前言:本文承接无人艇集群体系化总体设计,立足近海、远海差异化作战样式,聚焦异构无人艇集群的指控决策机理,剖析两类场景下作战约束对决策链路、权限分配、降级处置的内在影响,阐述三级指控决策架构的分域实现逻辑,明确系统设计约束与OODA 闭环运行机制,对比近海消耗型集群与远海骨干异构集群的决策模式差异,为海上无人艇集群指控提供新的理论构想,探索无人艇集群指控新路线。
海上分布式作战背景下,无人艇集群作战效能由兵力编成与指控决策机制共同决定。美军UMAA 无人海上自主架构、“晶格”集群指挥软件的演习实践表明,大规模异构海上无人集群摒弃平台级遥控模式,采用任务意图下发、边缘分布式协同、杀伤行为人在回路的半自主决策模式。近海、远海的作战样式、电磁对抗环境、通信资源存在本质区别:近海以区域拒止、多波次饱和消耗为主要作战样式,电磁压制风险高,岸基信息保障完备;远海以广域侦搜、侦打分离分布式打击为核心样式,卫星通信带宽有限、传输时延显著,岸基指挥链路可靠性下降。若指控决策机制不能匹配作战样式与战场约束,即便兵力配置完备,也会出现决策链路阻塞、权限失配、降级处置失效等问题。若指控决策架构与作战体系不匹配,即便平台兵力配置完备,集群也难以释放实战效能。基于上述问题,上海奇梦科技结合近海、远海典型作战样式约束,创新性地提出了同源架构、策略分域的三级指控决策设计理念,区分近海、远海差异化决策运行机制,细化不同作战样式下决策流转逻辑与通信降级条件下的决策约束,形成适配两类集群的完整作战决策闭环。
01、指控决策系统顶层设计原则
基于海上无人平台“尺寸‑任务‑自主等级”耦合规律,结合近海、远海作战样式差异,确立指控决策系统四项刚性设计原则,作为分域实现的统一遵循。
1、任务域指挥,规避动作级遥控。顶层决策单元仅输出作战意图、地理边界、交战规则、授权阈值,不输出单艇航迹、机动点位等细粒度控制指令;子任务分解、平台调度、编队重构交由集群边缘网关完成,削减上层通信载荷与计算压力。
2、分层解耦,分级边缘自治。构建顶层决策层‑集群网关节点层‑平台执行层三级架构,决策权责逐层解耦;外部通信恶化时,允许网关节点完成侦察、监视、电子对抗等非杀伤类局部决策,维持基础作战连续性。
3、杀伤行为人在回路。侦察、机动、无源干扰等非杀伤行为可授权集群自主执行;全部硬杀伤交战行为设置逻辑闭锁,必须获得人类指挥员显式授权方可解锁,不开放平台自主交战权限。
4、架构同源,策略软件定义分域。近海、远海复用同一套系统硬件与基础软件框架,不研制两套独立装备体系;依靠任务策略库、权限规则集、数据流转策略的软件配置,分别适配近海高对抗消耗作战、远海带宽受限分布式作战两类样式。
基于以上原则,统一采用顶层决策层集群网关节点层平台执行层三级指控决策架构。顶层决策层承担战役级任务筹划、交战规则设定、武器授权;集群网关节点层作为海上决策枢纽,负责任务拆解、多源态势融合、子任务分配、集群故障重构;平台执行层完成感知、机动、载荷执行,仅具备局部避碰、航路微调的底层自主能力,不参与全局作战决策。
02、近海消耗型集群指控决策运行机制
近海典型作战样式包含静默预置多波次突击、岛礁屏障防御、分布式搜猎等主要三类,作战核心目标是区域拒止与兵力迟滞。战场特征为岛礁遮蔽、电磁对抗激烈、通信链路易遭压制,但岸基情报、通信保障体系完备;集群以岸基为最高决策主体,中型无人艇承担海上总网关,大量小型/紧凑型无人艇作为可消耗执行单元。
(1)三级决策链路适配近海作战样式
顶层决策层(岸基指控中心):面向多波次突击、岛礁防御等战役任务,完成作战筹划,划分作战区域、预置多轮次作战方案库,明确每一轮次侦察、干扰、突击的时序约束,设定杀伤授权的时空有效期。向海上网关下发任务级意图,不介入平台局部机动;仅在满足交战条件时输出经过鉴权的杀伤授权报文。接收网关回传的精简态势,完成全局战场研判,可根据战场损耗动态迭代后续波次作战方案。
集群网关节点层(中型无人艇):作为近海集群的海上决策枢纽,针对不同作战样式完成任务解析与资源调度。
执行静默预置多波次突击样式:网关管控集群电磁静默策略,分批次调度感知层、电子对抗层、突击层平台,按照时序完成多波次兵力释放;平台战损后实时重分配剩余平台任务资源。
执行岛礁屏障防御样式:依托艇间自组网构建分布式感知栅栏,动态调整各平台阵位,完成航道监视与目标告警。
执行分布式搜猎样式:对搜猎区域做网格剖分,动态分配搜索子区域给各前端平台,汇总处理多源探测航迹。
通信正常工况下,网关完成多源航迹融合,回传精简态势报文;通信拒止降级工况:网关可自主执行目标跟踪、阵位重构、电子干扰、区域搜猎等非杀伤类任务;硬杀伤指令硬件锁闭,即便探测确认敌方目标,也禁止生成突击指令,本地完整存储战场日志,待链路恢复后批量回传。
网关节点支持角色动态迁移,主网关战损时,其余完好中型无人艇自动接管决策职能,保障多波次作战的决策连续性。
