(文/魏凡 王世忠 郝政疆)
隨著新一輪科技革命、產業革命和軍事革命的不斷深入,電子信息技術不斷向其他領域滲透融合,數字化、網絡化、智能化成為新的發展方向,基於網絡信息體系的智能化戰爭日趨成為未來戰爭的基本形態。信息資源與武器資源一體化程度不斷加深,更加強調各種作戰要素的組網、信息優勢的充分發揮和體系作戰效能的提高,客觀要求構建基於網絡信息體系的聯合作戰能力、全域作戰能力,對電子信息裝備提出了新的發展要求。
本文以促進面向智能化戰爭的電子信息裝備發展為目的,分析了智能化戰爭的基本內涵,研究了其對電子信息裝備能力的發展需求,分析了電子信息系統整體發展方向,以及態勢感知、信息傳送、指揮控制、網電對抗、無人作戰等電子信息裝備的發展方向,以期為電子信息裝備發展提供決策依據。
1. 智能化戰爭的內涵
隨著雲計算、物聯網、大數據、人工智慧等電子信息技術的快速發展,以及電子信息技術向其他領域的不斷滲透和深度融合,各作戰要素的數字化、網絡化、智能化進一步深化,基於信息系統的信息化戰爭將進入新的發展階段,逐步形成基於網絡信息體系的智能化戰爭[1]。
智能化戰爭,是指以信息為基礎,依託柵格化網絡系統,使用信息化、智能化武器裝備及相應作戰方法,在陸、海、空、天和網電等物理空間及認知領域進行的以體系對抗、信息主導、智能較量為主要形式的戰爭。從本質上說,它是人與武器高度融合的戰爭,更加強調各種作戰要素的組網、信息優勢的充分發揮和體系作戰效能的提高,力求最大限度的發揮信息資源匯聚、融合和挖掘的作用,是信息、知識、智能的綜合對抗。
基於網絡信息體系的智能化戰爭主要體現在智能化態勢感知、智能化信息傳送、智能化指揮控制、智能化信息對抗、智能化打擊評估等五大要素。
智能化態勢感知主要體現在戰場態勢感知的自學習特性。空天飛機、軍事衛星、自主式機器人等各類網絡化、集成化的裝備將感知到的信息彙集為戰場全景圖,能夠在複雜、多變和未知的戰場環境中自感知、自適應、自學習,自進化,對感知信息的種類、精細程度、態勢判斷等具備自主規劃和決策能力,使戰場空間進一步透明化,實現戰場信息感知精細化、實時化、全球化。
智能化信息傳送主要體現在信息傳送的精準性和安全性。綜合採用雷射通信、微波通信、量子通信等各類傳輸手段,有效利用各個傳輸頻段,形成覆蓋全物理空間的陸海空天一體化信息傳輸網絡,具有高度的彈性、自適應性和集成性,能夠按照作戰需求將戰區內的各軍兵種作戰力量、各類武器裝備等作戰單元以及其他相關的作戰要素有選擇性的連接在一起,提供及時、精準、可靠的信息服務,真正實現"在正確的時間,將正確的信息傳給正確的人"的終極目標。
智能化指揮控制主要體現在指揮控制的自適應特性。人機互動技術和機器學習技術廣泛應用,指揮控制系統將把作戰空間偵察預警、監視、指揮、控制、通信、精確打擊聯為一體,能夠對各種作戰力量、武器裝備平台等進行有效管理,並根據不同的作戰需求和作戰目的,自主制訂出最佳的作戰決策並傳達到每一個相關的作戰要素,計算機輔助決策向自主指揮的方向發展,並能適應戰場變化自主調整作戰決策,把信息優勢轉化為決策優勢,實現戰場資源配置最優化、作戰力量編成自主化、作戰行動高效化。
智能化信息對抗主要體現在網電空間主動防禦和智能化攻擊。一方面,廣泛應用電子干擾、虛擬現實、增強現實等技術,可以根據軍事任務需求,利用己方設備發出的電磁信號製造出特定的現實場景,實現迷惑和擾亂敵方電子設備和作戰力量的目的。另一方面,可以按照敵方目標的系統要素和特徵要素,自主進行目標分類描述、打擊重心分析、執行攻擊行動等,通過攻擊目標網電體系的漏洞或脆弱點,實現敵方網電空間作戰體系整體效能數量級的降低。
