王鑫，馬云飛，陳文閣，吳凱

無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用探析

王鑫1，馬云飛2，陳文閣3，吳凱3

（1.中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100089；2.陸軍后勤部，北京 100089 3.軍事科學(xué)院 系統(tǒng)工程研究院，北京 100161）

分析無人機(jī)的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，提出無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域應(yīng)用的模式。通過歸納總結(jié)、對(duì)比分析等方法，設(shè)計(jì)無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域的典型應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合目前存在的問題差距提出針對(duì)性對(duì)策建議。使用無人機(jī)進(jìn)行物資投送保障不受復(fù)雜道路條件制約，能有效解決軍事物流末端保障難題。無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊，但當(dāng)前仍需解決無人機(jī)環(huán)境適應(yīng)性、用途多樣化、物資投送包裝等方面的問題。

無人機(jī)；軍事物流；物資保障；應(yīng)用場(chǎng)景

軍事物流保障能力是決定現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的重要因素，戰(zhàn)時(shí)物資需求量大、緊迫性更高，且保障鏈路長(zhǎng)、戰(zhàn)場(chǎng)交通環(huán)境條件惡劣[1-2]，對(duì)軍事物流末端供應(yīng)保障能力帶來極大挑戰(zhàn)，如果物資不能及時(shí)供應(yīng)到一線，就難以形成持續(xù)的作戰(zhàn)能力?？茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，促使無人機(jī)在我國民用和軍事方面的應(yīng)用愈加廣泛。無人機(jī)因其具有可以規(guī)避城市交通擁堵，能跨越山地湖泊等特殊地形的優(yōu)點(diǎn)，可以縮短物流配送時(shí)間、降低物流成本，從而使其物流配送應(yīng)用范圍越來越廣。近兩年，由于新冠疫情具有極強(qiáng)的傳染性，使得無接觸配送受到了人們的廣泛關(guān)注，無人機(jī)在農(nóng)村和城市物流配送中得到推廣應(yīng)用[3]。與此同時(shí)，無人機(jī)具有不受道路條件限制、自重輕、速度快的顯著優(yōu)勢(shì)，自發(fā)明以來已被多個(gè)國家應(yīng)用于偵察、電子對(duì)抗、作戰(zhàn)、通信等軍事領(lǐng)域[4]。

著眼建設(shè)與世界一流軍隊(duì)相適應(yīng)的現(xiàn)代化后勤，實(shí)現(xiàn)建軍一百年奮斗目標(biāo)，開創(chuàng)國防和軍隊(duì)現(xiàn)代化新局面[5]，探索研究無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用，提升軍隊(duì)無人機(jī)物資投送保障能力，推動(dòng)軍事物流方式的根本轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)現(xiàn)代化軍事物流的需要，加快構(gòu)建無人智能化保障裝備體系具有重要意義。

1 無人機(jī)在物流領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀

在打破道路限制、提升流轉(zhuǎn)效率、降低運(yùn)營成本方面，無人機(jī)是不可忽視的重要物流運(yùn)輸工具[6]。無人機(jī)技術(shù)是民用領(lǐng)域研究應(yīng)用的熱點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、航空拍攝等領(lǐng)域加速發(fā)展，隨著物流配送需求的加劇以及人力成本的提升，無人機(jī)受到了物流企業(yè)的高度重視[7-8]。

