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智能化时代,一体化指挥调度的演进变革
来源: | 作者:xiaoxiaokeji | 发布时间: 2019-06-13 | 290 次浏览 | 分享到:
对话一体化指挥调度实验室刘玉超主任】 
        刘玉超,高级工程师,一体化指挥调度技术国家工程实验室主任,中国指挥与控制学会副秘书长、青工委主任、智能指挥调度专委会主任、全联科技装备业商会人工智能专委会主任,李德毅院士猛狮智能车联合团队总领队,研究方向指挥与控制、智能驾驶,创新提出基于云变换的变粒度计算方法,获得清华大学人工智能专业博士学位。先后承担和参与重大科研和型号项目10余项,组织“中国指挥控制大会”、“CICC青年科学家论坛”、“不确定性人工智能教学培训”等学术活动10余次,组织编写《智能网络与指挥控制》、《智能驾驶一百问》等图书4部,获得部级科技进步奖7项,申请发明专利6项,发表学术论文40余篇。
      在智能化的时代下,一体化指挥调度随着技术演进变革,也正呈现出新的趋势,以下为采访实录,从专家的言论中一起了解目前国内一体化指挥调度的现状及未来。
 
       Q:能为我们解释下什么是一体化指挥调度,一体化指挥调度与指挥控制是什么关系吗?   
       A:我们先说“指挥调度”,指挥调度从学科划分上属于指挥与控制系统工程学科,是指挥与控制科学在行业应用中的术语,军事中常用“指挥控制”,公共安全、社会管理等领域多用“指挥调度”。
       指挥与控制科学是管理与技术的融合,其理念源头可追溯到“赛博”,核心体现的是“交互”——人与人、人与物、物与物之间的交互。《指挥与控制学报》主编王飞跃教授在《机器崛起》一书的译者序中详细介绍了“赛博”的前世今生。1845年法国物理学家安培提出“Cybernetique”,其本意就是国务管理,属于社会科学范畴;1948年诺伯特•维纳写了著名的《Cybernetics: Control and communication in the animal and the machine》,把赛博从社会科学扩展到生物学和机器智能,成为今天许多学科的精神开端;1955年钱学森的《工程控制论》将“Cybernetics”落到机械和电机控制,是现在控制科学奠基之作。钱学森晚年也认为社会控制论——“Cybernetics”的真正内涵一定会崛起!
       我现在所在的实验室叫“一体化指挥调度技术国家工程实验室”,这是“一体化指挥调度”在公安领域正式官方命名。 2016年2月22日国家发展改革委办公厅、公安部办公厅联合发布的《关于请组织申报社会治安防控领域创新能力建设专项的通知》,要求在提升警务指挥救援能力方面,设立一体化指挥调度技术国家工程实验室,主要针对当前通信指挥系统响应速度慢、调度智能化不足等问题,建设一体化指挥调度技术创新平台,支撑开展数字集群无线通信、卫星通信、地理信息系统与位置服务、移动警务安全接入、通信指挥系统等技术、设备的研发和工程化,提高指挥调度的快速反应和科学决策能力。中国通信学会常务理事、原公安部科技信息化局牛晋副局长给出了“一体化指挥调度”的定义:使用信息化手段以及与信息化相适应的工作机制,将互不相同、相互补充、互不隶属、相对独立的指挥要素、执行力量以及相关资源有机地融合为一个整体,以实现组织策划的目标。纵向实现上下信息对称,横向实现跨部门信息共享。
  2017年,一体化指挥调度技术国家工程实验室牵头发起成立了中国指挥与控制学会智能指挥调度专业委员会,这也标志着指挥调度技术已经向智能化时代迈进,尤其是交互认知驱动的社会创新变革,社会交互指数级增长,各种不确定性生产关系不断涌现,传统指挥调度的要素和手段都在发生改变:从通信网络走向泛在网络,从业务功能驱动走向数据智能驱动,从指挥中心系统走向以人为中心的“端+云”指挥模式,从通信终端走向各类智能应用,从软件信息系统走向“信息—物理—社会”系统。
  Q:在一体化指挥调度中都涉及到哪些关键技术?现在常提到的公安大数据、警务云等这些都属于一体化指挥调度技术范畴吗?
