“智能+”概念及其在无人作战系统论证中的应用

马 瑾， 穆 歌， 舒正平, 张富雪

(1. 陆军装甲兵学院车辆工程系, 北京 100072； 2. 国防大学联合勤务学院研究生大队， 北京 100039； 3. 陆军装甲兵学院演训中心， 北京 100072; 4. 国防大学联合勤务学院联合装备保障系， 北京 100039)

军事智能化发展是当今世界的共识，无人作战系统作为智能载体将对作战理论、装备构成、作战方式、组织架构等带来重要影响。目前，国内对智能化战争的研究大部分集中在战争特点、战争理论等方面[1]。而对无人作战系统的研究，一方面结合发展现状提出无人作战系统技术需求，另一方面对实现无人作战系统作战能力的具体技术进行研究。如：林聪榕[2]对智能化无人作战系统的组成及其关键技术进行了研究；薛春祥等[3]对外军无人系统现状与发展趋势进行了研究；王飞跃[4]提出了面向平行化的智能指挥与控制理论；白天翔等[5]基于平行系统理论提出了平行无人系统的概念；杜度等[6]对美军基于能力的装备发展模式进行了分析。然而，目前无人作战系统的任务、能力、功能、技术需求不明确，缺乏对智能化战争、无人作战系统、基于能力的需求论证有机统一的系统分析方法；未能从智能化战争的本质“智能化”出发分析装备的发展趋势，挖掘无人作战系统的特点，进行无人作战系统需求论证。为此，笔者从“智能化”出发，从物理域、信息域、认知域的角度分析无人作战系统的构成，提出“+智能”“智能+”概念并进行对比分析，从4个方面对“智能+”概念进行深入解析，并分析“智能+”带来的军事作战转型及其在无人作战系统论证中的应用。

1 无人作战系统的构成

智能装备按照“连接—驱动—互通”的方式进行进化，集侦察、干扰、探测、通信、指挥于一体，采用模块化、开放式的架构进行设计。依托“功能+云+通信+硬件+软件”联网组合深入研发无人装备，可加快实现传统武器装备智能化升级。无人作战系统能够感知外部状态，实时分析计算，自主做出决策，精确控制物理设备执行操作，从物理学的角度看，其技术组成主要包括材料、能源、信息等，在军事领域的对抗也围绕新材料、新武器、信息技术展开。王飞跃[4]指出指控5.0的关键支持之一是社会物理信息系统，其是在物理域、心理域、认知域、网络域、信息域间跨域作战的系统。因此，笔者从物理域、信息域、认知域的角度分析智能化战争条件下无人作战系统的构成，如图1所示。

1.1 物理域

物理域是物质组成的世界。无人作战系统的物理域是指在陆地、海洋、空中、临近空间和太空等环境实施通信、机动和攻击的领域，主要包括作战主体、作战系统、作战环境和组织方式[7]。

1) 作战主体。它是指参与作战的无人装备，包括无人车、无人机、无人舰艇和无人潜航器等。其中：无人车负责地面侦察、感知、情报采集，并对潜在威胁发出警报；无人机负责从高、低空对地面进行信息采集或精确打击；无人舰艇和无人潜航器负责发现水雷、潜艇或舰艇，跟踪并汇报其位置信息。作战主体同时也是认知主体和信息主体，是对信息进行处理、能够认知世界的主体。

2) 作战系统。它是指无人装备为完成作战任务而配备的火力、机动、防护、信息处理等系统。其中：火力、机动、防护系统为无人装备提供攻击、机动和防护能力；信息处理系统包括信息产生、传输的硬件和软件。

3) 作战环境。它是指陆、海、空、临近空间和太空等战场。其中，陆战场是所有作战环境的基础，是巩固战果的重点，其作战环境又包括城市、边境、海岛等。在智能化战争环境下，陆战场主要有如下2个新特点：

(1) 作战地域可达难度大，正面接敌可能性小。在登岛作战中，面对海岸封锁，突击上陆建立战术登陆场难度加大；在城市作战中，伴随精确打击武器的广泛使用，在城市机动作战分割围歼残敌时，极易受到伏击、偷袭；在西部边境作战中，高海拔山地较多，地面装备机动难度大。

(2) 战场态势复杂多变。信息化、智能化技术的应用使作战样式转变为以小规模分队作战为主，作战力量功能多元化。无人作战系统可深入作战地域，使敌我双方互相渗透，战场界限划分不明确。