1.1 城市物流配送

無人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景逐漸增多，尤其是城市物流配送模式下，無人機(jī)配送的市場(chǎng)需求規(guī)模直接影響了未來低空空域、設(shè)施規(guī)劃建設(shè)，例如億航、智航和迅蟻等多家無人機(jī)公司都已進(jìn)行多輪融資，逐步開始研發(fā)產(chǎn)品[9]。城市交通便利、設(shè)施齊全，物流配送環(huán)境總體較好，衛(wèi)星定位、智能導(dǎo)航等信息技術(shù)的應(yīng)用大大提升了物流系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，使得整個(gè)物流供應(yīng)鏈路總體流暢快捷，特別是隨著智能倉儲(chǔ)、快遞柜等的出現(xiàn)，城市物流過程已經(jīng)由“快遞員—消費(fèi)者”點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線流程逐步轉(zhuǎn)換為“快遞員—聚合點(diǎn)—消費(fèi)者”的中轉(zhuǎn)流程。但這種模式對(duì)常態(tài)居家的老人等群體并不友好，客觀上要求快遞員上門配送。城市高樓林立，快遞員有時(shí)不得不爬樓梯派送，形成了實(shí)際的派送“瓶頸”。為解決“最后一公里”這一物流運(yùn)輸過程中消耗人力最多的環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提升物流效率，很多物流企業(yè)加快無人機(jī)派件的研究探索，希望搶占物流無人化發(fā)展的先機(jī)。2013年12月亞馬遜最早開始測(cè)試無人機(jī)派送快件[10]，中國郵政、順豐快遞、京東物流等物流企業(yè)都進(jìn)行了無人機(jī)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用研究[11-13]。目前，無人機(jī)配物流送有2種模式，一種是以京東為代表的“點(diǎn)對(duì)多”無人機(jī)物流配送模式，擬打造“干線—支線—末端”三級(jí)智慧物流航空體系；另一種是以順豐為代表的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”無人機(jī)物流配送模式，著重開展支線無人機(jī)的研制與應(yīng)用。從民用物流領(lǐng)域的應(yīng)用情況看，無人機(jī)采取直線運(yùn)輸，不受地面交通狀況影響，具有速度快、效率高、成本低、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等突出優(yōu)勢(shì)[14]，在物流領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊。

1.2 農(nóng)村物流配送

無人機(jī)物流配送作為近年來崛起的新技術(shù)，對(duì)提高農(nóng)村配送的效率、收益、范圍均有著重要的促進(jìn)作用。相較于城市物流配送的“最后一公里”，偏遠(yuǎn)農(nóng)村的快遞配送更加分散，人力成本也更高，加之訂單量相對(duì)較少，大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)的物流點(diǎn)采用的是營業(yè)點(diǎn)自提的方式。隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無論是順豐、京東這些“電商派”無人機(jī)物流領(lǐng)域領(lǐng)軍者，還是迅蟻這樣的新興企業(yè)，都無一例外選擇在農(nóng)村開展無人機(jī)物流試點(diǎn)?？紤]到航道占用、噪聲、安全等問題，將無人機(jī)應(yīng)用于農(nóng)村物流需要經(jīng)過嚴(yán)格的審批，民航局所制定的無人機(jī)運(yùn)行相關(guān)準(zhǔn)入要求，對(duì)運(yùn)輸無人機(jī)操作員和無人機(jī)的運(yùn)行前提等作出了有關(guān)的門檻設(shè)定。隨著無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于航拍、植保、地質(zhì)勘察等領(lǐng)域，越來越多的企事業(yè)單位開始申請(qǐng)使用無人機(jī)。2018年，順豐公司取得了無人機(jī)航空運(yùn)營資格證書，通過無人機(jī)開展快遞運(yùn)輸?shù)软?xiàng)目[15]。京東公司也開始在農(nóng)村嘗試無人機(jī)配送，2018年廣西桂林市全州縣舉行了京東集團(tuán)“無人機(jī)”智慧物流廣西首飛儀式，完成廣西首單無人機(jī)配送，開啟了廣西快遞物流“無人機(jī)”送貨新階段，有利于克服廣西地理環(huán)境對(duì)物流配送帶來的諸多難題，提升物流配送的精準(zhǔn)度和速度，消除物流盲區(qū)，降低物流成本，為鄉(xiāng)村振興注入新活力，助力脫貧攻堅(jiān)[16]。京東最初的無人機(jī)機(jī)配送方式不是將貨物直接送到顧客家門口，而是先送到京東的農(nóng)村推廣員站點(diǎn)，再由推廣員完成從站點(diǎn)到村民家中的配送。由于農(nóng)村地廣人稀，飛行條件較好，這種模式更加符合國情，也大大降低了航線申請(qǐng)的復(fù)雜程度。目前，京東無人機(jī)已經(jīng)可以在操作員的控制下，從站點(diǎn)直接飛至客戶的院子里面卸貨，或者飛到客戶家附近的道路上，由用戶取件。相比于驅(qū)車派送，這種方式更適合農(nóng)村的道路條件和地理環(huán)境，也更加省時(shí)高效。

