實(shí)現(xiàn)物理域、信息域和認(rèn)知域之間的跨域評(píng)估；最后通過實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)與虛擬戰(zhàn)場(chǎng)平行推演，利用平行執(zhí)行的方式對(duì)作戰(zhàn)過程進(jìn)行高效地控制，以滿足實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)情況掌握和敏捷調(diào)控的要求。

6 關(guān)鍵技術(shù)

6.1 5G技術(shù)

5G技術(shù)的主要目標(biāo)可概括為“增強(qiáng)寬帶、萬物互聯(lián)”。5G技術(shù)的賦能作用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

1)5G低延時(shí)、高通量特點(diǎn)保證海量末端數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳。5G較寬的子載波間隔、符號(hào)級(jí)的調(diào)度資源粒度等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)的超低時(shí)延，保證了傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)帶寬提高到40MHz甚至80MHz，為未來大數(shù)據(jù)采集提供了基礎(chǔ)保障。

2)5G的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)能夠有效滿足不同作戰(zhàn)場(chǎng)景連接需求。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、功能模塊和網(wǎng)絡(luò)吞吐量等，能夠減輕指控系統(tǒng)面向不同作戰(zhàn)場(chǎng)景需求時(shí)的開設(shè)部署復(fù)雜度，降低基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合戰(zhàn)役/戰(zhàn)術(shù)/戰(zhàn)斗通信系統(tǒng)應(yīng)用落地的技術(shù)門檻。

6.2 軍事人工智能技術(shù)

智能化將是新一代指揮控制系統(tǒng)的主要特征。指控系統(tǒng)將整合處理由各類傳感器和作戰(zhàn)單元收集的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息，結(jié)合大數(shù)據(jù)樣本，通過人工智能算法推演，形成對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的智能化認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)對(duì)敵動(dòng)向征候預(yù)測(cè)、裝備資源靈活調(diào)度、時(shí)敏目標(biāo)精準(zhǔn)識(shí)別、敵我態(tài)智能認(rèn)知、作戰(zhàn)方案動(dòng)態(tài)生成，確保最優(yōu)作戰(zhàn)策略。軍事人工智能技術(shù)的賦能作用體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

1)以專家系統(tǒng)、知識(shí)圖譜為代表的知識(shí)賦能。梳理軍事知識(shí)和規(guī)則為用戶提供原理性指導(dǎo)，如某裝備故障診斷專家系統(tǒng)，利用人機(jī)交互建立故障樹，將其知識(shí)表示成以產(chǎn)生式規(guī)則為表現(xiàn)形式的專家知識(shí)，融合多傳感器信息精確地診斷出故障原因和類型。

2)以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)為代表的算力賦能。基于大數(shù)據(jù)樣本分析，直接求解出事件發(fā)生概率，進(jìn)而輔助指揮決策。典型應(yīng)用包括機(jī)器視覺，態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)等，例如基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行走向預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)對(duì)比分析，進(jìn)行作戰(zhàn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而降低計(jì)劃外作戰(zhàn)風(fēng)險(xiǎn)。

6.3 數(shù)字孿生技術(shù)

數(shù)字孿生是制造技術(shù)和信息融合技術(shù)深度鉸鏈的產(chǎn)物，其將不同數(shù)據(jù)源進(jìn)行實(shí)時(shí)同步，并高效整合多類建模方法和工具，實(shí)現(xiàn)多維度、多環(huán)境的統(tǒng)一建模和分析。數(shù)字孿生技術(shù)的賦能作用體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

1)通過智能實(shí)體與數(shù)字戰(zhàn)場(chǎng)空間平行運(yùn)行框架與集成交互機(jī)制，實(shí)現(xiàn)智能實(shí)體數(shù)字孿生與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的協(xié)同運(yùn)行。

2)構(gòu)建數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)空間環(huán)境，為開展戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)級(jí)方案智能生成、方案推演評(píng)估與戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)動(dòng)態(tài)演化預(yù)測(cè)等提供逼真的“數(shù)智戰(zhàn)場(chǎng)”。

6.4 MEC技術(shù)

MEC技術(shù)通過在靠近數(shù)據(jù)采集的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)運(yùn)行處理、分析等操作，就近提供邊緣計(jì)算服務(wù)，能夠更好滿足指揮控制敏捷連接、實(shí)時(shí)優(yōu)化、安全可靠等方面的關(guān)鍵需求，改變傳統(tǒng)指控系統(tǒng)的部署運(yùn)行方式。MEC技術(shù)的賦能作用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

1)降低端端互聯(lián)的復(fù)雜性。不同端之間的連接需要邊緣計(jì)算提供“現(xiàn)場(chǎng)級(jí)”的計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)各種制式的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議相互轉(zhuǎn)換、互聯(lián)互通，同時(shí)又能夠應(yīng)對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署與配置、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)等方面的艱巨挑戰(zhàn)。

2)提高數(shù)據(jù)計(jì)算的實(shí)時(shí)性和可靠性。如果數(shù)據(jù)分析和控制邏輯全部在云端實(shí)現(xiàn)，難以滿足業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性要求。同時(shí)，指控系統(tǒng)要求計(jì)算能力具備不受網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和負(fù)載影響的“本地存活”能力，避免斷網(wǎng)、時(shí)延過大等意外因素對(duì)實(shí)時(shí)性信息傳輸造成影響。邊緣計(jì)算在服務(wù)實(shí)時(shí)性和可靠性方面能夠滿足指控系統(tǒng)的發(fā)展要求。

7 結(jié)束語

本文提出了一種基于“5G+MEC+AI”的第5代指揮信息系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)想、運(yùn)行演化機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)。由于未來戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)、軍事需求及相關(guān)信息技術(shù)的發(fā)展均存在不確定性，未來指揮信息系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)不可能一蹴而就，不僅要探索基于“5G+MEC+AI”的智能化作戰(zhàn)制勝機(jī)理，還要以信息技術(shù)與軍事技術(shù)的深度融合為主線，不斷迭代完善第5代系統(tǒng)架構(gòu)及運(yùn)行機(jī)理設(shè)計(jì)，突破相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，為第5代指揮信息系統(tǒng)建設(shè)提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)路線。