“蜂甲一體”作戰體系架構研究?

樊延平 宗 迪，2

（1.陸軍裝甲兵學院 北京 100071）（2.中國人民解放軍61206部隊 北京 100043）

1 引言

在人工智能、大數據、云計算等高新技術飛速發展的背景下，無人蜂群和無人戰車等裝備的出現使未來戰場形態發生顛覆性變化，地面突擊作戰作為現代陸軍遂行的主要任務，亟需形成空地一體作戰能力，無人機蜂群編組小型靈活，整體能力突出，對于彌補地面裝甲作戰不足有天然的優勢，能夠大大提升地面裝甲的整體作戰能力和作用空間。2012年美海軍研究生院Loc Pham［1］提出了無人機蜂群對海作戰的概念［2］；楊王詩劍［3］從理論上論述了無人機蜂群攻擊航母的可行性；2020年9月，航天科工集團演示了無人機蜂群與地面裝甲車輛的協同配合，但目前實現的無人蜂群協同本質上還是集群作戰，還沒有達到蜂群要求的人蜂交互，蜂群自主，涌現群體智能的效果。

著眼于地面突擊作戰空地一體協同作戰能力，將無人蜂群加入地面裝甲系統，開展“蜂甲一體”作戰概念研究，并針對“蜂甲一體”中自主協同、態勢共享、通信互聯等關鍵問題，融合作戰云和知識圖譜的優勢能力設計基于CCKG的“蜂甲一體”作戰體系架構，在此基礎上描述“蜂甲一體”作戰概念圖像，將作戰概念具象化，為陸軍地面突擊作戰運用方式創新提供理論和技術支撐。

2 “蜂甲一體”作戰概念設計

作戰概念是軍事理論的核心環節，其設計更是作戰需求生成、作戰裝備研發的重要環節［4］，這里主要介紹“蜂甲一體”作戰概念中的基本內涵、構成要素和典型作戰樣式。

2.1 基本內涵

如圖1、2，無人機加入裝甲作戰對地面裝甲體系作戰能力的彌補是顯而易見的，“蜂甲一體”中“蜂”是指具有一定智能化能力，能夠互聯互通的中小型無人機集群，與一般集群作戰的最大的區別在于蜂群的群體智能；“甲”是指地面裝甲突擊裝備，包括有人/無人戰車、坦克、步戰車、火力支援車等；“一體”是無人機蜂群和地面裝甲通過網絡鏈接打通地空鏈路，通過一定形式的編組形成整體作戰能力。

圖1 無人蜂群與坦克協同演示

圖2 步戰車與無人機協同作戰

因此提出“蜂甲一體”的基本作戰概念：“蜂甲一體”是由大量無人機（小型、中型）和地面裝甲裝備組成，以單平臺無人機和單個地面裝甲裝備的作戰能力、交互能力為基礎，以地面裝甲/裝甲集群、空中蜂群自適應性和組網能力為核心，以系統群組智能涌現能力為期望［5］，基于開放式體系架構構建的空地一體立體協同作戰體系，力圖實現人-蜂-甲全面鏈接，可遂行多樣化軍事任務，包括對地、空、近海目標進行戰術打擊，戰略威懾等對抗行動。

2.2 構成要素

作戰概念設計的目的是通過構建典型作戰場景，在未來戰場形成具體的作戰實施方案，參考作戰方案的內容，如圖3在未來的“蜂甲一體”作戰概念中，戰場環境和作戰對手都更加廣泛多樣，不同于一般無人機群共同執行作戰任務，智能化戰場環境下的“蜂甲一體”作戰概念戰斗方法可分為以下方面。

圖3 作戰概念要素構成及關系

1）武器裝備。“蜂甲一體”中蜂群中多采用小型折疊翼無人機，根據自身載荷可分為偵察、電抗、火力等類型，可車載或手動發射，一輛裝甲車可配備8臺～15臺無人機。目前多采用多旋翼無人飛機，起飛和降落基本不受地形限制，甚至能在裝甲平臺上直接放飛，也可采取單兵背負微型無人蜂的方式，和裝甲平臺構成“蜂＋甲”一體化。

2）力量編組。在執行預定作戰任務中，可根據任務類別分配“蜂甲”的類別和數量，再通過威脅等級和防御能力智能規劃任務，選擇“蜂”的載荷，采取多模發射［6］，經過一系列的協同動作完成任務并進行評估。可通過仿真手段對力量編組進行評估，迭代出適用于軍隊編制體制的“蜂甲一體”力量編組。

3）作戰行動。“蜂甲一體”中無人蜂群可充當裝甲平臺的“眼睛”，蜂群前出偵察實現集群感知和態勢共享，依托戰術態勢指揮控制系統，實現人-蜂-甲互聯，對目標進多源偵察、察打一體、信息對抗、飽和攻擊等任務。

