“蜂甲一体”作战体系架构研究∗

樊延平 宗 迪，2

（1.陆军装甲兵学院 北京 100071）（2.中国人民解放军61206部队 北京 100043）

1 引言

在人工智能、大数据、云计算等高新技术飞速发展的背景下，无人蜂群和无人战车等装备的出现使未来战场形态发生颠覆性变化，地面突击作战作为现代陆军遂行的主要任务，亟需形成空地一体作战能力，无人机蜂群编组小型灵活，整体能力突出，对于弥补地面装甲作战不足有天然的优势，能够大大提升地面装甲的整体作战能力和作用空间。2012年美海军研究生院Loc Pham［1］提出了无人机蜂群对海作战的概念［2］；杨王诗剑［3］从理论上论述了无人机蜂群攻击航母的可行性；2020年9月，航天科工集团演示了无人机蜂群与地面装甲车辆的协同配合，但目前实现的无人蜂群协同本质上还是集群作战，还没有达到蜂群要求的人蜂交互，蜂群自主，涌现群体智能的效果。

着眼于地面突击作战空地一体协同作战能力，将无人蜂群加入地面装甲系统，开展“蜂甲一体”作战概念研究，并针对“蜂甲一体”中自主协同、态势共享、通信互联等关键问题，融合作战云和知识图谱的优势能力设计基于CCKG的“蜂甲一体”作战体系架构，在此基础上描述“蜂甲一体”作战概念图像，将作战概念具象化，为陆军地面突击作战运用方式创新提供理论和技术支撑。

2 “蜂甲一体”作战概念设计

作战概念是军事理论的核心环节，其设计更是作战需求生成、作战装备研发的重要环节［4］，这里主要介绍“蜂甲一体”作战概念中的基本内涵、构成要素和典型作战样式。

2.1 基本内涵

如图1、2，无人机加入装甲作战对地面装甲体系作战能力的弥补是显而易见的，“蜂甲一体”中“蜂”是指具有一定智能化能力，能够互联互通的中小型无人机集群，与一般集群作战的最大的区别在于蜂群的群体智能；“甲”是指地面装甲突击装备，包括有人/无人战车、坦克、步战车、火力支援车等；“一体”是无人机蜂群和地面装甲通过网络链接打通地空链路，通过一定形式的编组形成整体作战能力。

图1 无人蜂群与坦克协同演示

图2 步战车与无人机协同作战

因此提出“蜂甲一体”的基本作战概念：“蜂甲一体”是由大量无人机（小型、中型）和地面装甲装备组成，以单平台无人机和单个地面装甲装备的作战能力、交互能力为基础，以地面装甲/装甲集群、空中蜂群自适应性和组网能力为核心，以系统群组智能涌现能力为期望［5］，基于开放式体系架构构建的空地一体立体协同作战体系，力图实现人-蜂-甲全面链接，可遂行多样化军事任务，包括对地、空、近海目标进行战术打击，战略威慑等对抗行动。

2.2 构成要素

作战概念设计的目的是通过构建典型作战场景，在未来战场形成具体的作战实施方案，参考作战方案的内容，如图3在未来的“蜂甲一体”作战概念中，战场环境和作战对手都更加广泛多样，不同于一般无人机群共同执行作战任务，智能化战场环境下的“蜂甲一体”作战概念战斗方法可分为以下方面。

图3 作战概念要素构成及关系

1）武器装备。“蜂甲一体”中蜂群中多采用小型折叠翼无人机，根据自身载荷可分为侦察、电抗、火力等类型，可车载或手动发射，一辆装甲车可配备8台～15台无人机。目前多采用多旋翼无人飞机，起飞和降落基本不受地形限制，甚至能在装甲平台上直接放飞，也可采取单兵背负微型无人蜂的方式，和装甲平台构成“蜂＋甲”一体化。

2）力量编组。在执行预定作战任务中，可根据任务类别分配“蜂甲”的类别和数量，再通过威胁等级和防御能力智能规划任务，选择“蜂”的载荷，采取多模发射［6］，经过一系列的协同动作完成任务并进行评估。可通过仿真手段对力量编组进行评估，迭代出适用于军队编制体制的“蜂甲一体”力量编组。

3）作战行动。“蜂甲一体”中无人蜂群可充当装甲平台的“眼睛”，蜂群前出侦察实现集群感知和态势共享，依托战术态势指挥控制系统，实现人-蜂-甲互联，对目标进多源侦察、察打一体、信息对抗、饱和攻击等任务。

