无人智能化后装保障模式研究

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后勤装备保障作为作战体系的重要一环，具有战略投送、物资供应、卫勤救治、装备供给、设备维修等功能。伴随全球信息化的发展与战争方式、战争形态的改变，后勤和装备保障也有了新发展[1]。与传统保障模式相比，在信息化基础的支撑下利用无人装备进行后装保障已经广泛被应用。然而现阶段后装保障虽然已经趋于无人智能化，但是由于有人/无人保障模式存在根本性的技术差异，后装保障战士往往对无人装备的使用比较迷茫，不清楚如何灵活利用多样化的无人装备达成任务，以至于产生教条和误区。本文从无人后装保障的几个主要特点出发，探讨无人/有人协同法、无人系统集群法、跨域协同法在后装保障活动中的运用，创新无人智能化后装保障模式与方式。

1无人智能化后装保障的特点

无人智能装备[2]通过传感器和信息系统获知外界动态变化，通过内置程序和硬件实施对应的行为。无人装备获知外界信息并做出正确决策的能力决定了其智能水平，而智能化水平的高低是判断无人装备解放人力程度的关键判据。鉴于此，无人智能化后装保障一般具备以下特点。

1.1以智取胜，解放人脑

受益于人工智能技术的发展，无人装备获知和处理外界信息的能力大大加强，与人类相比，无人装备可根据传感器和信息系统快速获取外界动态[3]，在信息获取速度和精确度上远远超过人工。基于大数据的学习算法使得无人装备可以从繁杂的数据中更快获得符合度更高的规律与最优解，从而在数据统计、图像处理、故障诊断领域获得超过人力的优势。内置程序和决策机制确保装备可按照科学方法自主完成部分行为，节省人类思考工作。

1.2以器为主，解放人力

装备从诞生之初就是为了解放人力，以承载、运动为功能设计的无人装备通过全自主或半自主控制，可实施重复的或人力不能及的固定劳动。

1.3以联为要，知己知彼无人智能装备通过信息系统获取和传递数据，通过传感器获知外界动态，相比人工传递而言，无人智能装备在内外信息的获取量、获取和转发速度、快捷处理方面具有相当的优势，远远加深了装备自身和使用者与外界的交互感知程度。

1.4以质为上，稳定可靠

相比人工保障，装备保障的方法往往具有性能可量化、保障要求低、人工劳动强度低等特点。通过技术更新和质量管理易于实现性能和质量稳定可控，从而降低对战士的选拔要求。无人智能化后装保障模式一般分为3种，即无人/有人协同法、无人系统集群法和跨域协同法，如图1所示。

2无人/有人协同法

无人/有人协同法最早出现在作战领域，强调作战人员和无人装备独立开展组织、感知、决策、控制和行动[4]。既能各自进行独立的计算、存储、处理，同时又存在平等交互，共同实现任务。在无人/有人协同系统中，人类智能与机器智能的平行交互与融合，有利于实现无人系统与有人系统的双向互补。作用在后装保障领域，协同保障方法同样可分为遥控协同法、半自主协同法和全自主协同法。遥控协同法。人类作为任务实施的主体决策，通过远程方式向无人装备实时发送行为方法，无人装备在行为过程中只具备基础智能，不产生与目标有关的决策，与人类正常互通信息，决策行为完全依靠有人平台。对于保障而言，一般应用在低智能无人装备、传感器失效或非内置行为方法的场景，例如遥控式保障设备、带故障操作、临时动作等。半自主协同法。人类与无人装备都具备自主行为能力，但无人装备不对影响任务进行的关键行为进行自主决策和行动。简言之，半自主协同中人类往往扮演“发令者”的角色，无人装备在人类引导下依靠自身智能完成指派任务。现阶段大部分无人/有人协同均采用此方法，一部分是因为无人装备尚不能普遍具备完全行为的自主能力，另一部分是因为大部分任务灵活多变需要人工判断，从而产生人类发令、机器执行的半自主协同方法。全自主协同法[5]。无人/有人平台功能对等，协同关系自发形成且强度动态可调。经过精心设计的无人装备在某功能领域可实施完全无人作业，并且可以根据任务目标，配合人类行为进度自行制定行为方法。在无人智能化后装保障领域应用无人/有人协同法时应充分考虑任务目标、无人装备的功能和智能化水平，几种协同方法没有绝对优劣之分，也不强调单项任务只存在一种协同方法。原则上，对于装备智能化水平满足全自主作业的，若自主功能范围内与人类存在协同工作内容，优先采用全自主协同；超出装备全自主作业能力的，根据装备智能化水平选择遥控或半自主协同。例如：工厂需要从对A、B、C共计3个位置的货物进行转运，无人运载平台可根据顺序自行寻找货品位置并完成装货、转运工作，此时因为时间紧张采用人力协助转运，当人类运走一批货物B后，无人运载平台自动寻找C货品进行运输，则可称为全自主协同，该方法能够实现是因为无人运载平台在寻物、装货、转运功能上具备与人类实施全自主协同的能力；但是若无人运载平台不具备全自主协同能力，则可能出现无人运载平台继续前往B地接取货物的行为，从而导致任务时间浪费，这种情况下，通过后台人员引导无人运载平台跳过B前往C地实施货品装载转运，则可称为半自主协同；若后台人员采用实时控制无人运载平台移动到C地，远程控制分步骤装货、行进，则可称为遥控协同。无人/有人协同法应用较为广泛，是目前无人装备智能化程度不高、与后装保障活动结合不深的背景条件下最常见的使用方式。