4) 组织方式。它是指无人作战系统作战编队的组织形式，包括有人与无人协同、无人作战系统自主作战。“有人系统+无人装备”的编组形式是目前最常用、也较易实现的组织方式，其组织过程如下：由指挥员对无人装备下达指令，执行侦察、打击等任务；指挥员根据无人作战系统获取的情报信息进行分析并做出决策，指挥其他作战单元协同行动。

1.2 信息域

信息域由信息构成，而信息由信号、符号组成，其经过加工形成具有应用价值的知识体。无人作战系统的信息域是获取、处理、应用信息，并实现信息共享的领域，主要包括战场上的电磁、网络信息资源，以及获取、反获取信息系统等。无人作战系统通过自身传感器、侦察设备获取信号，再对信号进行整理、加工，形成可用信息。以电磁波和光波为主的电磁频谱信息是战场信息的主要组成部分，以计算机系统为主的网络空间是战场信息处理、传递的主要空间。网络信息功能主要包括信息获取、信息传递、信息融合等，网络信息类型主要包括原始情报信息、解析情报信息、聚合情报信息。

1) 原始情报信息。它是指无人作战系统采集的图像、视频、红外等信息，主要包括状态信息和行为信息。其中：状态信息包括交通、地形和距离等；行为信息包括监视对象的运动状态、轨迹和速度等。

2) 解析情报信息。它是指对原始情报信息进行分析、整理所形成的敌情、我情、战场环境等结论信息。其中：敌情包括敌方的编成、企图、部署和武器等信息；我情包括前方战况、己方装备等信息；战场环境包括地形、道路、障碍和兵力位置等。

3) 聚合情报信息。它是指为保障信息的准确性，增加获取信息的质量和数量，对多种类、多信息源和多平台传感器获取的信息进行自动检测、分析、评估，得出准确战场态势信息，如武器数量、敌军火力点、前方路况等。

1.3 认知域

认知域是通过感觉、认识，由思维构成的世界，包括知识的生成、交换、存储和运用[8]。在智能化战争条件下，战场认知空间需要物理域支撑，如传感器、无人车辆、数字网络等。无人作战系统的认知域是无人装备在知识储备的基础上对环境、任务的感知、理解以及决策。知识是无人作战系统所具备的需要完成认识感知、指挥控制的知识总体，包括模型库、规则库和数据库；感知是在信息域的基础上，对所获取的情报信息进行处理，得出能够指导下一步作战行动的意见或结论；决策是认知域的核心，是无人作战系统在智能化战争中优势的集中体现。由计算机所提供的知识库、模型库和数据库使无人作战系统从知识的角度具备了认知基础；知识储备使无人作战系统对信息域的认识和理解更加充分和合理；建立在态势感知、知识分析基础上的作战指挥能力使无人作战系统具有决策优势。

2 “+智能”和“智能+”

智能化战争催生了智能化概念的发展，以智能化技术和平台为支撑的智能化作战系统涉及多个系统和领域。为更好地发挥智能化技术和平台的牵引作用，笔者从中抽象出“智能+”和“+智能”的概念，二者均是在原有条件下融入了智能化技术和思维，但侧重点各不相同。

2.1 “+智能”和“智能+”的概念

“+智能”是对智能化技术和平台的深入应用，主体是传统系统，目标是完成传统系统的转型升级，提高作战效能。用智能化技术和平台对传统装备或系统等进行优化，可形成不同的改进产品。传统系统通过借助智能化技术和平台完成自身转型升级，改善或创新系统，实现作战效能增加。因此，“+智能”是使传统系统具备智能化能力的过程，属于不改变传统系统本身的增量行为。

“智能+”是在“+智能”基础上对智能化思维的运用，是开发模式和作战模式变革的新军事手段，是传统系统完成智能化后的一种高级形态，即传统系统通过智能化转型，将原有组织与智能化技术、智能化平台、智能化思维相融合，形成更先进的形态。通过智能化技术建立智能化指挥控制系统、武器装备态势感知系统、武器装备打击系统等，不仅能推动武器系统研发和生产的技术进步，提升武器装备的创新力，还能推动智能化向作战领域拓展，形成以智能化为基础和创新要素的作战体系。

2.2 “智能+”与“+智能”概念的对比分析

“智能+”与“+智能”的关系如图2所示，二者的差异主要体现在以下3方面：

1) 基础不同。“智能+”是以智能化技术为基础，逐步渗透到传统模块，使质量、速度得到提升，强调智能化技术的主动性，这是一种由外而内逐步渗透、循序渐进的影响方式，最终为系统带来深刻变革，引发变革的智能技术不同，系统所产生的效果就会不同。而“+智能”是在传统系统暴露出对作战环境不适应的情况下，以现有系统为基础，根据需求应用智能化技术和平台对系统进行改进、升级，提高系统整体性能，即以传统系统为基础带动整体向前发展。

