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著者 | 李軍

編集者 | 楊瑞清、劉裕坤

ifeng.com technology news、9月20日、昨日、「フェニックス玉峰インテリジェント・リーディング低高度」の第1回低高度経済イノベーション・リーダー会議が北京の豊台で開催された。中国国家造船総公司の首席研究員であるhan wei氏は、無人システムアーキテクチャの設計と応用について基調講演を行った。韓偉氏は講演の中で、中国の低地経済は初期段階にあるものの、システムアーキテクチャの構築についても検討を開始すべきだと述べた。

han wei氏は、外国のドローンシステムは非常に急速に発展しており、クラスタリング、システム化、インテリジェンス、低コスト、モジュール性などの特徴を備えていると述べた。アルゴリズム、ソフトウェア、データは新しい生産性分野では一般的なものであり、それらは低高度経済システムアーキテクチャを構築する上で重要な生産要素であるだけでなく、重要な成果物でもあります。

一般に、低空経済の実際の開発状況と軍事用無人機器の開発状況は、互いに学ぶべきことがたくさんあります。国有化に基づいて、より無人プラットフォームに適しており、大規模で分散された全体設計をサポートし、インテリジェンスの方向に発展することが、両方の将来のトレンドです。

「フェニックス玉峰が低地を知的にリードする」をテーマとする第1回低地経済イノベーションリーダー会議は、北京低地経済産業発展同盟とphoenix.comの共催で開催されたことがわかった。このカンファレンスにはトップの専門家や学者が集まり、最先端の科学技術の深い交流を通じて業界の発展トレンドについて議論し、最新のイノベーションを発表し、共同して低空アプリケーションの新たな絵を描きます。

以下は、編集して公開されたスピーチの全文です。

私は中国国家造船公司の出身で、特に軍事システム統合レベルの無人機器の分野で仕事をしてきました。産業技術と民生技術は統合され、お互いから学び合います。」 という観点から、私の経験を皆さんと共有したいと思います。

海上無人システム基本的な開発傾向。

トップレベルの計画要件の観点から見ても、システム設計の観点から見ても、海上における無人機器および無人システムの適用は、この観点からは「低高度経済」に似ています。体系的な適用には、政策レベル、制度レベル、技術レベルでの計画を含む、システム統合アーキテクチャ全体の設計と計画が含まれます。軍事研究機関として、私たちが研究しているのは、技術レベルでの無人装備、特にクラスター装備の利点とメリットをより良く活用する方法です。

中国共産党第20回全国代表大会の報告は、無人インテリジェント戦闘部隊の開発を加速し、新たな領域における新たな質の戦闘部隊の割合を高め、新たな質の戦闘部隊を構築する必要があると指摘した。能力は体系的に促進されるべきである。定義上、海洋インテリジェント無人システムには、さまざまな無人プラットフォーム、無人ボート、無人潜水艦、海上事前配備型水中兵器、水中ドローンが含まれます。これらは単一のプラットフォーム上で独立して使用することも、自律ネットワークを通じて使用することもでき、アプリケーションの統合にはインテリジェント アルゴリズムが使用されます。 、高い創発性、自己組織化、クラスターインテリジェンスなどの一連の特性を備えています。

スペース的には、移動空間の範囲が広くなり、適応性や柔軟性が高くなります。時間の経過とともに、無人機器は 3d から 4d に進化し、長期にわたる安定した詳細な機能を備えています。同時に、非対称の利点、継続使用の利点、システムの利点などの強度の利点もあります。ウクライナ戦争はこれを深く反映しており、無人機に降伏した有人部隊も出ています。これらが無人装置の特徴です。

海洋インテリジェント無人システムの基本コンポーネントには、プラットフォームに加えて、クラスター全体制御センターと外部制御システムも含まれます。これらは、アーキテクチャの観点からは、いわゆる低高度制御に似ています。さらに、海外から見ると、海外の uav システムは非常に急速に発展しており、クラスタリング、システム化、インテリジェンス、低コスト、モジュール性などの特徴を備えています。第一に、それは運用理論によって裏付けられており、これはある意味では政策の裏付けである。中央政府が低高度経済の発展を奨励することを政策支援と呼びますが、これは優れた航空機と共同検証された多数の実験と応用を必要とすることを意味します。 2 つ目は、巨大なデータ システムには設計に必要な要素が多すぎて、データが比較的高密度であることです。3 つ目は、インテリジェンス、大量のデータの融合、ビジネス間の融合によって推進されており、統合がより複雑であることです。複数の種類の異質性が関係しており、適時性の要件は比較的高いものです。

