基于5G的智能指挥控制：现状与前景——访中国科学院自动化研究所研究员王飞跃

赞

中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任，国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心主任，中国科学院大学中国经济与社会安全研究中心主任，青岛智能产业技术研究院院长，中国指挥与控制学会常务理事，曾任中国科学院自动化研究所副所长。1990年获美国伦塞利尔理工学院(RPI)计算机与系统工程博士学位。1990年起在美国亚利桑那大学先后任助教授、副教授和教授，机器人与自动化实验室主任，复杂系统高等研究中心主任。1998年作为国家计划委员会“引入海外杰出人才计划”和中国科学院“百人计划”人才回国工作，2011年成为首位国防领域“千人计划”国家特聘专家。

基于5G的智能指挥控制：现状与前景

  ——访中国科学院自动化研究所研究员王飞跃
从历史演进来看, 无论是形式还是内容, 通信技术的每一次革命都将为指挥控制带来一场重大的变革，因为通信技术对指挥控制起着关键性的支撑和引导的作用。第五代通信技术5G也不会例外，它将推动指挥控制向指挥控制管理一体化、智能化发展。应该如何理解5G的推动作用？为什么指挥控制是企业的未来？指挥控制管理一体化发展需要怎样的基础设施？进入平行时代后，我们的工作方式、战争形态、战争评估会有怎样的改变？围绕这些问题，我们走访了王飞跃研究员，王研究员为我们做了详细的诠释。
记者：王研究员您好！您在第七届中国指挥控制大会上做主旨报告时提到，信息技术特别是人工智能技术的发展，致使军事指挥控制、应急指挥控制趋向常规管理，企业中常规的生产管理趋向应急指挥控制，经过融合发展，最终走向指挥控制管理(C2M)一体化。我们应该如何理解5G在其中所起的作用？
王研究员：现在，部队正在实现精准指挥，这样就把指挥人员变成了控制人员。以前，部队对装备实施控制，而现在装备越来越多，而且被物联网联在一起，很难实现精准控制，这就需要像指挥人一样来指挥装备。反过来，对人的指挥却越来越“实时”，指挥人需要像控制设备一样来“控制”人了，这就是其中的核心问题。智能科技和5G到来之后，不但做实了物联网，而启动了一个新的领域，即智联网。智联网上跑的是智能机器人，跑的是我们人类自己，我们要从以前互联网的被动联接变成物联网的泛在联结，即无处不在的联接，然后再变成智联网的主动、主控、主导的联接，最后带来一个发展趋势，就是军事指挥控制的管理化和企业管理的指控化。
美国人Marius S. Vassiliou、David S. Alberts和Jonathan R. Arge于2015年合著了一本书《指挥控制的重新构想：企业的未来》（如图1所示）。这本书告诉我们，在第一次海湾战争之后，美国就开始了军事事务革命，之后又启动情报事务革命，通过指挥控制的变革将C4KISR再革命一场。

图1 《指挥控制的重新构想：企业的未来》一书的封面
记者：这些美国人为什么要重新考察指挥控制？为什么将指挥控制视作企业的未来呢？
王研究员：这是因为两大趋势正在融合发展，一方面是军事事务的企业化，另一方面是企业管理要像军事指控一样迅速精准。兰德公司在1999年的一份报告中指出：面对丰富和几乎无限制的信息和通信能力，迫切需要“一个更加深刻的指挥与控制理论”。这本书给出了一个结论是：未来的指挥控制不再是指挥控制。那将是什么呢？为回答这个问题，我们先来看看美国都做了什么？
在第一次海湾战争中，从部队发出指令到开枪启动战争用了24个小时。1991年1月15日，美军司令部发出作战指令，之后出现了非常多的问题，最主要的问题是军事物流非常混乱，造成了非军事人员的伤亡。美军吸取战争中的教训，开始了一系列军事能力特别是通信能力的变革，相继推出了RFID、无线传感网、车联网、物联网(IOT)等。从后面的科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争可以看出（如图2所示），通信能力的提升，使得战争准备时间越来越短。

