5G時代智能指揮與控制

◆安凱軍

5G時代智能指揮與控制

◆安凱軍

（國防科技大學信息通信學院 湖南 410007）

通信技術的每次改革與創新都必定會促使指揮與控制從形式到內容上的改變，第五代通信技術5G也是如此，現已發展成美軍等最為關注的重點。5G網絡有著可信度高、開放性大等特點，這些對軍事物聯網發展都是十分關鍵的，能夠很好的解決建設中出現的成本管理與流量“瓶頸”問題。探究5G對指揮和控制影響的有關話題，從而了解與掌握其在指揮與控制上的發展方向，尤其需要關注其在軍事指揮與企業管理中的發展態勢。

5G；指揮；控制

近30年，民用移動通信實現了快速發展，現已成功由1G發展為4G，系統性能也實現了全面發展，網絡容量日益增加、業務種類不斷豐富、可靠性與安全性日趨加強、運用場景與范疇快速擴展。當前，為了能夠有效適應未來快速發展的數據流量、海量設備連接、各種業務出現以及全新場景，第五代移動通信（5G）系統的研究正在全面、系統開展。當前5G已經成功實現大量新科技的引入，網絡分布也十分全面，傳輸、頻譜以及能量效率實現快速增長，能夠給各個類型的業務帶來服務，有效減少業務傳遞中出現的延時與成本。

1 5G技術特點及發展現狀

二十一世紀是信息社會，人們對移動通信的需求也是不斷提升，當前已有的3G已然無法實現使用者的實際需求，無線寬帶化通信（4G）開始出現。當互聯網與物聯網技術獲得進一步發展時，也促使了第五代移動通信技術的問世，也就是第五代移動電話通信標準（5G）。各個技術的發展狀況如下表所示。當前5G正處于研發當中，預計將會在2020年實現全面普及，可以實現眾多設備的同時連接，盡可能給使用者帶來更多服務。我們國家對5G的研究相對較早，在2006年就開始著手研究，之后，韓國、日本等都相繼開始了研究計劃，亞太地區都給予很大支持與鼓勵。并非只是在亞太地區獲得了人們的關注，在全球范疇內都獲得了大眾關注，5G或許會變成一個全新的發展潮流。5G的運用與普及將會產生一種全球統一的技術標準，促使其在全球市場中都能夠實現正規化、全面化發展。

5G與4G網絡之間最為主要的差異就是速度，依據相關數據，5G的速度將會達到4G的很多倍。并且，其還會具有較低的延遲率與較大容量等優勢。

（1）超高速率。5G網絡具備很大的通信頻段，傳遞速度也實現了快速上漲，在測試過程中，實現了10Gbps峰值下載速率。較高的速度可以實現云端與終端之間的有效連接，構成互相影響與促進的發展路徑。如，在5G環境下，自動駕駛能夠讓云端與終端一同賦能，有效提升自動駕駛技術的可信度。

（2）超大容量。5G是下一代移動通信設施的主要構成部分，其給巨大的數據量與信息量傳遞帶來了機會。5G基站能夠給很多終端帶來同時服務，能夠實現每平方公里100萬臺設備的連接，相較于4G上千臺設備的連接，其連接能力實現了大范疇的增長。未來，具備超強鏈接能力的5G網絡能夠實現10億多個場所的連接，50億人連接，500億物的連接，成功步入萬物互聯時代。

（3）超低延時。相關數據證實，5G有效削減了網絡延時。給更多延時要求、更高運用發展帶來了機會。今年年初，福建省外科醫生通過5G技術開展全球第一例遠程外科手術，運用的智能機械臂僅出現了0.1s的延遲。在5G環境下，智能制造云化機器人能夠在1毫秒的端到端通信延時中，達到99.99%的連接率，該指標是未來工業4.0的主要發展趨勢。

2 5G技術在指揮控制中的應用前景分析

就發展進程而言，不論是形式或內容，通信技術每次都會給指揮與控制帶來全面的改革。數字化轉型必定是當前管理中最為熱議的話題，雖然每個人對其理解有著很多不同，但是無論是普通群眾、企業家或是管理者，都是將自身工作場景以及業務程序當作重點，通過數字化的方式，在大數據的搜集與研究中不斷發掘出對自身具有價值的服務模式，從而對后續發展與變革給予指導，因此其實質都是讓自身的指揮與控制過程更加迅速與完善。