2) 优势不同。“智能+”是在智能化技术和平台的基础上，结合武器装备，使武器装备功能模块化、设计方法智能化，通过对软件的更新，降低硬件更换带来的成本；通过对架构设计方法的改进，完善数据库建设，提高模型可重塑性，提升系统开发效率。而“+智能”是在传统装备、方法的基础上，利用智能化技术和平台对其进行更新，实现继承、创新，从而提高系统性能和作战能力的过程，其拥有数量优势、标准优势和应用优势。

3) 主导不同。“智能+”是由人工智能技术引领的对多系统进行升级的过程，主要从技术应用、开发模式、系统设计等方面影响传统系统构成，是由技术主导的融合过程；智能技术的应用对象未限定，与传统系统相结合，产生更多组合的可能，结果呈现多样性、未知性；其核心是传统系统发展模式的创新和转变，通过对装备需求、架构设计方法和装备发展模式的变革，使理论研究、作战模式发生变革。而“+智能”是传统系统在原有模式和结构不变情况下的系统与技术融合，是由传统系统主导的技术升级过程，只起到为传统系统增加智能化模式的工具作用。

通过以上对比分析发现：“智能+”比“+智能”更能体现智能化技术的牵引作用；面对复杂战场环境的不确定性，“智能+”能更好地体现作战系统的涌现性。因此，笔者将对“智能+”概念进行深入解析，并对其应用进行分析。

3 “智能+”概念解析

笔者从本质(融合)、核心(创新驱动)、增长要素(数据化)、组织模式(终端集成)4个方面解析“智能+”的概念内涵，并归纳其主要特征，对其实现阶段进行划分。

3.1 “智能+”概念内涵

“智能+”是在机器人2.0发展路线基础上演进的新形态，它不仅是一种技术手段，还是一种新的理念和思想方法。“智能+”是将人工智能作为当前信息化发展的核心特征提取出来，并与装备开发、体系架构分析、能力分析、作战运用等全面融合，通过创新驱动武器装备体系建设发展。

3.1.1 “智能+”的本质：融合

“智能+”即“智能+传统装备”“智能+作战能力”“智能+体系设计方法”等，是在利用人工智能的信息通信、信息感知、云计算、大数据等技术的基础上，将智能化与传统武器装备、构建方法、能力规划深度融合。因此，“智能+”的推进过程也是传统武器装备转型升级的过程。“智能+”的前提是人工智能技术的发展成熟，过程是传统武器装备研发转型升级并智能化，目标是提升武器装备体系作战能力、适应智能化战争需求，抓手是传统武器装备研发开放式创新，结果是武器装备更新换代、体系作战能力大幅提升。“智能+”的融合形成了武器装备多样、情报信息共享、作战能力相互依存、装备整体共生演化的生态系统。

3.1.2 “智能+”的核心：创新驱动

传统武器装备信息化程度低，体系架构更新发展慢，“智能+传统装备”“智能+架构设计”“智能+能力设计”“智能+作战运用”思维推动武器装备不断更新发展。“智能+”代表一种新的发展方式，增加了武器装备的新质作战能力，实现了武器装备体系架构的优选，是武器装备整体作战效能的涌现。“智能+”充分发挥了人工智能在装备、架构和能力建设中的优化、提升作用，将人工智能的发展成果深度融合到武器装备发展之中，提升了武器装备的作战效能和体系贡献率，形成更广泛的智能化顶层设计。“智能+”能够作为引擎促进武器装备论证、研发、试验全面升级，进一步提升武器装备需求论证水平，产生新的作战概念；“智能+”将构建有人、无人作战单元全部联网、统一调配的作战环境，充分发挥每个作战单元的作用。

3.1.3 “智能+”的增长要素：数据化

信息化所产生的数据具有即时性、递增性等特征，数据量呈几何增长，这给数据存储、处理均带来巨大困难。武器装备体系架构的建设重点是数据化，对设计过程中表示实际对象的元素进行格式化和整合，形成不同视角下的描述模型及产品等体系架构数据实体。无人作战系统的重要任务之一就是侦察探测，各种传感器和侦察设备均可采集多种类型的情报信息，产生大量数据。指挥控制系统需要根据已有知识库，对侦察探测数据进行筛选、判读，通过对有价值数据的融合、分析得出结论，辅助指挥员迅速做出决策。云计算和大数据技术的应用，使“智能+”实现了对海量数据的存储、挖掘和运用。

