无人作战及其指挥控制问题探析*

黄松平，唐 姝，姜 华*，武广胜，邓霓冉

（1.国防科技大学信息系统工程重点实验室，长沙 410073；2.国防科技大学教学考评中心，长沙 410073）

0 引言

当今时代，全球化的趋势加速推进且不可逆转，一切皆处于加速发展且变动不居的态势。“实际上，我们的环境比我们（以及我们的本能）意识到的更为复杂”［1］。网络信息技术的快速发展进一步放大了全球化的格局，愈加呈现为不确定的状态。与过去相比，传染病毒、洪灾、飓风等灾害造成的经济影响越来越严重。以智能化军队、自主化装备和无人化战争为标志的军事变革正在加速推进。以空域为例，在不久的将来，在空战环境中的自主无人机集群无疑将代表着空中力量的革命性飞跃。可以毫不夸张地说，“随着人工智能技术的发展，无人作战正在成为未来智能化战争的重要作战样式”［2］。实际上，无人作战系统在军事领域的应用十分广泛，并且仍在不断发展。甚至有人断言，以无人作战系统为代表的智能化武器正在颠覆传统战争，重构作战法则。

1 无人作战异军突起

从1917 年第一架无人驾驶遥控飞机探索开始，无人作战历经越战时的有限使用，到伊拉克战争、阿富汗战争中发挥不可替代的作用，至今已走过了逾百年的历程［3］。到底什么是无人作战，或无人化作战、无人系统作战？这显然是一个仁者见仁、智者见智的问题。无人作战主要指以人工智能技术为核心，以无人平台为基本依托的作战样式，是人类智慧在作战体系中的前置，是机械化、信息化、智能化复合发展的集中体现。

无人作战以无人化装备系统为主力［4］。在21世纪几场高技术局部战争中，无人化装备得到广泛应用，且有不俗的表现，已成为实用且非常有效的战争工具。在阿富汗战争中，“小型特种作战分队的围剿行动得到了战略级多维战场态势感知信息支援，以查打一体无人机为代表的无人化作战首次出现在战场”［5］。叙利亚战争进一步显示了无人机在现代战争中的重要性，冲突各方都运用无人机来执行各种任务。俄罗斯和叙利亚用无人机执行侦察、监视和打击任务。“2015 年底，俄军在叙利亚使用‘仙女座-D’自动化指挥系统指挥6 部‘平台-M’和4 部‘阿尔戈’作战机器人，在自行火炮群、数架无人机的支援下，实施了世界首次以战斗机器人集群为主的地面作战，顺利完成作战任务”［6］。土耳其的无人攻击机在打击移动目标和高防护度目标时同样显示了很高的效能。

2020 年无疑是无人化技术探索和应用的一个重要拐点。2020 年开年，一向不乏热点的中东局势骤然升级。1 月3 日，美方使用MQ-9“死神”无人机斩首伊朗高级指挥官苏莱曼尼。3 月1 日，土耳其发动针对叙利亚政府军的“春天之盾”军事行动，土叙双方冲突进一步升级。9 月，阿塞拜疆和亚美尼亚为争夺纳卡地区控制权爆发冲突。这几场军事行动中，无人化装备都扮演了重要的角色，无人作战平台的优势体现得淋漓尽致。美国等军事强国更是将无人作战摆在前所未有的重要地位，2000 年以来，美共发布了8 版《无人系统综合路线图》，在最新的《2017—2042 年无人系统综合路线图》中，美军希望大幅增加无人作战系统比例，重在优化兵力结构，强化以无人打有人的能力优势，打人机混合和机机配合的战争，无人系统广域分布部署，协同作战，在陆、海、空、天等各个作战域发挥越来越重要的作用。美军除了在理论上加强无人作战研究外，一直在推进无人系统的落地。美海军大幅增加大中型无人舰艇占比，谋求以无人对有人海上交战优势。空军则依托“忠诚僚机”、“小精灵”等演示验证项目，创新完善“蜂群”等新型部队。