图2 美军军事能力的提升效果
现在，5G来了，而且受到各国特别是美国的关注。美国进行了非常深刻的思考，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》等公开报告。许多微信群围绕这两份报告开展了讨论，但都没有抓到要害，最近，《参考消息》上刊登的一个短报告抓住了要害，该报告指出，5G背后最深刻的影响是指挥控制，因为5G将带来指挥控制的革命。
曾经提出“互联网”“物联网”源头思想的美国文科领域著名杂志《The Atlantic》发表过最深刻的科技文章，二年前提出一个封面问题：“为什么世界上最好的战士不断打败仗？”《FOREIGN AFFAIRS》杂志封面文章也发出提问：“未来的军事是什么？”（如图3所示）。

图3 提出深刻问题的美国杂志
美军为什么打败仗？美国人号称自己是“鹰(hawk) ”，最后却做成了“鸡(chicken) ”。一架B2轰炸机价值8亿美元，每飞行1小时运维耗资1.35亿美元，谁开得起啊？这就产生了“鸡鹰(Chickenhawk)”效果。除了无人机，其他武器在“第四代战争（MOOTW）”中很难发挥作用，几乎是“大炮打蚊子”，无法持续。美军陆海战队步兵约十万人，占总军力的5%，死亡却占80%，从M16到M4（不比AK-47），士兵手上的武器不合适，是导致伤亡过大的最大原因。若升级，每个步兵就需要约1千美元，共计约1亿美元，费用不及一架F-35，但是，美军就是不升级，因为一旦升级，就必然要关闭原有生产线！生产线影响相关州的经济，生产线所在的州是绝不允许其被关闭的，这就陷入了僵局。
美国民主党总统竞选者桑德斯最反对经济上的浪费，他称“F-35飞机是难以想象的浪费”，但不管怎么反对，他仍坚持“我的州必须有F-35的基地！” 这就是“鸡鹰”政治（Chickenhawk Politics）。美国参议院一个参议员认为，美国的出路在于“改变战争对象！”，也许，与中国打“贸易战”就是他们所选的出路？
记者：在指挥控制管理化和管理指挥控制化方面，我国的现状如何？
王研究员：我们可以通过两个实例，来看看我国的现状。
图4是来自阿里云的一幅图，从图中可以看出，阿里的物流、交易、反黑客都已经变成了作战并实施作战指挥。阿里已将数据智能成功实践于安全治理，例如，在G20峰会期间，阿里实现了联合指挥（如图5所示）。

图4 阿里的现状

图5 阿里的G20联合指挥
商家的商业管理已经战争化、军事化了。我在2017年的“双11”期间到阿里的现场看了一下（如图6所示），我开始不明白“光明顶”是什么意思？我问我的学生，学生告诉我这个“光明顶”是武侠小说里武林各派高手决战之地。在阿里的“光明顶”里，就是核心作战室，还有总指挥部、阿里云作战室、安全作战室、淘宝作战室等。最让我感动的是，这里一些30岁的年轻人就已经是老人了，他们在四分钟内就已经完成上百亿元的订单。这就是企业管理向指控化、指挥控制向管理化发展的一个真实例证。这也让我真真地感受到：时代变了。

图6 阿里在2017年“双11”期间的作战室
下面，让我们再来看看交通领域。这个领域也在发生剧变，2010年，在广州举办亚运会期间，亚运场馆间交通通道情况如图7所示，其公交监控调度系统涉及600多条线路、8000多辆公交车、400多辆小巴士，为实现无缝接驳，需要实时发出13000多条指令。现在的城市管理交通更加复杂，仅仅靠人的智力、管理、指挥、控制来实现，是对人智力的非分要求。经过研究，我们搭建了一个复杂交通系统平行指挥与控制系统的可视化原型，初步实现了对城市交通的智能化管理（如图8所示）。

