無人系統在未來海戰場中的應用構想?

石劍琛

1 引言

在海戰場上，隨著作戰環境的復雜性、威脅目標的多樣性、戰斗場面的激烈性和使命任務的繁復性，單一作戰平臺在應變能力方面日漸暴露出一定的缺陷。在應付超聲速、智能化隱身反艦導彈和隱身戰斗機方面現有艦載探測系統缺乏遠距離預警能力；在滿足現代海戰對戰場監視、信息搜集、目標指示、通信中繼和選擇性打擊等方面顯得力不從心；在對瀕海目標和陸上縱深目標進行全方位、全天候、超視距偵察、探測并實施精確打擊方面，現有艦載武器系統能力尚顯不足。為彌補這些能力不足，并滿足現代化海上作戰中信息化控制、精確打擊和海空天一體化作戰要求，軍事大國爭相發展無人作戰系統［1］。

無人作戰系統是由無人作戰平臺、任務載荷、指揮控制系統以及空一天一地信息網絡組成的綜合化作戰系統，是信息化戰爭中奪取信息優勢、實施精確打擊、完成特殊作戰任務的重要手段之一。無人作戰平臺是無人作戰系統最主要的組成部分，是一種有動力但無人駕駛、能自主控制或遠距離遙控、可回收或一次性消耗、可攜帶致命或非致命載荷的平臺。根據使用區域的不同，無人作戰系統可分為無人機系統（UAS）、無人地面平臺（UGV）、無人海上系統（UMS），包括無人潛航器（UUV）、無人水面艇（USV）等［2］。

早在20世紀末期，美國科學界人士就指出，“不久的將來，無人機/無人作戰飛機將有可能成為21世紀空中作戰的主導力量”。在未來20年中，無人機將執行更加廣泛的任務，不僅作為偵察平臺，更重要的是成為具備一定感知能力的機器人，來完成空運、遠程打擊甚至是空空作戰等任務。近年來，無人作戰系統作為改變未來戰爭規則的顛覆性技術裝備，在世界范圍內得到飛速發展，已經成為國家間軍事博弈的重要力量［3～4］。

海軍是多兵種集成作戰的綜合性軍種，作戰類型涉及海戰、空戰和登陸作戰等，因此對水上、空中和陸地的無人作戰平臺都有強烈的需求，其中的主要類型有無人水下航行器、軍用無人機和無人智能化戰車。這些無人作戰系統通常具有體積小、適應性強、使用靈活、效費比高等優點，并具有良好的智能化、隱身性和機動性，既可以獨立自主運作，也可以作為網絡中心戰的節點，接受有人作戰平臺的指揮，執行多種任務，對于有效增大海上兵力的作戰半徑，減少艦船裝備損失和人員傷亡，奪取作戰優勢具有重要作用。

隨著未來無人機的大量應用，勢必大幅推進海陸空天潛不同類型無人平臺系統的軍事應用。無人作戰系統是無人系統發展過程中的一個重大里程碑，對未來的軍事作戰方式將產生深遠的乃至革命性的影響。它的出現標志著無人系統將從過去作為執行偵察監視、通信中繼和毀傷評估等任務的作戰支援裝備，升級為未來能夠對陸海空重要目標實施精確打擊的主要作戰裝備之一。

2 無人系統的應用

海軍無人作戰平臺在未來海戰場上可以有多方面的應用：可以將無人平臺進行組網探測實現戰場態勢實時感知；利用無人平臺的通信中繼實現從傳感器到武器的鉸鏈支持指揮控制；由無人作戰平臺攜帶制導武器對時敏目標進行近距離精確打擊；無人作戰平臺可實現近距離接敵并對敵方實施電子干擾或反輻射攻擊等信息作戰；無人平臺還可以實施無人加油、物資補給等綜合保障等功能。以單無人平臺為例，單平臺無人機（UAV）在海上作戰中可以利用續航時間長的優勢進行預警偵察及態勢感知；在有人機的指揮控制下，完成攻擊目標的瞄準計算、武器發射條件判斷、武器發射前的裝定參數計算、武器的發射控制及發射后的制導控制，實現交戰控制、毀傷評估甚至自主打擊；利用高空、長航時的特點進行通信中繼接力和干擾壓制；還可以利用獲得所在區域的云層、降水、風速等信息進行戰場環境氣象探測。單平臺無人潛航器（UUV）利用目標小、續航時間長，以及布放的隱蔽性，可以進行搜索與偵察、反水雷作戰、反潛作戰、水下潛伏式自主作戰、水下防御作戰及戰斗支援等［5］。