  A:一体化指挥调度涵盖感知域、认知域、行动域、保障域,所以技术产业生态链很长,诸如融合通信、地理信息(系统)、数据融合分析、智能辅助决策、移动应用、多媒体、人机交互等都是一体化指挥调度中的关键技术,而大数据和云计算正是当前一体化指挥调度迈向敏捷性、智能化的关键支撑。感知域的大数据获取是指挥调度业务流程的源头,是战斗力生成的第一链条,当前解决传统各行业信息化建设过程中所产生的系统相对独立、数据信息孤岛现象,构建统一大数据平台是关键。认知域的决策云和服务云将成为大脑中枢,传承学习的行业经验加上自主学习的数据智能,为数据警务智慧公安提供强大计算能力、高度信息共享和深度智能应用。
  Q:我们看到当前很多人工智能创业公司都开始进入公共安全行业,从您的角度怎么看这件事?
  A:一方面,本轮人工智能的崛起主要是深度学习的贡献,而深度学习需要大量的数据进行学习训练,目前在公共安全领域已经积累了海量的视频数据;另一方面,我们知道技术转化为产品需要场景驱动,当前社会交互指数级增长、安全因素的不确定性加剧,传统技术已经无法满足公共安全领域的新需求,在这里应用场景和买方市场相对明确。
   人工智能企业的进入无疑会打破传统系统集成企业的行业布局,但并不是说就会直接颠覆整个行业。对行业场景的把握和理解往往跟行业经验积累紧密相关,一位老警察和一位新警察看待一个案件的角度和维度,思考的方式可能完全不同。对于人工智能技术的场景应用问题,如何学习人类传承的行业经验是关键,而当前最大的障碍就是这些场景知识没有标准化、没有形式化,不是标准的学习样本。所以,我们实验室当前一个重要研究方向就是行业场景的标准化建模和共性语义标注问题。
  Q:您前面提到社会交互指数级增长,给指挥调度技术带来新的挑战,您如何看待指挥调度的发展趋势?
  A:好的,这也是当前我们实验室的使命任务。在我们不断利用信息和信息技术感知、重构和认知现实世界的过程中,逐步形成了一个“信息——物理——社会”系统,交互认知驱动带来了创新发展的新模式,摆脱了时间和空间的束缚,跨越了人类、机器之间的交互屏障,社会交互指数级增长,涌现出多样化的交互生产关系,公共安全领域需求侧和供给侧的矛盾问题愈加突出。面对社会需求侧日益增长的多样化社会交互安全需求,供给侧的指挥调度能力体系明显不足。我们实验室提出从业务、技术、标准和模式等方面打造协同创新平台,支撑指挥调度和社会安全两个生态圈建设。一方面指挥调度力量到边,促进警务机制改革,充分发挥数据警务智慧公安的资源优势,向一线实战赋能;另一方面融合各类社会面资源,构建安全信任体系,强化社会力量对指挥调度的正反馈效果,群体智能力量无边;进而汇聚一体化指挥调度感知域、认知域、行动域、保障域产业链生态,真正打通供给侧的指挥中心到需求侧的雪亮工程。
  Q:请您简要谈一谈实验室到目前为止已取得哪些建设成果? 