2.3 典型樣式

當蜂群加入裝甲作戰平臺后，它們將能夠承擔更加多元化的作戰任務，下面列舉“蜂甲一體”的幾種典型作戰場景。

2.3.1 協同廣域偵察

“蜂甲一體”作戰中可進行態勢信息共享，通過協同廣域偵察，提前獲取敵方裝甲、人員等目標的位置，為未來射程超過30km的反坦克導彈提供目標位置，甚至還能預警直升機，解決“甲”探測距離短、防護能力弱等問題，提升裝甲平臺的戰場生存能力。

搜索并且發現任務區域內的目標，進行目標指示與定位、動態目標跟蹤是后續等一系列作戰活動的基礎和前提［7］。無人蜂群的加入為地面裝甲的偵測能力裝上了翅膀，充當裝甲平臺的千里眼，蜂群前出執行監視偵察任務，依賴機載傳感器，實現蜂甲集群感知，偵察重點是部署在敵縱深的火炮陣地、堡壘、重要軍事設施等主要目標。配置了多型傳感器的無人機蜂群也可在天基等探測手段的基礎上，通過多種偵察手段如紅外、雷達、光電的配合，對大型目標進行覆蓋式掃描，“蜂群”內部通過態勢共享和多模信息融合完成對目標的交叉定位、交叉印證，獲得更廣的探測范圍，更精確的定位，同時實時與裝甲平臺進行態勢共享并傳回指揮所，也可直接發送給單兵，依托戰術態勢指揮控制系統，實現人-機-甲互聯。

2.3.2 輔助攻擊

輔助攻擊即“察打一體”，“蜂甲一體”執行任務的過程就是對敵方的時敏目標，如敵方最高級別指揮所、移動防空設施等進行無縫鏈接的偵察、打擊。裝甲平臺一般部署在前沿陣地，可偵察到近距離的目標，而蜂群可以在任務區域大范圍搜索可疑目標并對目標實時多方位、多源的偵察和協同定位，通過信息融合和智能決策，由裝甲平臺和處于合適位置攜帶攻擊載荷的蜂群對目標進行協同攻擊。通常情況下，地面操控員基本不參與無人蜂群對預定固定目標的打擊過程，但對于隨遇目標，則需要操控員對無人機集群飛行的姿態進行調整，確保能順利發射攻擊載荷，一般是激光制導導彈。輔助攻擊對于平臺之間的協同控制要求非常高，在“傳感器-打擊”過程中要求實現極高的一致性。

由于自身平臺限制，無人機蜂群無法攜帶大當量的殺傷性武器，因此蜂群對裝甲平臺的輔助不只是火力輔助，還可以是信息攻擊、通信干擾等，實現綜合輔助效能，“小精靈”無人機就可對敵方進行電子壓制，隨后由蜂群對打擊目標的毀傷結果進行評估，以確定是否發動二次攻擊，評估同樣由人機智能決策相結合來完成。

2.3.3 超飽和消耗攻擊

“蜂甲一體”的另外一個作用就是徹底消滅游擊戰的生存空間。游擊戰被認為是敵我對抗中弱勢一方的最有效抵抗手段，但是在蜂群系統面前將失去作用。有了蜂群的裝甲力量優勢進一步擴大，很大程度上降低了被偷襲的可能，很難再用非對稱手段來抵抗。飽和攻擊是指防御方的瞬時防御能力有一個上限，當攻擊方同時攻擊的力量超出防御方瞬時防御能力上限時，防御方將很快崩潰的一種作戰概念［8］。單平臺無人機成本低，無人蜂群數量多可消耗，在戰場上被打掉幾架也不影響作戰系統正常運轉，其余的集群仍可正常執行作戰任務，并通過引導裝甲火力進行精確式打擊，可最大程度上消耗、打擊敵重要目標和有生力量。

“蜂甲一體”作戰體系中還可通過大量低成本的無人機作為誘餌，壓制敵防空系統，如DARPA開展的“小型空射誘餌”（MALD）項目，利用小型空射干擾機引誘敵方防空系統，消耗敵方的防空導彈，然后通過高速導彈摧毀對方的導彈陣地［9］。

3 “蜂甲一體”作戰體系架構設計

“蜂甲一體”作戰體系中自主協同和智能決策需要巨大的計算能力和數據分析能力，缺乏最優解，因此以資源共享和數據智能分析為目標，提出基于作戰云和知識圖譜融合的CCKG（Combat Cloud&KnowledgeGraph）“蜂甲一體”作戰體系架構。

