C2M 和5G: 新时代的智能指挥与控制

发布时间：2019-09-16 16:25:08

通信技术的每次突破必将引发指挥与控制从形式到内容产生相应的重大变革, 第五代通信技术 5G 也不会例外, 并已成为美军等关注的焦点. 提出 5G 对指挥与控制影响的相关问题, 初步探讨 5G 推动指挥与控制的可能方式及其需要深入研究的方向, 特别强调必须关注军事指挥与企业管理在新时代的融合趋势.

【摘 要】通信技术的每次突破必将引发指挥与控制从形式到内容产生相应的重大变革, 第五代通信技术 5G 也不会例外, 并已成为美军等关注的焦点. 提出 5G 对指挥与控制影响的相关问题, 初步探讨 5G 推动指挥与控制的可能方式及其需要深入研究的方向, 特别强调必须关注军事指挥与企业管理在新时代的融合趋势.

【关键词】    5G, 指挥与控制, 管理, 人工智能, 平行智能

引用格式    王飞跃, 刘玉超, 秦继荣, 戴浩. C2M 和 5G: 新时代的智能指挥与控制 [J]. 指挥与控制学报, 2019, 5(2): 79−81

DOI    10.3969/j.issn.2096-0204.2019.02.0079

C2M and 5G: Intelligent Command and Control in the Connected and Smart Age

WANG Fei-Yue，LIU Yu-Chao，QIN Ji-Rong，DAI Hao

Abstract Historically, revolutions in communication technology have always caused corresponding changes in means and contents of command and control. Therefore, 5G has inspired new hopes and desires for new C2 capacities by many military organizations, especially US armies as witnessed by their recent reports. This paper proposes a few problems and potential research directions on 5G and C2M, i.e., command and control and management that unifies military and enterprise operations.

Key words   5G, C2, management, artificial intelligence, parallel intelligence

Citation WANG Fei-Yue, LIU Yu-Chao, QIN Ji-Rong, DAI Hao. C2M and 5G: intelligent command and control in the connected and smart age[J]. Journal of Command and Control, 2019, 5(2): 79−81

从历史演进来看, 无论是形式还是内容, 通讯技术的每一次革命都将为指挥与控制带来一场重大的变革. 从古代军事中的烽火台、战鼓、施旗、军号, 到近代电话、无线电、计算机之后的 C2、C3、C4 到今天网络时代的 C4ISRK(Command, Control, Communication, Computer, Intelligence, Surveillance, Reconnaissance, Killing), 以及正在兴起的以虚实互动为核心的平行指挥与控制, 无不说明通讯技术发展对指挥与控制的关键性支撑和引导. 原因很简单, 指挥与控制的核心就是根据具体目标, 通过交互完成过程和资源的组织、协调和执行, 通讯技术自然至关重要.

在此背景下, 5G 可能对指挥与控制带来的影响自然受到各国军事机构关注. 特别是美国发布《5G 生态系统:对国防部的风险与机遇》和《第五代移动 通信技术对国家安全的影响》等报告之后, 5G 与 C2 的关系, 更加成为国防军事关注的焦点. 人们不仅要问: 5G 是否变革 C2 的手段? 5G 是否变革 C2 的内容? C2 的定位与边界是否将有重大变革^[1]?

例如, 表征和理解指挥与控制的传统 “OODA 环”(即“观察 (Observe) – 判断 (Orient) – 决策 (Decide) – 行动 (Act)” 是否仍然适用? 有必要迈向 “PREA 环”(即“筹划(Planning) – 准备(Readiness) – 执行(Execution) – 评估 (Assessment)”)^[2]? 与5G 配合, 是否需要推出如 “蜂群” 等形式的崭新军事作战理念和体系?

人工智能技术的深化与普及更是加剧了通讯技术对 C2 的影响程度和速度, 呈现出强烈的军事 C2 的企业管理常规化和企业管理的军事 C2 应急化的合流趋势, 走向指挥、控制与管理(Command, Control and Management, C2M)的新范式.