2 无人作战的战胜机理

不同的作战样式有不同的制胜机理。无人作战的核心制胜机理体现为“以活胜僵、以群胜独、以无招胜有招”。

2.1 以活胜僵

无人作战本质上是一种去中心化的分布式作战，与过去集中式、重心聚焦、基于消耗的传统作战相比，“以活胜僵”的优势非常突出。先进无人单元组成去中心化的网络，其具备自组织的性质，当集群的部分单元被防御系统摧毁时，具有相同或者相似功能的多个单元仍可以组成完整的作战体系，作战效能没有根本性削弱。美当前大力发展的“忠诚僚机”“山鹑”“天空博格人”“小精灵”等项目无人装备相对的作战杀伤力指数高，且能够分散灵活作战，形成“以去中心化打中心化、以廉价打昂贵、以小型打重心”的优势。美在“忠诚僚机”项目发展的XQ-58A（代号“女武神”）就是一个能够高度分散作战的无人机系统，大幅提升作战灵活性，降低人员伤亡风险；同时它拥有较低的采购成本，XQ-58A 在较大批量采购情况下，其成本约为200 万美元，与战术巡航导弹相差无几，其运维成本也相对较低［7］。在“山鹑”项目中，一百多架微型无人机组成“蜂群”，这些独立“山鹑”高度联结而成即时自组织系统，通过分布式指挥节点进行决策，组合运用大量不计成本的廉价独“蜂”，令以往“打掉一个，损失一片”的大型平台相形见绌。兰德公司与美空军作战集成能力中心（AFWIC）研制的“小猫”（Kitten）无人机则具有执行情报、监视和侦察，导航、定位和授时，以及通信和突防等功能。这些项目和战法，通过无人机间信息实时交互、动态自主组合、集群协同突防的方式，既验证了“饱和攻击”理论的有效性，也发挥了“以活胜僵”的突出优势［8］。

2.2 以群胜独

在网络信息化条件下的无人作战中，建立有效的防御系统比建立同一水平的攻击系统具有更大的难度，需要投入更多的财力，因而也就更不容易成功。俄国学者加列耶夫以巡航导弹为例指出：进攻与防御之间存在着8 倍～14 倍的费效比剪刀差，这就是武器技术发展中出现的攻防不对称律。无人作战的优势在于以相对廉价的无人机组成规模庞大的“蜂群”“狼群”“鸟群”，攻击相对孤立的、明显的高价值武器平台和指挥所，注重通过增加数量规模形成火力叠加效应来达成作战目的，形成“数量本身就是质量”、“攻易而防难”的效果，让对手防不胜防。如美军通过F/A-18 战斗机将数量众多的“山鹑”（Perdix）无人机投入战场，充分发挥无人集群抗毁性强、单个平台自主性强、渗透突防能力强等特点，对敌方防御系统进行多维侦察和打击，使防御一方难以招架，防御出现漏洞，进而达成渗透袭击和火力突击等目的。

2.3 以无招胜有招

无人作战系统之间采用信息共享、融合途径，执行体系化联合精确打击任务，具有自任务、自组织、自行动、自适应、自评估等智能特点，其行动过程不可能做到事先精准筹划，没有固定的“招数”和套路。如无人系统集群控制就没有事先路线，而是由无人系统根据任务及外界环境的变化自主形成协同方案，按需聚合而成一个即时系统，具有不确定性、分散性、非线性、即时聚能等特点，协同完成侦察、诱骗、干扰和攻击等作战任务，使武器作战效能成倍增加［9］。美在“金帐汗国”项目中，就积极探索网络化自主协同引导的集群攻击，传统战争中方案既定、模式固定、步骤拟定的“流程式”指挥控制方式，也即“固定的招式”已被彻底打破。在未来的战争中，通过综合运用人工智能、自主性技术等进行人机混合协作和机机动态协作，其协调程度和行动速度远超单纯由人控制的系统。在美空军先进战斗管理系统（ABMS）第2 次演示验证中，美成功运用“自适应跨域杀伤网”和“异构电子系统体系集成工具链”等关键技术，按需选择可用资源，构建“自适应杀伤网”，建立“以无人打有人”的非对称作战优势［10］，达到“以无招胜有招”的境界。在海上，美大力发展分布式敏捷反潜系统（DASH）和近海水下持续监视网（PLUSNet）等项目，推动水下各类无人平台和传感器构建察打一体网络。美依托这些项目发展的大中型无人潜航器，能长期在水下值守，实施“广域隐蔽监视、快速应召打击”，给对手水面水下目标形成巨大威胁。

