颠覆未来战争：空中有人/无人平台协同作战二三谈

□贾轶杰 朱凝华 张舵

近年来，随着武器装备的快速发展，美、俄等军事强国开展了一系列面向未来战争的作战理论研究，取得了关键技术突破，以“认知、动态与分布”为特点的体系化协同作战样式正逐步成型，有人/无人协同作战就是其中的典型。

构建有人/无人平台协同作战体系，实现共同的任务目标，正在成为未来空中力量跃升的关键技术之一。利用人的决策优势更好发挥空中无人平台的特点，实现整体作战效能最大化，成为今后一段时间内较为现实可行的作战方式。由智能网络连接的智能、互联和模块化的空中无人平台将作为有人系统的力量倍增器，让飞行员远离伤害，也随时处于飞行员的控制之中。目前世界各军事强国正积极验证空中有人/无人协同作战的发展模式。

空中有人/无人平台协同作战在几场高技术局部战争中得到应用，且表现出色，正在成为世界各国武器装备发展的重点和热点。2001年的阿富汗战争中，美军使用空中有人/无人作战平台协调配合的方式击毙了“基地”组织二号人物穆罕默德，开启了有人/无人平台协同打击的先河。此次行动中“捕食者”无人机首先发现目标并跟踪，同时将影像传回中央指控中心，确定目标后指控中心派遣三架空军F-15战机投放GBU-15炸弹，最后由“捕食者”无人机向目标发射两枚“地狱火”导弹，成功完成这次斩首行动。2020年，土耳其发起的“春天之盾”军事行动中，首次以无人机作为空中打击力量的主体，在预警机和战斗机的掩护下，重创叙利亚地面部队，取得重大战果。

认识空中有人/无人平台协同作战

空中有人/无人平台协同作战主要通过数据传输和通信技术将有人平台作为指挥机，无人平台作为攻击机进行密切协同。通过地面指挥控制中心实现战场数据信息共享、资源统一调度以及作战任务的综合管理，由无人平台完成目标探测、识别、攻击和评估，将探测和评估结果反馈给有人平台进行互联互通，由有人平台完成信息整合、战场态势感知，最终共同完成信息获取、战术决策、指挥引导、火力打击和电子对抗等作战任务。

美国在空中有人/无人平台协同作战领域较早开展研究，20世纪末就开展了机载有人/无人系统技术（AMUST）、无人机视频智能共享系统VUIT-2、猎人远距离杀手编队（HSKT）等项目。近年来，美国又开展了无人机控制最佳角色分配管理控制系统（SCORCH）、战术管理系统（TBM）、体系集成技术与试验（SoSITE）、“忠诚僚机”和拒止环境中协同作战（CODE）等项目，将技术研究逐渐向成果转化，将来能够运用到未来战场。

此外，欧洲开展的未来作战空中系统（FCAS）项目，强调无人机集群和有人机的协同，提供对抗环境下所需的增强战斗力。2020年，空客公司针对FCAS项目提出有人/无人编队与远程航母概念。英国QinetiQ公司致力于开发编队执行任务的有人机对其协同无人机的实时控制技术；2014年，法国展示了“Rafale”有人战斗机和“Neuron”无人机进行编队飞行的视频，显示了通过两种机型的协同和实时信息交互，二者可在编队状态下稳定飞行上百公里，体现出该技术的可行性和稳定性；波音公司在澳大利亚的研发项目“空中力量编队系统”（ATS）具备AI人工智能自主飞行能力，可作为“忠实僚机”与F/A-18E/F、F-15EX等战斗机保持安全距离伴飞。

波音“F-15EX”战斗机与四架“ATS”编队飞行

空中有人/无人平台协同作战发展趋势

由于无人平台的智能化水平在短期内不可能达到飞行员操控有人平台的程度，在未来相当长一段时间内，无人平台难以取代有人平台独立完成复杂的作战任务。无人/有人平台的关系必将是优势互补和分工协作，这样才能最大化地发挥各自的效能。