图7 2010年广州亚运会期间的亚运场馆间交通通道总图

图8 复杂交通系统平行指挥与控制的可视化原型
上面的示例都告诉我们一个事实，指挥控制所涉及到的人、信息与结构及其对象，都已经或正在发生深刻的变化。而且，其核心任务正从传统的军事行动转向“复杂联盟民事-军事行动（Complex Coalition Civil-Military Operations）”，整个领域面临着一场深刻的“范例转移”式的大变革。5G正是这场变革的催化剂，它将助推指挥控制管理的一体化发展。
美国靠所谓的军工复合体走到今天，而且认识到，他已经走到了“鸡鹰”状态。我希望我国的军民融合要走出一条新路，这就是我们的中国梦，我们的自信应该建立在这个基础上。现在，美国、德国正在大力搞信息物理系统(CPS)，我认为，我们一定要跨越CPS，要走进信息物理社会系统(CPSS)，这个发展趋势就摆在我们眼前（如图9所示）。

图9 向CPSS发展示意图
记者：指挥控制管理的一体化和智能化发展需要怎样的基础设施呢？
王研究员：网络化带来了网络系统赛博化、工程系统社会化、社会系统工程化，这“三化”让简单的事物变成了复杂的事物，改变了我们的工作方式，即从小5G跳到大5G。大5G（Grids）的第一个G就是交通网（Grids 1.0），然后是能源网（Grids 2.0）、信息网（Grids 3.0），发展到今天是物联网（Grids 4.0），在人类的主导下，下一步将发展的是智联网（Grids 5.0）（如图10所示）。如此发展下去，社会形态将完全转变为智能社会（即社会运作+共享经济）。

图10 智能社会基础设施
智能社会必须得到这五张大网的支撑，有了大5G，就可以把波普尔的三个世界（即物理世界、心理世界、人工世界）紧密联结为一个整体（如图11所示），并同时开发三个世界。

图11 大5G与卡尔•波普尔的三个世界的联结
在三个世界中，开发不同的IT，但它们的缩写都是一样的（如图12所示）。在第一世界即物理世界中，开发的IT是工业技术(Industry Technology),在第二世界即心理世界中，开发的IT是信息技术(Information Technology),在第三世界即人工世界中，开发的IT是智能技术(Intelligent Technology)。

图12 三个IT与卡尔•波普尔的三个世界的开发
现在，我们要重点开发人工世界，而且要同时并行开发三个IT，这就是从互联网向物联网再向智联网发展的根本原因。要发展智联网，需要智能科技数据之力、计算之力、算法之力、网络之力、区块链之力的“五力合一”（如图13所示）。只是基于大数据的人工智能，就像把大楼建在土基或沙基上，是不可能牢固的，大楼要建设在钢筋混凝土之上，所以，一定要把大数据提炼成区块链，把沙基、土基变成钢筋混凝土地基，这样，就可以快速建造智能大层。

图13 新IT：智能科技之“五力合一”
记者：近年来，X5.0的全新理念已被提出，认为在机械化、电气化、信息化、网络化后，我们进入了第5个技术发展阶段，即平行化，就是以虚实平行互动为特征的智能技术时代。我们是否可以这样理解：工业、指挥控制、情报、军事等均进入了5.0时代？
王研究员：是的，工业已经进入5.0，正在迈向平行智能产业。与此同时，网络化作战已经向平行化作战演进，进入了平行时代，指挥控制也进入到5.0时代（如图14所示），从信息主导转到思维主导。