3无人系统集群法

无人系统集群是指无人系统通过相互之间的简单合作表现出群体智能行为，从而达成任务，强调团队成员之间的数据沟通共享和目标共同推进，从功能上讲无人系统集群法由于采用了“狼群战术”[6]可实现功能的倍增和任务成功率上升。采用多架无人机协同方式，无人机之间通过通讯，进行信息共享，扩大对环境态势的感知，实现协同任务分配、协同搜索、侦察与攻击，能有效提高无人机的生存能力和整体作战效能。使用该方法的无人系统一般具备如下特征：①具备较强的数据交互能力，群体成员之间可共享任务目标、任务进展、周边环境等各方面信息，且任意成员信息系统故障不影响整体任务推进。②具备完善的决策机制与任务规划。无人装备在集群保障过程中，采用智能分配算法，使单个成员按照一定的策略，具备任务规划能力，基于任务进展状态，进行任务分配，生成行动计划和指控指令。无人平台通过协同交互各自位置状态等信息，完成各平台间的群组建立与解散、动态重构、状态收报、任务分配等功能，同时根据集群任务生成各自平台的指控指令，发送到本平台控制单元，进而执行保障任务。战场作战时，可运用成本低、体积小的无人机组成无人机蜂群，通过编队方式前往战场，进行精确打击，即使某一单架或多架无人机被击落，其余无人机仍可有序集群作战。无人系统集群法往往应用在同类装备中，实现整体功能性能的倍增，例如集群物资运输、集群空投等。蜂群编队如图2所示。

4跨域协同法

跨域协同[7]最早由美军提出，主要是指在不同领域互补性地运用多种能力，这种互补不单单指时空多维性，还可包括致力于达成同一目标的不同专业技术领域。跨域协同法对无人系统的要求与集群法类似，都需要较强的数据交互能力和任务规划能力。跨域协同法往往指不同类型不同领域无人装备通过协作方式开展同一任务目标，对于交互能力较弱的无人装备往往还需要配合无人/有人协同法共同实施，典型用例包括海陆空多种方式物资运输或保障和无人侦查设备护航无人运输平台。将不同类型、不同能力的无人装备进行面向能力的集成和协同[8]。例如：进行海上战争时，通过无人机+无人艇结合进行协同作战，形成海空一体的侦察、监视、打击、保障系统，可极大程度减少人员和设备的损失，并提高战场胜率，如图3所示。无人艇大载荷及超长续航能力弥补无人机载荷小、续航时间短的缺点。以无人艇为中心，放飞无人机，无人机前往海上进行侦察和监视，并把海上信息传给无人艇，后台人员根据无人机传回的情报，部署无人艇进行海上打击作战。同时无人机还可声东击西，部署一部分无人机作为诱饵，将敌方火力吸引到不相干地方，让无人艇趁机对敌方目标进行致命打击。2017年6月，法国舰艇制造公司实现3种无人系统的协同作战，利用Ⅰ4Drones任务系统，指挥控制无人机、无人艇和无人潜航器协同作战，成功探测、识别和摧毁了目标。

5结论

无人/有人协同法、无人系统集群法、跨域协同法均可应用在无人智能后装保障领域，对应的场景和功能不同，可根据装备实际情况灵活搭配，有助于在当前无人装备发展不足的情况下充分发挥战士主观能动性、充分利用智能装备优势。此外，随着无人智能装备在后装保障领域的逐渐普及和实践，还有可能发现总结出更多新型使用模式和用法，有待于后续完善。

参考文献：

［1］郑鹏，张东戈，郑蕾.后装保障智能化建设研究［J］.中国设备工程，2021（19）：36-37.

［2］刘海民，郭秋呈.智能化无人装备改变了什么［N］.解放军报，2019-07-23（07）.

［3］季自力，张申，王文华.联合集群作战力量将成为未来战场的主角［J］.军事文摘，2021（15）：58-63.

［4］陈杰，辛斌.有人/无人系统自主协同的关键科学问题［J］.中国科学：信息科学，2018，48（9）：1270-1274.

［5］潘云凡.无人飞行器的自主协同控制［D］.南京：南京航天航空大学，2018.

［6］段海滨，张岱峰，范彦铭，等.从狼群智能到无人机集群协同决策［J］.中国科学：信息科学，2019，49（1）：112-118.

［7］樊高月.美军“跨域协同”作战事项探析［J］.国防，2015（2）：47-51.

［8］李凌昊，张晓晨，王浩，等.海上异构无人装备一体化协同作战架构［J］.舰船科学技术，2019，41（12）：50-53.

作者:马艳丽 许双伟 张雪胭 邓晨 单位:北京机电工程研究所 国防大学联合勤务学院