3.1.4 “智能+”的组织模式：终端集成

在智能化战争条件下，实现一体化同步作战是必然趋势。从作战全过程看，作战概念、任务规划等多个环节均有突破军兵种边界、提升跨域协作的趋势。无人作战系统之间、无人作战系统与指挥员之间、不同军兵种之间均要广泛深入地进行信息共享和交流。作战部队要面对执行不同作战任务的无人装备间进行自主协同作战的协同网络，无人系统与有人系统间进行情报传输、命令接收的指挥控制网络，多军兵种作战信息共享、分工协作、规划作战流程的结构网络等多张网络，多军兵种联合跨域作战只有采取云计算、指控网、智能终端相结合的方式，才能迅速有效地感知、响应各个作战单元的请求，及时下达命令，抓住稍纵即逝的战机，使单个作战单元实现“引导—侦察—打击”一体化成为可能。

3.2 “智能+”的主要特征

“智能+”使人工智能与武器装备相结合，不但推动单装发展，还能实现集群装备间的融合协同，发挥群体智能。“智能+”的主要特征如下：

1) 优化模式。无人系统与有人系统协同作战，改变作战力量编配，实现了“空海一体”“空地一体”的作战模式；智能识别与体系架构相结合，简化建模过程，实现了“数据支撑模型”的构建模式；智能化技术与能力生成相结合，有利于体现装备能力的新特点，形成“智能化技术+传统能力”的生成模式。

2) 提升系统稳定性。“智能+”对影响作战能力的侦察、打击、指控等环节进行改进和升级，在提高系统自动化程度的同时，降低了作战人员的参与程度，不仅能够减少人员伤亡，还能减少人为失误，提升系统稳定性。

3) 提高作战能力。“智能+”从多方面提高了部队的整体作战能力，如：缩短指控系统反应时间，加强多军兵种协同作战能力；简化架构开发流程，提高装备论证能力；实现作战资源共享，提升实时信息处理能力；改进系统智能化水平，提高辅助决策能力等。

3.3 “智能+”实现阶段划分

根据智能化技术发展进程以及应用领域，对“智能+”的实现阶段进行划分，如图3所示。

1) 智能阶段划分。根据智能化技术和平台的应用深度，将“智能+”分为初级、中级、高级3个阶段，其中：“初级智能+”阶段简单地利用智能化技术或者平台作为工具；“中级智能+”阶段将智能化能力植入传统系统中，使之成为“智能+传统系统”；“高级智能+”阶段将智能系统升级为智能化平台，即“智能+武器装备”，武器装备的开发模式兼具理论设计、武器研发和作战指挥。

2) 发展层次划分。根据智能化技术和平台的应用范围，将“智能+”按照由下至上、基础到顶层的顺序分为5个层次：开发理论框架、武器装备系统、信息融合平台、指挥控制平台、立体打击平台。各层次内容包括框架开发、武器系统开发、信息能力开发、指挥控制系统开发、自主打击和精确打击能力开发。

4 “智能+”带来的军事作战转型

“智能+装备”就是用智能化来服务装备建设，使作战样式、军事战略、作战理论、武器装备发生不可逆的变革，智能化、无人化军队成为新的建设对象，作战指挥跨域贯通，作战信息跨域共享，作战功能跨域互补。“智能+”为装备、作战带来思维转型、平台转型、开发链转型3个军事作战转型，如图4所示。

4.1 思维转型

思维转型主要从装备发展和作战运用2个方面进行分析。

1) 装备发展由系统思维向体系思维转变。传统的装备设计都是从单装出发，忽略了装备整体性能的发挥；装备发展思路中没有把装备性能放到智能化环境下进行分析，从作战需求去解读联合作战条件下装备的一体化感知、一体化指挥、一体化打击、一体化保障。“智能+”思维在装备论证阶段就以智能化作战为牵引，面向作战使命生成作战能力、装备能力，在战争特点和作战转型的指导下论证装备需求。应用“智能+”思维综合调配新研制装备和旧装备升级的比例，使装备研发生产目标明确、需求清晰。“智能+”从无人作战装备综合保障的角度出发，制定联合保障策略，提供保障器材储备。

2) 作战运用由多军种联合思维向以数据、自主、协同、跨域为中心的智能化思维转变。在“智能+”模式下，作战运用需要将每个系统融入“一体化”平台，通过各个系统的信息叠加、实时互动，为联合指挥、立体打击、跨域协同创造条件。“智能+”系统依托装备基础、作战系统，收集、分析、传递战场数据，适应新形势下侦察、探测、打击、协同需求，加强多军种间联动，提高联合指挥效率。