3 无人作战指挥控制的主要特征

指挥控制是信息化战争的核心要素［11］。无人作战指挥控制当然也是无人作战的核心要素。人工智能技术的狂飙猛进改变了战争的面貌和特征，也给指挥控制注入了新的发展动力，无人作战在指挥控制方式上也是发生了革命性的变化，除了具有边缘指挥控制的自任务（自主发现任务，self-mission）、自组织（自主寻找资源，self-organizing）、自行动（自主决定行动，self-action）、自适应（自主调整改变，self-adaptive）、自评估（自主评估效果，self-assessment）的“5S”共性特征［12］，还呈现出一些新的特征。

3.1 指挥控制领域虚实贯通，协同复杂

无人作战战场不但囊括陆、海、空、天等传统领域，而且拓展到电磁、网络和认知域，甚至包括伦理和价值观。无人作战指挥控制空间也从物理域、信息域拓展到认知域和社会域，指挥控制的对抗性虚实贯通，综合博弈的特征更加凸显［13］。同时，随着智能技术发展，各军种无人装备系统涌现进战场，作战力量更加多元，信息网络复杂度呈现数量级增加，无人系统作战下的指挥控制对象多元，要在极短的时间内实现信息共享，相互协同将更为复杂。

3.2 指挥控制时间极度压缩，由环变点

智能化无人作战，由于诸多环节都是通过人机协同完成或机机自主完成，行动的自主化和智能化程度提高，基于网络和智能的作战体系高效运转，极大改善OODA 环中的各个环节，作战节奏明显加快，时间要素不断升值，OODA 环周期进一步缩短，观察至行动达成无缝衔接，OODA 环变化为OODA点，战争进入发现即摧毁的“秒杀”时代。美陆军在2020 年开展的一次多域作战杀伤链测试中，从低地球轨道卫星或“灰鹰”无人机发现目标，经过数据处理和分析，到射手开火的时间缩短到“不到20 s”，而传统的这一过程耗时一般在40 min 以上。

3.3 指挥控制重心形散神聚，边缘凸显

传统的作战中，往往存在一个识别敌军的重心，判断重心的影响范围，是指挥控制的一项主要活动［14］。同时，这种重心基本是固定的，就是指挥中枢和重兵集团，类似“蜘蛛的大脑”和动物的中枢神经。无人作战因力量结构轻量化、分散化和不断自组织，没有固定的重心，主要通过弹性网络实现各类作战单元，特别是一线边缘作战单元的逻辑连接、信息交互、敏捷协同与灵活编组，边缘获得前所未有的资源和能力，边缘的重要性提升，能够很快构建分散部署、形散神聚、重心动态变化的柔性作战体系，重塑质量与数量、显性与隐性、一线与后方、成本和能力的新平衡，实现协同“多体”“群蜂”对抗孤立“单体”“独蜂”的体系制胜优势。

4 无人作战指挥控制过程模型

传统的OODA 环模型主要是针对有人作战模式展开的，无人作战“平台无人，系统有人”，但很大程度上是边缘作战，其自主程度按照人的参与程度可以分为3 种类型。因此，无人作战的指挥控制过程模型也表现出3 种类型。

4.1 无人系统边缘自主的3 种模式

无人系统和军事人员，或者说主要是它的操作员间的关系可以分成3 种基本的模式。

第1 种是“人- 人”模式，即“人在回路中”模式。这种模式是由人类直接操纵，以人为主，即由军事人员监视无人机或其他设备提供的信息，一旦达到开火的标准，再由人类直接发出开火的指令。在战争制胜问题上，人是决定因素［15］。无人机并非真的无人，智能化也不是武器变成人。这种模式涉及最多的人为控制，所有与无人机“追踪物”进行交战的操作一般由人直接完成。

第2 种是“人- 机”模式，即“人在回路上”模式。这种模式在无人机处理完信息并自动识别目标之后，机器人可以发出指令，但人类也拥有撤销机器人指令的权力。现代的无人机可以以超低的成本和超快的速度完成一些特定任务，如监视无人机可以超长时间完成监视任务，无人作战飞机可以完成一些简单的空对地攻击，但在分析情报信息、辨别平民与武装人员等方面与人类相比仍然具有较大差距。因此，在很多情况下人的介入不可或缺。

