AI智能是否能够加速军队现代化的进程?(人工智能军事化)

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人工智能在军事领域应用的取得哪些成果

人工智能(Artificial

AI智能是否能够加速军队现代化的进程?(人工智能军事化)

Intelligence)

,英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。尘燃嫌

人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种派手新的能以人类智能相似的方式做出反应的智段袜能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

在军事领域取得的成果非常多,比如:在C4I系统中的应用,军事机器人,自控武器,无人机....等等。

智能化战争中左右战争胜负的新变量:连接力、计算力、认知力

智能化战争:“强者胜”的三个维度

杨耀辉 张三虎 周正

引言

战争制胜机理从来都是在 科技 进步的推动下悄然发生变化。从热兵器时代的火力制胜,到机械化时代的机动力制胜,再到信息化时代的信息力制胜,实际上都是在开辟战斗力生成新维度的过程中,对原有战斗力因子形成“降维”打击。智能化战争建立在火药化、机械化敬斗、信息化充分发展的基础之上,作战双方的火力、机动力、信息力迟早都会达到或接亮行磨近同一个水平,连接力、计算力、认知力等新的战斗力因子,则成为左右战争胜负的新变量。

连接力强者胜

连接产生智能。最令人惊叹的莫过于人类脑细胞,数百亿个神经元并不存储信息,但在连接过程中不断传递信息并激发出新的信息。当前,军事领域正在利用连接来寻求智能化的延展。

连接力强者胜,反映的是群体智能的胜利。“蜂群”式作战平台、碎片状战力群组、分布式武器部署,将是智能化战争的作战景象,战场胜负的砝码在经历了“从数量到质量”的转换之后,又回到了“从质量到数量”上来。近年来,中东战场上出现的几千美元一架的低端无人机,在战场上的表现却并不是“凑数”的样子,集群式出现令一些大国军队极为头疼。这种规模化群体与传统战场上的个体叠加不同,它们依托泛在网络,用连接的方式形成一种群体智能效应,对传统中的高价值平台产生巨大冲击。2021年5月,美国国防部发布的《联合全域作战战略》中明确,联合全域指挥控制就是“连接一切、无处不在”。而美军先进战斗管理系统则试图把U-2、F-16、F-35、F-22、XQ-58、MQ-4C等有人、无人作战平台连接到一起。连接力强者胜,已经成为智能化战争的制胜关键。

连接力强者胜,推动的是“杀伤网”的构建。传统的杀伤链路,其连接呈“线性”,是顺序的、递进的、单行的,极易出现断链。智能化战争,在“连接一切”的背景下,全域空间内的作战资源进入同一作战体系,杀伤链条上的各个执行单元被分散在小型化、无人化、在线化作战平台上,形成此断彼通的“杀伤网”。连接力越强,进入作战体系的可选择资源就越多,杀伤链路上可选择的节点就越多,体系的韧性、弹性、应激性就越强。从杀伤链到“杀伤网”的升级,推动不同时间节点进入作战链路的平台灵活搭配,给对手呈现出一种随机网络式的复杂景象,而自身却能按作战任务需求,采取类似“网络打车服务”一样的资源高效动态连接方式,达成各类作战资源的快速建链,完成自我分配、自我组织、自我控制下的目标打击行动,在作战过程中呈现出能判断、有选择、会变通的智能化样子。

连接力强者胜,突显的是自适应作战体系。网络时代,每一次成功连接的背后都有一系列用户和用户之间的自适应交互,连接平台只是提供一个“桥梁”,并没有过多地介入到谁和谁的连接上。“连接一切”条件下的智能化作战平台构成的作战体系,其敏捷适应性将比网络时代更进一步。这种敏捷适应基于物理实体的数字化模型和运行状态的数字化表征,在特定系统的支持下,各类作战资源“在用”“饱和”“空闲”等状态即时感知,并完整映射到“基础网+作战云+数字孪生体”的虚拟空间,形成“全息”对照的战场态势,每一个作战平台都可以“全维”抽取关键信息,“全域”拼接作战场景、“全程”推演打击行动,并实时感知友邻平台的运行状态。在这样的全透明战场空间,任何带辩个体要想避免被其他成员抛弃,必须主动向体系贡献自己的能力,从而自然地产生出一种自适应调整的体系能力。

