06.25 軍事大數據系列1:讓戰場數據“開口說話”

信息化戰爭的突出特點,就是戰場數據的數量劇增。早在阿富汗戰爭期間,美軍為打擊恐怖分子動用的全方位情報偵察監視系統,24小時就產生了高達53TB的數據,致使美軍情報人員和一線部隊陷入數據的汪洋大海中無所適從。未來的信息化戰爭,作戰優勢集中體現為信息優勢,信息優勢的本質就是數據優勢。只有讓戰場數據主動“開口說話”,才能牢牢掌握信息化戰場的戰略資源,在激烈的數據博弈中立於不敗之地。

無論是美國國防部為打通戰車、艦艇、飛機以及空間衛星數據共享“任督二脈”的軍事物聯網和雲作戰平臺,還是專門針對海量數據已經投入使用的數據挖掘和人工智能算法,包括日新月異的戰場可視化技術和智能作戰終端,無不是突破戰場“數據迷霧”、通過戰場數據牢牢掌握戰爭主動權的“解題手法”。

戰場上別吃數據的啞巴虧

在信息化戰爭風靡全球之前,人們從未對戰場數據如此倚重。近年來得益於信息化技術手段的提升和網絡融合趨勢的加快,看不見摸不著的數據呈現出“爆炸”態勢。尤其是無人機、攝像頭等新興技術的發展,正源源不斷地傳送著大量圖像和視頻信息。瞭解把握戰場態勢,通過戰場數據牢牢掌握戰爭主動權,成為了各軍事大國競相追逐的技術新高地。

軍事大數據系列1:讓戰場數據“開口說話”

未來戰場上,各類觀測手段、物聯網設備和高速計算機都會產生海量數據,如果得不到及時處理,我們將會被“數據致盲”。說起打贏信息化條件下的現代戰爭,連美軍都曾吃過數據的啞巴虧。伊拉克戰爭爆發當日,美軍駐卡塔爾和科威特的前進指揮所由於無法處理保障機構提供的海量數據,不得不自行關閉設備,直接造成了指揮所與部分突擊方向的通信聯繫中斷。阿富汗戰爭期間一次小型反恐行動帶來的海量數據,更令美軍作戰人員措手不及。美軍耗費巨資研製的先進隱身戰鬥機,竟然不能直接與其他作戰平臺進行信息交換,雖然同樣是美軍,它們之間的“對話”也得需要“數據翻譯”才行。

一方面猜不透數據,另一方面也有人對數據“做起了文章”。從古至今,戰場上的攻守雙方無不想方設法制造戰場迷霧,企圖讓對手看不清戰場態勢,最終達到出其不意、攻其不備的戰術效果。即便是信息化戰爭加速到來的今天,給各類戰場數據施加障眼法,依舊是行之有效的作戰策略。

知己知彼,方能百戰不殆。現代戰爭中各類作戰要素不斷增多,能否全盤掌握戰場信息將成為決定戰爭勝負的關鍵因素。數據承載信息,能否消除“數據迷霧”,關鍵在於如何從戰場大數據中挖掘出精準信息。美國國防部近幾年來不斷開展戰場數據挖掘、人工智能數據分析等項目研究,無不是在為贏得戰爭培育數據分析師。換句話說,能把戰爭中持續幾個小時的視頻數據凝練到最關鍵的30秒,這本身就是一場勝利。

提升部隊實際戰鬥力,必須高度重視數據這一現代戰爭的重要組成,實現各平臺之間基於共同目標的信息共享與數據支援,形成高度一體化的通信指揮和作戰體系,依託技術手段填補戰場大數據應用的“最後一千米”。

神經網絡能否聯通未來戰場

伊拉克戰爭中,美國帶到戰場上的最尖端武器,並非是那些隱形戰機、精確制導炸彈等高精尖武器,而是數據鏈。數據鏈這種信息網絡系統,將美軍的作戰飛機、指揮所、坦克和作戰人員緊緊連在了一起,美軍的空中打擊力量和地面作戰部隊才得以在第一時間獲取戰場情報信息,實施近乎實時的火力打擊。

軍事大數據系列1:讓戰場數據“開口說話”

現代戰場,如果把作戰指揮系統比作大腦、武器裝備比作肌肉,那麼數據鏈就是遍佈全身的“戰場神經”。數據鏈以通信網絡為紐帶,以信息處理為核心,將遍佈陸、海、空、天的戰場態勢感知系統、指揮自動化系統、火力打擊系統和網絡戰武器等作戰要素有機相連,實現戰場數據的全維感知、實時傳輸和智能處理。

