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“边缘”的概念一般可以理解为更接近终端用户的设备、传感器或计算资源。边缘云作战作为现代战争中的新兴作战理念,是基于云计算和边缘计算理念的作战模式,是“云——边——端”全新网信体系架构支撑下的崭新变革,是催生未来各种作战概念创新的基础,体现出信息化智能化战争的演进方向。 传统集中式处理的局限性 传统作战行动中,强调网信体系支撑下的后方通信链路远程支援。多源传感器数据传送到中央数据中心进行分析、标记、融合等处理,构建战场态势一张图,然后根据行动需求再返回到作战人员。基于中央云数据中心的指挥控制在降级、受限的作战环境下,如在遭敌方对通信卫星、雷达等干扰情况下,不能满足边缘战术层级大量数据处理需求,同时还面临通联不畅甚至失能断链的风险。 存在的主要问题表现在三个方面。一是时延问题。面对瞬息万变的战场变化,数据传输的往返时延可能贻误战机,导致最佳打击窗口关闭。二是带宽瓶颈。多源海量传感器数据的传输对有限的通信带宽带来极大挑战,一直是制约战场高质量稳定通信的难题。三是脆弱性风险。传统以关键核心节点构建的网信体系面临单点失效的风险,若通信节点遭受攻击或断链,将影响整个作战体系的稳定性甚至造成战场网络瘫痪。 面向智能时代,人工智能、量子计算以及太空、网络、电子战等领域的进步,边缘云的发展使得作战能够整合包括从战略到战术、跨所有领域的作战行动,前所未有地提升战术级作战能力,必将引发作战理论、编制、装备、条令的全方位变革。 边缘云作战核心机理 边缘云作战是通过分布式边缘计算与云网融合技术,通过算力下沉至战场边缘,在靠近战场终端如无人机、单兵设备、传感器等位置实现数据本地处理,构建低时延、高可靠的实时决策与行动体系,具备更强的自主决策和作战能力,实现“数据即处理、决策即执行”的作战模式。这种去中心化的方法核心优势在于通过战术边缘数智技术赋能,支持在对抗或偏远环境中的更快决策、更高作战弹性和强化安全性。 一是近端实时处理。作战的基本原则是机动灵活、聚散有序,边缘云作战将计算和决策能力下沉至战场边缘节点,减少数据传输延迟,将大幅提升作战主动性、灵活性。如无人机蜂群在突袭中通过边缘计算完成目标识别与战术调整,无需依赖远程指挥中心。 二是分布式自主协同。未来智能战争的基本特点是无人作战、人机协同。未来作战从有人平台为主向大量无人平台投入战场,从单一武器平台向构建跨域协同的“杀伤网”转变。自主系统集群依托分布式智能进行自主任务分配,实现复杂目标协同作战,即使部分节点损毁仍能维持整体效能。 三是低成本作战。作战体现为巨大的成本和消耗,低成本、高效能是未来武器平台发展的目标。部署于战场环境的边缘设备必须具备轻量化、耐用性与高效能,依赖低功耗芯片和轻量模型,降低部署门槛,能够以更低的成本达成作战效果。此外,此类系统需具备在耐受高温、严寒或物理冲击等极端条件下维持高性能运作的能力。动态战场环境还要求软硬件开放式模块化开发,边缘设备能够复用已有模块,灵活扩展或添加模块,动态调整功能组合,能够快速响应需求变化并适应多样化战场场景,成为未来智能系统开发的主流。 边缘云作战技术支撑 边缘计算作为数字战场发展的重要环节,以云计算和人工智能技术为核心重塑传统网信体系架构,提供在战术边缘和任务前线的运算和处理能力,推进由线性的杀伤链向面式的杀伤网转变。 边缘云计算架构。构建中心云、边缘云、战术末端三级“云、边、端”架构。云端负责全局信息分析,边缘端处理实时任务。采用边云协同平台技术,动态分配计算任务,智能中台进行异构算力调度,支持多任务并行处理,实时任务下沉至边缘端,复杂任务上云分析。 网络传输优化与安全。边缘计算支撑战场物联网互联互通,构建分布式通用边缘战术网络,支持异构平台无缝链接和信息共享,实现全域数据协同下的联合指挥控制。便携式战术云端节点将类云能力直接投送至战场,实现士兵、载具、无人机与指挥中心无缝数据共享。去中心化战场网络基于边缘云战术级分布式计算能力,采用低时延协议进行网络传输,多维度智能调度优化传输路径,推进资源弹性伸缩和故障自愈。未来作战对安全数据传输提出更高要求,边缘设备必须具备防篡改及抗网络攻击能力,通过可靠的加密技术与安全机制确保敏感信息在作战全程受到保护。 AI推理加速技术。战术边缘软件须优先确保速度与效率,基于深度学习算法动态识别敌方动向企图,实时处理战场信息,快速生成动态地图。通过AI模型构建“红蓝对抗”模拟环境,人类指挥员设定目标规则,实现预测性分析、威胁侦测与自主决策。AI能够预测敌方可能行为,动态生成打击方案,提供备选方案并评估风险。 抗干扰通信技术。采用量子加密、软件无线电与多频谱通信等技术,构建去中心化、自适应和智能化网络,实时优化链路选择,智能切换通信通道提升动态组网能力,保障边缘节点在干扰或受限环境下的不间断稳定性。 边缘云作战变革重点 在快速变化的战场环境下,边缘运作的典型应用场景体现在实时数据分析、强化态势感知、自主系统运用等方面。 作战概念的创新。克劳塞维茨提出的战争是“充满偶然性的领域”,伴随网络战、信息战等作战发展,战争的不确定性表现出新的形式。如何在最大的不确定下寻求局部范围和特定阶段的确定性,成为夺取作战胜利的根本。基于此理念,外军先后提出“马赛克作战”“分布式作战”“先进作战管理系统”等作战概念,其核心在于在战场边缘将陆海空各类作战平台建立可靠自适应链接,边缘云作战成为推进各类型新兴作战概念在技战术层面落地的基本途径。 态势感知方面。面对多元复杂战场环境下独立作战,边缘化情监侦依托人工智能与协同作战等技术,通过战术边缘异构网络集成,整合卫星、无人机、地面传感器等多源信息链,即时解析传感器数据,完成目标识别、追踪与分析,提供零延迟可靠情报,确保在严苛环境下维持有效情报获取能力。 作战指挥方面。利用大数据和AI算法构建边缘云驱动的“OO-DA”循环,前沿部署单元能够自主完成情报搜集、分析与分发,多任务情监侦平台无需依赖传统通信链路或中央处理中心的支援,可以实现“发现、定位、跟踪、瞄准、交战与评估”的完整作战流程。战术边缘计算进行数据本地化处理,通过将智能推理压缩至毫秒级,显著增强实施决策能力。部署于边缘设备的机器学习算法提供实时威胁预测与决策支持,无人机集群、单兵智能终端等通过本地计算自主导航并独立决策,进行动态任务规划,自主避障与战术调整,灵活应对战场变化。 力量运用方面。作战编组从固定层级到动态自组织构建,通过软件定义组网,不同军兵种装备接入边缘云形成临时任务集群。战术单位配备微型边缘服务器,可以脱离上级指挥直接调用卫星、空中情监侦数据,战术边缘不仅能在关键时刻做出算法驱动决策,还可在敌方调整战术后,进行战术边缘与后方的动态重编程。在作战效能上将分散部署的作战资源与动态聚焦力量打击相结合,达成“形散神聚焦”作战效果,实现攻防效率最大化。 (责编:常滨海)
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