海洋既是生命的摇篮,也是世界经济发展的摇篮。由于技术的进步、经济贸易的需求和地缘政治的竞争,海洋正在成为世界各国互相争夺、积极开拓的空间,也成为大数据激增的人类活动领域。
我国“海上丝绸之路”的建设和维护迫切需要海上基地、航运保护、应急救援、海上联合作战等方面的指挥与控制。这是一个包括复杂地缘政治关系、军事和非军事行动、高科技、系统体系对抗,以及气象、地理、水文知识等在内的人类组织活动。其核心是大数据指挥与控制。
目前,很多海洋大国正在不断加强对云计算、任务式指挥辅助决策和人工智能等重点领域的研究,围绕大数据进行作战指挥信息系统的建设,加快全域信息的利用和流转,构建“从数据到决策”的能力体系,发展以数据(认知)为中心的大数据指挥与控制系统。
大数据起源于商业、互联网和金融等领域。随着信息技术、物联网、移动终端、电子商务、虚拟社区等的不断发展及其向各领域的渗透,世界开启了数据急速增长的闸门。大数据技术以一种前所未有的方式,通过对海量数据进行分析,可获得有巨大价值的产品、服务或深刻的洞见。随着大数据技术的发展,数据像材料和能源一样成为一种战略资源,日益受到人们的广泛关注。如何利用大数据挖掘知识、促进创新、提升效益,使其为国防安全、政府管理、企业决策,乃至为个人生活服务,是世界各国追求的目标。例如,2012年3月29日,美国白宫网站发布了《大数据研究与发展倡议》,并正式宣布成立大数据高级指导小组,标志着美国开始把应对大数据技术革命带来的机遇和挑战提高到了国家战略层面。随后,美国6个联邦部门和机构承诺投入超过2亿美元的资金,用于研发“从海量数据信息中获取知识所必需的工具和智能”。2012年5月,我国组织召开了题为“大数据科学与工程——一门新兴交叉学科”的第424次香山科学会议。这是我国第一个以“大数据”为主题的重大科学工作会议。中国计算机学会、中国通信学会分别成立了“大数据专家委员会”,并于2012年年底在北京中关村成立了相应的大数据产业联盟。由此可以看出,发展大数据科学与技术已成为我国的重大战略规划之一。
近年来,大数据技术在商业、金融、社会管理、智慧城市、智能交通、疾病预防等领域得到了广泛应用,并取得了显著的成绩。在国防军事领域,自20世纪50年代美军成功研制SAGE半自动化防空指挥与控制系统以来,指挥与控制系统发展迅猛,从最初的C2系统,逐步发展到C3系统、C3I系统、C4I系统、C4ISR系统和C4KISR系统,从最初的以指挥为中心发展到以通信和情报为中心、以一体化C4ISR为中心,并于20世纪末开始在信息基础设施层面建立全球信息栅格(GIG),试图通过层次化和开放的面向服务的作战体系(SOCA)收集、处理、存储、分发各种情报、信息和数据,高效地向全球各地作战人员、决策人员和后勤保障人员提供情报、信息和数据,以夺取作战优势。在这一连串的嬗变过程中,传统的指挥与控制正在面临信息量增长、信息种类繁多、实时处理要求提高等重大挑战。
海洋事务的国际化和海洋活动固有的敏感性决定了在海洋活动的过程中,必须提升对国际形势、国内外政治、国内外经济、国内外文化和国内外舆论的广泛关注,必须维持国际组织、非政府组织、社会组织与军队之间的广泛交流和信息共享水平。大数据、云计算、人工智能等技术成为当前国家层面指挥与控制行动的关键。信息的处理速度、目标态势的获取程度、获取知识的能力、高层次的决策水平、快速响应的时间决定着各种海洋活动的成败。大数据在情报分析、行为认知处理、态势理解、目标识别与跟踪、任务规划、博弈推演等方面具有显著优势。大数据这一互联网领域的研究热点正在将触手延伸到海洋活动和安全军事领域。
当前,在经济、民生、国防等多领域的强烈需求下,大数据、云计算、人工智能等已成为科技研究的热点和重点领域,并和相关领域学科一道形成了一个不断繁荣生长的体系。大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人机协作增强智能、群体集成智能、自主智能系统成为发展重点。毫无疑问,大数据在这个体系中发挥着核心作用。
本书以“三个世界”理论为基础,将情报、信息和数据从客观物质世界中独立出来,成为客观知识世界的组成部分。大数据不再属于客观物质世界,大数据一经产生,就属于客观知识世界,具有客观性、自主性和相对独立性。对指挥与控制而言,大数据不仅可以辅助指挥与决策,还是客观物质世界指挥与控制的主体,各类系统、平台和设备成为指挥与控制的执行者。在将大数据的认知提升到一个更高层次后,必将深化对大数据时代指挥与控制的认识。
本书从理论基础、体系架构、技术应用等不同的角度将大数据理论和技术应用于海上指挥与控制领域,阐述了大数据时代海上指挥与控制的概念、内涵和本质,归纳了海洋大数据的特征及几种典型的指挥与控制行动,基于云计算和海洋大数据提出了针对联合作战指挥与控制的功能模型、体系架构、关键技术、活动内容、活动过程、指挥体制、控制机构,分析了基于大数据的海战场管理和火力控制问题,讲述了基于大数据的海上应急救援内容和特点、指挥与控制流程、指挥与控制系统组成,总结了未来以数据为中心开展大数据指挥与控制的发展趋势和发展对策。
迄今,人类的认知和实践都可以归结为对数据的搜索、处理、挖掘和创新。计算资源的集中化和虚拟化、任务系统的服务化和智能化是各种应用系统的发展潮流。从软件即服务、平台即服务到基础设施即服务,大数据指挥与控制,特别是在移动、复杂对抗环境下的大数据指挥与控制的基础还比较薄弱。幸运的是,大数据指挥与控制是一个不断演化的体系。未来,我们还要通过不断构建大数据生态、创建基于社会?技术网络的新型系统能力架构,建立以数据(知识)驱动为核心,面向自然语言理解和图形图像识别的认知计算模型,解决不完全信息环境下的自主决策问题,进一步研究针对突发事件、时敏目标的大数据处理和分析技术,从而逐步完善大数据指挥与控制系统。
未来已来,我们拭目以待!
胡志强
2020年9月