智能化打擊評估主要體現在打擊行動的自組織特性。人機互動、機器智能、精確制導技術廣泛應用實戰,人識武器、武器識人、人機一體、融合高效將成為現實,人腦的智慧和意圖可以有選擇地植入武器系統中,使武器具有自我判斷、自我調控、自我尋的和自我評估的新功能,實現按照指戰員的"大腦"遂行自主行動,有效縮小打擊鏈路周期,達成"發現即摧毀"。
2. 智能化戰爭對電子信息裝備能力的新需求
基於網絡信息體系的智能化戰爭中,各作戰要素互聯、互通、聚集性更強,信息資源與武器資源一體化程度不斷加深,體系對抗成為主流,客觀要求構建基於網絡信息體系的聯合作戰能力、全域作戰能力,對各類電子信息裝備能力提出了新的需求。
2.1態勢感知更加全面精細,有效實現戰場透明
一是具備覆蓋全球的態勢感知能力。隨著經濟全球化和主要國家海外利益的不斷拓展,美國、日本、俄羅斯等國家逐步加快向國外擴展軍事影響的步伐,全球化戰場成為歷史發展的必然。客觀上要求態勢感知向覆蓋全球內陸、遠洋、水下的全時段、全天候監視發展,尤其是天基、海基等具有全球性、廣域性的戰略型系統裝備,實現陸海空天一體的全球感知能力,為全球化作戰提供對全球重點區域、熱點地區、熱點時段的持續監視。
二是具備更加精細的態勢感知能力。未來智能化戰爭中,各類武器裝備小型化、隱形化、分布式、高機動的特徵更加明顯,分布式集群目標、臨近空間目標、地面隱蔽目標、新型掠海目標、水下靜音目標等新式目標威脅日益嚴峻,要求能夠探測到更小、更高、更遠、更快的目標,解析度、數據率更高,全天時、全天候能力更強,具備助推段攔截的威懾能力。
三是具備面向公共安全和社會穩定的新型態勢感知能力。國際政治形勢複雜多變,恐怖主義、重大傳染性疾病、氣候變化等非傳統安全威脅持續蔓延,有可能演化為武裝衝突或局部戰爭,要發展基於天-空-地、無人、網絡、新頻段、新體制等多種態勢感知手段,實現對公共場所人員活動、隱蔽可疑裝備的實時成像偵察,以及對恐怖活動計劃、恐怖分子信息聯絡的及時感知,為精準高效的應急處突和反恐行動提供強有力信息保障[2]。
2.2信息傳送更加精準高效,有效支撐柔性作戰
一是具備泛在的傳輸網絡能力。智能化戰爭中,各種作戰要素分布在陸、海、空、天和網電等物理空間及認知領域中,各種作戰要素的靈活組網是體系對抗、發揮信息優勢的基礎,要求實現包括陸、海、空、天、水下所有物理空間的無縫覆蓋,軍隊的所有等級的場景覆蓋,無線通信、衛星通信、光纖通信等所有通信方式的業務覆蓋等,實現各層級網絡的無縫融合,真正實現一體化的網絡泛在能力。
二是具備人-機-物高效互聯能力。智能化戰爭中,各種作戰人員、武器裝備等作戰要素都是作戰網絡中的節點,其蘊含著的各類戰場信息都可能成為戰爭成敗的關鍵,要求大力應用以物聯網為基礎的萬物互聯技術,通過人、機、物的智能互聯和信息交互,實現虛擬和現實之間的有效溝通和融合,有力拓展未來作戰的時域、空域和頻域,將分散的各種作戰力量形成有機整體,實現一體化聯合作戰功能。
三是具備精準的按需信息服務能力。智能化戰爭中,各種作戰要素彙集起來的信息呈指數級的增長,如何提高信息服務的效率、維護信息安全是確保獲取信息優勢的關鍵。這就要求綜合應用虛擬化、雲計算、大數據等新興信息技術,有效利用數量劇增、種類繁多、內容複雜多樣且質量各異的各類信息,強調需求和信息之間對接匹配,提供多種服務模式,適應不同服務場景,滿足用戶不同層次需求,避免"信息淹沒"、"信息迷茫",確保獲取信息優勢。
2.3指揮控制更加敏捷靈活,有效提高決策效率
一是具備聯合態勢綜合分析與認知能力。未來的智能化戰爭是跨作戰域、跨軍兵種、成體系對抗的聯合作戰,必須對整個戰場進行聯合態勢分析與認知,才能正確展現出戰場態勢。要求利用大數據等技術,及時辨識和挖掘出有價值的戰場信息,動態展示多作戰領域相互影響的戰場態勢,運用網絡中心技術、協同作戰概念和前端處理技術,實現以網絡為中心的協同目標定位,與現存的特種情報偵察監視(ISR)系統的補充能力實現交互,提高目標探測的可能性、減少虛警、顯著提高準確性和及時性,提高關鍵目標攻擊時間的速度和準確性。