2 無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域的典型應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

近年來，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成就矚目，地面交通網(wǎng)絡(luò)日漸發(fā)達(dá)，道路交通條件越來越好，通過鐵路、公路等基本能夠快速完成干線、支線的軍事運(yùn)輸任務(wù)，但在戰(zhàn)場(chǎng)末端物流配送仍然面臨諸多難題。運(yùn)用無人機(jī)開展物資配送的模式與農(nóng)村物流配送具有很大的相似性，特別是無人機(jī)具有越障能力強(qiáng)、速度快、定位準(zhǔn)、適應(yīng)性高、零傷亡、成本低、使用維護(hù)方便等突出優(yōu)勢(shì)?；灸軌蚩朔械染嚯x、環(huán)境復(fù)雜、地形險(xiǎn)惡、道路條件運(yùn)輸差的現(xiàn)實(shí)困難。在軍事物流領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛用于平時(shí)、戰(zhàn)時(shí)和非戰(zhàn)爭(zhēng)軍事行動(dòng)的物資保障任務(wù)[17-20]。

2.1 偏遠(yuǎn)地區(qū)物資保障

我國幅員遼闊，陸地邊境線全長(zhǎng)約2.2萬公里，海岸線全長(zhǎng)約1.8萬公里，地理環(huán)境復(fù)雜多樣。雖然平時(shí)的物資保障任務(wù)具有一定的計(jì)劃性，但還有很多邊防哨所、海島等長(zhǎng)期面臨著物資保障難題。很多邊防哨所建在一些陡峭山頂，附近山高谷深，難以修建公路，末端保障物資運(yùn)送依然需要人搬肩扛。在嚴(yán)重缺氧、高原反應(yīng)、體能消耗嚴(yán)重的情況下，日常物資補(bǔ)給困難重重，一旦遇到大雪封山，邊防一線的后勤保障就會(huì)被迫中斷，給邊防執(zhí)勤部隊(duì)造成極大威脅[21]。如西藏軍區(qū)某邊防營下轄的幾個(gè)前沿哨所均地處山路崎嶇、山勢(shì)陡峭、氧氣稀薄的邊境一線，受地形、天氣制約，無法實(shí)現(xiàn)公路全通，部分哨所執(zhí)勤戰(zhàn)士每天早晨背負(fù)食品、飲水等物資上山，直線距離不到1公里，行程卻超過3公里，耗時(shí)近2 h，中午常常吃不到熱食。當(dāng)遭遇惡劣風(fēng)沙天氣或上山通道被大雪覆蓋，物資保障更為困難；還有一些邊防哨所一年大雪封山期長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月左右，需要在4個(gè)月的“無雪期”囤積全年的物資。高原幾公里的路程如果靠汽車運(yùn)輸大約10 min便能配送到位，但是由于到達(dá)哨所的最后幾公里往往都是崎嶇山路，不通公路，靠人力運(yùn)輸在天氣條件好的情況下就得需要數(shù)小時(shí)，惡劣條件下，幾乎無法運(yùn)輸，如遇突發(fā)情況，后果更是無法設(shè)想。海上島礁遠(yuǎn)離內(nèi)陸、四面環(huán)海、人跡罕至，供電供水和物資保障等都需要定期補(bǔ)給，如遭遇惡劣海況船舶無法靠岸時(shí)，食品、油料、藥品等緊缺物資都面臨補(bǔ)給難的問題，戰(zhàn)備執(zhí)勤會(huì)受到嚴(yán)重影響[22]。