总之, 伴随着信息化向智能化发展, 5G 时代将迎来万物互联、虚实结合、人机共融的局面, C2M 将真正实现感知快、研判快、决策快、行动快，军事上 “发现即摧毁” 和商业中 “问题即机会” 将成为可能. 因此, 指挥与控制系统和企业管理平台都将迎来新的质的飞跃.

1 5G 赋能 C2 内容的变革

5G 作为新一代移动通信技术, 契合了工业制造、社会管理和军事需求对无线网络的诸多应用要 求, 能满足无人驾驶到智能城市、虚拟现实到作战网络等领域的所有需求. 美国国会近日公布的一份名为。第五代移动通信技术对国家安全的影响》的报告, 尽管一些媒体大力渲染 5G 的军事用途, 但 5G 对 C2 的影响的确是前所未有的.

何为 C2?  适于军民通用的定义为: C2 是有关组织与技术方面的属性和流程的集合, 企业籍此安排和使用人力、物力以及信息资源来解决问题、完成任务^[3].  作为军事应用, C2 是联合作战能力域的重要组成部分, 与网络中心紧密相关联. 梳理近 70 多年来 C2 技术发展的历程, 从 C2 – C3 – C3I – C4I – C4ISR – C4ISRK 的演进历史可见, C2 对 C4ISRK 是极为重要的. C3 认为通信对 C2 是至关重要且不可分割的; C4 承认计算与信息技术在现代作战中的中心地位; C4ISRK 将 C2 与其他要素输入视为一个有机的整体. 5G 通信技术己经跟上了想象的作战概念 和 C2 应用场景, 具备了从网络互联到战场的战术边缘增强 C2 的决策和战略预判能力.  5G 将增强陆、 海、空、天、电、网多维、多域系统(有人/无人)链接到更广泛网络的能力, 实现多维、多域联合作战实时共享信息, 改善跨服务、地域和领域的通信水平, 同时开发可视化战场的通用图像处理技术, 以提高战场实时动态感知能力. 5G 宽带、低延时的实时联通能力, 将使得一系列新技术和服务成为可能, 从超音速和高超音速防御到弹性卫星组网和多跳网络、机动平台的边缘计算成为现实, C2 的韧性和鲁棒性、安全性会显著增强, 5G 移动通信技术将催生第五代指挥、控制、管理一体化系统 (5G-Intelligent C2 Management Systems, 5G-IC2MS).

2 C2 演进与管理变革

数字化转型无疑是当前管理变革中最热点的话题, 虽然对于其理解和描述千人千面, 但不论是普通人、企业家、还是产业推动者和管理者, 都是在围绕自己的工作场景和业务流程, 运用数字化技术手段, 通过大数据采集、分析, 挖掘出有价值的关联关系和优化服务模型, 进而指导下一步变革发展的行动措施, 所以本质上都是在加速和优化自己的 “OODA 环”. 我们在不断利用数字化技术对物理世界感知、重构、认知过程中, 逐步形成了 “信息 – 物理 – 社会 – 系统”(Cyber-Physical-Social  Systems,  CPSS)，同时 迈向 “PREA 环”, 创新发展从物理要素驱动迈入交互认知驱动, 虚实结合的交互指数级增长, 涌现出多样化的交互生产关系, 复杂系统交互认知成为当前管理科学、信息科学和认知科学融合创新的交叉点.

指挥控制与组织管理的核心原点都是 “交互”, 人与人、人与物、物与物之间的交互生产关系, 起源于交互、崛起在智能, 两者逐步走向融合. 被誉为 “现 代经营管理之父” 的经济学家法约尔曾提出, 管理活动可以分为 5 种: 计划、组织、指挥、协调、控制^[4]. 著名的领导力丛书作者沃伦 · 本尼斯, 其本人在二战期间曾任美军军官, 并因作战英勇而获得勋章, 其对领导者定义的描述与 C2 敏捷性的定义有异曲同工之妙^[5].