2.3 典型样式

当蜂群加入装甲作战平台后，它们将能够承担更加多元化的作战任务，下面列举“蜂甲一体”的几种典型作战场景。

2.3.1 协同广域侦察

“蜂甲一体”作战中可进行态势信息共享，通过协同广域侦察，提前获取敌方装甲、人员等目标的位置，为未来射程超过30km的反坦克导弹提供目标位置，甚至还能预警直升机，解决“甲”探测距离短、防护能力弱等问题，提升装甲平台的战场生存能力。

搜索并且发现任务区域内的目标，进行目标指示与定位、动态目标跟踪是后续等一系列作战活动的基础和前提［7］。无人蜂群的加入为地面装甲的侦测能力装上了翅膀，充当装甲平台的千里眼，蜂群前出执行监视侦察任务，依赖机载传感器，实现蜂甲集群感知，侦察重点是部署在敌纵深的火炮阵地、堡垒、重要军事设施等主要目标。配置了多型传感器的无人机蜂群也可在天基等探测手段的基础上，通过多种侦察手段如红外、雷达、光电的配合，对大型目标进行覆盖式扫描，“蜂群”内部通过态势共享和多模信息融合完成对目标的交叉定位、交叉印证，获得更广的探测范围，更精确的定位，同时实时与装甲平台进行态势共享并传回指挥所，也可直接发送给单兵，依托战术态势指挥控制系统，实现人-机-甲互联。

2.3.2 辅助攻击

辅助攻击即“察打一体”，“蜂甲一体”执行任务的过程就是对敌方的时敏目标，如敌方最高级别指挥所、移动防空设施等进行无缝链接的侦察、打击。装甲平台一般部署在前沿阵地，可侦察到近距离的目标，而蜂群可以在任务区域大范围搜索可疑目标并对目标实时多方位、多源的侦察和协同定位，通过信息融合和智能决策，由装甲平台和处于合适位置携带攻击载荷的蜂群对目标进行协同攻击。通常情况下，地面操控员基本不参与无人蜂群对预定固定目标的打击过程，但对于随遇目标，则需要操控员对无人机集群飞行的姿态进行调整，确保能顺利发射攻击载荷，一般是激光制导导弹。辅助攻击对于平台之间的协同控制要求非常高，在“传感器-打击”过程中要求实现极高的一致性。

由于自身平台限制，无人机蜂群无法携带大当量的杀伤性武器，因此蜂群对装甲平台的辅助不只是火力辅助，还可以是信息攻击、通信干扰等，实现综合辅助效能，“小精灵”无人机就可对敌方进行电子压制，随后由蜂群对打击目标的毁伤结果进行评估，以确定是否发动二次攻击，评估同样由人机智能决策相结合来完成。

2.3.3 超饱和消耗攻击

“蜂甲一体”的另外一个作用就是彻底消灭游击战的生存空间。游击战被认为是敌我对抗中弱势一方的最有效抵抗手段，但是在蜂群系统面前将失去作用。有了蜂群的装甲力量优势进一步扩大，很大程度上降低了被偷袭的可能，很难再用非对称手段来抵抗。饱和攻击是指防御方的瞬时防御能力有一个上限，当攻击方同时攻击的力量超出防御方瞬时防御能力上限时，防御方将很快崩溃的一种作战概念［8］。单平台无人机成本低，无人蜂群数量多可消耗，在战场上被打掉几架也不影响作战系统正常运转，其余的集群仍可正常执行作战任务，并通过引导装甲火力进行精确式打击，可最大程度上消耗、打击敌重要目标和有生力量。

“蜂甲一体”作战体系中还可通过大量低成本的无人机作为诱饵，压制敌防空系统，如DARPA开展的“小型空射诱饵”（MALD）项目，利用小型空射干扰机引诱敌方防空系统，消耗敌方的防空导弹，然后通过高速导弹摧毁对方的导弹阵地［9］。

3 “蜂甲一体”作战体系架构设计

“蜂甲一体”作战体系中自主协同和智能决策需要巨大的计算能力和数据分析能力，缺乏最优解，因此以资源共享和数据智能分析为目标，提出基于作战云和知识图谱融合的CCKG（Combat Cloud&KnowledgeGraph）“蜂甲一体”作战体系架构。