戰(zhàn)場(chǎng)物資無人機(jī)配送是未來信息化戰(zhàn)爭(zhēng)后勤保障發(fā)展的重點(diǎn)方向，是適應(yīng)未來高強(qiáng)度、快節(jié)奏戰(zhàn)爭(zhēng)的重要手段[23-24]。2018年，國防大學(xué)聯(lián)合地方高校、科研所成功組織了戰(zhàn)場(chǎng)無人化后裝保障專項(xiàng)演練[25]。無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)非常適合用于邊防地區(qū)極端情況下“最后一公里”的物資配送保障，可以有效解決艱苦地區(qū)駐守部隊(duì)補(bǔ)給困難的問題。一是解決高原邊防哨所物資保障難題，使用無人機(jī)保障不需要飛行員、不受道路條件制約，能快速飛到補(bǔ)給點(diǎn)位，將緊缺物資送給哨所官兵；二是解決海上島嶼物資保障難題，對(duì)于駐守偏遠(yuǎn)海島的邊防部隊(duì)，利用無人機(jī)的垂直起降能力，可越海實(shí)施立體物資投送補(bǔ)給；三是能夠跨越各類障礙、快速響應(yīng)應(yīng)急需求，能實(shí)現(xiàn)不間斷作業(yè)，實(shí)現(xiàn)精確高效保障[26]。

2.2 戰(zhàn)場(chǎng)緊缺物資保障

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已進(jìn)入“讀秒”時(shí)代，戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)瞬息萬變，軍事物流保障的“卡滯”極有可能形成 “瓶頸”，進(jìn)而影響戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)。物資保障對(duì)支撐作戰(zhàn)極為重要，也是敵方打擊破壞的重點(diǎn)。俄烏沖突初期烏軍就接連伏擊俄軍的后勤保障力量，大大遲滯了俄軍的進(jìn)攻速度。特別是進(jìn)入新時(shí)代，軍事物流也面臨著全域部署、全域機(jī)動(dòng)、任務(wù)多樣化的新要求，必須適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)戰(zhàn)場(chǎng)“點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣”的分布特點(diǎn)，在戰(zhàn)略、戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)層面上都提供充分的物資保障。特別是在核生化沾染、無人區(qū)、敵占區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)等惡劣環(huán)境條件下，軍事物流需要克服環(huán)境復(fù)雜、地形險(xiǎn)惡、道路運(yùn)輸條件差等現(xiàn)實(shí)困難，保障人員面臨著極大的困難和風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)節(jié)奏對(duì)各方面的保障要求更高，直接面臨環(huán)境險(xiǎn)惡交織、投送復(fù)雜多變、供應(yīng)遲緩不濟(jì)等一系列現(xiàn)實(shí)困難，給投送保障工作帶來諸多難題?，F(xiàn)有戰(zhàn)場(chǎng)物資配送模式主要集中于陸上車輛配送、海上船舶配送、空中運(yùn)輸機(jī)配送以及多式聯(lián)運(yùn)配送[27-28]。利用無人機(jī)獨(dú)特的空間優(yōu)勢(shì)，可以在這些人類難以承受的惡劣環(huán)境地區(qū)快速機(jī)動(dòng)、垂直起降，實(shí)現(xiàn)跨地形精確、快速、隱蔽、持續(xù)的運(yùn)輸能力，在不適合人員作業(yè)的區(qū)域靈活實(shí)施戰(zhàn)場(chǎng)補(bǔ)給任務(wù)，甚至可以根據(jù)作戰(zhàn)需要成為“流動(dòng)式”的補(bǔ)給中心，從而有效突破傳統(tǒng)意義上的軍事物流保障瓶頸。無人機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)物資投送保障方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

1）實(shí)施戰(zhàn)略戰(zhàn)役支援運(yùn)輸。結(jié)合戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程和作戰(zhàn)部署，利用無人機(jī)配合有人運(yùn)輸機(jī)，向擔(dān)負(fù)作戰(zhàn)任務(wù)的部隊(duì)緊急投送大批量裝備物資，以滿足作戰(zhàn)需要。

2）開展戰(zhàn)場(chǎng)前沿物資配送。在戰(zhàn)場(chǎng)前沿地幅內(nèi)，使用無人機(jī)空投補(bǔ)給彈藥油料、藥品給養(yǎng)等緊缺物資，實(shí)施伴隨跟進(jìn)保障，可大大提升補(bǔ)給效率，同時(shí)減少人員傷亡。美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)曾在阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)上使用K–MAX無人直升機(jī)進(jìn)行物資補(bǔ)給，取得良好的作戰(zhàn)效果。

