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全分布式人工智能技术在舰艇指控系统中的应用研究
摘 要：为适应未来信息化海战场的需要AI在战争中扮演辅助性的角色或者主导性的角色？，必须提高舰艇指控系统的指挥效能。舰艇指控系统的智能化是提高舰艇指挥效能的关键，也是必由之路。本文主要论述了信息战中智能化作用的地位，特别针对舰艇指控系统；并给出了一种采用全分布式人工智能技术的智能化舰艇指控系统结构模型。
关键词：信息战； 舰艇指控系统； 全分布式人工智能技术； 指挥效能
中图分类号：TP18 文献标识码：A
Study of Full Distributed Artificial Intelligence in Shipborne C2 System
ZHANG Yu-ce , YANG Qing-song , CHEN Ke
Abstract: In order to be adapted to the demand of information warfare (IW), the command efficiency of shipborne C2 system must be improved. The intellectualization of shipborne C2 system is the key factor of improving its command efficiency. This paper gives one model of intellectualized shipborne C2 system using full distributed artificial intelligence.
Key words: IW; shipborne C2 system ; distributed AI technology ; command efficiency
0 引言
1985年，美国的军事家首先提出“信息时代的到来正在引发一场新的军事革命，以信息技术为特征的新战争形态正在出现”，而后提出“信息战”，如果说海湾战争首次向世人显示了信息优势的巨大战略作用，物锋那么美英对伊拉克的战争则是信息战的进一步延伸。美英正是通过运用先进的让首情报系统、电子战装备、精确打击力量重创伊拉克的有生军事坦蚂数指挥系统，从而牢牢地掌握了战场的制信息权，最终以较小的代价取得了全面胜利。对于信息战的特征，从不同的角度都会得出不同的解释。而外军普遍认为，信息战实质上就是计算机战，特别是一种高层次的智能较量，海湾战争和近期几场局部战争，充分体现了高技术战争的智能化特征。这种特征尤其体现在战争的孕育期以及到战争实施期的过渡。1997年1月3日，美国防部下属国防科学委员会的一个研究小组在提交的一份题为“信息战--防卫”的报告中，就特别强调要强化部队的智能化反应能力，呼吁军方加强“信息战”的防卫能力，以防止电子“珍珠港”事件的发生，保证美国军方现有210万
台计算机和1万个地方性计算机网络不轻易遭到重创。另外，在战术运用上也强调对敌摧毁、破坏和利用的智能化综合应用，同时也是作战保密、军事欺骗、心理战、电子战、火力摧毁等多种作战行动在指挥对抗过程中综合发挥作用的必然要求[1]。
美军针对战争形态嬗变以及未来战争的要求，凭借其高技术方面的优势，提出了“数字部队”的现代化建设方案，其中首要的一条，便是实现指挥与控制系统以及武器装备的智能化。武器装备和作战指挥的智能化，将最大限度地延伸“人体”的功能，并成为提高军队战斗力的一个新的增长点。因此，外军有专家预言：“未来谁能在人工智能领域中取胜，谁就将取得新军事革命的主动权”。
1 全分布式的新型智能化舰艇指控系统的作用
1.1 提高信息共享程度，增强系统生存能力和抗摧毁能力
所谓全分布式是指整个系统实现在地点上的分布、功能上的分布以及控制上的分布。因此，这种分布不仅体现在系统的硬件上、地点上、分布式拓扑结构上，更重要的是在其软件上的分布。全分布体系结构，每一个节点都装有整个应用软件，系统的管理软件分布在各个节点，但只有一个在工作，同时采用分布式数据库。这样的好处是，当某个地点、功能或者控制上失效可由备份处理能力和功能冗余软件恢复。主要功能可以从一个节点重新分配到其它节点；而当正在工作的运行系统管理软件的节点失效时，可自动重新安装运行系统管理软件。软、硬件全分布体系统结构的实现有赖于一种模块化的拼接技术的支持，这种技术采用了Σ拼接技术[2] ，是一种典型的系统模块化、全分布式体系结构的技术。由于现代海战的残酷性，采用全分布式体系结构，能够提高信息共享程度，增强系统生存能力和抗摧毁能力，提高系统的通装性，能够满足军方对指控系统可靠性高、抗摧毁性强、生命力强、通信组织灵活以及自动化程度高的要求。
