C2M和5G:新时代的智能指挥与控制

王飞跃 刘玉超 秦继荣 戴浩

1.中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 2.中国指挥与控制学会北京100089 3.一体化指挥调度技术国家工程实验室北京100192 4.北方自动控制技术研究所山西太原030006 5.中国电子设备系统工程公司北京100141

从历史演进来看,无论是形式还是内容,通讯技术的每一次革命都将为指挥与控制带来一场重大的变革.从古代军事中的烽火台、战鼓、旌旗、军号,到近代电话、无线电、计算机之后的C2、C3、C4 到今天网络时代的C4ISRK(Command,Control,Communication,Computer,Intelligence,Surveillance,Reconnaissance,Killing),以及正在兴起的以虚实互动为核心的平行指挥与控制,无不说明通讯技术发展对指挥与控制的关键性支撑和引导.原因很简单,指挥与控制的核心就是根据具体目标,通过交互完成过程和资源的组织、协调和执行,通讯技术自然至关重要.

在此背景下,5G 可能对指挥与控制带来的影响自然受到各国军事机构关注.特别是美国发布《5G生态系统：对国防部的风险与机遇》和《第五代移动通信技术对国家安全的影响》等报告之后,5G 与C2的关系,更加成为国防军事关注的焦点.人们不仅要问: 5G 是否变革C2 的手段? 5G 是否变革C2 的内容?C2 的定位与边界是否将有重大变革[1]?

例如,表征和理解指挥与控制的传统“OODA环”（即“观察(Observe)–判断(Orient)–决策(Decide)–行动(Act)” 是否仍然适用? 有必要迈向“PREA 环”（即“筹划(Planning)–准备(Readiness)–执行(Execution)–评估(Assessment)”）[2]? 与5G 配合,是否需要推出如“蜂群”等形式的崭新军事作战理念和体系?

人工智能技术的深化与普及更是加剧了通讯技术对C2 的影响程度和速度,呈现出强烈的军事C2 的企业管理常规化和企业管理的军事C2 应急化的合流趋势,走向指挥、控制与管理（Command,Control and Management,C2M）的新范式.

总之,伴随着信息化向智能化发展,5G 时代将迎来万物互联、虚实结合、人机共融的局面,C2M 将真正实现感知快、研判快、决策快、行动快，军事上“发现即摧毁”和商业中“问题即机会”将成为可能.因此,指挥与控制系统和企业管理平台都将迎来新的质的飞跃.

1 5G 赋能C2 内容的变革

5G 作为新一代移动通信技术,契合了工业制造、社会管理和军事需求对无线网络的诸多应用要求,能满足无人驾驶到智能城市、虚拟现实到作战网络等领域的所有需求.美国国会近日公布的一份名为《第五代移动通信技术对国家安全的影响》的报告,尽管一些媒体大力渲染5G 的军事用途,但5G 对C2 的影响的确是前所未有的.

何为C2? 适于军民通用的定义为: C2 是有关组织与技术方面的属性和流程的集合,企业籍此安排和使用人力、物力以及信息资源来解决问题、完成任务[3].作为军事应用,C2 是联合作战能力域的重要组成部分,与网络中心紧密相关联.梳理近70多年来C2 技术发展的历程,从C2–C3–C3I–C4I–C4ISR–C4ISRK 的演进历史可见,C2 对C4ISRK 是极为重要的.C3 认为通信对C2 是至关重要且不可分割的;C4 承认计算与信息技术在现代作战中的中心地位; C4ISRK 将C2 与其他要素输入视为一个有机的整体.5G 通信技术已经跟上了想象的作战概念和C2 应用场景,具备了从网络互联到战场的战术边缘增强C2 的决策和战略预判能力.5G 将增强陆、海、空、天、电、网多维、多域系统（有人/无人）链接到更广泛网络的能力,实现多维、多域联合作战实时共享信息,改善跨服务、地域和领域的通信水平,同时开发可视化战场的通用图像处理技术,以提高战场实时动态感知能力.5G 宽带、低延时的实时联通能力,将使得一系列新技术和服务成为可能,从超音速和高超音速防御到弹性卫星组网和多跳网络、机动平台的边缘计算成为现实,C2 的韧性和鲁棒性、安全性会显著增强,5G 移动通信技术将催生第五代指挥、控制、管理一体化系统（5G-Intelligent C2 Management Systems,5G-IC2MS）.

2 C2 演进与管理变革

数字化转型无疑是当前管理变革中最热点的话题,虽然对于其理解和描述千人千面,但不论是普通人、企业家、还是产业推动者和管理者,都是在围绕自己的工作场景和业务流程,运用数字化技术手段,通过大数据采集、分析,挖掘出有价值的关联关系和优化服务模型,进而指导下一步变革发展的行动措施,所以本质上都是在加速和优化自己的“OODA环”.我们在不断利用数字化技术对物理世界感知、重构、认知过程中,逐步形成了“信息–物理–社会–系统”（Cyber-Physical-Social Systems,CPSS），同时迈向“PREA 环”,创新发展从物理要素驱动迈入交互认知驱动,虚实结合的交互指数级增长,涌现出多样化的交互生产关系,复杂系统交互认知成为当前管理科学、信息科学和认知科学融合创新的交叉点.

指挥控制与组织管理的核心原点都是“交互”,人与人、人与物、物与物之间的交互生产关系,起源于交互、崛起在智能,两者逐步走向融合.被誉为“现代经营管理之父”的经济学家法约尔曾提出,管理活动可以分为5 种: 计划、组织、指挥、协调、控制[4].著名的领导力丛书作者沃伦·本尼斯,其本人在二战期间曾任美军军官,并因作战英勇而获得勋章,其对领导者定义的描述与C2 敏捷性的定义有异曲同工之妙[5].