3）支撐特種作戰(zhàn)物資保障。以分散隱蔽的方式，為深入敵占區(qū)執(zhí)行敵后滲透、斬首奪點(diǎn)等任務(wù)的特種作戰(zhàn)部隊(duì)和空降部隊(duì)補(bǔ)充武器彈藥、設(shè)備器材、給養(yǎng)藥品等物資。

2.3 戰(zhàn)場(chǎng)裝備維修保障

隨著機(jī)械化、信息化和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，現(xiàn)代武器裝備的技術(shù)含量和作戰(zhàn)能力持續(xù)提升，對(duì)贏得戰(zhàn)爭(zhēng)勝利尤為關(guān)鍵。戰(zhàn)時(shí)，武器裝備既是我方作戰(zhàn)的重要依托，也是敵方打擊毀傷的重點(diǎn)目標(biāo)，對(duì)戰(zhàn)損裝備必須及時(shí)快速修復(fù)，恢復(fù)武器裝備的作戰(zhàn)能力。特別是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)強(qiáng)對(duì)抗性和武器裝備高密度的使用條件下，對(duì)軍事裝備的戰(zhàn)場(chǎng)快速維修需求將更加迫切。武器裝備的戰(zhàn)損具有很大的隨機(jī)性，很難事先準(zhǔn)確預(yù)測(cè)各類維修備件的需求，也不可能在戰(zhàn)場(chǎng)上隨時(shí)攜帶充足的維修器材，因而戰(zhàn)時(shí)往往需要根據(jù)武器裝備受損情況按需前送所需的維修備件，對(duì)器材前送的精確性和時(shí)效性要求很高。

在爭(zhēng)分奪秒的戰(zhàn)場(chǎng)上，無人機(jī)在武器裝備戰(zhàn)場(chǎng)維修保障領(lǐng)域大有可為。一是可以實(shí)時(shí)傳回戰(zhàn)場(chǎng)武器裝備維修保障需求，方便指揮部門從最近的倉庫調(diào)撥所需維修器材；二是可以使用無人機(jī)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”保障方式快速向戰(zhàn)場(chǎng)投送維修器材，以爭(zhēng)取寶貴的戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)受損武器裝備的快速修復(fù)，使一線受損武器裝備重新恢復(fù)戰(zhàn)斗力；三是對(duì)損壞較為嚴(yán)重的裝備器材，可以使用無人機(jī)以最快速度運(yùn)送到后方維修基地修復(fù)，并再次投送到戰(zhàn)場(chǎng)，最大限度地節(jié)省和利用好戰(zhàn)場(chǎng)資源，快速形成對(duì)敵方的火力優(yōu)勢(shì)。

2.4 戰(zhàn)場(chǎng)傷員醫(yī)療救護(hù)

戰(zhàn)場(chǎng)傷病員救護(hù)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)后勤保障的重要內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)爭(zhēng)“零傷亡”的目標(biāo)，進(jìn)而鼓舞軍心士氣，對(duì)贏得戰(zhàn)爭(zhēng)勝利意義重大。戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)特別強(qiáng)調(diào)在第一時(shí)間對(duì)傷員予以恰當(dāng)?shù)木戎?，以有效降低傷員的傷死率。傳統(tǒng)的戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)需要依托衛(wèi)生人員和醫(yī)療裝備，容易受到道路中斷、火力封鎖等戰(zhàn)場(chǎng)惡劣條件因素制約，難以及時(shí)實(shí)施搶救，很容易錯(cuò)過戰(zhàn)場(chǎng)救治的黃金時(shí)期。美軍廣泛應(yīng)用無人地面車輛系統(tǒng)執(zhí)行醫(yī)療后勤任務(wù)，逐漸重視無人機(jī)系統(tǒng)在傷員后送方面的研究和實(shí)踐[29]，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境中自動(dòng)起飛、航行、著陸，實(shí)現(xiàn)在救援黃金時(shí)間內(nèi)對(duì)傷員的適當(dāng)護(hù)理和有效后送。以色列在黎巴嫩的作戰(zhàn)行動(dòng)中發(fā)現(xiàn)空軍直升機(jī)時(shí)，不得不在密集的火力下執(zhí)行醫(yī)療救援任務(wù)，這對(duì)救援人員的生命造成極大的威脅，從而迫切需要一種無人平臺(tái)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)傷員醫(yī)療救護(hù)[30]。