有人/无人平台协同作战有以下发展趋势：

一是任务执行向更加多样化发展。目前有人/无人平台协同作战中，无人平台主要承担侦察监视、目标指示等作战支援任务，有人平台更多地承担对敌打击任务。

未来作战空中系统（FCAS）有人-无人协同作战样式模拟图

在未来发展中，有人/无人平台可以执行多样化的作战任务，有人平台数量逐渐减少，无人平台数量逐渐增多，功能更加分化。在这种模式下，有人平台将更多充当后方指挥者，而较少参与前方战场的打击任务，无人平台充当前方的执行者，较多承担前方战场多样化的侦察、打击、干扰、火力引导等作战任务，通过协同作战共同完成任务。

二是无人机向高能、智能、体系化发展。无人平台人机分离，能够超越人的生理心理限制，高能化成为未来高端无人机发展的重要方向。高能化主要体现在无人平台的超高速、超耐久、高隐身以及微小型平台的高能力等；武器系统的高动能、高聚能和高释能等；传感器的高分辨率和高集成度等特点。

智能化主要体现在无人平台具备更高的认知智能、群体智能以及人机混合智能等。认知智能使无人平台具备态势理解、意图推断等能力；群体智能使无人平台具备自组织、自演化等能力；人机混合智能使无人平台由人机主从协同向人机对等协同转变。

体系化主要体现在作战应用由单体使用向有人/无人协同、多域集群使用方向发展，平台和体系结构由专用化、单一化向通用化、标准化方向发展。

三是有人/无人平台协同模式向协作模式进化。对抗环境下有人/无人平台协同有三种基本模式：无人机配合有人机（主从式）、有人机协助无人机（协助式）、无人机与有人机双向互动（混合式）。随着人工智能技术的发展，无人平台将具备学习能力，其行为和控制将逐渐自主化，指挥员对无人平台的控制将会由操作级逐步向任务级、编队级方向延伸，充分减轻飞行员进行底层控制的工作负荷。有人/无人平台协同模式将向有人/无人平台协作方向发展，通过合理的功能配合，实现优势集成。当无人平台智能化发展到更高阶段，将能够实现一名指挥员控制整个无人作战平台体系进行全域打击。

空中有人/无人平台协同作战的关键技术

空中有人/无人平台协同与有人平台协同在态势理解、指挥控制、协同策略、突发响应等方面有显著差别。最大不同是有人平台协同是高智能体（飞行员）之间的协同，有人/无人平台协同是高智能体（飞行员）与低智能体（无人机）之间的协同，其本质是人的智慧与人工智能之间的协同。对抗环境下有人/无人平台协同作战的关键技术主要有如下5种。

法国“Rafale”有人战斗机和“Neuron”无人机协同作战

有人/无人平台任务分配问题中，使命任务种类繁多、分布广泛、动态耦合，使得分布式联合作战条件下战场约束复杂，任务分配困难。针对使命空间中的作战任务集，以协同作战体系的指挥决策、武器装备资源配置等能力为约束，以资源代价最小为优化目标，在能力-需求相匹配、高概率完成任务的基础上构建协同组合，提高有人/无人平台协同作战的任务执行能力。基于知识分层递阶高效分配任务，是目前有人/无人平台任务分配研究需要解决的关键难题。

协同控制体系是实现对抗环境下有人/无人平台高效协同作战的基础。飞行员、有人平台辅助决策系统和无人平台自主系统都具有一定自主性，建立“人在回路”的自主协同控制体系，满足低人机比、开放式、互操作等要求，发挥有人/无人平台能力互补的优势，适应飞行员、有人平台、无人平台的协同感知、判断、决策、执行的要求。基于多智能体理论，建立基于多智能体的分层自主协同控制体系架构，主要包括无人平台自主协同控制系统和有人平台人-机混合主动监督控制系统，使无人平台、有人平台之间通过自主协同控制实现协调一致行动（机-机协同）。飞行员和人-机混合主动监督控制系统通过人机交互实现对无人平台、有人平台的监督控制（人-机协同），发挥飞行员、有人平台和无人平台能力互补的优势。

