地面无人装备在后勤保障中的应用模式研究_方钢.pdf

舰 船 电 子 工 程2023 年第 3 期1引言地面无人装备是指能够在各种路面或野外环境中行驶并执行某种任务，但装备内部没有操作者的装备，根据其发展的阶段与控制原理不同，可分为遥控式、半自主式以及全自主式。在众多作战场景中，地面无人装备能够代替士兵进入危险区域、执行特殊任务，降低士兵的在战场上的伤亡率。当前，地面无人装备已逐渐应用于现代战争的方方面面，后勤保障作为战争中重要的组成部分，也必将迎来保障模式的变革，向无人化、智能化后勤方向蓬勃发展。2地面无人装备发展现状2.1国外地面无人装备发展现状当前，为占领现代战争技术高地，世界主要军事强国都已将无人作战装备技术的研发、装备的研制上升至国家战略，并陆续出台无人系统相关发展规划，从政策导向、战略规划以及经费预算等方面予以大力支持。美国国防部从2007年起，平均每收稿日期：2022年9月8日，修回日期：2022年10月23日基金项目：国家自然基金项目“机动输油管线水顶油排空油水混合机理及流动特性研究”（编号：52272338）；重庆市教育委员会科学技术研究重大项目“机动输油管线水顶油排空水流携油机理研究”（编号：KJZD-M202212901）；陆军勤务学院青年基金项目“基于无人平台油料应急补给技术论证研究”（编号：LQ-QN-200214）资助。作者简介：方钢，男，硕士，助教，研究方向：油料保障、无人化技术。雍歧卫，男，硕士，教授，研究方向：油气储运。赵彦涛，男，助理员，研究方向：油料勤务。段纪淼，男，博士，副教授，研究方向：油气储运。曾国栋，男，硕士，助教，研究方向：军事装备学。郭杨，女，硕士，助教，研究方向：油气储运。地面无人装备在后勤保障中的应用模式研究方钢1雍歧卫1赵彦涛2段纪淼1曾国栋1郭杨1（1.陆军勤务学院重庆401331）（2.联勤保障部险供应局武汉430014）摘要作为现代无人作战体系中重要的组成部分，地面无人装备在现代战争中发挥着愈发重要的作用，而后勤保障作为贯穿现代战争的重要环节，也必将迎来重大变革。文章以地面无人装备发展现状为基础，从战场态势感知、设施自主巡检、后勤运输保障、战场应急维修、战场后勤防卫五大方面探讨了地面无人装备在后勤保障中的应用模式，并对现阶段地面无人装备在后勤保障应用领域的发展趋势进行了分析。关键词地面无人装备；后勤保障；应用模式中图分类号E075DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2023.03.002Research on the Application Mode of Ground UnmannedEquipment in Logistics SupportFANG Gang1YONG Qiwei1ZHAO Yantao2DUAN Jimiao1ZENG Guodong1GUO Yang1（1.Army Logistics Academy，Chongqing401331）（2.Supply Bureau of the Joint Logistics Support Force，Wuhan430014）AbstractAs an important part of the modern unmanned combat system，ground unmanned equipment is playing an increasingly important role in modern warfare，and logistics support，as an important link throughout modern warfare，is bound to usher inmajor changes.Based on the development status of ground unmanned equipment，the article discusses the application mode ofground unmanned equipment in logistics support from five aspects，which are battlefield situation awareness，autonomous facility inspection，logistics transportation support，battlefield emergency maintenance，and battlefield logistics defense.Then，the currentdevelopment trend of ground unmanned equipment in the logistics support application field is analyzed.Key Wordsground unmanned equipment，logistics support，application modeClass NumberE075总第 345 期2023 年第 3 期舰 船 电 子 工 程Ship Electronic EngineeringVol.43 No.37总第345期两年更新一期 无人系统综合路线图，从国家层面出发，对整个无人系统在未来25年的发展进行规划，进而牵引军地各研究院所、军工企业在无人装备方面创新发展。目前，美国已研制出了多种类型、功能的地面无人装备，构建了多元融合的地面无人系统。2017年，美军的地面无人系统已达1.5万多个1，相关装备也已从之前的单一、零散向集群、规模应用进行转变。美军现有的地面无人装备典型代表有破碎者（Crusher）、班组任务保障系统（SMSS）、泰坦（Titan）、魔爪（Talon）以及大狗（Bigdog）等23，包含地面无人作战平台、多用途移动平台、单兵无人平台以及仿生无人平台等多种不同类型地面无人平台，能够应对现阶段大多数作战场景对地面无人装备的需求。