   A:经过两年建设期,当前实验室取得的成果分四个方面。在基础环境建设方面,我们基于云计算架构搭建了网络计算环境和基础软硬件平台,围绕情报、指挥、行动和保障部署了数网空间、合成作战、一体化实战指挥、智能装备、仿真推演、融合通信等业务系统和平台,具备了产品展示和集成验证的能力。在关键技术研究方面,我们在基于统一通信的一体化平台支撑技术、基于地理信息的大数据处理和可视化、基于人机交互的智能预案、多维数据融合建模等关键技术上展开研究攻关,开发一体化指挥调度系统装备15套,申请软件著作权49项、发明专利9项、实用新型专利5项。在工程化应用方面,我们研制的一体化实战指挥平台等产品应用在 “一带一路”、十九大、全国两会、重庆市两会、中非论坛等重大活动保障中,得到了用户的充分肯定。“重大警卫活动安保指挥系统”获得2018年度公安部科学技术进步奖一等奖。在标准制定方面,我们在全国信标委下成立了“智能认知工程国家标准工作组”、在中国指挥与控制学会下成立了“智能指挥调度团体标准工作部”,发布了4项国家标准、2项行业标准、6项团体标准,加入了智慧城市国家标准总体组。
  到2018年底我们已经按发改委要求完成了实验室的建设任务。结合智能时代的发展趋势,一体化指挥调度在业务、技术、标准、模式等各方面都面临着提升与挑战,国家工程实验室就是要围绕行业场景、技术应用、标准体系致力于打造开放的平台与生态,联合生态合作伙伴共同建设共享体验中心和联合创新环境,努力成为一流的指挥调度技术创新基地、标准化中心、集成验证中心和人才教育培养基地。
  Q:一体化指挥调度技术国家工程实验室接下来如何推广这些研究成果?
  A:推动技术成果转化与工程化应用是实验室的一项重要工作,目前的这些成果大部分还是实验室相关建设单位自己团队的积累,而且也已经在公安、应急、交通等行业推广应用。完成两年期的建设任务后,实验室就是要把建设成果向行业生态团队开放,更好地发挥平台作用,为行业专家和技术团队搭建好服务的桥梁。目前我们发起成立的中国指挥与控制学会智能指挥调度专委会已经有100余位行业专家,我们编写了智能指挥调度行业发展报告,梳理了行业场景、系统装备、专项技术和标准体系,我们的生态合作企业单位已经有30余家,涉及智能装备、态势感知、指挥决策、信息通信等100余项技术。接下来,我们将围绕智能指挥调度技术沙龙、需求对接、系统测评、团体标准、教育培训和全国性竞赛等方面,加快生态平台的建设,充分发挥专家智库的行业场景优势,更好地助力优秀技术成果的行业落地和产业化应用,推动智能指挥调度产业发展。
  Q:实验室与公安用户单位合作的主要是哪种形式,如何强化实战中应用?
  A:“一体化指挥调度”一词的提出本身就是来源于实战,国家工程实验室建设的基础是在近二十年国家重大活动保障任务中积累的专家经验和知识。实验室成立前,我们的承建单位与用户之间更多是乙方和甲方之间的关系,合作形式也都是项目系统研发和维护保障,实验室成立后,作为一个创新平台,实验室的重点任务是与行业用户一起共同开展行业场景研究,我们围绕数据智能、合成作战、城市交通、应急管理、视频指挥、智力共享等方面,结合用户的行业场景特点,共建了十个联合实验室,及时将技术发展的最近成果引入到行业应用中,共同制定相关标准,推动行业的转型升级。我们与中国人民公安大学、南京市公安局一起成立了中国指挥与控制学会安全应急共享知识专委会,共同推动跨区域跨业务的模型成果分享、跨层级跨部门的数据模型协同,汇聚传承了行业的知识和经验,为一线和基层实战精准赋能。
  Q:目前一体化指挥实际应用中碰到最大的困难是什么?