二是具備多域、靈活的聯合作戰指揮控制能力。針對跨作戰域、跨軍兵種、成體系對抗的聯合作戰,需要根據不同的作戰任務,有選擇性的將相關作戰要素組織起來,並制訂出最佳的作戰決策,才能真正發揮聯合作戰優勢。要求綜合考慮陸、海、空、天、網電等各作戰領域和各軍兵種作戰力量,構建具有易響應性、可恢復性、魯棒性、靈活性、自適應性和創新性等六個特徵的指揮控制系統,支撐全域的指揮控制信息共享、聯合作戰態勢認知、聯合作戰規劃與方案優選、作戰效能評估與戰中計劃調整,打造聯合作戰優勢,滿足從戰略到戰術不同級別的聯合作戰任務要求[3]。
三是具備無人化作戰指揮控制能力。針對未來戰場上大量部署的無人化作戰力量,需要構建無人化和無人有人混合的指揮控制系統,能夠將不同作戰領域的無人和有人作戰力量的感知信息有效融合和綜合分析,對無人集群、無人有人混合作戰的作戰效果進行計劃、集成和同步,實現無人力量集群的作戰效應,促進智能化戰爭中無人化裝備效能的充分發揮。
2.4 網電對抗以攻為主、攻防結合,有效維護網電空間安全
一是具備動態、主動的網電空間防禦能力。網電空間作為新的作戰域,是未來智能化戰爭的必爭之地,擁有強大的防禦能力對於確保網電空間安全至關重要。要求重點突破移動目標防禦、深度數據包檢測、數據融合和挖掘、網絡追蹤溯源(或歸因性)和反向攻擊或攔截等前沿技術,加強跨陸、海、空、天等物理空間領域的主動防禦能力,避免信息內容被竊取、篡改和刪除。
二是具備精準的網電空間攻擊能力。網電空間作戰作為未來戰爭的新型作戰樣式,具有隱蔽性、突然性、破壞性、不對稱性等特點,必須先發制人。要求發展關鍵基礎設施遠程滲透、漏洞探測和情報獲取、移動網際網路規模致癱、行業網絡遠程與定點精準打擊、攻擊反溯源與隱蔽通聯等手段,實現對敵關鍵基礎設施"縱深、精準、規模"的定向打擊能力,對敵陸海空天戰場的指控網絡、數據鏈、組網雷達和軍事衛星系統等戰場關鍵電子信息系統進行綜合對抗和體系破擊。
三是具備全面的網電空間偵察能力。在"防禦性"偵察與利用方面,針對己方、友方網電空間進行偵察與利用,確保己方網電空間的安全;在"攻擊性"偵察與利用方面,針對敵方、第三方網電空間進行偵察與利用,為獲取敵方、第三方的網電空間情報以及後續的網電攻擊奠定基礎。
2.5打擊具備智能無人作戰能力,有效提高作戰效能
一是具備精確的火力打擊能力。智能化戰爭中,信息優勢得以充分發揮,其在火力打擊上的表現就是更加精準,大幅提高火力打擊的效率和效益。要求無人飛行器、地面機器人、水面和水下機器人等無人作戰系統採用無人集群的方式發射打擊彈藥或者利用無人平台本身直接攻擊敵方目標,使敵方的反抗能力在短時間內處於無法應對的飽和狀態,提高突防機率。
二是具備多樣的非火力打擊能力。智能無人作戰系統攜帶非火力武器,破壞敵方的電氣、通信網絡等關鍵基礎設施;攜帶非致命武器,實現對目標的驅散和非致命性打擊;攜帶電磁干擾載荷,實現規模化干擾、多樣化干擾、近距離干擾等集群電子戰[4]。
三是具備基於大數據的智能決策能力。智能無人作戰系統匯聚各類作戰要素的環境、狀態等信息,對海量數據進行挖掘和分析,為特定軍事任務制定作戰方案和效果預評估,為作戰人員提供智能化的打擊決策建議。
3. 面向智能化戰爭的電子信息裝備發展方向
3.1電子信息系統整體發展方向
一是從網絡中心向知識中心發展。在雲計算、大數據、人工智慧等新技術推動下,網絡中心體系進一步演化,知識中心漸露端倪,成為未來發展方向。要發展能完全自主控制的高級智能化系統,充分發揮知識優勢[5]。
二是從廣域互連向泛在物聯發展。網絡覆蓋範圍不斷拓展,移動通信、物聯網等技術蓬勃發展,使得電子信息系統從基於廣域網的多點互連結構向基於泛在網絡的人、機、物普適互聯結構轉變。要發展覆蓋實體空間、服務於所有作戰單元甚至無人終端的泛在互聯體系,使得各類人員、信息系統、武器平台等有機融合,支撐一體化聯合作戰。