1.2 提高信息和决策的合成效率
智能化能提高舰艇指控系统信息采集的效率，提高信息的及时性、准确性和可用性，信息的采集依赖于战场或更大范围的环境监视与侦察，这又需要在空间上分散的部队或其AI在战争中扮演辅助性的角色或者主导性的角色？他相应的载体来完成。而这会引出两个问题，一是如何实现部队或载体的侦察器材最佳配置以及相互之间的通信联络；二是当某一个侦察器材无法有效地执行某一给定的侦察任务时，如何才能不影响系统整体任务的完成。而解决这些问题的有效方法就是采用分布式人工智能（DAI）技术，开发以多主体系统(MAS)为基础的信息采集系统，使各种侦察主体自主运行，既能够与动态的战场进行交互作用和实施推理，同时又可和别的主体进行协调与协作，因而具有很高的信息采集效率和自我重组能力。
智能化辅助决策提高了舰艇指控系统指挥决策的实用性和适应性。计算机辅助决策通常有检索型和智能型两种类型。检索型将先验设想制定的多种作战预案存于软件库中，需要时按一定相关性准则从库中找出作战预案，提供给指挥员使用。智能化辅助决策则不仅如此，更重要的是具有人工智能特征，可以按照军事专家的知识和推理过程，依据实际情况，自动地、实时地提供给指挥员满足当前需要的作战方案。显然，智能型比检索型具有更多的灵活性和更大的适应性，更符合战场多变的实际情况。
智能化辅助决策系统可以帮助舰艇指挥人员解决普通方法难以解决的半结构化或非结构化的决策问题。这种决策问题很难用常规的方法加以解决，而通过利用智能辅助决策和知识推理，可以得到令人满意的解答。这样，改进了决策过程，使决策者能够实现定性与定量相结合的高质量的决策和多目标综合决策。
1.3 促进全新指挥控制方式的产生
智能化的舰艇指控系统需要与之相适应的指挥控制方式才能实现在智能化状态下实施实时、高效的指挥控制。因此，一些全新的指挥方式应运而生，如网络式指挥、非分层式指挥、互访式指挥等，通过互联网络和高效的智能化处理系统及时处理、传递信息，能使指挥员随时掌握战场情况并下达作战命令，从而可以及时捕捉战机，实现实时决策和控制。
从指挥控制中的攻击行动来看，由于智能化的舰艇指控系统的工作稳定性较好，在其运作过程中只要其工作环境和工作程序不遭到直接破坏，它就能够持续正常地进行工作。因此，与以往相比，与人机合一的指挥系统进行对抗，客观上不仅要对敌方指挥员的有关情况了如指掌，而且还必须准确地掌握敌方指挥信息系统处理和使用信息的方式及其运作的程序，以及其指挥信息系统对己方不同的信息攻击手段、攻击方式的承受能力。
从指挥控制中的防护行动来看，在指挥系统信息化、网络化以前，指挥过程的防护主要表现为采取各种手段（如适时更换通信密码等）来确保信息传输过程中的保密性。而现在，指挥系统的信息化改变了这种状况，使指挥和指挥系统的防护变得更加复杂。它不仅包括确保信息传递过程中的保密，而且还包括确保系统免受病毒及其他攻击的侵害，保证系统的原始数据在运作和传递过程中不改变其原来性质和不被对方所窃取。美国军方的试验表明，对一万个计算机系统进行攻击，在成功率高达88％的情况下，只有4％的攻击行动被探测到。因此，在信息化战场上对己方的指挥信息系统进行防护，没有及时、准确和充足的情报保障，就无法采取相应的防护措施，甚至连发现敌方的攻击都无法做到。
1.4 提高作战人员的适应能力
未来海战场作战人员的反应能力很难适应来自多方向、多批次、多个目标、全方位的威胁。利用智能化的舰艇指控系统能够提高作战人员，特别是指挥人员对复杂战场的适应能力。当然，系统的智能化不仅没有降低反而提高了对人的要求，对人的素质产生了一种巨大的需求，促使指挥人员在知识结构、思维方式等各方面素质的转变和提高。指挥人员要想驾驭现代战争，首先必须驾驭智能化的指控系统。同时，智能化指控系统也利用计算机技术、虚拟现实（VR）技术和分布网络技术提供了一些崭新的训练方法和手段，如：模拟沉浸式训练、虚拟现实训练、交互分布式训练等，改变了传统的训练模式，增大了训练的科学性、对抗性和经济性，可以有效的提高训练质量。