图14 指挥控制进入5.0时代
情报更是如此（如图15所示）。从“一战”时期的人员情报(HUMINT, Human Intelligence)，到“二战”时期的信号情报(SIGINT, Signal Intelligence)，到“冷战”时期的图像情报(INMINT，Image Intelligence)，到“网络战”时期的网络情报（NETINT，Network Intelligence）/开源情报(OSINT，Open Source Intelligence)，再往下发展，就是“智能”时期的平行情报(PARINT，Parallel Intelligence)。怎么智能？就是平行。情报5.0的核心在于虚与实互动、情报与智能合一的平行思想，两个关键支撑为ACP（人工社会+计算实验+平行执行）理论和社会物理信息系统CPSS（Cyber-Physical-Social-System）基础设施，三个主题为智能组织或智能结构、智慧行为或智慧管理、社会智能或智能解析，四个集成使人员、装备、信息、使命密切地融合成一个整体，最终目标为使情报工作所面临的UDC——不定性（Uncertainty）、多样性（Diversity）和复杂性（Complexity）转化成为完成特定任务和使命所生成情报之AFC——灵捷（Agility）、聚焦（Focus）、收敛（Convergence）。

图15 情报进入5.0时代
军事也已经进入5.0时代（如图16所示），将在三个世界一起打仗。以后，军队不再是物理的军队，而是软件定义的军队，其力量将成为主导。

图16 军事进入5.0时代
我们有两个20%的担心，担心只有20%的军人在想军事的事情，担心他们只把20%的时间花在军事上，乘起来就只有4%。需要通过虚实互动的平行部队，把两个20%变成两个200%，这就需要有不同的认识。如图17所示，工业4.0的核心是ICT+CPS，I代表信息，C代表通信，S代表系统，我们不能再停留在工业自动化的水平上，我们通过工业自动化走到今天，下一步一定要走向知识自动化，走进工业5.0时代。在工业5.0时代，I代表智能，C代表连接性，但S则代表社会，人成为最重要的因素。
图17 不同时代的不同认识
记者：在5.0时代，我们的工作方式将发生怎样的变化？
王研究员：我相信，用知识机器人来指挥人、控制人将是未来的工作方式。如图18所示，当雇一个人类职员时，需要给他配三个机器人：一个是“描述”机器人，负责告诉他这个岗位是干什么的；一个是“预测”机器人，负责告诉他会发生什么事情；一个是“引导”机器人，负责告诉他最佳实践是什么。机器人是铁打的营盘，人是流水的兵，因为人会退休或辞职，但机器人会牢牢守在岗位上，他们不会死，人类只需要给这些机器人喂养“粮食”而已，信息就是粮食，人类给机器人提供不定性、多样性、复杂性的信息，机器人就会把这些信息内化成它的敏捷性、向问题聚焦的能力、向目标收敛的能力，它把“小数据”导成“大数据”，再把“大数据”炼出“小智能”，就像AlphaGo一样，机器人将扩展并给予人类“真正”的智能。

图18 未来的工作方式
未来指挥控制的大部分工作将由虚拟的、软件定义的知识机器人来完成。从美军的“深绿”计划可以看出，美军正在向这个方向发展。美军的“深绿”计划正在研发指挥官助手（Commander’s Associate），其目标是具有能够为指挥官提供快速生成定性的、粗略的行动计划（COA）草图的能力，而且这种草图是计算机能够理解的。指挥官助手将把指挥官手绘的草图与其对企图的口述一起自动化地转换为旅一级的行动计划。指挥官助手必须有助于选择方案生成、想定训练和快速决策。此外，指挥官助手将以辅助战场可视化和认知的方式将信息显示给指挥官。
记者：未来，战争将向什么方向发展？到那时，为什么人工世界的制智能权更为重要？
王研究员：未来，战争将向明战、暗战、观战“三战合一”的方向发展（如图19所示）。“明战”是指物理空间的传统战争，“暗战”是指赛博空间的网络战争，都是指挥员指哪儿就打哪儿；“观战”是社会域的政治战争、社会战争，一旦打起来，就是打哪儿指哪儿。2012年的“巴以冲突”是“三战合一”的第一个实例；2014年的“克里米亚事件”则是“三战合一”的第二个实例，俄罗斯通过乌克兰危机与西方打了一场“混合战争”，既有政治和军事上的博弈，也有道德和舆论的较量。