第3 种模式是“机-机”模式，即无须人类干预和参与的“人在回路外”模式。这种模式中无人系统可以在无人干预的情况下自动侦察、选择目标并自主向选定的目标开火。这种模式是未来边缘作战主导的模式，与前两种模式相比，具有诸多优势。“机器人不打瞌睡，不畏艰险，也不会入乡随俗”［16］。在形势紧张的边界地区，机器人最大限度地降低了军事人员在冲突中伤亡率。随着技术的发展，这种人机关系必然会得到发展，人只需在回路外监视具有完全自主能力的无人装备作战即可。如以色列的“哈比无人机”（harpy drone）可以自主搜索敌方雷达，并在未经人类许可的情况下将发现目标摧毁。无独有偶，美军“阿尔法”（ALPHA）空战系统也是一种具有“机-机决策”特征的先进人工智能系统，可在高保真模拟环境中控制无人作战飞机遂行空战任务。2016 年，美国辛辛那提大学开发的“阿尔法”人工智能，在空战模拟器中战胜了具有丰富经验的退役空军上校GeneLee。“阿尔法”系统响应速度比人类快250 倍。2020 年5 月，美国防部高级计划研究局举办了空战格斗模拟挑战赛，人工智能系统以5∶0的巨大优势，完胜人类顶级战斗飞行员。美国“宙斯盾”在某种程度上也具备特殊的自动模式。一旦启动该模式，系统“将自动攻击符合参数的威胁，人能够进行干预，阻止交战，但发射导弹并不需要人的进一步授权”。

4.2 无人作战指挥控制过程模型

建立无人作战的指挥控制过程模型可以更加清晰地描绘军事人员和无人系统之间的3 种关系模式，军事人员在传统自上而下作战中的指挥控制过程模型“PREA 环”（筹划：Planning→准备：Readiness→执行：Execution→评估：Assessment）在3 种形态下和无人系统的“5S 环”（自任务：self-mission→自组织：self-organizing→自行动：self-action→自适应：self-adaptive→自评估：self-assessment）有着不同的联系。因此，无人作战指挥控制过程模型也呈现出3 种不同形态。

第1 种“人在回路中”模式，军事人员与无人系统的关系是：军事人员控制无人系统，无人系统学习并影响军事人员操作，军事人员对任务的操作和无人系统“5S 环”的关系是一种紧耦合。对于一项任务，军事人员首先对任务进行规划，并对不合适的规划进行调整，规划调整的方式和策略直接影响到无人系统自主发现任务的评判标准，无人系统的“自任务”模块通过学习机制将军事人员的操作数据纳入到学习案例库中。

任务规划完成后，军事人员通过无人系统进行任务准备工作，比如协调资源、配置火力等，对资源的配置正是无人系统的“自组织”模块学习的重点内容。准备工作完成之后，军事人员开始执行任务，期间的操作直接或间接由无人系统完成，无人系统也通过“自行动”模块进行任务执行中各种操作的学习。无人系统在进行任务的执行过程中，可以根据当前的地理形势、气候环境进行“自适应”，这一特征也是检测无人系统是否能够适应多域战场的重要指标。在任务完成后，军事人员对此项任务进行评估总结，并通过无人系统标记信息完成反馈，当然无人系统的“自评估”模块也将通过反馈信息完成学习。无人系统的模块对军事人员的各种操作不仅仅是学习，还能对比之前的场景案例的数据并及时给出优选方案，但最终的决策权还是在军事人员手中。这样一项任务在无人系统和军事人员的相互协作下完成，并且两者之间形成闭环操作。这一过程可以理解为PREA 环与5S 环紧耦合指挥控制过程，如图1 所示。

图1 人在回路中：PREA 环与5S 环的紧耦合Fig.1 Man-in-the-loop：tight coupling between PREA ring and 5S ring

第2 种“人在回路上”的模式，军事人员与无人系统的关系是：军事人员指导无人系统完成任务，无人系统半自主完成作战任务。无人系统在学习人类操作之后拥有较为完整的模型，模块之间相互连通形成独立闭环并且拥有一定的自主权，但自主权是有限的，仍是在人类的监督下行使，军事人员拥有对无人系统决策撤回并更正的权力。所以在无人系统闭环外部是“自顶向下”的PREA 模式，表示军事人员对无人系统的监督，随时可以介入指挥控制过程。这一过程可以理解为PREA 环与5S 环松耦合的指挥控制过程，如图2 所示。

图2 人在回路上：PREA 环与5S 环的松耦合Fig.2 Man on the loop：loose coupling between PREA ring and 5S ring