2 建立分布式人工智能技术的舰艇指控系统
采用分布式人工智能技术DAI可将问题化解为多个具有层次结构的分问题[3]，运用大系统分解协调方法求得满意解，从而减少系统建模求解的复杂性。为提高决策效率，建立如图1所示的分布式人工智能舰艇指控系统。
图1 分布式人工智能舰艇指控系统结构图
由图1可以看出：这种舰艇指控系统是战场、作战、军事专家知识的有机统一，并具备能够自我学习、自我完善能力的智能系统。它能够根据战场态势分析、威胁度评估、威胁源诊断等信息生成用于决策的模型，调用相关的数据和算法提供备选方案，并对各种方案进行评估和优选，通过大屏幕用户界面进行人机对话，帮助指挥员下决心及传输指令。当舰艇各执行单元接到指令后，予以响应、动作。
图中，据库主要存储各种武器装备战术性能参数和典型编制、运算过程的动态参数等；知识库主要存储战役战术原则、兵力兵器使用原则，各种典型想定，包括战场环境、作战企图和态势 ，评估作战进程所必需的基本算法等；模型库主要存储与作战有关的敌我双方各种武器系统模型、线性和非线性规划模型、推理分析模型、预测模型、模拟试验模型、优化模型、评估模型、综合运筹模型、数据处理模型、图形图像报表模型、智能模型等；人机对话系统是指挥控制系统中用户和计算机的接口，起着在操作者、模型库、数据库、知识库之间传递 (包括转换)命令和数据的重要作用；自动推理机则完成定量描述难以实现的某些复杂作战过程决策。
而基于信息库的智能模糊专家系统主要由模糊产生器、模糊消除器、模糊推理机、知识获取模块、模糊知识库、模糊数据库及人机接口组成［4］，如图2所示。
主要任务是通过对原始信息空间的操作，获取各种数据信息，再由模糊产生器将其映射为一个模糊集合作为初始输入，然后利用模糊知识库中的语言信息——事实和规则，采用“黑板”模型进行问题分解、推理求解及协作控制，并采用“黑板+管道”的通信机制与其他子系统/模块传递控制信息和知识信息，从而确定智能化配置，控制作战指挥模式的切换，完成作战任务的分配与调度、模糊神经网络群系统结构与参数的自适应调整与优化、对各子系统/模块的故障隔离与系统重构以及网络通讯、各智能接口的管理等。
图2 基于信息库的智能模糊专家系统结构图
3 结束语
通过以上论述可以知道，全分布式的智能化舰艇指控系统能够真正、实时地将战场、作战指挥行动以及后方军事专家知识有机地融和在一起，使得各种武器装备的效能得到最大限度的发挥。这种舰艇指控系统能够突破现有的战场时空，改变信息战场的面貌和形态，引起一场真正意义的新军事革命，因而是舰艇指控系统的发展趋势。
人工智能将彻底改变战争模式？第六代战机上马，谁将领先世界
自从2020年美国宣布美第六代战斗机首飞后，就一直牵动着全世界AI在战争中扮演辅助性的角色或者主导性的角色？的眼光。虽然仅仅是试飞的消息，还没有具体的参数指标，显得有点“云山雾绕”。但是美国靠着先进的军事科学技术，在第六代战机的研发中显然是排在前列的。
第六代战机向何方发展，这是目前世界各国尚未形成定论的话题。但不管是哪个国家的研制方向，在全频段隐形、高超音速巡航、无人作战、超态势感知这四个方面上都势必寻求更大的突破。而随着无人机技术的日趋成熟，AI智能技术可以预见的将成为第六代战机的核心技术。
早在2017年，美相关官员就曾在《网络化环境下的空战通信》这一文章中直言AI在战争中扮演辅助性的角色或者主导性的角色？：“人工智能正在超越人类与它对接的能力。”而近期美科学刊物《美国第六代战斗机可能改变AI在战争中扮演辅助性的角色或者主导性的角色？我们所知晓的战争》文章中也讲到:“第六代战斗机的计算机处理能力会远超现有平台的水平，重塑战争模式”。
前段时间美军就曾锋差闷做过AI智能无人作战与美空军最顶尖飞行员之间的模拟空战对抗，结果显示AI智能的战斗力以五比零的碾压优势远超过人类飞行员。不管怎样训练，人类的大脑接受能力和反应速度终究存在上限，但是计算机芯片和软件技术的研发确实永无止境，可以一直迭代更新的。因此，AI智能技术完全有可能银弯也有能力辅助甚至全面取代飞行员作战。随着AI智能、超视态感知等技术的全面融合和快速发展，无人作战将成为未来空战的主流。
只用短短十余年时间，阿尔法狗就击败AI在战争中扮演辅助性的角色或者主导性的角色？了人类顶尖庆没围棋选手。一旦第五代战机与第六代战机之间的技术难题得到跨越，那战斗机领域将实现不亚于当年从螺旋桨战斗机到如今超音速的飞跃，由此延伸出的空军战术等一系列革命也是划时代的。