4.2 平台转型

平台转型主要从作战单元和作战环节2个方面进行分析。

1) 作战单元由操控平台变为自主平台。将人为控制的操控平台变为半自主或全自主的作战平台，是由智能化战争属性决定的。自主性是智能化战争的一个重要特点，针对其数据量大、打击速度快的特点，有人操控平台要向“人在回路”的智能综合平台转变。

2) 作战环节由级联平台变为网络矩阵。传统系统从设计到作战都是围绕单个作战任务，由指挥所下达指令或执行侦察探测或完成火力进攻，所侦察探测的信息由指挥所分析后，形成作战意图再下达。整个过程涉及环节多，反应时间长，作战效率不高。在“智能+”模式下，传统“侦察—判断—决策—打击”系统被改变，指挥体制向“全域分布式、网络矩阵式”演进，传统系统需要在新的作战环境下找到适合的方式。

4.3 开发链转型

“智能+”思维构筑“传统理论+智能化技术”的全新开发链。智能化技术对传统系统最大的冲击就是颠覆了其开发模式，能够对架构设计、能力开发、装备系统开发等方式进行重组。原有模型、理论基础结合智能化技术优势与特性，使开发链实现由固定模型、传统指标向模型可选、指标重建的模式转变。

5 “智能+”在无人作战系统论证中的应用

无人作战系统论证以未来战争为着眼点，充分考虑智能化因素的影响。“智能+”基于智能化技术改善无人作战系统体系架构构建、能力架构构建、装备系统升级的柔性[9]，缩小装备现有能力与能力需求之间的差距，如图5所示。

5.1 体系架构构建

传统体系架构根据美国国防部体系架构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF)定义核心数据模型[10-11]。“智能+”打破了先用视图产品对要素进行分类再进行建模的传统开发流程，降低了各视图开发流程的复杂性，便于数据的更改迭代。

“智能+”思维将模型划分为数据层和表现层。将文档转化为文本，利用实体识别算法、关系识别算法，识别出文档中的体系结构实体和实体关系，完善体系结构数据层并对数据要素、属性、关系进行详尽描述。在此基础上，根据需求可从数据中直接生成产品视图并采用可视化方法表达，形成表现层。开发人员根据生成的模型，结合实际情况进行调整，将调整后的模型再转换为体系结构数据，并补充语料库、调整特征模板，进而实现迭代开发。

5.2 能力架构构建

在装备全寿命周期中，构建装备能力架构要兼顾技术更新速度快与装备生产周期长的矛盾。“智能+”思维首先根据传统装备能力梳理各系统的子能力；然后从底层能力出发，结合各系统最新技术，按照“智能技术+传统装备能力”的模式，得出无人装备底层能力；再从底层能力向上聚合，形成二级、一级能力包，得出无人装备的单装能力。在此基础上，根据联网、协同、集群、跨域的作战理念，分析所需智能技术；按照“智能技术+无人装备能力”的模式，生成无人平台底层能力；再按照由下至上的能力聚合方式，形成无人平台的二级、一级能力包，从而生成无人平台能力需求。通过智能化技术与装备作战能力的映射，涌现出智能化战争条件下的新质作战能力，为提高装备整体建设水平、提升作战效能提供了重要依据。

如：无人车可用于人员搜救、器材搬运或简易爆炸装置安装，提高综合保障能力；无人机还可配合传统部队在情报侦察、引导打击、精确毁伤行动中发挥作用，形成立体打击能力；无人装备通过采用新材料，可减轻自身重量、降低红外电磁特征，形成战役多域投送能力和红外电磁防护能力；地面无人装备可采取轮式、足式、履带式行走机构，满足林地、山地、城市、岛礁地形，形成战术全域机动能力。

5.3 装备系统升级

传统装备系统结构复杂，功能单一，造价高，升级困难。“智能+”可根据装备能力需求，对装备的武器、侦察、通信、机动等模块进行升级改造，既可在利用原有装备资源的基础上提升装备能力，还可在原装备基础上进行模块加装，如增加计算模块、数据存储模块、人机交互模块等。借助智能化手段对装备进行模块化升级，既能发挥原装备的价值，又能将最新技术应用于装备，有效提升作战能力。

6 结论

智能化战争、无人作战系统是当前军事领域的研究热点，笔者从物理域、信息域、认知域的角度对无人作战系统进行了剖析，形成对无人作战系统的宏观理解，以体现不同因素对无人作战系统的支撑和影响。从“智能化”角度出发，抽象出“智能+”概念，通过“智能+体系架构”“智能+能力生成”“智能+系统设计”等应用为无人作战系统研究提供了可更新、可迭代、可创新的理论支撑。下一步，将着重研究体系架构框架、模型的具体实现方法。