3.1 总体架构

“作战云”是美空军提出的在战场内进行数据分发和信息共享的总体网络，可增强平台上传感器、射手和网络节点的战术性能、决策制定、指挥与控制，共享实时战术信息［10］。“作战云”可提供动态、可改变的云资源池，依托云技术把各个作战平台的资源汇集成“云”，并整合整个作战体系中的作战资源，实现战场信息高度共享—作战平台优化合作，完成高融合度、高作战效能的指挥控制过程。知识图谱可提供组织、管理、应用这些云中海量数据资源的工具，通过信息抽取、知识融合、知识加工把作战云中的数据转化为知识［11］，使数据产生智能，为作战指挥员提供决策支持。如图4所示从数据层面实现人—蜂—甲互联，建立以知识为核心的作战体系，最终实现在认知域、信息域、物理域层面全方位战场感知、认知、行动的互联、互通乃至互操作［12］。

图4 基于CCKG的“蜂甲一体”作战体系架构

3.2 运行方式

基于CCKG的“蜂甲一体”作战概念体系架构的运行方式如下。

1）分布式动态、弹性资源共享。“作战云”是“蜂甲一体”中单个平台互联的基础，采用异构聚合网链，构建去中心的2.0版本空地分布式网链架构，以网状数据结构突破信息融合边界，摆脱不同平台的限制，实现人-机-甲互联和实时资源共享，分布式执行作战命令，从体系对抗转变为云对抗。

2）按需提供服务，信息选择性公开。每一个作战平台都是一个节点，节点汇聚后利用指挥员的知识和系统智能分析形成情报分析服务，按照用户需求根据不同的作战任务自主指挥控制或为指挥员提供辅助决策。在CCKG体系架构中资源服务与情报分析都可针对不同的用户设置权限，不同等级的作战人员能够接触到的信息量是不同的，确保了作战行动中军事信息的安全性。

3）架构灵活可重组，情报分析智能决策。不同于以网络中心战为基础的联合火力打击，CCKG以可动态重组功能服务为架构，在时空一致、同步的条件下实时响应，实现战场资源快速重组，这个架构是循环往复不断更新的。知识图谱强大的知识理解、计算分析、数据管理能力使得大量传感器搜集到的情报可以得到很好的处理，这些多元、异质的数据通过知识图谱的关联融合、人-机智能分析，辅助指挥员从海量战场数据中萃取关键情报，并进一步转化为可操作的决策指挥能力。

4）跨域自适应任务协同。应用CCKG架构最终落到控制中心的“蜂甲一体”应用终端，在自适应完成作战任务的过程中，这个体系架构最大限度实现了战场感知、认知的共享及融合，作战资源的动态聚能和释放，作战任务的临时受领和作战企图的即时达成，以及跨领域作战能力的互补增效［13］。

3.3 典型目标图像

基于CCKG体系架构，“蜂甲一体”作战突破了异构平台的限制，打破了地空壁垒，共享战场态势，并在情报智能分析系统中利用大数据挖掘等先进人工智能技术为指挥员提供辅助决策信息。如图5运用可视化的方式重点描述作战概念的构成要素和组成关系，为后续作战应用提供实施方案的基本蓝图。

无人蜂群和地面装甲在加载初始作战任务后，基于战场环境的变化进行自主判断，依靠预设的规则约束，在不需要人为干预或尽可能少的人为干预情况下，协同完成预定的作战任务［14］。如图6，“蜂甲一体”OODA闭环为蜂甲自主感知—蜂甲自主侦察—蜂甲自主目标识别—蜂甲自主/辅助决策攻击—蜂甲自主防护的战斗，实施跨域联合作战，从综合火力打击转变到联合效果作战。

“蜂甲一体”作战概念与空地一体协同作战概念最大的区别就是蜂甲的高度自主性，理想条件下蜂群可以完全达到无人自主控制，与地面有人/无人装甲系统配合涌现群体智能。“蜂甲一体”作战概念具有无人化、立体化、智能化、功能分布化、低成本、高持久力等特点，且集合了双方优势能力的作战体系可以把作战效能最大化，达到n+n＞2n的效果。可以预见，未来战场上“蜂甲一体”可作为一种非对称手段，打击敌方高价值的作战系统，这种跨界融合优势作战能力的方式也是“蜂甲一体”作战概念的制胜机理。

4 结语

无人装备的出现例如无人蜂群、无人战车等改变了未来战争形态和武器装备发展思路，在“蜂甲一体”体作战概念中基于CCKG的体系架构运用作战云、知识图谱等手段把蜂群与装甲平台进行一体化融合，打通空地链路，可通过在装甲平台的战术态势指控终端和单兵智能终端融合加载无人机蜂群操控软件，实现蜂-甲指挥控制一体化，赋予了“钢铁洪流”新的生命力。但蜂甲平台之间的互操作性和信息安全性等问题仍存在，“蜂甲一体”中自主协同、动态重规划以及通信网关等关键技术也需要进一步开展研究。