  A:其实一体化指挥调度技术的应用可以辐射到很多领域,社会治安、交通运输、电力控制、应急管理、军事指挥,其理念和技术手段都是相似的,只是面对不同应用场景,其问题和困难有差异,这跟各行业的信息化建设程度、装备的标准化程度、大数据治理和应用程度都密切相关。
  实验室研究工作目前更多聚焦在社会治安场景。我们的平安中国战略实施以来,社会治安防控体系建设取得明显进展,一体化运作的情报指挥机制逐步健全,思想层面对警务保障模式由被动反应向主动预防逐渐转变。从技术角度来说,公安领域一体化指挥调度以融合通信为先手,采用软交换技术和信息网络技术整合各类通信系统和终端设备,集成对接与指挥调度相关的位置信息、地理信息、关联查询等信息系统,实现方便灵活的指挥关系重构、全面可视的警情态势掌控、及时动态的警情警令传递,满足“扁平化、可视化”指挥调度的需要。当前我们自顶向下推动的公安大数据平台,将对消除信息孤岛最终实现业务横纵一体化做了很好铺垫。但在面向终端警力赋能的指挥调度场景中还有存在很多问题,主要体现在:调度终端种类多,统一通信存在不足;一线现场作战缺乏信息协同;对战略态势和战术态势缺乏快速构建手段;专项行动缺乏针对性的指挥手段;系统繁多,数据割裂,不能为指挥调度提供及时、有价值的情报信息;终端系统应用多,难以有机协同;当前很多应用大而全、开发周期长,无法满足新时代公安业务需求变化快的特点。
  当前我们也在积极研究应急管理中的一体化指挥调度行业场景,诸如防汛抗旱、抗震、防疫等业务领域,虽然也都研发了相应的指挥系统,但以一体化思想来统领的指挥调度感觉还是刚起步状态,这一方面源自于业务发展和信息化是一个互相促进的过程,而业务的发展非一蹴而就,传统业务虽从职责上有明确分工,但在数据领域以同样的理念来处理,造成信息孤岛是必然,从技术角度进行一体化首先面对的是大量同类不同质数据的标准化处理难度。另一方面,一体化指挥调度理论也在不断发展,欲将理论应用至实际业务中,也需要革新思想,统筹看待业务和技术的一体化。
  Q:目前“云+端”体系构建的一体化指挥调度平台是否对设备商的需求正在发生哪些变化?以您个人的角度谈谈目前行业中的技术短板?
  A:”云+端“可以说是移动互联网带来的重大变革,云提供强大的计算和存储能力,网络解决了通信交互的时空局限性问题,灵活定制化的移动端应用,让我们可以随时随地享受到便捷的交互信息服务,随着5G、物联网和边缘计算的发展,未来在移动端将呈现出更多的想象空间。
  我们前面在做一体化指挥调度行业场景研究中提到过目前有两个生态圈——指挥调度生态圈和社会安全生态圈,可以说第一个生态圈是toG的,第二个生态圈是toC的。第一个生态圈的端就是我们的一线干警和安保力量,而汇聚各类大数据的指挥中心就是云,如何能为端赋能,美军提出的力量到边、战略下士等概念也都是同样的道理,这就需要对端场景的痛点进行深刻分析,不论是单兵装备、通信体制,还是情报和信息系统支撑,都要从一体化指挥、合成作战、协同行动等方面统筹考虑,从机制上打开封闭的指挥中心。第二个生态圈的端是百姓,是社会治安服务的用户,智能手机+app应用当前已经成为标配,各种围绕生活场景的信息服务已经涵盖百姓生活方方面面,正是不确定性社会交互的指数级增长,带来公共安全领域生产力和生产关系的矛盾问题。
  两个生态圈的融合,对政府供给侧而言就是数字化转型,通过数字智能解决不确定**互带来的挑战,对于百姓需求侧而言就是在享受到更加贴心的安全服务的同时,也在不知不觉中为社会安全贡献了自己的力量。这些都给传统的指挥平台和设备厂商提出了新的要求,需要重新思考产品的场景定位。目前一体化指挥调度在感知域的智能感知、大数据治理、多维态势融合,认知域的数字预案、辅助决策、知识共享,行动域的合成作战、人机融合、智能装备,保障域的信息通信服务等方面也都面临着很多的技术问题亟待解决,需要整个行业的共同努力。
  一体化指挥调度不是纯技术问题,它是管理与技术的融合,对人员的指挥管理,对资源的组织调配,对行动的全面掌控。被誉为“现代经营管理之父”的经济学家法约尔就提出,管理活动可以分为五种:计划、组织、指挥、协调、控制。因此,不论是企业的经营管理、社会的综合治理,还是军队的指挥控制,在理念上是相通的,在方法上是可借鉴的,“一体化指挥调度”可以说是数字智能时代利用信息和信息技术解决供需生产关系矛盾的历史必然。