アーキテクチャ設計の観点から見ると、モジュール性、分散コンピューティング、リアルタイムの最適化、インテリジェントな意思決定の追求は深刻な課題です。 「アーキテクチャ」は海外でも行われていますが、最初にアメリカがやったのが無人システムの制御システムアーキテクチャucs、もう一つが無人システムの共同アーキテクチャjausです。米軍用無人機の共同アーキテクチャは昨年、海上無人システム向けユニバーサル無人システムアーキテクチャ（umaa）を正式にリリースした。これらのアーキテクチャの特徴は、データ モデルとデザイン コンポーネント フレームワークからフレームワークのより内部モジュールに至るまでの徹底的な統合です。

umaa は、プラットフォーム インターフェイス、データ モデル、管理方法の 4 つの部分を定義します。プラットフォーム インターフェイスは、プラットフォームとペイロード、プラットフォームと制御ステーション、および有人システムと無人システムの間の関係を定義します。ここには非常に興味深い点があります。多くの uav プラットフォームが海上に使用できます。最適なプラットフォームを選択するには?どの負荷容量とサービス機能が優先されますか?どの制御アルゴリズムが最適ですか?これらはすべて、アーキテクチャ アルゴリズムに関する考慮事項です。 umaa は、8 つの高度な機能とその標準サービス インターフェイスを定義し、関連するソフトウェア ライブラリのインターフェイスを定義し、異種相互接続と最適なものの選択を最大化するためのサービス ライブラリを定義します。

一般に、第一に、海洋機器の将来は重要な開発方向であり、加速する必要があること、第二に、高度な複雑性がシステムアーキテクチャに深刻な課題をもたらすこと、第三に、海外の開発には長い時間がかかるため、国内の軍と民間が取り組んでいることです。たとえば、海軍は無人機器相互運用性 2.0 をリリースしました。私たちの低高度経済はまだ初期段階にあり、すべての煙突が完成してから検討を開始する必要があります。 、システムから始めることができます。システムレベルでの関係を強化するのは、現時点では少し遅れています。

海上無人システムの設計コンセプト。

無人設備の特徴は何ですか？独自の無人建築を設計する必要がある。

最初の無人機器には、uav 機器が含まれており、新しいテクノロジーは非常に迅速に反復されるため、アーキテクチャには、今日の自動車、多数の ota、リアルタイムのオンライン アップグレード、データ収集など、独立したアップグレードと効率的な統合機能が必要です。システム全体のアーキテクチャ設計 設計時には、統合と展開可能性を考慮する必要があります。

2番目の特徴である低コスト、高信頼性の機器、モジュール性、高い再利用性も注目されています。

3 番目のアルゴリズム、ソフトウェア、データはすべて「新しい生産性」の分野で共通しており、重要な生産要素であるだけでなく、重要な成果物としてもますます重要になっています。

4 つ目は、効率的な異種混合性と相互運用性です。これは 3 つの側面を通じて行われます。1 つ目は完全な分離であり、2 つ目はハードウェア リソースの抽象化、サービスの抽象化、サービス指向のアーキテクチャ設計を含む完全な抽象化です。 。

設計の目標は、複雑な海事システムでユニファイド コミュニケーション、ユニファイド データ、ユニファイド アクセス、ユニファイド コンピューティングを実現し、大規模な統合の基礎を築き、最終的にはオープン、信頼性、安全性、高度性を兼ね備えた無人システム アーキテクチャを実現することです。 -パフォーマンス、ここからはアーキテクチャの設計作業も行います。1 つは動作の一貫性を確保することです。3 つ目はビジネスの俊敏性を完全に考慮することです。5 つ目は機能をデータから切り離すことです。管理とメンテナンスのこと。

高度なモノのインターネット技術を最大限に活用して軽量のネットワーク エージェント アーキテクチャを実装し、システム全体の信頼性を実現します。タスク全体の目標の下で、タスクをどのように分解するか? タスク分解の場合、どのように最適なサービスの組み合わせを見つけ、サービスの組み合わせを通じて最終的なタスクを達成するかは比較的技術的なものです。

海上無人システムの全体的なアーキテクチャ設計。

第 1 部では、それが非常に重要であることを述べ、第 2 部では、それが何を解決したいのかについて、第 3 部では、システム アーキテクチャの観点からどのような側面から始めるべきかについてお話しました。

どの製品でも、最初のステップはソフトウェアおよびハードウェアのアーキテクチャ設計、2 番目のステップは機能ドメイン設計、3 番目のステップはインターフェイス仕様設計、4 番目のステップはアーキテクチャ統合設計です。

まず、ソフトウェアおよびハードウェアのアーキテクチャ設計を特定の製品および実践と組み合わせて、全体的な概要を説明します。

まず、私たちが海で仕事をするのは、基本的には無人船、無人船、ドローンなどです。船端には構造物、動力、電気、自律制御システム、負荷機器などが含まれます。ソフトウェア全体のハードウェア アクセス設計により、異種デバイス アクセス、デバイス仮想化、および仮想化後のソフトウェア サービス ベースのスケジューリングと呼び出しが実現され、一貫した制御インターフェイスが外部に公開され、基盤となる制御プロセスが完全に透過的になります。コントローラの上位制御ソフトウェアとアプリケーションソフトウェアをサービスとしてパッケージ化し、システム全体の柔軟性を提供します。