平台执行层(小型、紧凑型无人艇):仅接收网关下发子任务指令,不直连岸基。依据分配任务完成探测、机动、诱饵干扰;仅具备局部避碰、航路微调底层自主能力,不参与全局作战决策;原始传感数据汇聚至网关,不在无线信道广播,降低被截获概率。
(2)近海OODA 决策闭环
对峙预置阶段:岸基加载多波次作战预案,任务意图下发海上网关;多手段布放集群,前端平台保持电磁静默,网关低功率组网,执行持续性监视。
冲突交战阶段:岸基下达作战激活指令;网关调用对应作战样式预案,分发侦察、干扰任务;平台完成探测,网关融合目标航迹并回传岸基;指挥员审核态势,下发带时空约束的杀伤授权;网关收到有效授权后调度突击平台实施多波次打击;持续开展毁伤评估,根据平台损耗调用下一轮作战预案。
通信拒止阶段:暂缓全部杀伤流程,维持监视、干扰、搜猎任务,本地缓存全部战场事件记录。
03、远海骨干异构集群指控决策运行机制
远海典型作战样式为广域分布式侦搜、侦打分离防区外打击、编队外围屏护等主要样式,追求持续态势获取与非接触火力输出,不实施自杀式饱和突击。战场约束体现为无地形遮蔽、岸基直连通信失效、卫星带宽资源稀缺、传输时延大;因此将顶层决策下沉至海上有人舰艇,划分多个独立子群,每个子群配置独立中型无人艇子网关节点,大型无人艇作为专用火力单元。
(1)三级决策链路适配远海作战样式
顶层决策层(海上有人舰艇):作为远海集群唯一最高决策主体,针对远海不同作战样式完成战役筹划:
广域分布式侦搜/反潜:划分大范围巡逻栅格,定义搜索时序、探测阈值;
侦打分离防区外打击:明确目标甄别准则、火力单元使用约束;
编队外围屏护:划定警戒缓冲区,明确异常目标处置规则。
仅向各子集群网关下发任务级意图,不干预子集群内部协同;原始探测数据全部在海上边缘节点处理,仅接收各子网关上报的目标摘要与态势简报;杀伤授权由舰上指挥员鉴权下发。
集群网关节点层(各子狼群中型无人艇):子集群本地决策枢纽,面向远海不同作战样式完成任务拆解与资源调度。
广域分布式侦搜:对分配海区做网格剖分,动态调度本子集群内中型无人艇构建搜索栅栏,完成目标航迹融合与虚警过滤;
侦打分离打击样式:完成目标确认、火控要素解算,将火控信息转发至大型无人艇,但不生成发射指令,等待上层授权;
编队外围屏护:动态调整本子集群阵位,对闯入缓冲区目标持续跟踪告警。
子集群内部依靠艇间自组网交互,海量原始探测数据本地边缘处理,仅关键目标摘要经由卫星上报指挥舰,节约带宽。卫星通信短时中断降级工况:子网关可持续执行巡逻、搜索、目标跟踪、屏护告警等非杀伤任务;导弹发射指令强制锁止,禁止触发火力打击;待通信链路恢复,上报缓存目标与事件记录。子网关节点具备备份接管机制,单网关损毁,相邻子集群网关可接管其下辖平台任务,维持广域侦搜、屏护任务不中断。
平台执行层:普通中型无人艇执行海区探测跟踪,传感数据上交所属子网关节点;大型无人艇仅接收火控要素,必须同时收到舰上人工杀伤授权方可执行导弹发射,不具备自主发起打击能力;小型警戒艇就近接受子网关节点调度,执行编队近区防卫。
(2)远海OODA 决策闭环
任务受领阶段:编队指挥舰根据作战样式,向各子群下发侦搜、屏护等任务意图;各子集群前出分散布防,构建分布式搜索栅栏。
交战处置阶段:子集群平台捕获目标,数据汇总至子网关节点完成航迹融合与虚警过滤;生成标准化目标摘要上报有人指挥舰;指挥员完成目标识别,下发杀伤授权;火控要素与授权同步送达大型无人艇,完成防区外打击;子集群继续开展毁伤复核评估,评估结果回送编队指挥舰。
通信降级阶段:维持侦搜、跟踪、屏护告警能力,冻结全部导弹打击流程。
04、近海-远海指控决策体系关键维度对比
05、结语
无人艇集群指控决策系统是作战样式、战场约束与决策技术实现的结合体,并非通用化的软件工具。上海奇梦科技基于近海、远海差异化作战样式,遵循四项顶层设计原则,提出了同源硬件架构、软件策略分域的三级指控决策设计理念。
近海面向多波次消耗拒止类作战样式,以岸基作为最高决策主体,依托海上统一总网关完成多轮次作战时序调度,在强电磁压制环境下保障侦察、干扰等基础任务存续,严格锁止杀伤交战权限。远海面向广域侦搜、侦打分离的非接触作战样式,将决策重心下沉至海上有人舰艇,采用分布式子群网关,依靠边缘预处理缓解卫星带宽与时延压力,明确通信降级条件下火力打击约束。
该指控决策系统的核心不是追求无约束的集群自主交战,而是针对不同作战样式厘清各层级权责边界,区分正常工况与降级工况下的决策权限,在集群协同效能与人机管控约束之间取得平衡。只有实现兵力体系、作战样式、指控决策三者协同匹配,异构无人艇集群才能在复杂海战场充分释放实战能力。
【免责声明】本文为我司军事数字智能化领域抽象理论模型与解决方案思路研讨,文中所有单元、装备、对抗场景均为虚构概念模型,不指代任何现实国家、军队、现役装备,文中观点仅为技术学术探讨,不代表任何军方观点,亦不作为实战使用依据。