三是從剛性定製向柔性定義發展。軟體定義、資源虛擬化等新技術與動態靈活的任務需求充分結合,任務系統從定製向按需生成轉變,逐步實現動態適變的柔性體系。相應地,體系工程方法也逐步向能力集成、全域集成方向轉變,更加關注基於能力的頂層設計、基於網絡的全域作戰要素集成及能力交付。
3.2態勢感知裝備發展方向
一是全域協同化。單裝感知裝備將向蜂群化感知簇發展,以"傳感器為主"的感知系統將逐步過渡到"體系化對抗"感知系統。各平台、傳感器、武器系統將形成虛擬存在的作戰雲節點,以網絡化、雲協同為基礎,實現陸、海、空、天、電、網態勢的實時、多維和全時掌握。
二是載體泛在化。在尺寸層面,系統的物理尺寸形態將向極大化、極小化等兩極發展。在類型層面,無人智能雷達、共形仿生雷達將成為戰場主力,生物有望成為新型的雷達載體。在數量層面,雷達探測網絡的構成單元數目指數上升,構建萬物互聯、全維感知的泛在式、雲協同探測體系。
三是功能柔性化。多功能綜合射頻系統是重要發展趨勢,具有單元功能、模塊選擇、平台組網的高度靈活性,實現按需探測感知。即可自主選擇每個模塊的功能和工作的模塊數量,雷達、通信、電子對抗和電子支援偵察等各類任務模式可快速切換,甚至可同時執行多種功能,真正實現探-干-偵-通高度一體化。
四是敏捷智慧化。態勢感知系統的智慧程度將由有限的自適應層級逐步拓展到智能和認知層級。在核心算法上,大數據和深度學習等技術有望解決認知雷達瓶頸,實現環境自適應、處理自判斷和能力自提升;在處理能力上,量子計算和量子存儲等技術將助力數據處理能力的指數級提升,完成決策快速化、精準化和自主化,實現探測即識別的感知能力;在重構性上,感知系統將具備資源自控、抗毀重組、柔性組網、自主維護等功能,極大提升系統的生存力和戰場應變能力。
3.3信息傳送裝備發展方向
一是互聯泛在化。信息傳送網絡目前已經由分立的戰略通信網、戰術通信網、衛星通信及水下通信過渡到天空地海各類異構網絡互聯互通,正在向高動態、大容量、長距離、全移動的天空地海一體的信息網絡方向發展,未來將走向泛在化,全球穩定覆蓋與大容量信息傳輸能力持續提高,解決大地域範圍內運動通信和諸軍兵種協同通信,保障戰役、戰術指揮、情報傳遞等中遠程通信要求,滿足應急機動部隊、邊海防部隊、遠程飛機、遠海艦艇和特種部隊動中通信的要求。
二是智能化柔性按需組網與隨遇接入能力不斷增強。網絡架構和技術體制持續優化,實現網絡柔性重組和自主重構,支持構建機固一體的網絡,為各類信息系統提供可信、可控、高性能統一承載平台,資源動態按需動態擴展、智能管控、智能無縫隨遇接入和端到端QoS保障能力將不斷提高,滿足一體化聯合作戰對信息突發性、要素機動性的發展需求。
三是多種新型通信手段有望在軍事通信中發揮重要作用。空間雷射通信方面,世界首個商業空間雷射通信系統已於2016年開始運營,標誌著空地無線光通信技術日漸成熟,將為軍事通信提供高速實時、高容量的空間通信鏈路。量子通信方面,多個量子通信保密幹線進入實用階段,量子衛星發射成功,天地一體化的廣域量子通信網絡初見雛形,將保障軍事應用的信息安全傳輸。移動通信方面,第五代移動通信系統(5G)逐步商用,其高帶寬、高傳輸速率、低時延、全IP 架構以及支持綜合業務的特點,可實現圖片、視頻監控、虛擬現實等業務的有效傳輸,實現傳感器、指揮控制機構與武器平台的緊密鉸鏈,使整個戰術通信網絡變為可提供實時戰場情報信息、進行實時交換數據信息的多媒體網絡,形成未來戰場所需的無縫的通信體系[6]。
3.4指揮控制裝備發展方向