美國空軍為實現在阿富汗作戰的不同裝備互聯互通,就緊急開發出戰場機載通信節點載荷。波音公司專門為第五代戰鬥機和第四代戰鬥機“通話”而設計的飛行吊艙,能借助LINK-16數據鏈把F-22戰鬥機飛行編隊內部數據傳送給美國空軍的其他作戰機群。近年來,美軍對戰場區域內的各種作戰場景進行研究表明,傳感器平臺必須能同時跟蹤包括敵我雙方的戰機、水面艦艇、潛艇、民用飛機、船隻、車輛和其他關鍵設施等3000個目標,並實現相關信息的有效傳輸。因此,美軍正在加緊研發傳輸速率更高、抗干擾性更強的高性能數據鏈,美國海軍也正在加緊生產Link-22數據鏈的新一代加密裝置。

早在伊拉克戰爭期間,軍事物聯網的雛形就已經初步顯現。美軍規定任何進入其所轄戰區的物資必須貼有射頻標籤,這樣就可毫不費力地得到一張戰場動態物流全景圖。按照這張全景圖調配部署,後勤補給可更快、更精確,大大縮短了美軍的平均後勤補給時間,後勤物資保障效率也大幅提升。

目前,美軍正加速全球戰場資產的聯網部署,這種將各種作戰要素接入同一網絡,實現各軍種在空中、陸地、海洋、太空和網絡等作戰域協同、快速遂行作戰任務的網絡就是軍事物聯網。美國空軍正在廣泛投資數據共享能力,除購買用於蒐集戰場信息的先進設備外,也在積極部署諸如手持式安卓戰術攻擊套件等新型聯網設備。此外,美國空軍正在研究將空軍作戰平臺接入其他軍種武器平臺,將組建可使武器平臺變成網絡節點、實時共享信息的軍事物聯網。美國陸軍也在加速建設戰場物聯網,通過部署大量的自主傳感器和機器人部件來自我感知、持續學習,實現上述設備與網絡、人類和戰場環境的相互作用。

伴隨著雲計算和物聯網技術的快速發展,行走在戰場上空的“雲”,為打破各類作戰平臺所面臨的“信息孤島”提供了新的技術思路。所謂作戰雲,就是基於“雲端”的聯合作戰信息網絡,從體系層面實現戰場資源的動態高效管控和快速分佈式處理。基於作戰雲開展的雲作戰,勢必構建起跨戰場維度、跨軍兵種的網絡化“雲殺傷”作戰能力。

早已嗅到數據火藥味的美國空軍率先提出了作戰雲理念,通過戰術通信網絡快速交換C4ISRK體系內作戰單元的戰場數據,實現信息資源的高度整合。美國海軍針對遠征作戰、反潛戰、一體化防空反導等作戰樣式提出“戰術雲”概念,通過可發佈數據應用的平臺確保實時戰場感知。此外,戰術基礎設施企業服務、戰術薄雲等項目的實踐,重點解決了雲計算等前沿技術在戰場上的“接地氣”問題,為雲作戰探索了戰術應用的技術核心。目前,美國國防部已計劃在10年內投入100億美元,用於企業-防務聯合基礎設施雲作戰項目的研發。預計投入使用的雲作戰平臺,將最大限度地發揮隱身裝備、精確打擊武器、先進指揮控制系統和有人-無人系統的技術優勢,成為應對信息化戰爭的制勝方略。

軍事大數據系列1:讓戰場數據“開口說話”

事實上,美軍早就開始了在戰場上對雲作戰的實戰檢驗。2014年9月,美國空軍F-22戰鬥機首次率領聯合空襲機群,對敘利亞境內的“伊斯蘭國”極端組織目標實施空襲作戰,標誌著美國空軍雲作戰實戰檢驗的開始。美軍另一款先進戰機F-35更是網絡中心戰的概念產物。F-35戰鬥機擁有突出的戰場態勢感知能力,甚至能在無線電靜默情況下與E-3預警機組成空戰機群,在超視距接敵中實現“A機+B彈”的完美配合,事實上就是雲作戰的“小試牛刀”。

在數據的海洋中盡情遨遊

在嘗試解決數據通聯問題的同時,還必須對戰場數據“動刀子”。目前較為熱門的戰爭算法,就是源自實戰中美軍遇到的棘手數據難題。從無人機源源不斷傳來的海量視頻資料,讓數千名美軍情報分析員忙得焦頭爛額。藉助人工智能算法,美軍算法戰跨職能小組正在研製可將無人機收集的海量視頻數據快速分類的軟件,以實現對目標的探測、分類和預警計算,從而提供更多具有實際價值的情報。

近年來,美國國防部已經在人工智能、大數據和雲計算領域愈發“上心”,人工智能與人機合作早已進入美國武器庫及其情報機構。人工智能恰好可以為可用資源和緊迫需求之間搭起了一座彌補差距的“算法之橋”。藉助算法在海量數據中“泅渡”,情報分析自動化程度大幅度提升,人們再也不用耗費大量時間找尋坦克在哪裡。他們可以花更多的時間考慮坦克為什麼在那裡、下一步坦克要做什麼。