将企业管理中的复杂问题运用指挥与控制系统工程的方法来解决,用C2 成熟度来度量企业组织管理的数字化水平,包括其采用的数字化技术以及与其相适应的数字化机制.面向企业复杂交互的管理问题,创新C2 科学与技术,美国国防部指挥与控制研究计划（Command and Control Research Program,CCRP）负责人Alberts 博士的两部著作《强化边缘》与《敏捷性优势》,以及“战略下士”、“战术将军”、“人机共融”等新的术语都涉及组织管理变革问题.不论是企业管理的数字化转型还是指挥控制的智能化演进,通讯技术的发展都将起到关键支撑作用.

3 基于5G 的平行指挥与控制

5G 与平行指挥与控制有着天然和必须的关联,因为在虚实平行的过程中,不但产生大量的人工数据,同时可视化和智能化对通信带宽和延时有了更高的需求.目前,有关机构与爱立信、中国电信、英特尔等合作,已完成基于5G 的无人车测试与运营的平行管理系统的原型检证[6−7].随着军事C2 向管理常态化发展,企业管理向C2 应急式转化,C2M 系统可能成为5G 落地的最大应用场景之一.

形成这一趋势的原因十分简单,就是数据驱动的管理智能化和交互实时性要求.首先,C2 和管理应是人工智能落地最重要的场景.在智能平行指挥和平行管理过程,基于物理、软件定义或数学孪生的人工C2 和管理系统对可视化、虚拟现实和混合扩展现实等技术需求强烈[8],目前4G 及以下的通信技术远远无法满足其对带宽和实时的需求,而5G 为平行技术的应用提供了新的动力.其次,平行的在线嵌入式计算实验任务产生了大量人工数据,从而对于实时I/O 能力提出了更高的要求,在很多场景下需要5G 甚至更快更高的支持.最后,在平行驱动、平行执行和平行学习的过程中,任务的确定和描述往往是以交往式动漫、决策剧场和科学游戏等方式进行,通过虚实互动完成虚实之间的闭环指挥和管理反馈,5G 为此提供了更强有力的保证.

因此,无论是军事还是企业的智能组织与运营,为了确保效益,平行C2 与管理都需要5G 或更高的通信支撑,可能会成为未来5G 应用最重要的场景之一.

4 展望

“需求牵引、技术推动”是人类社会文明进步的不竭动力.5G 技术的民用（商用）的广泛应用,必将对军用C2 应用场景产生新质变革.展望5G 对新时代智能指挥与控制技术发展,籍以重塑我们所面临的诸多任务挑战.5G 联网平台、联网弹药、联网飞行器、联网机器人、联网X,发现即摧毁将成为常态,OODA 的闭环实时化,各类武器控制平台系统（有人和无人）的无缝隙网络闭环以及C2M 系统功能的软件定义和C2 系统的敏捷性增强,不仅会影响到装备体系的建设,还会使军队在编制体制、作战样式、保障方式等方面出现极为重大的变革.依目前情况分析预测,5G 在未来C2 领域具有4 方面颠覆性倾向.

一是基于5G 解决组织变革中的指挥链复杂性问题.在组织变革过程中,复杂行动、复杂实体、复杂问题的不确定性增加,使得C2M 问题难度日益增加.基于5G 的宽频带、低时延（毫秒级）优势,不仅使人-人通信更方便、快捷,更适于物联网设备的控制和操作,能够满足多维、多域、跨域战场空间的资源交互链接,从而有望通过C2 系统信息链的时效性来解决指挥链复杂性问题.

二是基于5G 构建鲁棒的立体多域一体化网络环境.5G 其显著的连通性使得网络赋能组织能以更加分散化、更为灵活的方式行动,且保持共享感知和共同理解.还可以构建更加分布式的多跳网络通信模型,为C2 决策提供鲁棒且有效的战术前沿信息实时服务.不难预见,5G 技术的进一步完善,构建具有军民两用的、高鲁棒性的“空天地海一体化网络环境”将成为现实.

三是基于5G 解决C2 数据泛在化问题.缺少场景驱动的泛在数据收集导致C2 系统过载、数据质量低、数据可信度疑虑等诸多问题.利用5G“嵌入式基站”功能,采用平台端计算（装载平台级处理原始数据）、分队边计算（处理局部态势）、合成单元云计算（大数据分析、改进人机接口）的“端+边+云”系统架构,有望解决长期以来指挥信息系统与武器平台系统难以综合集成问题,可大幅度提升综合战斗力.

四是基于5G 构建新型组织形式.依靠5G+AI技术,从方法论入手,军事指挥员与工程技术人员相结合,指挥艺术（战法）与信息科技（技法）相融合,让新一代科学家和工程师理解信息学科的军事应用,变革C2 文化,在技术上产生切实可行的新型的指挥与控制方法（如分布式的、网络赋能的、基于任务式的C2 方法）,为21世纪的智能军队建设提供软实力和智实力(Smart Power).

本文揭示了5G 对军事C2、企业管理的积极影响,但是同时也要看到新的挑战,伴随着5G 带来的万物互联,网络空间安全形势将更加严峻.网络智能节点越来越多,交互越来越频繁,人类生活和业务将更多依靠数字化服务来运营,任何一个网络节点攻击事件都有可能蔓延和影响到更广的网络范围.因此,网络空间安全问题同样也是C2M 亟待研究的一个重要方向.