将企业管理中的复杂问题运用指挥与控制系统工程的方法来解决, 用 C2 成熟度来度量企业组织管理的数字化水平, 包括其采用的数字化技术以及与其相适应的数字化机制. 面向企业复杂交互的管理问题, 创新 C2 科学与技术, 美国国防部指挥与控制研究计划(Command and Control Research Program, CCRP)负责人 Alberts 博士的两部著作。强化边缘》与敏捷性优势》, 以及 “战略下士”、“战术将军”、“人机共融” 等新的术语都涉及组织管理变革问题. 不论是企业管理的数字化转型还是指挥控制的智能化演进, 通讯技术的发展都将起到关键支撑作用.

3 基于 5G 的平行指挥与控制

5G 与平行指挥与控制有着天然和必须的关联, 因为在虚实平行的过程中, 不但产生大量的人工数据, 同时可视化和智能化对通信带宽和延时有了更高的需求. 目前, 有关机构与爱立信、中国电信、英 特尔等合作, 已完成基于 5G 的无人车测试与运营的平行管理系统的原型检证^[6−7]. 随着军事 C2 向管理 常态化发展, 企业管理向 C2 应急式转化, C2M 系统可能成为 5G 落地的最大应用场景之一.

形成这一趋势的原因十分简单, 就是数据驱动的管理智能化和交互实时性要求. 首先, C2 和管理应是人工智能落地最重要的场景. 在智能平行指挥和平行管理过程, 基于物理、软件定义或数学孪生的 人工 C2 和管理系统对可视化、虚拟现实和混合扩展现实等技术需求强烈[8], 目前 4G 及以下的通信技术远远无法满足其对带宽和实时的需求, 而 5G 为平行技术的应用提供了新的动力. 其次, 平行的在线嵌 入式计算实验任务产生了大量人工数据, 从而对于实时 I/O 能力提出了更高的要求, 在很多场景下需要 5G 甚至更快更高的支持. 最后, 在平行驱动、平行执行和平行学习的过程中, 任务的确定和描述往往是以交往式动漫、决策剧场和科学游戏等方式进行, 通过虚实互动完成虚实之间的闭环指挥和管理反馈, 5G 为此提供了更强有力的保证.

因此, 无论是军事还是企业的智能组织与运营, 为了确保效益, 平行 C2 与管理都需要5G 或更高的通信支撑, 可能会成为未来 5G 应用最重要的场景之一.

4 展望

“需求牵引、技术推动” 是人类社会文明进步的不竭动力. 5G 技术的民用(商用)的广泛应用, 必将对军用 C2 应用场景产生新质变革. 展望 5G 对新时代智能指挥与控制技术发展, 籍以重塑我们所面临的诸多任务挑战. 5G 联网平台、联网弹药、联网飞行器、联网机器人、联网 X, 发现即摧毁将成为常态, OODA 的闭环实时化, 各类武器控制平台系统(有人和无人)的无缝隙网络闭环以及 C2M 系统功能的软件定义和 C2 系统的敏捷性增强, 不仅会影响到装备体系的建设, 还会使军队在编制体制、作战样式、保障方式等方面出现极为重大的变革. 依目前情况分析预测, 5G 在未来 C2 领域具有 4 方面颠覆性倾向.

一是基于 5G 解决组织变革中的指挥链复杂性问题. 在组织变革过程中, 复杂行动、复杂实体、复杂问题的不确定性增加, 使得 C2M 问题难度日益增加. 基于 5G 的宽频带、低时延(毫秒级)优势, 不仅使人 - 人通信更方便、快捷, 更适于物联网设备的控制和操作, 能够满足多维、多域、跨域战场空间的资源交互链接, 从而有望通过 C2 系统信息链的时效性来解决指挥链复杂性问题.