物理領域の観点から見ると、海上では、一般的なプラットフォーム + タスク ロードに加えて、追加のタスク ロードという方法を採用することが比較的明確であるため、これらの関連するペイロード機器には海上での独自の特殊性があります。アプリ。特定のタスクを達成します。この観点から見ると、これは、その後の機能のリソース利用の基礎を提供する、プラットフォーム上の単一ロール タスクの現在の設計原則と矛盾します。

2 番目の制御ドメインは、さまざまなリソースを抽象化して仮想化することであり、2 番目の制御ドメインは、コンポーネントでタスク要件を個別に開発し、シナリオ開発プロセス中に可能な限りプラットフォームに依存しないタスク パッケージを実装することです。あなたの製品は将来の新しいシーンの要件に適していますか? 適応させることは可能ですが、この適応はシステム設計時に事前に行う必要があります。

全体的なプロセスには、上記のプロセス アプリケーション サービスの軽量化、中間サービス エージェントのネットワーク全体、およびすべてのデバイスのアルゴリズム負荷の抽象化が含まれます。

これまでの実績としては、レーダー、航法レーダー、ライダー、主機、動力等、基本的に海に関係する20種類以上の負荷に取り組んでおり、総合的なアクセスとアクセスを実現しています。モジュールの交換と充電。

機能ドメインの観点から見ると、将来的に最上位層をシステム レベルで統合して使用することを容易にするために、アーキテクチャ設計にはサービス シナリオとタスク指向の要件がなければなりません。一般的な機能とその範囲が必要です。このようにしてのみ、関連するエコロジーとビジネス形式によってもたらされる一連のアルゴリズムのコア技術革命をより適切に管理できるようになります。無人機器の観点からは、機能領域の観点から、検知・認識領域、自己認識領域、状況認識領域、自律的意思決定領域、航法制御領域、ミッション制御領域の7つの主要な機能領域に分類されます。および操作ドメイン。

ここにはいくつかの具体的な例があります。海事目的の場合、検出センシング領域には主にソナー、光学機器、レーダーなどが含まれます。抽象化後は、関連するすべてのペイロード機器がサービス指向になり、センサー管理サービスが提供されます。環境認識サービスは、サービス サポートを提供する属性認識サービスを対象としており、それによって上位層のアプリケーションにサービスを提供し、基礎となるものを透過的にします。

3 番目のインターフェース仕様設計では、システム全体を統合する必要があり、下からハードウェア基盤とソフトウェア基盤を定義し、次に機能範囲と機能モジュールを定義する必要があります。リリースの位置付け、リクエストの応答などを含むドメインタイプの情報統合メカニズム、プラットフォーム間の内部共通メカニズム、およびプラットフォーム間の外部共通メカニズムのすべてが相互情報を定義する必要があります。そして、サービスを境界としてサービスの定義とサービスの統合が行われ、最後に、仮想装置やアドレスに依存しないプロセスのスケジューリングなど、さまざまな統合サービスを統一的に管理するためのコアプロトコルが必要になります。

先ほど述べたように、無人プラットフォームの未登録ステータスの制御は、ある意味での公開度に依存します。初期定義に適切な公開度があり、アドレスに依存しない呼び出しに対する特定の許可があれば、飛行制御を行うことができます。仮想化アクセスの仕様であるステータスとステータスを定義します。

海上無人システムの統合アーキテクチャ設計。

無人装置は、単なる無人プラットフォームではなく、無人プラットフォームと関連作業を完了できるすべてのペイロード装置でもありません。新しい品質と新しい領域は、モデル、アルゴリズム、データなどの多くの新しい生産要素をもたらします。機器自体に加えて、次のシリーズにはテスト、進化、アルゴリズム ウェアハウスなどが含まれます。これらはより大きなリソースであり、より多くの投資と投資が必要です。実際の使用感。例えば、航空機を定義することは不可能ですが、船舶、特に船舶の分野では、多くの外国船級協会が仮想認証の道を歩んでいます。仮想装備を認証に使用すると耐空回数が大幅に減少する これも無人装備の開発の特徴ですが、誰もあまり注目しませんが、突然戦場に現れます。 . 全体的な展開状況です。

次に、データ フローの関係とデータ管理の論理層があり、データの使用方法と実際のシステムへのデータのフィードバックを実現する方法の関連アプリケーションがあります。

構造の面では、中​​国国家造船総公司は独自の製品である xuanlong 無人ボート オペレーティング システム、シミュレーション テスト、データ収集と分析のための一連のサポート ソフトウェア、およびさまざまな機器競争、製品、クラスター アプリケーションも形成しています。 . 実験もたくさんあります。

今後の展望。

一般に、我が国の軍事部門は、国内生産に基づいて、より多くの無人プラットフォームに適用でき、大規模な分散型海上無人クラスターの全体設計をサポートするこの要件を持っています。

2 番目の機能設計は、インテリジェンスの方向に開発する必要があります。

3 番目のロード アクセスは、より多くのサービス レベルのサービスの移行と呼び出しをサポートできる必要があります。

私の仕事の観点から、現在の低高度経済の発展状況や軍事用無人装備の開発状況については、お互いに学ぶべきことがまだたくさんあります。

ご清聴ありがとうございます。