目前,美國國防部正加緊研發可輔助情報人員識別恐怖襲擊的人工智能技術,並計劃藉助人工智能算法分析整理極端組織情報數據。無獨有偶,美國中央情報局正在開發用來獲取社交媒體數據的人工智能,法國軍事情報部門也在積極尋求借助人工智能篩選大量原始戰場數據,以便有效支援一線部隊作戰。美國中央情報局此前就曾公開透露,目前正依託硅谷的開發商開展137個人工智能情報處理項目。這些項目的涉獵範圍也相當廣泛,大到通過對比數據變化來預測未來重大事件的發生可能,小到讓計算機自動標記出能引起情報分析員注意的人或物。

統計數據顯示,單憑現有的人工智能技術,已經實現了75%工作量的自動化。2017年底,美軍就在中東地區開展了人工智能情報分析試驗。加載有特殊算法的計算機被用來輔助分析無人機採集的視頻信息,從中自動識別出人、汽車以及各類建築物。經過不斷學習和算法更新,人工智能在複雜環境下自動識別率已經超過80%。此外,美國軍方也正花費數十億美元建立地理空間情報系統,這些涉及到“人文地理”的網頁、電子郵件、即時消息和社交媒體等離散化數據,恰好可以通過人工智能和機器學習實現收集處理自動化。

軍事大數據系列1:讓戰場數據“開口說話”

雲計算、廣互聯、大數據、智能化成為目前軍事領域信息技術發展的標誌性符號

除藉助人工智能算法對數據大動干戈,更加輕鬆地在數據海洋中遨遊外,美國軍方也在積極投入數據挖掘技術研究。美國特種作戰司令部就在開發一個數據挖掘程序,能在各種網站和數據庫中自動進行關鍵字搜索,從而使作戰人員儘可能實時地瞭解他們所處的作戰環境。

給你一雙洞察數據的“慧眼”

有了對數據的快速處理過程,更需要一雙洞察海量數據的“慧眼”,戰場數據的可視化已經成為軍事領域的研究熱點。通過綜合運用計算機圖形學、多媒體、人工智能等,可視化技術能將戰場數據以圖像形式呈現給指揮員,將在軍事訓練、戰場指揮決策、裝備研發和後勤保障等領域發揮重要作用,成為看透戰場數據的“火眼金睛”。

為佈局可視化技術發展,美國國防部高級研究計劃局已經開始研製可實時顯示大規模數據的可視化情報系統。這種可視化系統不僅能增強美軍對戰場威脅的實時分析能力,還能根據海量數據發現態勢變化的“蛛絲馬跡”。美國海軍研究中心支持研製的“龍”戰場可視化系統,利用虛擬現實技術,搭建起戰場數據獲取傳輸、作戰態勢顯示與指揮控制的綜合作戰平臺,提升了指揮員對戰場數據的認知和分析能力。

未來通過戰場可視化技術,能根據戰場數據實時構建戰場態勢詳圖,甚至還能通過三維視圖和虛擬現實技術建立逼真的“虛擬戰場”。在這種決策環境下,各類信息化裝備早已織成一體化數據網,戰場指揮員不僅能快速準確獲取戰場信息,甚至還能進一步由戰術數據激發出作戰方式的“無盡聯想”。

對戰場數據的“精打細算”最終要服務於作戰。美軍已經開始列裝的“內特武士”單兵移動雲通信指揮系統,通過一個酷似智能手機的觸屏面板和無線電裝置,就能實時發送短信和語音通話,還能顯示周圍地形、友軍和目標位置。美國雷神公司還曾研發過一款名為“雷神智能戰術系統”的智能手機,能通過向士兵傳輸圖片和視頻的方式,獲取周圍2千米範圍內所有衛星圖像及空中、地面偵察情報,甚至還能與戰友實時共享態勢,有力提升單兵從信息樞紐中獲取戰場態勢的能力。美國陸軍即將配發的“第三代增強型夜視鏡”和單兵武器瞄準具系統,除能把夜視儀所“看到”的畫面實時傳回眼前的“第三代增強型夜視鏡”外,還可通過WiFi方式將單兵的態勢感知信息在戰場上與戰友分享,戰場“直播”如在眼前。

未來,手握這些智能終端的信息化士兵,配合先進的數據傳輸和分析系統,不僅能實現戰場態勢的快速感知,甚至還能配合衛星導航進行“戰場直播”,遠在千里之外的指揮部可以據此完成要打擊目標的匹配製導,勢必開啟信息化作戰的新模式。


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