3.1 總體架構

“作戰云”是美空軍提出的在戰場內進行數據分發和信息共享的總體網絡，可增強平臺上傳感器、射手和網絡節點的戰術性能、決策制定、指揮與控制，共享實時戰術信息［10］。“作戰云”可提供動態、可改變的云資源池，依托云技術把各個作戰平臺的資源匯集成“云”，并整合整個作戰體系中的作戰資源，實現戰場信息高度共享—作戰平臺優化合作，完成高融合度、高作戰效能的指揮控制過程。知識圖譜可提供組織、管理、應用這些云中海量數據資源的工具，通過信息抽取、知識融合、知識加工把作戰云中的數據轉化為知識［11］，使數據產生智能，為作戰指揮員提供決策支持。如圖4所示從數據層面實現人—蜂—甲互聯，建立以知識為核心的作戰體系，最終實現在認知域、信息域、物理域層面全方位戰場感知、認知、行動的互聯、互通乃至互操作［12］。

圖4 基于CCKG的“蜂甲一體”作戰體系架構

3.2 運行方式

基于CCKG的“蜂甲一體”作戰概念體系架構的運行方式如下。

1）分布式動態、彈性資源共享。“作戰云”是“蜂甲一體”中單個平臺互聯的基礎，采用異構聚合網鏈，構建去中心的2.0版本空地分布式網鏈架構，以網狀數據結構突破信息融合邊界，擺脫不同平臺的限制，實現人-機-甲互聯和實時資源共享，分布式執行作戰命令，從體系對抗轉變為云對抗。

2）按需提供服務，信息選擇性公開。每一個作戰平臺都是一個節點，節點匯聚后利用指揮員的知識和系統智能分析形成情報分析服務，按照用戶需求根據不同的作戰任務自主指揮控制或為指揮員提供輔助決策。在CCKG體系架構中資源服務與情報分析都可針對不同的用戶設置權限，不同等級的作戰人員能夠接觸到的信息量是不同的，確保了作戰行動中軍事信息的安全性。

3）架構靈活可重組，情報分析智能決策。不同于以網絡中心戰為基礎的聯合火力打擊，CCKG以可動態重組功能服務為架構，在時空一致、同步的條件下實時響應，實現戰場資源快速重組，這個架構是循環往復不斷更新的。知識圖譜強大的知識理解、計算分析、數據管理能力使得大量傳感器搜集到的情報可以得到很好的處理，這些多元、異質的數據通過知識圖譜的關聯融合、人-機智能分析，輔助指揮員從海量戰場數據中萃取關鍵情報，并進一步轉化為可操作的決策指揮能力。

4）跨域自適應任務協同。應用CCKG架構最終落到控制中心的“蜂甲一體”應用終端，在自適應完成作戰任務的過程中，這個體系架構最大限度實現了戰場感知、認知的共享及融合，作戰資源的動態聚能和釋放，作戰任務的臨時受領和作戰企圖的即時達成，以及跨領域作戰能力的互補增效［13］。

3.3 典型目標圖像

基于CCKG體系架構，“蜂甲一體”作戰突破了異構平臺的限制，打破了地空壁壘，共享戰場態勢，并在情報智能分析系統中利用大數據挖掘等先進人工智能技術為指揮員提供輔助決策信息。如圖5運用可視化的方式重點描述作戰概念的構成要素和組成關系，為后續作戰應用提供實施方案的基本藍圖。

無人蜂群和地面裝甲在加載初始作戰任務后，基于戰場環境的變化進行自主判斷，依靠預設的規則約束，在不需要人為干預或盡可能少的人為干預情況下，協同完成預定的作戰任務［14］。如圖6，“蜂甲一體”OODA閉環為蜂甲自主感知—蜂甲自主偵察—蜂甲自主目標識別—蜂甲自主/輔助決策攻擊—蜂甲自主防護的戰斗，實施跨域聯合作戰，從綜合火力打擊轉變到聯合效果作戰。

“蜂甲一體”作戰概念與空地一體協同作戰概念最大的區別就是蜂甲的高度自主性，理想條件下蜂群可以完全達到無人自主控制，與地面有人/無人裝甲系統配合涌現群體智能。“蜂甲一體”作戰概念具有無人化、立體化、智能化、功能分布化、低成本、高持久力等特點，且集合了雙方優勢能力的作戰體系可以把作戰效能最大化，達到n+n＞2n的效果。可以預見，未來戰場上“蜂甲一體”可作為一種非對稱手段，打擊敵方高價值的作戰系統，這種跨界融合優勢作戰能力的方式也是“蜂甲一體”作戰概念的制勝機理。

4 結語

無人裝備的出現例如無人蜂群、無人戰車等改變了未來戰爭形態和武器裝備發展思路，在“蜂甲一體”體作戰概念中基于CCKG的體系架構運用作戰云、知識圖譜等手段把蜂群與裝甲平臺進行一體化融合，打通空地鏈路，可通過在裝甲平臺的戰術態勢指控終端和單兵智能終端融合加載無人機蜂群操控軟件，實現蜂-甲指揮控制一體化，賦予了“鋼鐵洪流”新的生命力。但蜂甲平臺之間的互操作性和信息安全性等問題仍存在，“蜂甲一體”中自主協同、動態重規劃以及通信網關等關鍵技術也需要進一步開展研究。