一是向"即插即用"型方向發展。隨著信息採集、寬頻傳輸、智能處理、網絡協議等技術發展,戰場信息的自動採集、寬頻傳輸、自主決策逐步實現,戰場信息在所有作戰力量之間實現高度共享,指揮控制向著"即插即用"型方向發展。只需通過網絡協議和密碼將各種可攜式設備隨時隨地"插入"即可使用,滿足應對複雜多變戰場的快速反應能力和實時指揮的要求。
二是火指控一體化。依託網絡信息,以信息系統為支撐,讓各個作戰要素之間實現無縫連結,形成高效、統一的整體,實時共享偵察信息、情報信息、武器裝備信息等,指揮控制與武器裝備的火力控制形成一體化,從而滿足智能化作戰需求、個性化作戰需求[7]。
三是人機一體化。隨著語音識別、圖像識別、語義分析、腦機科學等技術發展,人機互動的方式越來越多,尤其是眼睛虹膜、掌紋、步態、唇讀、人臉、DNA等基於人類特徵的交互方式進行多種融合,人與機的一體化程度越來越高,甚至達到把人的大腦意念直接植入機器[8]。
3.5網電對抗裝備發展方向
一是網電對抗裝備"多功能一體化"。干擾平台可把雷達干擾、通信干擾和光電干擾等集成在一起,實現一個平台完成對敵方雷達、通信和光電等電子信息系統裝備的干擾。偵察平台可把各種傳感器集成在一起,機載偵察系統把電子情報和通信情報偵察子系統集成在一起,綜合光電告警裝備把可見光、紅外、紫外和雷射告警傳感器集成在一起,彌補單一傳感器告警無距離信息的缺陷。
二是網絡偵察攻擊向網電一體、軟硬結合、跨網滲透方向發展。隨著頻譜特徵收集分析、無線網絡溯源定位等技術的發展,網絡戰與電子戰有機集成和應用將不斷加快,網電一體成為大勢所趨。網絡攻擊的破壞機理從癱瘓信息系統向損壞網絡硬體基礎設施拓展,網絡攻擊的範圍和效能進一步擴大。網絡攻擊技術突防向跨網滲透方向發展,能突破多個網絡層次,避開網絡內容審查過濾,綜合運用多種攻擊手段,對重要敏感目標進行精確控制和有效利用,攻擊過程更為持久隱蔽[9]。
三是擬態防禦成為網絡空間主動防禦的普適性方法。借鑑生物學中的擬態現象,以隱匿目標對象的某些行為和特徵為目標,採用動態異構冗餘思想,融合多種主動防禦要素,改變目標系統的相似性、單一性、靜態性、確定性,增強目標系統服務功能的柔韌性或彈性,解決網絡空間不同領域相關應用層次上的基於未知漏洞、後門或病毒木馬等的不確定性威脅[10]。
3.6無人作戰裝備發展方向
一是向超長時、全環境發展。高端無人作戰裝備將繼續朝著替代有人系統擔負高風險任務和拓展人的能力方向發展,能夠適應各種複雜環境,能超長時在全天候、全譜電磁、全譜地理環境實施作戰,減少人的傷亡,彌補人的不足。
二是向自主攻擊轉型。無人作戰裝備將從偵察向察打一體轉型,具有發射後不管、自主尋的、自動回收等特點,可以獨立的完成作戰任務,特別是自殺式攻擊。無人機、無人巡邏車、無人潛水器等,都將具備自主行動和自殺式攻擊能力。
三是向通用化、模塊化、可變載荷發展。無人作戰裝備的硬體和軟體將逐步通用化、模塊化,通過搭載不同的載荷實現不同的功能需求,大幅提高無人作戰裝備的使用效率。比如,無人機搭載大功率微波武器,即可成為強大的攻擊性武器,適用於打擊防空系統等各類高價值目標;無人機搭載通信設備,即可成為移動的分布式組網的通信節點,為戰爭提供動態組網的傳輸網絡。
結 語
為了打贏未來基於網絡信息體系的智能化戰爭,電子信息裝備必須具備立體化的全球態勢感知能力、精準高效的信息傳送和服務能力、敏捷靈活的指揮控制能力、以攻為主攻防結合的網電對抗能力以及智能無人作戰能力,電子信息系統整體上朝著智能化、泛在化、無形化等方向發展,態勢感知裝備朝著全域協同化、載體泛在、功能柔性化、敏捷智慧化等方向發展,信息傳送裝備朝著互聯泛在化、智能化柔性按需組網和接入、多種新型通信手段並用等方向發展,指揮控制裝備朝著即插即用、火指控一體化、人機一體化等方向發展,網電對抗裝備朝著多功能對抗一體化、偵察攻擊一體化、擬態主動防禦等方向發展,無人作戰裝備朝著超長時全環境、自主攻擊、通用化模塊化可變載荷等方向發展。
來源: 學術plus