图19 “三战合一”的跨域作战
经过2000年的发展变化，战争终于走到了军民分离，现在几乎已经实现了人机分离，无人机的高精控制、精准打击等问题已经得到解决。随着5G、物联网的兴起，战争的常态就是人机分离，将来最重要的战争形式就是城市战。所以，一定要在技术上争取绝对的优先权，使战争走向虚实分离。电竞游戏刚刚起步，在不远的将来，战士在部队通过打游戏就可以打出战斗力。游戏也将成为企业的标配，就像软件工程一样，通过打游戏就可以打出企业的生产效益，这就是经济的走向。
我们走到今天靠的是“国富论”。“国富论”实际上就是“专业分工”，现在我们已经做到了人机分工，将来一定要做到虚实分工，让上面所述的三个机器人把事情都做了。人就当警察，让现实世界从100%的安全迈向300%的安全。如图20所示，未来，一支军队或一个国家有多大的威慑力，不在于物理空间的武器装备，而在于人工空间的知识储备、理性程度和智能水平，我们必须保证拥有人工世界的制智能权。

图20 保证人工世界的制智能权
我们还要重视新文化，树立新理念。在军事上，通过军事区块链把不对称的战争变成对称的和平，在商业上，通过商业区块链把不对称的竞争变成对称的效益，靠创新而不是靠垄断来赢得发展。
我们至少要有这种理念，占领道德的制高点。例如，实现演习的管理化、指挥控制的演习化、演习的电影化（如图21所示），依靠5G的传输能力，以可交互、易理解的电影形式给作战人员下达作战方案。

图21 演习的电影化
记者：您前面谈到我们已进入5.0时代，我们如何进行军事行动的效果评估呢？
王研究员：将来，如图22所示，战士一定是平行的，武器也是平行的，军事肯定也是平行的，战争也将是平行的。

图22 一切都是平行的
在军事行动的效果评估方面，需要综合利用物理世界评估、心理世界评估和人工世界评估（如图23所示）。美国已经把物理损害评估(PDA)做到了极致，可以完成90%的物理损害评估，现在，美国已经开始研究网络损害评估(CDA)和社会损害评估(SDA)。

图23 平行军事与效果评估
记者：在平行时代，我们的目标是什么？
王研究员：要改变战争的形态，走向虚实分明。西方的哲学和军事信念就是，“战争是政治的延续”；毛泽东在《论持久战》中指出，“政治是不流血的战争，战争是流血的政治。”我们要靠智能技术、军事技术，“让政治成为战争的延续”。
传统上，“吃一堑、长一智”是通过在物理世界头破血流甚至搭上生命的“吃一堑”，换来在虚拟的知识世界里“长一智”。我们需要换个思路，在人工世界“吃一堑、吃多堑”，帮助我们在物理世界“长一智”。如此，就可以靠军事智能走向虚实分离的和平战争（如图24所示）。

图24 由人工世界帮助实现物理世界的智慧
记者：我们怎么才能实现虚实分明这个目标？
王研究员：我认为，应该靠常态化、平民化的科学研究与技术开发。前美国中央情报局局长杜勒斯的回答是，“科学家是高地，科学家是未来，科学家是长期的回报。”以后，科学家就是农民，就是工人，我们现在已经把软件工程师变成码农了，离这个目标不远了，一个国家只有把科学家变成农民、变成工人，这个国家才可能是未来智能时代的领先者。

文章来源：中国指挥与控制学会

IEEE Spectrum

《科技纵览》

官方微信公众平台



往期推荐

5G信号耗电量惊人

电信专家描绘5G实现之路

中国力争在2020年成为5G时代的全球领跑者之一