無人機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)傷病員救治方面已經(jīng)開展了成功試驗(yàn)，因人機(jī)不受地域影響、飛行速度快等性能優(yōu)勢(shì)，大大提升了戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)工作的快速性、靈活性和高效性，在空間層次上進(jìn)一步加強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)傷員醫(yī)療救護(hù)能力[31]。一是可以快速空投急救藥品，通過無人機(jī)可向戰(zhàn)場(chǎng)傷員投送救命藥、血液等緊急醫(yī)療用品，解決前方急需；二是可以指導(dǎo)戰(zhàn)場(chǎng)自救互救，利用無人機(jī)的語音通信功能，后方專業(yè)醫(yī)務(wù)人員可遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行醫(yī)療急救，大幅提高急救成功率；三是戰(zhàn)場(chǎng)傷員后送，無人機(jī)可以突破戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、交通情況、地形地貌等局限，對(duì)需要后送治療的傷員實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”后送保障，甚至可以實(shí)現(xiàn)多批次快速后送。

3 存在問題與改進(jìn)建議

雖然無人機(jī)投送具有不受道路條件限制的顯著優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)跨地形，精確、快速的投送保障，但受技術(shù)發(fā)展的限制，無人機(jī)在環(huán)境適應(yīng)性、續(xù)航和負(fù)載能力、智能化水平、多樣化應(yīng)用以及物資投送平臺(tái)等方面仍有較大提升空間。因此，需進(jìn)一步深入探索無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域的典型應(yīng)用。如何解決無人機(jī)存在的技術(shù)難題和管理困境將會(huì)是未來無人機(jī)軍事化物流應(yīng)用的重點(diǎn)突破方向。

3.1 提高環(huán)境適應(yīng)性

從無人機(jī)應(yīng)用試驗(yàn)情況看，在高原地區(qū)高寒低溫環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致電池性能急劇下降、能耗加快，使得飛行距離和時(shí)間大大縮短，而海上高鹽高濕環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響無人機(jī)的使用壽命，特別是電子元器件的可靠性和穩(wěn)定性；在強(qiáng)風(fēng)條件下無人機(jī)難以保持正常的飛行穩(wěn)定性態(tài)勢(shì)；在戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境條件下，容易被對(duì)手電子干擾或誘捕。目前，由于衛(wèi)星遙感和載人航空遙感在獲取災(zāi)害信息時(shí)受時(shí)空分辨率、外界環(huán)境和使用成本的影響，其在災(zāi)害應(yīng)急救援過程中的作用受到限制[32]。與此同時(shí)，由于無人機(jī)系統(tǒng)的可靠性以及城市環(huán)境中復(fù)雜多變的作業(yè)場(chǎng)景和人口分布，極易發(fā)生撞地事故，給地面人員帶來了巨大風(fēng)險(xiǎn)[33]。以上因素都會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)無法順利完成軍事物流保障任務(wù)，需要針對(duì)軍事應(yīng)用環(huán)境和場(chǎng)景改進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)智能算法對(duì)無人機(jī)航跡進(jìn)行規(guī)劃[34-35]，增強(qiáng)無人機(jī)在避障時(shí)的智能性與有效性，提高無人機(jī)對(duì)各類復(fù)雜環(huán)境條件的適應(yīng)性。

3.2 提升續(xù)航和負(fù)載能力

無人機(jī)通常采用鋰電池供電，除了發(fā)動(dòng)機(jī)和飛行控制系統(tǒng)，各種傳感器、全球定位系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備等的功耗都較大，限制了無人機(jī)的有效作業(yè)時(shí)間和飛行距離，制約著無人機(jī)的使用效果。同時(shí)受無人機(jī)體積、自身質(zhì)量、成本等方面的約束，大部分無人機(jī)的設(shè)計(jì)載重能力較小，只能掛載部分體積小、質(zhì)量輕的物資開展應(yīng)急配送，投送能力十分有限[36]。在無人機(jī)保障通信過程中，由于無人機(jī)節(jié)點(diǎn)所處的環(huán)境以及接入用戶數(shù)量的不同，導(dǎo)致能量消耗的時(shí)間不同，因此其續(xù)航能力也產(chǎn)生差異[37]。需要重點(diǎn)解決無人機(jī)的供電問題，提升電池能量密度，嚴(yán)格控制系統(tǒng)和機(jī)載設(shè)備功耗，探索應(yīng)用太陽能充電技術(shù)進(jìn)行持續(xù)充電，不斷提升無人機(jī)的續(xù)航能力和負(fù)載能力。