5G和平行指揮、控制之間存在著必然聯系，因此在虛實平行中，不僅形成了很多人工信息，可視化與智能化還對通信寬帶給出了更多要求。當前，相關單位和愛立信、電信等進行合作，現已基本實現了5G的無人車測試和經營的平行管理系統驗證。當軍事指揮控制開始實現常態發展，企業管理也必須要實現快速轉變，控制與管理體系將會變成5G實施的最為主要的一個運用場景。

構成該種情況的主要因素為數據驅動管理智能化與交互實時性。首先，指揮控制與管理是人工智能開展的主要場地。在開展智能平行指揮與管理的時候，需要將物理、軟件定義或數字孿生的人工指揮控制與管理系統當作主要依據，對可視化、虛擬社會與混合擴展現實等技術進行管理。其次，平行的在線嵌入式計算實驗獲得了很多人工信息，進而對實時I/O能力提出了更多要求，在多數環境下要獲得5G甚至是更大的支持。最后，在平行驅動與執行的環節中，任務的明確與闡述都是通過交互式動漫、決策劇場等開展，利用虛實互動實現虛實互相間的閉環指揮與管理反饋，5G給其帶來了更強大的保障。

因此，不論是軍事或企業智能化管理，為了能夠獲得更多收益，平行指揮控制和管理都需要獲得5G甚至是更強的通信支持，將會變成5G未來運用最為主要的一個場景。

3 5G技術在指揮控制中的應用策略

“需求牽引、技術推動”是促使人類社會不斷發展的源動力。5G技術的全面運用，必定會促使軍用場景的不斷改革。展望5G技術在智能指揮以及控制技術上的發展，借以重塑我們所面臨的諸多任務挑戰。5G聯網平臺、聯網彈藥、聯網飛行器、聯網機器人、聯網X，發現即摧毀將成為常態，OODA 的閉環實時化，各類武器控制平臺系統（有人和無人）的無縫隙網絡閉環以及 C2M 系統功能的軟件定義和 C2 系統的敏捷性增強，不但會對裝備的創建帶來很大影響，還會讓軍隊的編制、戰斗方式等發生本質性的改變。就當前具體狀況可以得出，5G將會在C2領域中出現四大方面的變革。

首先，通過5G能夠有效解決組織改革中存在的指揮鏈復雜性問題。當組織在進行改革時，會導致各種復雜問題的出現，如行動、實體等，這些都會讓C2M問題更為艱難。5G具有的寬頻帶、低延時等特點，不但能夠讓人與人互相間的通信更為便捷，還能夠給物聯網設備操作帶來可能，讓多維、多域以及跨空間的資源實現互相鏈接，從而能夠利用C2系統信息鏈成功克服指揮鏈的復雜性問題。

其次，依據5G技術創建魯棒的立體多域一體化網絡環境。5G的連通性可以讓網絡賦能組織實現更為便捷的活動，并且能夠實現共享。還能夠創建更為全面、系統的多跳網絡通信模式，給C2決策帶來魯棒、高效的作戰實時信息服務。在未來發展中，隨著5G技術的持續改善，必定會創建出一個能夠實現軍民兩用的具有較高魯棒性的 “空天地海一體化網絡環境”。

再者，通過5G填補C2數據存在的泛在化缺陷。由于不具有場景驅動的泛在數據搜集會造成C2系統出現負債過大、信息質量低下、可信度低等很多問題。通過5G的“嵌入式基站”優勢，利用平臺端計算（裝載平臺級處理原始數據）、分隊邊計算（處理局部態勢）、合成單元云計算（大數據研究、改進人機接口）的“端+邊+云”系統架構，能夠成功讓指揮信息系統與武器平臺系統進行有效融合，從而實現戰斗能力的全面提升。

最后，通過5G創建全新的組織模式。將方法論當作主要依據，軍事指揮人員和工程技術人員的互相合作，實現指揮（戰斗方法）和信息技術（技術方法）的互相結合，讓新型的科學研究者與工程人員更為全面的掌握信息科技在軍事領域的運用情況，對C2文化進行改革，在技術上構成一種全新的指揮和控制模式（如分布式的、網絡賦能的、以任務式為依據的C2 方法），給新世紀的智能化軍隊管理帶來保障。

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