计算力强者胜

很长一段时间里,计算多是粗略概算并服务于指挥员谋略,计算力一直是战斗力的配角。智能化战争中,智能机器的计算能力大大超越人类,人类的决策、行为和意识都受到机器计算的影响,计算力强者胜成为战争制胜的重要一面。

计算力强者胜,反映的是“算料”从“DB”到“BD”的质变。数据即“算料”,其实一直存在。早期的像会计账本之类,电算化时代是机读穿孔卡带,信息化时代升级成为诸如Database之类的数据库,即“DB”。到了智能化时代,万物互联加快了数据产生的速度,运用大数据Big data方法挖掘信息宝藏成为适应时代的必然选择,即“BD”。从“DB”到“BD”,两个字母位置的简单调换,反映的却是数据从量变到质变的重大跃迁。“DB”是对客观事实的记录、抽样和再现,“BD”则是对数据的关联关系分析并推理预测客观事实,已经接近甚至超出人类在因果关系分析上的技能。比如,谷歌公司曾运用大数据技术,分析了5000万条美国人检索最频繁的词汇,成功预测出美国冬季流感的传播。智能化战争中,数以万计的智能机器,必将产生数不胜数的数据,如何利用大数据手段提升“算料”处理能力,对敌方作战企图、战场走势等做出准确预测和判断,将是决定对抗胜负的重要一极。

计算力强者胜,推动的是算力的云边端供给模式。传统的中军帐、参谋部、指挥所都是“中心计算模式”,其弊端是计算结果滞后甚至偏离战场态势,问题的根源是算力不足。智能化战争中,每一个机器在做出行动时都要进行一系列的计算处理,仅一个“大脑”的中心计算模式已显得力不从心,“云+边+端”的新计算模式则应运而生。谁的云中心能够通过策略测算,从复杂场景中“窥出”真正的战场走势;谁的边缘计算中心能够快速将计算能力推送到作战前沿侧,为前端平台提供中等强度的近实时场景模拟推演;谁的智能作战平台能够在对抗活动中,快速规划出武器选择、打击窗口、攻击路线等,将成为左右战局发展走势的关键所在。近年来,美军大力发展类似F-22战机充当“战斗云”,提高无人系统的人工智能技术含量,推动自主作战平台的自协同能力提升等,都是对“云+边+端”计算模式的尝试。

计算力强者胜,突显的是算法的机器升级迭代。2019年,星际争霸Ⅱ人机对抗赛中两位人类顶尖选手以1 10的比分惨败,使人们对机器“只会计算、不会算计”的印象发生颠覆性改变。显然,在神经网络、深度学习等技术的推动下,智能机器具备了超越人类的用大量数据拟合出新算法的能力。当智能武器代替人类成为战场上的主角,支撑它们观察战场、分析战场、适应战场能力的关键——算法,将左右战场胜负的走向。算法战,已经从人类大脑层面转换到机器类脑层面,谁的机器学习能力越强,谁的算法迭代升级就越快,谁的决策就越符合对抗态势,谁就将在智能化战争中占据算法战的顶端。

认知力强者胜

形成对战场的统一认知,是作战体系中各个参战单元形成合力的关键。信息化战争主要解决信息“从信号到数据再到知识”的价值转换过程,智能化战争则更注重在“知识到智慧”的过程中提质增效。

认知力强者胜,反映的是作战环节从“OODA”到“OD”的进阶。从本质上讲,平台中心战、网络中心战、决策中心战,“OODA”环路上观察、判断、决策、行动等链条没有变,但不同阶段的行动特点发生了很大变化。机械化战争时代,“OODA”环路按部就班,环环相扣,一步慢、步步慢,一招领先、步步主动;信息化战争时代,发现即摧毁,观察“O”和行动“A”融为一体;智能化战争时代,作战双方的观察能力达到同一水平,战场趋于双向全时透明,谁也不能从“OODA”的第一个“O”即观察上占有多少优势,只有在第二个“O”即判断上一决高下,作战对抗从“OODA”四个环节进阶到“OD”两个环节上。在智能化战争的对抗过程中,信息驱动是源头,统一认知是关键。有了统一的认知,各参战平台才能建立起指向同一作战企图下的任务分析、规划和安排,群体性决策、自适应编组、分布式行动等具有智能化特征的活动,才能真正被激发出来并最终涌现出体系作战能力。