3.3 增強(qiáng)智能化水平

無人機(jī)在飛行執(zhí)行任務(wù)過程中，在路徑規(guī)劃、飛行控制等方面可以依賴自身預(yù)設(shè)的智能化算法實(shí)現(xiàn)自主飛行。但在起降、吊裝、充電等一些工作階段仍需要人工控制，對(duì)操作人員技術(shù)水平要求較高，而且限制了無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的范圍。需要進(jìn)一步采用人工智能、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、飛控導(dǎo)航技術(shù)、多機(jī)協(xié)同技術(shù)等[38-40]，不斷提升無人機(jī)的自主起降、自動(dòng)識(shí)別、自適應(yīng)巡航等智能化水平。隨著“無人機(jī)機(jī)巢”等概念的落地與發(fā)展，無人機(jī)在軍事物流應(yīng)用中將進(jìn)一步提升常態(tài)化和智能化水平[41]。

3.4 實(shí)現(xiàn)多樣化用途

目前，受限于無人機(jī)電池能量、機(jī)載設(shè)備質(zhì)量等限制，大部分無人機(jī)功能比較單一，只能執(zhí)行一些特定的專用任務(wù)，部隊(duì)不得不攜帶大量不同用途的無人機(jī)。但未來戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)無人機(jī)的需求是多樣化的，希望無人機(jī)在具備物資配送等功能之外，同時(shí)具備戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)偵察、交通環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急通信中繼、夜間應(yīng)急照明等多種功能。完善成本約束下面向任務(wù)需求的無人機(jī)高效配置以及可遠(yuǎn)距離長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的無人機(jī)系統(tǒng)[42]，從而形成遂行多樣化任務(wù)的能力[43-44]。

3.5 探索集群配送技術(shù)

無人機(jī)集群是無人機(jī)技術(shù)和集群智能融合發(fā)展的成果。與單個(gè)無人機(jī)相比，無人機(jī)集群具有平均成本低、生存能力好、綜合能力強(qiáng)等突出優(yōu)勢(shì)。美國國防部在《無人機(jī)系統(tǒng)路線圖2005—2030》指出，到2025年以后，無人機(jī)將具有集群戰(zhàn)場(chǎng)認(rèn)知能力[45]。目前，國內(nèi)復(fù)雜體系集群智能技術(shù)整體尚處于探索發(fā)展階段，無人機(jī)集群在實(shí)踐應(yīng)用方面仍存在一些技術(shù)難題，如自組織無線網(wǎng)絡(luò)安全與可靠性、集群任務(wù)規(guī)劃與調(diào)整控制等。應(yīng)加強(qiáng)群體智能技術(shù)在無人機(jī)集群物資投送保障領(lǐng)域的應(yīng)用研究，圍繞集群智能感知、智能通信、智能決策等方面，重點(diǎn)突破目標(biāo)識(shí)別跟蹤技術(shù)、高動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)技術(shù)、集群分布式任務(wù)分配技術(shù)、動(dòng)態(tài)環(huán)境下的航跡規(guī)劃技術(shù)、基于仿生的集群智能算法等關(guān)鍵技術(shù)，全面提升無人機(jī)集群物資保障的智能化水平[46]。此外，將云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及新一代無人化技術(shù)應(yīng)用于物流保障領(lǐng)域，突破設(shè)備智能協(xié)同，訓(xùn)練使無人化物流裝備能得到精確保障，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流程與物流保障流程的無縫鏈接并相互驅(qū)動(dòng)[47]。提升多無人機(jī)任務(wù)完成效率，縮短任務(wù)完成時(shí)間，需要根據(jù)人們的需求對(duì)任務(wù)進(jìn)行協(xié)同分配，以獲取最大效益為目的，實(shí)際完成無人設(shè)備的集群控制、狀態(tài)監(jiān)控和應(yīng)急處置等操作[48]。構(gòu)建全方位遂行保障任務(wù)的動(dòng)態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)高度協(xié)同的無人機(jī)群物資投送保障任務(wù)[49-50]。

