淺析無人機(jī)在武警部隊(duì)中的應(yīng)用

曾強(qiáng)凱　梁志賢　周進(jìn)軍

摘 要 在未來復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境中，隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，多無人機(jī)協(xié)同對多目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行偵查和實(shí)施打擊是未來戰(zhàn)爭的必然選擇。本文介紹了無人機(jī)產(chǎn)生的背景及其在軍事領(lǐng)域的發(fā)展歷程，重點(diǎn)分析了無人機(jī)在武警部隊(duì)?wèi)?yīng)用中可能出現(xiàn)的問題，總結(jié)出可使用群智能優(yōu)化算法對無人機(jī)進(jìn)行任務(wù)分配和路徑規(guī)劃的解決方法。

關(guān)鍵詞 無人機(jī) 群智能 任務(wù)分配 路徑規(guī)劃

1無人機(jī)在武警部隊(duì)的應(yīng)用背景

人民武裝警察部隊(duì)擔(dān)負(fù)國家賦予的安全保衛(wèi)任務(wù)以及防衛(wèi)作戰(zhàn)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、參加國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)等任務(wù)。這些任務(wù)的共同特點(diǎn)是具有突發(fā)性、事件涉及區(qū)域較廣、人員數(shù)量較多、不確定因數(shù)較多、危險(xiǎn)系數(shù)較大，而事發(fā)區(qū)域兵力分散較廣，不能第一時(shí)間掌握現(xiàn)場情況，有效控制現(xiàn)場局面，也就給我方指揮人員在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)現(xiàn)地地形制定出一套確實(shí)可行的實(shí)施方案增加了非常大的難度。無人機(jī)以其機(jī)動性好、連續(xù)性強(qiáng)、零傷亡、隱身性能好、高超速過載、壽命費(fèi)用相對較低等諸多特點(diǎn)，可以在復(fù)雜、惡劣、狹小的環(huán)境中作業(yè)，并在近幾年的局部戰(zhàn)爭中表現(xiàn)優(yōu)異，得到一致好評。通過多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)對事件發(fā)生區(qū)域的先期偵查，可以迅速判斷事件的性質(zhì)和初步情況，然后將情況反饋給現(xiàn)場指揮員，指揮員根據(jù)收集到的信息可以更加快速準(zhǔn)確的制定出可行方案并付諸實(shí)施，有效控制了人員傷亡率、大大提高了事件處置的效率。對未來部隊(duì)在更加多元化、復(fù)雜化的戰(zhàn)場環(huán)境中處置任務(wù)具有十分重要的意義。

2無人機(jī)在軍用方面的發(fā)展歷程

無人機(jī)最早啟用于20世紀(jì)40年代，二戰(zhàn)中將無人靶機(jī)用于訓(xùn)練防空炮手，成為近代無人機(jī)使用的趨勢的先河；隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，無人機(jī)在擔(dān)任偵察任務(wù)的角色上開始展露它的彈性和重要性，20世紀(jì)55年代到74年的越南戰(zhàn)爭，海灣戰(zhàn)爭乃至北約空襲南斯拉夫的過程中，無人機(jī)都被頻繁的用于執(zhí)行軍事任務(wù)；1982年以色列IAI航空工業(yè)公司首創(chuàng)以無人機(jī)擔(dān)任其他角色的軍事任務(wù)；在黎巴嫩戰(zhàn)爭時(shí)期，偵察者無人機(jī)曾在以色列陸軍和以色列空軍的服役中擔(dān)任重要戰(zhàn)斗角色；以色列國防軍主要用無人機(jī)進(jìn)行偵查，情報(bào)收集，跟蹤和通訊；20世紀(jì)90年代，海灣戰(zhàn)爭后，無人機(jī)開始飛速發(fā)展和廣泛運(yùn)用。美國軍隊(duì)曾經(jīng)購買和自制先鋒無人機(jī)在對伊拉克的第二次和第三次海灣戰(zhàn)爭中作為可靠地系統(tǒng)；后來西方國家充分認(rèn)識到無人機(jī)在戰(zhàn)爭中的作用，競相把高新技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)的研制與發(fā)展上：新翼型和輕型材料大大增加了無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間；采用先進(jìn)的信號處理與通信技術(shù)提高了無人機(jī)的圖像傳遞速度和數(shù)字化傳輸速度；先進(jìn)的自動駕駛儀使無人機(jī)不在需要陸基電視屏幕領(lǐng)航，而是按程序飛往盤旋點(diǎn)，改變高度和飛機(jī)下一個(gè)目標(biāo)。

3無人機(jī)在武警部隊(duì)的應(yīng)用分析

我國武警部隊(duì)“點(diǎn)多、線長、面廣”，廣泛分布在城鎮(zhèn)、平原、山川、森林等廣袤的地域。通過大量調(diào)研分析，武警部隊(duì)現(xiàn)有無人機(jī)使用存在以下問題：

（1）現(xiàn)有無人機(jī)使用方式受參謀業(yè)務(wù)人員的主觀影響較大，客觀性差；

（2）現(xiàn)有無人機(jī)使用方案制定過程復(fù)雜，實(shí)效性能差；

（3）現(xiàn)有無人機(jī)使用方式單一、死板，對不同類型無人機(jī)的選擇主要取決于相關(guān)參謀人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，合理性差。

針對上述存在問題，可以通過群智能優(yōu)化算法仿真得到較好的解決。

在監(jiān)控方面，2008年Kingston D等提出了一種新的分布式監(jiān)控應(yīng)用—周界監(jiān)視，構(gòu)建了無人機(jī)集群協(xié)同進(jìn)行監(jiān)控的新模式；在目標(biāo)跟蹤方面，2006年Wheeler M等對多無人機(jī)群協(xié)同追蹤目標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并用基于積木塊算法對模型求得了最優(yōu)解；在集群協(xié)同作戰(zhàn)方面，2012年Hu J等運(yùn)用基于多代理的網(wǎng)絡(luò)使協(xié)同作戰(zhàn)的無人機(jī)群實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)的搜索尋優(yōu)算法；在路徑規(guī)劃方面，2009年Sujit等提出了基于粒子群的算法實(shí)現(xiàn)了對無人機(jī)集群路徑的最優(yōu)規(guī)劃；在任務(wù)分配方面，2016年周邵磊等人提出了一種Dubins路徑和改進(jìn)快速隨機(jī)擴(kuò)展樹相結(jié)合的快速航跡預(yù)估方法，有效避免了多種影響因素，確保了協(xié)同任務(wù)分配的實(shí)時(shí)性和有效性。

武警部隊(duì)擔(dān)負(fù)不同任務(wù)的戰(zhàn)場環(huán)境對無人機(jī)的要求和影響是不同的，需要面向任務(wù)需求的同時(shí)結(jié)合信息化智能化的手段、根據(jù)不同類型無人機(jī)的特點(diǎn)，有效、合理地進(jìn)行任務(wù)分配，以確保武警部隊(duì)中心工作的圓滿完成。

參考文獻(xiàn)

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