认知力强者胜,推动的是作战指挥从艺术到智慧的转进。智能化战争中,“AI军师”“智能参谋”进入作战指挥活动,带来的变化是指挥艺术里面添加了机器计算的成分。智能机器在算速和算法上的优长,使它们能通过海量数据关联分析,对战场态势进行呈现、分析和预测,辅助指挥员预判敌方企图、动向和威胁,从而促使作战指挥由基于“经验”的艺术流,向基于“经验+算法”的智慧型转进,把认知对抗从人类大脑领域拓展到了“人脑+机器脑”的新空间。美军2020年8月组织的“阿尔法空战”实验中,AI战机5 0击败人类飞行员,其背后的基础是40亿次仿真训练。智能化战争中,纯人脑的认知能力水平必将受到来自机器脑认知的强力挑战,而机器脑失去人脑的介入也会失去战争灵魂,“人脑+机器脑”协作融合形成智慧型认知才是制胜之道。

认知力强者胜,突显的是作战策略从近忧到远虑的延展。智能化战争时代,极易产生“机器信赖症”,任由机器对战场上的作战行动进行控制。但战争的复杂性告诫我们,机器的判断永远代替不了人类。“阿尔法狗”智能围棋虽然设定了四个策略来赢得棋局,但它仍有无法逾越的短视局限,其从繁就简的策略设计中,会对非关键因子进行“剪枝”处理,而被“剪枝”的恰恰可能是战争偶然的诱因。智能化战争中,发挥智能机器的优势,要在建立起“‘人机’交互、有人监督”的条件下,运用复杂系统中各分层之间相对独立的原理,对战局进行分层分域拆解,制定全局、局部和战术行动策略,形成一整套多级关联的规则库,让智能机器在指挥人员的监督下能够顺利地计算下去,在时间约束条件下快速得到一个基本满意的方案。一方面,避免机器陷入无休止的运算;另一方面,让机器在人类指引下对战局进行“远虑”,走向“谋全局而不是求一隅”的高度。

(作者单位:国防 科技 大学信息通信学院)

“智胜”机理:一个亟待研究的课题

刘光明

编者按 现代战争发生了深刻变化,最根本的是制胜机理变了,要想赢得战争必须把现代战争制胜机理搞透。当前,战争形态加速向信息化战争演变,智能化战争初现端倪。智能化战争的制胜机理是什么,有什么新变化,表现为哪些新特点?为把这些问题解答清楚,本刊特推出“聚焦智能化战争制胜机理”系列文章,欢迎广大读者献计献策、积极争鸣,共同推动智能化战争制胜机理研究走向深入。

当前,由人工智能引领的新一轮 科技 革命和产业变革方兴未艾,“人工智能就像先前的导弹、卫星一样,无论你是否有所准备都将登上人类战争的 历史 舞台”,智能化战争已经大步走来。打赢未来可能发生的智能化战争,核心是厘清智能化战争制胜机理。

厘清智能化战争制胜机理独特内涵

厘清智能化战争制胜机理,首先要把“机理”一词的内涵界定准确。笔者认为,“机”可理解为奥秘、门道,“理”可解读为道理、理由。所谓智能化战争制胜机理,即打赢智能化战争的门道(路径)和道理。为进一步厘清这一内涵,需要准确把握三对概念的区别与联系。

从机理与规律的关系把握独特内涵。规律是事物内在的本质的必然的联系,战争制胜规律是与战争制胜有关各种因素的本质联系和发展的必然趋势。战争作为复杂巨系统,制胜也具有复杂性,众多的制胜规律往往在战场上同时起作用。如果对具体战例作具体分析会发现,每一次胜负较量必定有某个规律起决定性作用,其他规律则起着辅助的但也是不可缺少的作用。战争制胜机理则是战争制胜因素在一定条件下触发制胜规律、发挥制胜作用的链路及其道理。制胜机理依赖制胜规律,体现了制胜规律发挥作用时的途径和依据,但单凭制胜规律本身不能成为制胜机理。用相对简单的话来概括,即制胜规律是制胜机理的基础,制胜机理是制胜规律的应用之道。