第3 种“人在回路外”的模式，军事人员与无人系统基本分开，这种情况类似古代的“将在外，军令有所不受”的状况。无人系统通过学习军事人员的操作形成完整且优异的模型，并且其5S 环和军事人员对的PREA 环各自形成闭环，互不干涉，无人系统很大程度上拥有可以独立执行任务的能力和权力。这一过程可以理解为PREA 环与5S 环基本分离的指挥控制过程，无人系统真正能够在战场上独当一面，如图3 所示。

图3 人在回路外：PREA 环与5S 环的分离Fig.3 Man off the loop：separation of PREA ring from 5S ring

5 无人作战指挥控制的提升途径

无人作战指挥控制需要思维和基础设施的升级，同时无人指挥控制当前还存在着不尽人意之处，需要树立智能化思维、加快指挥信息系统升级，增强人机有效协同和有机融合。

5.1 树立智能化思维

无人作战是智能化作战，智能化战争本质是认知中心战，是指挥员的思维模式、指挥艺术、指挥方式等的较量，“制脑权”成为作战制胜的核心，其制胜机理是“以活胜僵、以群胜独、以无招胜有招”［17］。作战人员将不仅是无人化武器装备的操控者，更是战场控制、思维较量、谋略博弈等智能对抗的主导者。适应这种制胜核心和机理的转变，指挥员和一线作战人员需要树立智能化思维，着眼智能化作战指挥决策特点，围绕无人作战的感知、理解、推理等环节开展针对性训练，不断把握无人作战的基本原理、制胜机理和特点规律，提升无人作战认知的速度和精度。同时应该提升对无人系统的容忍度。虽然无人机在最近的一些军事冲突中发挥了重要作用，但也存在很多不尽如人意的地方，无人机误炸的情况时有发生。因此，应当容忍无人机存在的不足，通过摸索使用，拓展指挥训练内容、创新指挥训练编成、优化指挥训练评估，形成军事需求与技术开发的良性互动循环，最终形成性能强大、功能完善、操作友好、人机融合的无人机作战系统。

5.2 加快指挥信息系统升级

无人机是无人化战争的“拳头”，而指挥这些武器运用的指挥信息系统是无人化作战的“大脑”，是指挥手段实现跃升、形成决策优势的关键。当前，我军指挥信息系统面临着智能滞后的难题，未来战争需要实现智能情报分析、智能感知、智能导航定位、智能辅助决策、智能协同、智能评估、智能化无人作战等功能，尤其是实现对无人网控系统的集群作战操控，这都对智能化指挥信息系统提出了迫切需求，需要加快相应关键技术的研发和运用。目前，无人作战指挥信息系统中有不少器件或软件采用国外的产品，为避免受制于人，应持续保持投入，加强无人装备领域基础元器件、控制算法和基础软件的研发，缩短与国际先进水平的差距，保障我国无人装备技术发展安全。同时，应该加强军地协作，采取集智攻关的方式，适时组织国内智能无人科技产、学、研的力量，开展协同创新，加快无人装备指挥控制技术的发展步伐。

5.3 增强人机有效协同和有机融合

无人机作战，人与智能化作战系统共同发挥作用。而在未来，除了实现与有人机的有效协同之外，还要增强与其他作战力量的无缝连接与有机融合。因此，指挥员特别是一线作战人员，应当突出智能化人机协同训练，在训练、演习、模拟交战等活动中与系统深度互动，掌握无人作战平台行动特点和人机协同训练规律，找准PREA 环和5S 环的最佳契合点，力求实现与无人平台行动的无缝对接、无缝交互，提升作战效率。以海战领域的人机协同和融合为例，可打造出网络化体系支撑下的有人舰艇与无人机群、无人舰队的混编作战新格局，由有人编队控制无人编队开展水面进攻作战，通过无人机提供情报，由无人舰艇开展海上进攻。

6 结论

世界新军事革命迅猛发展，战争形态加强向智能化战争演变，武器装备更趋无人化、智能化、高速化，无人作战系统依靠其非对称耐消耗、自主化易适应和多功能耐生存的制胜机理，将成为未来军事装备的重要组成甚至主体。无人作战指挥控制是无人作战系统的核心，无人作战指挥控制对战争胜负的影响越来越大，建立无人指挥控制过程模型显得更加重要。无人作战系统与军事人员有着密不可分的关系，而这种关系也随着过程的变化发生改变。同时也应该清晰地认识到，无人作战指挥控制目前仍处于初级阶段，需要在完善基础设施和升级思维两个方面着手，加快指挥信息系统设备升级和树立智能化思维等，从而取得未来无人战争的主动权。