3.6 統(tǒng)一物資投送平臺(tái)

無人機(jī)體積較小，通常采用掛載懸吊等方式實(shí)施物資投送，但目前缺少統(tǒng)一的無人機(jī)投送平臺(tái)。有的直接掛載物資飛行，而物資原有包裝未考慮空氣動(dòng)力學(xué)要求，對(duì)大風(fēng)條件下無人機(jī)飛行的穩(wěn)定性造成較大影響；有的雖然提供了物資負(fù)載平臺(tái)，但不同廠家的無人機(jī)投送平臺(tái)內(nèi)部尺寸設(shè)計(jì)不符合軍用包裝標(biāo)準(zhǔn)，不便于部隊(duì)?wèi)?yīng)用，需要基于部隊(duì)常用應(yīng)急保障物資的包裝尺寸，研制飛行穩(wěn)定性好、自質(zhì)量小、容量大、強(qiáng)度高的系列標(biāo)準(zhǔn)化組合化物資投送平臺(tái)。對(duì)主要裝備設(shè)備和武器平臺(tái)加裝傳感器等自動(dòng)識(shí)別終端裝置，進(jìn)行數(shù)據(jù)引接融合和挖掘分析[51]，實(shí)現(xiàn)物資、彈藥、油料等物資的規(guī)范管理，促進(jìn)軍地物流資源要素共享利用[52]，更好地滿足無人機(jī)物資投送保障需要。

4 結(jié)語

隨著智能化技術(shù)的飛速發(fā)展和作戰(zhàn)形式的不斷革新，無人機(jī)成為現(xiàn)代智能化技術(shù)的突出代表，強(qiáng)調(diào)了信息主導(dǎo)、智能決策、系統(tǒng)集成和高效快捷，很好地契合了未來軍事物流“需求實(shí)時(shí)感知、資源可視掌控、系統(tǒng)快速響應(yīng)、遠(yuǎn)程立體投送、精確快速配送”[18]的特點(diǎn)和要求，大大推動(dòng)了軍事物流保障模式的創(chuàng)新。為高山海島、高原高寒、荒漠叢林等復(fù)雜的地理環(huán)境條件下的物資保障難題提供了適合的解決方案。

著眼未來戰(zhàn)場(chǎng)保障需求，朝著“快速、多維、立體、機(jī)動(dòng)”的方向創(chuàng)新研究保障方式，加強(qiáng)突破無人機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性、續(xù)航和負(fù)載能力、智能化水平等關(guān)鍵技術(shù)，讓科技為勝戰(zhàn)能力賦能，進(jìn)一步提升無人機(jī)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用保障效能。不斷適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)抗的新情況與新要求，持續(xù)發(fā)揮物資投送保障對(duì)打贏戰(zhàn)爭(zhēng)的重要支撐作用。

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Analysis on Application of UAVs in Military Logistics

WANG Xin1,MA Yun-fei2, CHEN Wen-ge3, WU Kai3

(1. China Aerospace Academy of Systems Science and Engineering, Beijing 100089, China; 2. Army Logistics Department, Beijing 100089, China; 3. Systems Engineering Institute, AMS, PLA, Beijing 100161, China)

The work aims to analyze the characteristics and advantages of UAVs and put forward the application mode of UAVs in the field of military logistics. The typical application scenarios of UAVs in the field of military logistics were designed through the methods of summary and comparative analysis, and the corresponding countermeasures and suggestions were put forward based on the existing problems and gaps. The use of UAVs for material delivery support was not restricted by complex road conditions and could effectively solve the problem in military logistics terminal support. The application prospects of UAVs in the field of military logistics are broad, but at present, the problems of environmental adaptability, use variety and material delivery packaging of UAVs still need to be solved.

UAV (unmanned aerial vehicle); military logistics; material support; application scenario

V279；E234

A

1001-3563(2023)09-0320-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.09.039

2022?12?22

王鑫（1976—），女，碩士。

陳文閣（1967—），男，本科。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