从机理与机制的关系把握独特内涵。机制是事物内部的构造、功能和相互关系,作战制胜机制是作战体系各要素互动形成合力、实现制胜的内在机制,如集效聚优、并行联动都是机制,是对有关制胜机理的运用方法和实现方式,且这些方式方法体现一定的规则,带有某种制度化的特征。在信息化战争中,对情报侦察、指挥控制、火力打击和综合保障等作战要素进行综合集成,对陆、海、空等作战单元进行优化重组,会形成多种多样的制胜机制。这些制胜机制大都包含这样的制胜机理,即:事件转化为信息、信息转化为态势、态势转化为认知、认知转化为决策、决策转化为行动的信息制胜链路,等等。由此可见,制胜机理是内在的“道”,更为抽象,而制胜机制是运用道的“术”,更为具体。

从机理与理论的关系把握独特内涵。认识、把握和灵活运用战争制胜规律和机理,需要从理论和战略策略上作出正确的指导。睿智的军事理论家,总是在发现新的制胜规律和机理后,作出理论上的加工和创造,由此形成新的军事指导理论。可见,军事理论创新的核心在于揭示和厘清新的战争制胜规律和机理,进而概括出新的战争指导。世界军事史上,马汉的“海权”理论、杜黑的“制空权”理论、富勒的“机械化战争”理论、图哈切夫斯基的“大纵深作战”理论、格雷厄姆的“高边疆”理论等,都揭示了相应的战争制胜规律和机理,引领了军事潮流,改变了战争面貌。可以说,战争制胜机理是军事理论创新的基础和源泉,军事指导理论是战争制胜机理的灵动运用和理论升华。

辩证把握智能化战争制胜机理多重意蕴

智能化战争的制胜机理包括战争制胜的一般机理,同时又体现着算法博弈的鲜明特点;在战略、战役、战术等层面都有相应的制胜机理,同时也都与算法博弈紧密联系。由于受多种因素制约,每一场战争具体的制胜机理都可能有所不同。这里,仅列举几类带有一定普遍性的制胜机理。

以“强”打“弱”的“智胜”机理。“强胜弱败”是带有一定普遍性的战争制胜规律。即使是那些以弱胜强的战例,往往也须在局部和特定时段形成对敌的力量优势才能真正取胜。依据“强胜弱败”规律,以强打弱便成为带有通用性的战争制胜机理。这里的“强”,是整体战斗力的强。在机械化战争时代,整体战斗力的强大主要体现为兵力和火力优势。在信息化战争时代,军队能打胜仗有赖于信息力优势。而在智能化战争时代,智力优势对战斗力的贡献率远高于其他要素。在智能化战争对抗中,人的智能广泛渗透到作战领域、移植到武器系统,智能水平更高更强的一方,能够更好地开发和运用以强打弱的“智胜”机理,甚至据此设计战争、主导战局发展,取得最终胜利。

以“高”打“低”的“智胜”机理。这里的“高”“低”,主要指“代差”“维度差”。通常情况下,运用更高级战争形态和作战样式的一方能够打赢尚在运用较低维度战争形态和作战样式的一方。比如,普遍使用火枪的部队几乎都能胜过使用大刀长矛的部队。如果说“高”胜“低”败是制胜规律,那么以“高”打“低”的那些门道及理由便成为制胜机理。在智能化战争进程中,针对对方作战体系的弱点进行打击,使其“智能”降低或失效,实施“降维打击”,便是以“高”打“低”“智胜”机理的具体运用。还要看到,智能化战争时代很可能存在由低到高的多个发展阶段,尽可能让自己处于高级阶段,攻击对手使其处于低维度的阶段,也是以“高”打“低”“智胜”机理的运用。