虽然目前美国仍旧在第六代机的研发上处于前列，尤其是发动机上取得了较大突破，西方国家凭借自身技术基础也存在一定优势。但是在六代机最重要的技术——全频段隐形上AI在战争中扮演辅助性的角色或者主导性的角色？我们却处在世界前列。而隐形技术对于没有隐形机的国家会形成巨大优势，以色列的F-35在中东战争中如入无人之境就是最好的例子，而F-35却不如歼-20。在不久的将来，相信我们的六代机也一定会位于世界的顶端。
（文/在锐思）
俄乌冲突中的人工智能与斩首作战
[邦略锐评]综合外媒报道，俄罗斯与乌克兰自2月24日爆发大规模军事冲突以来，双方武装力量军事指挥官均有大量伤亡。截至6月22日，乌克兰总统办公室、国防部、总参谋部通过媒体对外公布了共斩首俄罗斯军队中高级指挥官15名，其中，俄罗斯政府及军方回应证实少数指挥官阵亡，其余未进行回应。
一、斩首作战
（一）美国向乌克兰进行AI大数据支援。自俄乌冲突爆发以来，美烂迹国最著名人工智能公司“清晰视野”持续向乌克兰政府及军方提供了共20多亿张俄罗斯人脸识别大数据，其中已公开俄罗斯军人脸识别数据有近3000张，包括军人姓名、所在部队等具体细节，含582名阵亡军人。
（二）美国以全媒皮历友体方式搜集AI大数据。在未经个人授权情况下，美国“清晰视野”公司严重违反人权，通过星链系统，过滤脸书、推特、电报、智能手机、VKontakte等各种媒体，对俄罗斯人脸进行20多亿张海量大数据搜集，通过数据比对、识别、校正等，辅以大数据智能关联技术，将重点人物的家庭成员、亲朋好友等进行长时追踪与智能匹配。目前掌握，美“清晰视野”人工智能公司已存有200亿张人脸大数据。
（三）俄罗斯中高级指挥官被斩首数据统计。乌克兰政府与官方宣布至少有15名俄罗斯中高级指挥官被斩首，具体包括：1.俄陆军第8集团军司令兼参谋长莫尔德维切夫中将；2.俄陆军第5集团军司令罗曼·弗拉基米尔罗维奇·库图佐夫少将；3.俄陆军电子战部队高级指挥官安德烈·西蒙诺夫少将；4.俄陆军第8野战军副军长夫弗洛罗少将；5.俄陆军第49军司令雅科夫雷赞采夫中将；6.俄陆军第35集团军司令亚历山大·谢列诺维奇·桑奇克中将；7.俄陆军第150摩托化步兵师师长奥列格·米佳耶夫少将；8.俄陆军第29集团军司令安德烈·科列斯尼科夫少将；9.俄陆军第41集团军副司令兼参谋长维塔利·格拉西莫夫少将；10.俄陆军第41集团军副司令安德烈·苏霍维茨少将；11.俄车臣近卫军第141卡德罗夫摩托化团团长穆罕默德图沙耶夫少将；12.俄海军黑海舰队副司令安德烈·帕利上校；13.俄海军黑海舰队舰长亚利山大·奇尔瓦上校，为凯撒·库尼科夫号大型登陆舰舰长；14.俄海军黑海舰队舰长库普林·安东上校，为莫斯科号导弹巡洋舰舰长；15.俄海军黑海舰队舰长弗拉基米尔·赫罗姆琴科中校，为萨拉托夫号大型登陆舰舰长。
二、邦略锐评
（一）人工智能让军事指挥官前所未有的面临重大威胁。在美国人工智能技术与星链系统的双助力下，乌克兰军队通过定点狙杀、精确炮击、导弹突袭等精准火力打击，让俄罗斯军队中高级指挥官受到巨大损失与威胁。这种定点清除的斩首样式是基于大数据、人工智能相结合的算法，其运用始于平时，用于战时。
（二）美国军民信息合作让斩首作战能力大大超出预期。美国人工智能技术在俄乌冲突中的运用让整个世界为之一惊。美国民间公司在战争中发挥的作用更是让人感到意外。在俄乌冲突中，美国政府、国防部与民间 科技 力量相结合，不但在军事装备上源源不断支援乌克兰军队，更是在信息、通信、情报等信息域进行全方位保障。可以说，整个俄乌战场对美国来说几乎是透明的。
（三）未来人工智能将颠覆我们对传统战争样式的认知。2022年，对人工智能来讲是一个重要年份。当前，人工智能在俄乌冲突中只燃槐是小试牛刀。随着人工智能、人机交互、无人机蜂群等尖端 科技 的大量使用，未来人工智能战争样式一定将颠覆我们对传统战争样式的认知。回顾1956 年8月31日，美国科学家约翰·麦卡锡在达特茅斯会议上首次提出“人工智能”概念，发展至今已66年。这66年间，人工智能突飞猛进发展，未来一定呈现跳跃式发展，并快速融入到下一次战争中。
总的来看伟大导师马克思曾指出，“科学技术是最高意义上的革命力量”。未来，我应紧跟世界人工智能主流发展趋势，为下一次战略制胜做足技术革命的准备。
2022.6.22
