徐州市人民防空办公室(民防局)

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民防动态

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大数据 开启城市防空新模式

来源:北京民防局 时间:2015-8-11 作者:北京民防局

      2014年7月8日,一枚火箭弹在以色列霍隆市一个婚礼宴会场爆炸。自2000年以来,哈马斯等武装向以色列各城市发射了超过8000枚各式火箭弹和迫击炮弹,以色列南部城市大约有100万人处于攻击范围内。

  2013年12月29日,北京军区空军指挥所接到紧急空情,“XX机场东北30公里处,发现不明空情”。空军指挥所立即命令航空兵师及地空导弹部队做好战斗准备。
2001年9月11日,两架被恐怖分子劫持的客机分别撞向美国纽约世界贸易中心一号楼和二号楼,两座建筑在遭到攻击后相继倒塌。遇难者总数高达2996人。
城市,尤其是大中城市是一个地区乃至国家的政治、经济、文化、交通中心,人口密集,重要经济目标众多,具有极其重要的战略地位。无论是战时还是非战时,城市都面临着来自空中的巨大威胁。
城市防空传统模式
已“鞭长莫及”
 
19世纪初叶,军事战略家克劳塞维茨以人的认知局限为由,提出了“战争迷雾”问题。对城市防空作战而言,遍布城市周围的数百部各式侦查预警设备采集了大量的空情信息,以及防空武器装备和作战环境数据,使数据量呈爆炸式增长,从而带来巨大的“数据迷雾”。
例如,在阿富汗战争期间,美军为打击一小股恐怖分子,其部署在太空、空中和地面的全方位情报侦察监视系统,24小时内便产生了53TB的侦查数据。指挥员在面对巨大的数据时,往往会陷入数据的海洋而无所适从。
在空情系统采集的大量信息中,往往连续不间断地预警侦察数据,有用的可能仅有数条。“挖掘”威胁情报犹如“大海捞针”,而恰好漏掉的信息,则可能造成严重的后果。如2010年8月17日,一架朝鲜空军米格-21型战斗机进入我国境内,长驱直入160公里,因燃油耗尽,坠毁于辽宁省抚顺县拉古乡。期间,没有遭到任何拦截。
在城市防空作战中,拥有情报信息优势,指挥员才能及时准确地指定作战决策。现代空袭作战中,实施空中打击一方,往往采取各种手段制约防御方获得战场情报。在科索沃战争中,北约国家运用近80颗卫星、90多架各种预警机、侦察飞机、60余架电子干扰机、10余艘电子侦察船,对南境内的军事目标进行不间断的侦察监视和干扰。这样,北约对使整个战场尽收眼底,而南军在强大的电磁干扰下,无法获取有效信息,指挥机构陷入瘫痪。
传统模式防空作战中数据分享能力比较弱,更像是一种“离线”状态下的作战方式,即上级给下级分配作战任务,担任作战任务的防空部队在“离线”状态下执行,最后向上级汇报任务完成情况。这种命令往往局限于成建制的旅级单位,导致了担任城市防空的各部队往往各自为营,只针对所属防空空域作战,影响整体作战效能的发挥。
在这种模式下,防空体系中各部分的信息交互有着严格的限制,不同隶属的作战单元之间无法交互。这导致一个作战单元遭破坏后无法重组新单元作战,而且由于指挥层次多,导致体系响应能力弱。
依托“大数据”
破解城市防空“瓶颈”
  海量空情数据广泛分布于陆、海、空、天、电等多维物理空间或虚拟空间。在作战节奏明显加快,战争进程明显缩短的广阔战场,如何对其进行实时高效的采集?在防空作战突然性和决策时效性强的苛刻要求下,如何对海量军事数据进行快速精确分析?这是制约空情信息获取的“两个瓶颈”。
大数据的挖掘是通过软件处理在各种侦查预警等传感器上产生的大量数据,将这些数据存储在计算机设备中,基于各式各样的数据而非已有规则编写程序,利用包括量子计算机在内的各种高性能计算机对海量信息进行挖掘,由计算机智能化寻找隐藏在数据中的关联,从而发现未知规律,捕获有价值的情报信息。
美军正在开发的新一代大数据系统,能够通过计算机的速度和精度以及人的敏捷性,来理解和解释现实世界,协助指挥员和分析人员将以100倍于当前的速度来理解传感器收集的海量数据。例如,当阿富汗境内的大毒枭准备为基地组织等恐怖分子提供资金时,美军的情报分析人员能够借助大数据技术,把作战方案库里的数据与有关基地组织情况库里的资金数据进行实时、自主关联,指导美军先敌一步采取行动。
大数据带来的重要变革之一,是决策的思维、模式和方法的变革。传统模式的城市防空作战是建立在基于经验的决策上的,而大数据是基于全维数据的决策,是建立在对空情的正确分析预测之上,其目的是通过合理分配防空力量部署,优选打击目标,谋划完成任务的最佳作战行动方法与步骤。只要提供的情报数据量足够庞大真实,通过数据挖掘分析,可以较为准确地掌握诸如敌方指挥员的作战意图、作战行动方案、战场态势的发展变化等复杂问题。大数据所提供的高速计算能力,还能帮助指挥员精确而迅速地制定作战行动方案。
2013年6月,美国国家安全局局长亚历山大在参加众议院特设情报委员会听证会时承认,通过秘密进行的“棱镜”等监视项目,美国政府至少挫败了50起恐怖袭击事件。这是大数据技术运用的成功案例。相关专家指出,在数以百万计的电话和在线交流中,想要快速有效地解析出有关恐怖袭击的预警信息,只能依赖大数据技术。
运用“大数据”
提升防空作战能力的新手段
  未来城市防空作战将是诸军种行动高效融合的一体化联合作战。作战将由力量联合向数据融合发展。然而受军队组织体制等因素的影响,军种之间联合行动的效果受到严重制约。大数据技术在几乎不打破现有军队体制编制的情况下,能够另辟蹊径通过数据的融合实现军种的联合。
大数据在防空武器装备上的广泛应用,意味着防空武器装备建设将从重视研发信息系统到重视数据处理与应用的转变,从注重信息系统的互联互通到注重信息系统的透明性互操作的转变。当前防空武器装备的信息化程度越来越高,装备体系内各个节点之间的信息共享也越来越方便、可靠,但由此也带来了突出性的问题,如原始信息规模过大、价值不够高、直接提取所需信息的难度增加等等,从而使得武器装备体系在信息获取效率上大打折扣。在这种背景下产生的大数据为解决上述问题提出了有效的方法。
大数据致力于以创新方式使用海量数据,采用人工智能来处理自然文本和知识表述,以替代目前依赖专家和技术人员昂贵而又耗时的信息处理方式。受益于大数据技术,武器装备体系将从战场上的信息使用者升级为高度智能化和自主化的系统。其具体流程为:经过智能处理后的高价值信息进入战场网络链路后,与战场网络融为一体的武器装备体系能实时自动感知面临的有关威胁,各装备节点自动感知包括我情和敌情在内的战场态势,在作战人员的有限参与下高度自主地分解作战任务,确定作战目标和行动方案,经过适当的审批流程后执行相关的作战行动。
防空武器单元可以成建制地对实时捕获的重要目标进行“发现即摧毁”式的精确打击,而且还能通过融合情报的前端和后端,使数据流程与作战流程无缝连接并相互驱动,构建全方位遂行防空作战的“侦打一体”体系,从而实现体系化的“从传感器到射手”的重大突破。