以“快”打“慢”的“智胜”机理。随着科学技术的强劲推动,战争中“快”的内涵在不断刷新。在第一次世界大战期间,坦克机动速度每小时只能达到4 8英里,到二战期间装甲集群已能实施闪击战。近些年我们认为超级计算机已经很快了,但量子计算机处理“高斯玻色取样”的速度比最快的超级计算机快一百万亿倍,量子算法比经典算法实现了指数级的加速,人工智能将实现质的飞跃。未来智能化战争在算法的支撑下,预警时间提前,决策时间缩短,作战行动向前延伸,“观察-判断-决策-行动”周期大幅压缩,“瞬时摧毁”升级为“即时摧毁”,真正进入发现即摧毁的“秒杀”时代。

以“巧”打“拙”的“智胜”机理。在一些经典战例中,我们往往能够看到指挥员运用灵活机动的战略战术,变被动为主动,化劣势为优势,体现了“巧”能胜“拙”的制胜规律和以“巧”打“拙”的制胜机理。智能化战争中的“巧”,依托算法优势,开始从指挥员的大脑中走出来,被赋予拥有“智能”的武器系统。当智能化战争发展到一定阶段,全域多维、各种类型的智能化作战平台能够快速耦合作战力量,根据任务需求构建作战体系,自主实施协同作战,任务结束迅速回归待战状态,呈现智能自主趋势。未来智能化战争将向极地、深海、太空等领域拓展,以“巧”打“拙”的“智胜”机理也会相应拓展,开发出更多更新的“智胜”路径。

前瞻 探索 和开发智能化战争制胜机理

当今世界, 科技 革命和军事革命相互影响,战争形态在加速演变,战争制胜机理也在不断更新。在智能化战争大幕缓缓开启的背景下,必须紧盯智能化战争制胜机理的发展趋势,变被动为主动,变跟进为引领,前瞻 探索 和开发智能化战争制胜机理,牢牢掌控打赢智能化战争的主动权。

开发新的制胜机理。 历史 和现实表明,先进的科学技术一旦被运用于军事,将使战争制胜机理发生深刻变化,从而使现有的作战指导、条令法规和部队编制随之改变。在人工智能飞速进步的今天,军事智能的发展不可限量,未来智能化战争具体的制胜机理也必然超出现有的预料。应积极 探索 现有先进技术可能运用于智能化战争的潜能, 探索 其可能的制胜机理。全面分析对手无人化作战体系的薄弱节点和我之优势,从目标靶点反推制胜机理,提出军事创新需求,精准研发战略性、前沿性、颠覆性技术,推动战争“ 游戏 规则”向于我有利的方向转变。

验证新的制胜机理。智能化战争制胜机理的研究成果究竟管不管用,需要用实践来检验。在相对和平时期,应加强实战化军事训练和针对性作战实验的检验,在检验中发现问题、修正认识,使新的制胜机理尽可能科学、周密。在时机和条件成熟时,推动新的智能化战争制胜机理成为军事训练全方位变革、整体性提升的依据,坚持以战领训、以训促战,做到按智能化战争实战要求训练,实现作战和训练一体化。要以我为主,适度借鉴外军,破除定性分析多、定量分析少的局限,大力构建完善智能化战争实验室,打通从制胜机理到作战概念再到实验平台的创新链路,推动去粗取精、去伪存真,提高智能化战争制胜机理研究成果的科学性、权威性。

升华新的制胜机理。新的战争制胜机理是推进军事理论创新的深层依据。当我们发现了新的以“强”打“弱”、以“高”打“低”、以“快”打“慢”、以“巧”打“拙”等具体的“智胜”机理后,就可以契合这一机理提出核心作战概念、作战原则和战争指导等,经过系统加工形成关于智能化战争的新的军事理论。有人说,“丰富的想象力和深刻的洞察力,远比百分之百的准确性更为重要”。要适度鼓励战争设计上的“异想天开”,引导有创见的研究人员在深刻理解军事智能“技术创意”及其衍生而来的制胜机理的基础上,提出新的“战争创意”。要基于智能化战争制胜机理的研究,深化军事理论创新,加快形成具有时代性、引领性、独特性的军事理论体系。

(作者单位:国防大学国家安全学院)

求一篇有2500字以上的关于(人工智能在现代战争中的应用)的论文!!谢谢!

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,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。

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