目前已有的各種型號無人系統，在民事上無人系統被廣泛用于海監及救災任務，在軍事上，遠程無人機或水下無人系統將能夠為我國海軍提供超視距目標鎖定、短程無人機或水下無人系統可在東海和南海執行情報、監視和偵察任務；中高空無人機可以進行廣區域監視，在擴大覆蓋范圍和早期提供預警能力等。無人機在衛星通信網絡的配合下將為我國提供更好的情報、監視和偵察能力，可為我國武器系統（特別是反艦彈道導彈以及其他遠程打擊武器系統）提供遠程定位能力。此外，無人系統還可提升我國其他方面的軍事能力，如利用空間衛星進行遠程目標鎖定以及在臺灣、東海、南海等區域獲得更好的情報、監視和偵察能力等，甚至可以直接提供軍事打擊。

多個無人平臺形成的無人戰斗群，是以指揮信息系統為核心，以信息為紐帶，由多個功能上相互聯系、相互作用，性能上相互補充的不同類型的無人系統組成的作戰集群［6］。無人戰斗群與單一無人平臺相比，具有更強的綜合作戰能力，包括偵察感知能力、中繼能力、打擊能力、評估能力等，因而可獨立或協同其它有人作戰平臺實施各種作戰任務［7］。

雖然無人機在我國海軍單艦平臺已有應用，但是，國家戰略利益的拓展、熱點地區利益沖突的加劇、海上兵力行動的頻繁以及遠程精確制導武器的發展，對海上作戰力量提出了新能力需求，無人系統從原來單系統獨立運用趨向于編組為戰斗/任務群規模化使用［8］，可以預見，海上無人戰斗群在未來將是我軍海上作戰體系的有機組成部分，其作戰使命是利用無人作戰平臺或者協同有人作戰平臺奪取戰場制信息權、制空權、制海權和制地權，進而獲取戰場信息優勢和火力優勢，贏得信息化條件下高技術局部戰爭。在未來，以無人系統為作戰平臺，必將能夠進一步提高一體化聯合作戰水平，實現全時域、全縱深作戰，有效爭奪制信息權［9］，推進“無人化戰爭”，提升整體作戰效能。

3 無人系統與當前作戰體系的融合

同時還必須看到，在相當長一段時期內，無人系統作戰能力的生成必須依托于作戰信息系統的體系集成，形成無人與有人作戰系統交互融合的新型作戰體系，才能有效提升聯合作戰體系能力，必須實現無人作戰系統與有人作戰系統的無縫集成，同時無人作戰系統學需要有很強的自主行為能力，能夠自主控制，以在動態的環境中獨立或協作完成復雜任務［10］。

目前，無人作戰系統正向自主化、協同化、多樣化方向發展，促進武器裝備信息化、智能化水平不斷提高。美軍努力將各類型的無人作戰平臺融入現有裝備體系，并逐步向協同作戰方向發展。美軍特別強調無人平臺的“互聯、互通、互操作”能力，為多平臺協同作戰打下良好基礎。針對未來戰爭需求，美軍正積極探索開發無人系統與有人系統之間、不同類型無人系統之間的協同作戰能力。認為無人機執行空中任務的最佳方案是與有人機組成編隊［11］，將有人機與無人機混合編組來執行戰斗任務，不僅突破了當前無人機智能化水平不足以獨自完成復雜作戰任務的限制，而且可以做到優勢互補，發揮二者最大的綜合作戰效能［12］。

未來的無人作戰系統必須能與有人作戰系統或其它無人作戰系統無縫集成，同時無人作戰系統必須擁有很強的自主行為能力，能夠自主控制，以在動態的環境中獨立或協作地完成復雜的任務。必須充分利用和發揮無人系統與有人系統的協同，能夠充分利用有人平臺的信息處理、協同組織和決策能力，無人平臺的隱身性、長續航性、集群性等特點，進一步提升體系的協同態勢感知能力及協同攻擊能力，實現感知探測能力、分析決策能力、協同打擊能力的優化組合與配置，提升體系生存能力，增加作戰勝利概率［13］。

縱觀美國及其它軍事強國對于無人作戰系統的研究和發展情況，可以看出以下幾個特點：平臺控制由簡單的遙控、程控方式向人機智能融合的交互控制方式轉變［14］，并逐步向全自主控制方式發展；作戰模式由單平臺作戰向有人——無人平臺協同作戰、多無人平臺協同作戰方向發展；平臺和體系結構由專用化、單一化向通用化、標準化、互操作方向發展。所有這些，都說明在相當長的一段時間內，無人平臺難以取代有人平臺獨立完成復雜的作戰任務［15］。有人平臺與無人平臺協同這種新的組合將是未來戰爭的主要作戰模式，需充分利用有人機和無人機的優勢，發揮兩者最大綜合作戰效能。需要從頂層對有人、無人作戰融合體系進行全局設計和構建，實現體系能力的提升。初步構想的未來海戰場電子信息系統體系架構如下圖3所示。