态势感知与理解一致是有人/无人平台在对抗环境下协同作战的前提。自主系统感知精度高、范围广、单体差异小，但是理解能力低、环境适应性弱；飞行员感知能力强，环境适应性好，但精度低、范围小、个体差异大。将人的感知与无人平台自主系统的精确度和一致性结合起来，将极大提高人机协作的态势感知能力。人机协作的感知目前可分为4个阶段，包括完全由人判读、计算机辅助的人判读、人帮助确认的机器判读和人预先给出特征描述的机器自主判读。目前的研究主要集中在前两个阶段，正在发展第三个阶段，例如美国大力开发的人-机交互计算机视觉处理技术，也称为“人本计算”，即用人的处理能力解决计算机所不能解决的问题，利用该技术不但可以减少人的辨识负担，并且可减少人为丢失目标等事件。

有人/无人平台承担协同攻击任务时，有人平台根据战场态势对下辖无人平台搭载的火力进行合理运用，无人平台按照有人平台的火力分配方案对目标发起攻击。研究有人/无人平台协同火力运用问题，是为了发挥有人/无人平台协同作战的整体协调优势，实现对敌方最优的打击效果和己方最小的损耗。通过建立整体协同打击效能函数，研究协同火力运用方案和协同打击效能之间的关系，获取整体打击效能最优的协同火力运用方案，实现有人/无人平台协同火力运用效果最大化。

多平台协同行为自同步和自学习能力是实现对抗环境下高效协同作战的保障。战场的复杂多变对有人/无人多平台协同行为的一致性和智能性提出更高的要求，例如信息异步和异质、通信时延和拓扑变化、策略集多维、量大、不完全等。因此，为有效应对复杂对抗环境下的多变任务，有人/无人协同行为需实现多机自同步和自主学习进化。

有人/无人平台协同作战亟待解决的问题

有人/无人平台协同的出现无疑颠覆了传统的作战模式，如何在战场上使用，扩大整体作战效能，需要探索合理的方式，实施可靠的控制。

有人/无人平台协同作战是分布式协同作战理念下的具体作战应用样式，经过理论推演、试验验证和实际验证后，美军才将其部署于海、陆、空等多个主战场。从顶层设计来看并非一蹴而就，以美国为首的西方国家选取发展较为成熟的无人机，率先在空中战场验证了有人/无人协同作战模式的实际效果，在得到实战验证后，才开始大范围将成功样例拓展应用至多个作战域。

在有人/无人平台协同作战的规划中，美国提出了《无人系统（一体化）路线图》，包含海上、空中、地面无人协同未来25年的一体化发展战略规划，着重强调通用技术需求以及各类无人平台协同作战能力生成。美国国防部和各军种也分别发布了一系列无人系统研究报告。可见，国外在发展有人/无人平台协同作战方面进行了长远的规划，并对技术发展、模式探索进行了阶段性设定，能够推动技术的一贯性和可积累性发展，最大程度上集中科研资源。

目前，有人/无人平台协同作战能力已经为作战人员提供有效帮助，提高了态势感知、生存能力和杀伤力。从当前部署的系统中吸取的经验教训以及持续的研究和开发，将为未来的作战人员提供更多的支持，以更好地应对未来的威胁。当前的系统已经达到一定程度的复杂性和多样性，只有通过研究和开发人员在顶层设计和长远规划的牵引下共同努力实现统一目标，才能可持续地推进。

当前有人/无人平台协同发展最紧迫的需求是条令的正式化。有人/无人协同技术的发展远远超过了战术发展，以至于尚未建立正式的条令和规定用于有人/无人平台协同作战任务。对陆军来说这是一种不常见的情况，因为通常开发新技术能力是为了克服既定的能力差距，从而能够在部署之前很好地了解与该技术相关的战术、战法和程序。有人/无人平台协同作战以一种独特的方式发展，这种能力被认为可以为作战带来好处，但并不是为了解决特定问题而开发的。如果该能力在没有关于其相关战术、战法和程序的明确指示的情况下被部署，只能将如何在战术上实施该能力的决策权留给基层。因此研究适用于有人/无人平台协同的作战样式，建立绝对安全的控制环境，才能发挥协同作战优势，建立弹性、高效、可靠的作战网络，最大化地激发有人/无人平台协同作战效能。