二是基于 5G 构建鲁棒的立体多域一体化网络环境. 5G 其显著的连通性使得网络赋能组织能以更加分散化、更为灵活的方式行动, 且保持共享感知和共同理解. 还可以构建更加分布式的多跳网络通信模型, 为 C2 决策提供鲁棒且有效的战术前沿信息实时服务. 不难预见, 5G 技术的进一步完善, 构建具有军民两用的、高鲁棒性的 “空天地海一体化网络环境” 将成为现实.

三是基于 5G 解决 C2 数据泛在化问题. 缺少场景驱动的泛在数据收集导致 C2 系统过载、数据质量 低、数据可信度疑虑等诸多问题. 利用 5G"嵌入式基站"功能, 采用平台端计算(装载平台级处理原始数据) 、分队边计算(处理局部态势) 、合成单元云计算(大数据分析、改进人机接口)的 “端 + 边 + 云” 系统架构, 有望解决长期以来指挥信息系统与武器平台系统难以综合集成问题, 可大幅度提升综合战斗力.

四是基于 5G 构建新型组织形式.  依靠 5G+AI技术, 从方法论入手, 军事指挥员与工程技术人员相结合, 指挥艺术(战法)与信息科技(技法)相融合, 让新一代科学家和工程师理解信息学科的军事应用,变革 C2 文化, 在技术上产生切实可行的新型的指挥与控制方法 (如分布式的、网络赋能的、基于任务式 的 C2 方法) , 为 21 世纪的智能军队建设提供软实力和智实力(Smart Power).

本文揭示了 5G 对军事 C2、企业管理的积极影响, 但是同时也要看到新的挑战, 伴随着 5G 带来的万物互联, 网络空间安全形势将更加严峻. 网络智能节点越来越多, 交互越来越频繁, 人类生活和业务将更多依靠数字化服务来运营, 任何一个网络节点攻击事件都有可能蔓延和影响到更广的网络范围. 因此, 网络空间安全问题同样也是 C2M 亟待研究的一个重要方向.

References

1  王飞跃. 速度与决策: 5G 对智能指挥与控制的可能影响 [R]. 北京: 某 部报告, 2018.

2  阳东升, 姜军, 王飞跃. 从平台到体系: 指挥对抗活动机理的演变及其PREA 环对策 [J]. 指挥与控制学报, 2018, 4(4): 263−271.

3 VASSILIOU M S, ALBERTS D S, AGRE J R. C2 re-envisioned:  the future of the enterprise[M]. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2014.

4  亨利 · 法约尔. 工业管理与一般管理 [M]. 周安华, 译. 北京: 中国社会 科学出版社, 1982.

5  ALBERTS D S, CONLEY K M, FREEMAN W D, et al. C2 by design:putting conmmand and control agility theory into practice version 2.0[M]. Alexandria, Virginia: Institute for Defense Analyses, 2015.

6  林琳. 国内首创基于5G 平行管理管控中心模式 [N]. 苏州日报, 2019−01−23.

7 壁清岚. 爱立信携手江苏移动等成功演示全国首个基于5G 空口和平行管控平台的远程驾驶 [EB/OL].(2019-01-22)[2019-05-22]. http://www.cww.net.cn/article?id=445928.

8  王飞跃. 指控 5.0: 平行时代的智能指挥与控制体系 [J]. 指挥与控制学报, 2015, 1(1): 107−120.

作者简介

王飞跃 (1961−), 男, 博士, 研究员, 主要研究方向为复杂系统、智能控制、社会计算、平行理论. 本文通信作者. E-mail: feiyue.wang@ia.ac.cn

刘玉超    (1980−), 男, 高级工程师, 主要研究方向为指挥调度、智能驾驶.

秦继荣    (1955−), 男, 研究员, 主要研究方向为智能火力指挥与控制.

戴   浩    (1945−), 男, 研究员, 中国工程院院士, 主要研究方向为指挥控制理论、系统工程.

来源：王飞跃