虛擬網絡層實現資源和網絡的虛擬化，屏蔽底層網絡的異構異質性和拓撲結構改變，根據任務類型和任務需求，向任務提供一個抽象的虛擬網絡，該虛擬網絡對應于任務的工作流程。同時抽象各類資源，向服務提供對應的資源集合。虛擬網絡管理模塊根據任務資源需求，在多任務之間劃分虛擬網絡資源切片，并實現虛擬網絡節點與資源的鏈接。借鑒軟件定義網絡集中智能的思想和靈活機制，實現任務驅動的動態調度。控制器根據工作流程和虛擬網絡動態構型自動生成管理控制指令。服務層利用人工智能方法，深度學習戰術樣本，建立任務分解與規劃完備特征集，將任務智能規劃為服務與資源集合，并以任務需求為中心規劃工作流程。

例如假想一個無人機執行攻擊任務的場景。在完成攻擊任務期間，無人機將給控制者提供一個指定目標的圖像，然后開始進行攻擊行動。在必要地情況下，人類駕駛員可以不管無人機的自動操作行為。如果與它們的人類控制者失去聯絡，該無人機將具有繼續執行它們自己的任務并返回基地的能力。類似的，包括無人電子戰作戰平臺在內的其它無人作戰系統未來也將納入網絡中心作戰體系，其組網技術應該支持聯合與協同作戰，支持有人機與無人機混合編隊作戰，能夠使網絡中各組成單元實現互連互通互操作和共享信息，并形成一幅公共作戰圖像和態勢感知圖像。

但是目前，無人系統仍游離于一體化指揮信息系統之外，其無人作戰平臺的作戰任務規劃和指揮控制均未能有效利用一體化指揮信息體系的統一態勢組織實施，除易造成作戰任務理解和計劃執行的偏差外，還導致系統間信息交互關系復雜，一體化指揮信息系統作戰組織任務管理困難、效率低下，影響作戰進程的推進。為提高作戰組織指揮的效率，實現有人/無人的高效協同，需要將無人作戰指控系統納入一體化指揮信息體系進行統一管理，通過多指揮要素協同籌劃框架機制的建立，將無人戰斗群的作戰任務規劃、航線規劃、海空域規劃有效整合，三位一體，以提高任務規劃的效率和準確性。

4 構想和建議

無人作戰系統必將成為未來海戰場上的重要組成，而無人作戰系統的發展以及與現有海戰場電子信息系統的融合則是一個龐大的系統工程，涉及到軍事、信息、計算、通信等諸多領域，其在海戰場中的應用更是以多種標準的制定和技術和發展為基礎，迫切需要及早進行總體布局和頂層規劃。

1）成立海軍無人機研發專門指導機構，牽引制定明確的發展規劃

在海軍針對無人系統與有人系統的融合和應用，成立相應的專門指導機構，進行整體規劃，并根據未來高技術條件下局部戰爭的特點及發展趨勢，參與討論和制定全軍無人系統的發展和應用方向。

2）整體規劃，統一標準，提升體系作戰能力

海軍從大體系出發，制定無人系統整體發展戰略、規劃，建立統一管理機制。解決無人系統與其它武器平臺、裝備之間的通用性和互聯性問題，制定統一的技術標準、作戰標準及程序標準，使用統一通信、指揮和控制模式，使得飛行器、傳感器、武器、發射與回收裝置等部件合成有機的無人系統，并進一步與現在有人裝備體系形成完整作戰體系，通過體系融合，提升體系整體作戰能力。

3）以“互聯、互通、互操作”為目標，突出網絡中心戰能力

基于無人系統智能化和信息共享能力的提升，實現無人系統之間以及無人系統與有人系統之間的“互聯、互通、互操作”，連接成為完整的、有機的協同作戰體系，形成遠遠高出單個平臺的合力，構建全方位、全空域以及全頻域的海上作戰攻防體系。

5 結語

隨著艦載無人系統戰場空間感知能力、高風險區域突防能力、通信導航支援能力、電子戰能力、攻擊能力和生存能力的發展，以及軍事應用的迫切需求，無人系統將憑借其能力領域的不斷擴展和作戰能力的進一步提高，成為信息化作戰體系中的重要組成部分。無人系統不僅可以協助海軍在未來的軍事作戰及和平行動中完成各種使命，還可以與艦載裝備協同使用，顯著增大戰斗力，取得事半功倍的作戰效果。著眼世界軍事革命大趨勢，加快無人系統裝備建設已成為加強我軍裝備建設的重要內容。隨著現代電子信息技術高速發展，網絡中心化作戰體系架構的運用，無人系統及其作戰領域的拓展，必將成為一支重要的空中力量，在未來信息戰中大顯身手，成為未來作戰力量的倍增器，引起武器裝備領域的一次新的革命。

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