图1SMSS俄罗斯也专门设立了顶层筹划机构统筹地面无人装备的发展，并在多个文件中对地面无人装备的发展进行了规划，其中，2019年颁布的 2030年前人工智能国家发展战略 明确提出了人工智能领域的发展方向45，人工智能作为提高武器装备自主性的关键技术，其研究成果也将应用至地面无人装备中，以全面提高地面无人装备的无人智能化水平。俄 军 现 有 的 地 面 无 人 装 备 典 型 代 表 有MRK-61三防无人侦察车、天王星（Uran）系列无人车、火星（Mars A-800）无人车等，融合形成了轮式、履带式等适应全地形，侦查、打击、运输保障等多功能于一体的地面无人装备体系。图2Uran-9除美国、俄罗斯外，其他国家也都不同程度加大了对地面无人装备的研发力度，例如以色列“卫士”（MK）系列、瑞士 GCS 系列以及英国特拉卡尔（Trakkar）等无人车6，都已投入战场进行了实际应用。不难看出，由于现代战争形态的改变以及无人化战场的需求，地面无人装备大规模进入战场已成必然趋势，各个国家对地面无人装备的研发都十分看重，整体呈现出平台自主化、功能多样化的局面。图3MK2.2我国地面无人装备发展现状与国外军事强国相比，我国地面无人装备的发展相对较晚，从1992年我国第一台无人车ATB-1的问世至今也只有30年的时间，目前鲜有装备能够真正投入大规模研制并列装部队78。但国家对地面无人装备的发展非常重视。2014年、2016年陆军装备部分别举办了两届“跨越险阻”无人地面挑战赛，组织国内高校、科研机构、企业以及个人同台竞技，考察了参赛地面无人装备的自主机动、目标搜索、编队行军、多车引导-跟随、城镇战场侦查、运输投送等多种能力，有效推动了地面无人装备的创新发展。现阶段，国内也涌现出诸如“锐爪”、“汉骡”等系列性能优越的地面无人装备。图4“汉骡”3地面无人装备在后勤保障中的应用模式区别于传统作战，在现代战争中，由于作战纵深变化、武器装备升级等原因，执行后勤保障的士方钢等：地面无人装备在后勤保障中的应用模式研究8舰 船 电 子 工 程2023 年第 3 期兵较以往更易遭受地方火力打击。将地面无人装备应用至后勤保障领域，可有效减少后勤保障士兵的人员伤亡，提高后勤保障的效率。结合现阶段地面无人装备的发展现状，分析在现代战争中，地面无人装备的后勤保障的模式主要有如下方面。3.1战场态势感知战场态势感知即作战部队对周围战场环境信息进行获取，通过信息判断环境是否安全，从而进行科学决策，在现代战争中，态势感知效果的好坏将直接决定任务部队在执行保障过程时能否生存。在传统的后勤保障过程中，后勤部队对战场的态势感知主要通过士兵的五官来进行，显然，这种方式已难以适应现代战争的广延性、立体性、分散性等特点。当前，大量地面无人装备都搭载了可见光摄像头、激光雷达、毫米波雷达、红外夜视仪等传感器，以实现智能避障、路径自动规划等功能。事实上，基于此类传感器，地面无人装备还能够对周围战场态势进行感知、辅助士兵进行决策，且能克服黑夜、雨雪、雾天等不利环境带来的影响，实现全天候、全地形状态下的战场态势感知，有力提高后勤部队的战场生存能力。3.2后勤运输保障战场在哪里，后勤保障就要延伸到哪里。近代战争中由于后勤保障跟不上导致作战任务失败的战例比比皆是，可以说，后勤物资能否按时保质保量地运输到作战最前线，将直接左右战争的胜负。现阶段各类后勤保障物资主要还是依靠有人装备进行运输，一方面，相当一部分士兵承担着驾驶员的职责，降低了后勤部队的专业利用率；另一方面，后勤部队在深入战区过程中将面临巨大的风险。随着地面无人装备的发展，后勤部队在进行物资运输时便有更多选择，以更加灵活地应对各种战场情况。例如，选择载重量适宜的地面无人装备，通过自主规划行驶路线、自主识别障碍物，能够搭载相关物资直接运输到前线，全程不需要人为干预，或采取“引导-跟随”的方式利用有人-无人车混合编队的方式完成运输任务。通过地面无人装备参与运输过程，能够避免大量后勤人员过早深入战区，有利于运输补给任务的快速组织和灵活调动。在阿富汗战争中，美陆军便大量使用了具备自主导航能力的SMSS地面无人车进行了后勤运输保障，在后勤运输保障过程中发挥了重要作用。3.3设施设备巡检仓库、管道、加油站等后勤设施设备是战场保障链条的重要组成部分，一旦遭敌破坏，轻则影响后勤物资补给效率，重则直接影响战争的成败。因此，后勤部队需要对其进行持续不断地监视和保护，一方面检测设施设备本身是否处于良好的技术状态，另一方面时刻监视是否有敌特进行偷袭。现阶段，后勤部队往往需要抽出一部分力量对后勤设施设备进行全天候巡查巡检，这种方式在消耗后勤部队大量精力的同时，还无法保证巡查的效果。依托地面无人装备对后勤设施设备进行巡查巡检，可以通过对其预设巡检路线，实现对设施设备全天候的无人巡检，将传感器采集到的情况实时回传至后勤指挥中心，作为指挥员的决策依据。结合机器视觉、深度学习等技术，无人地面平台还能够对敌特分子等异常目进行智能识别，通过车载扬声器进行语音警告，或将通过搭载的武器装备对其进行打击。以色列开发的“卫士“系列无人车主要就是面向巡逻、路线检查、运输安全等保障工作进行研发，以色列国防军目前已在加沙地区部署该车辆，全天候执行巡查巡检任务9。3.4战场应急维修装备维修是后勤保障的重要组成部分，任何装备在战场上都存在发生故障的可能。目前，战场上的装备故障排除主要依靠操作人员自身或装备维修保障分队完成，这种方式除让执行维修任务的士兵面临安全风险外，时常还难以保证维修的可靠性，有时还会面临关键零部件缺件等情况。地面无人装备能够对战场应急维修方面提供技术支撑，形成有人-无人协同配合的战场应急维修体系。一方面，地面无人装备可通过车载激光雷达等传感器对装备进行直接故障或潜在故障检测，依据相关决策系统对故障类型作出判断，并推荐出维修方案给维修保障人员；另一方面，地面无人装备能够携带修理工具等维修器材，为维修人员提供通用化维修零部件，还可以通过3D打印等技术对非通用化维修零部件进行制作，进一步提高战场装备应急维修能力。