對話一體化指揮調(diào)度實驗室劉玉超主任
劉玉超，高級工程師，一體化指揮調(diào)度技術(shù)國家工程實驗室主任，中國指揮與控制學(xué)會副秘書長、青工委主任、智能指揮調(diào)度專委會主任、全聯(lián)科技裝備業(yè)商會人工智能專委會主任，李德毅院士猛獅智能車聯(lián)合團(tuán)隊總領(lǐng)隊，研究方向指揮與控制、智能駕駛，創(chuàng)新提出基于云變換的變粒度計算方法，獲得清華大學(xué)人工智能專業(yè)博士學(xué)位。先后承擔(dān)和參與重大科研和型號項目10余項，組織“中國指揮控制大會”、“CICC青年科學(xué)家論壇”、“不確定性人工智能教學(xué)培訓(xùn)”等學(xué)術(shù)活動10余次，組織編寫《智能網(wǎng)絡(luò)與指揮控制》、《智能駕駛一百問》等圖書4部，獲得部級科技進(jìn)步獎7項，申請發(fā)明專利6項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。
在智能化的時代下，一體化指揮調(diào)度隨著技術(shù)演進(jìn)變革，也正呈現(xiàn)出新的趨勢，以下為采訪實錄，從專家的言論中一起了解目前國內(nèi)一體化指揮調(diào)度的現(xiàn)狀及未來。
Q：能為我們解釋下什么是一體化指揮調(diào)度，一體化指揮調(diào)度與指揮控制是什么關(guān)系嗎？
A：我們先說“指揮調(diào)度”，指揮調(diào)度從學(xué)科劃分上屬于指揮與控制系統(tǒng)工程學(xué)科，是指揮與控制科學(xué)在行業(yè)應(yīng)用中的術(shù)語，軍事中常用“指揮控制”，公共安全、社會管理等領(lǐng)域多用“指揮調(diào)度”。
指揮與控制科學(xué)是管理與技術(shù)的融合，其理念源頭可追溯到“賽博”，核心體現(xiàn)的是“交互”——人與人、人與物、物與物之間的交互。《指揮與控制學(xué)報》主編王飛躍教授在《機器崛起》一書的譯者序中詳細(xì)介紹了“賽博”的前世今生。1845年法國物理學(xué)家安培提出“Cybernetique”，其本意就是國務(wù)管理，屬于社會科學(xué)范疇；1948年諾伯特?維納寫了著名的《Cybernetics: Control and communication in the animal and the machine》，把賽博從社會科學(xué)擴(kuò)展到生物學(xué)和機器智能，成為今天許多學(xué)科的精神開端；1955年錢學(xué)森的《工程控制論》將“Cybernetics”落到機械和電機控制，是現(xiàn)在控制科學(xué)奠基之作。錢學(xué)森晚年也認(rèn)為社會控制論——“Cybernetics”的真正內(nèi)涵一定會崛起！
我現(xiàn)在所在的實驗室叫“一體化指揮調(diào)度技術(shù)國家工程實驗室”，這是“一體化指揮調(diào)度”在公安領(lǐng)域正式官方命名。 2016年2月22日國家發(fā)展改革委辦公廳、公安部辦公廳聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于請組織申報社會治安防控領(lǐng)域創(chuàng)新能力建設(shè)專項的通知》，要求在提升警務(wù)指揮救援能力方面，設(shè)立一體化指揮調(diào)度技術(shù)國家工程實驗室，主要針對當(dāng)前通信指揮系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、調(diào)度智能化不足等問題，建設(shè)一體化指揮調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新平臺，支撐開展數(shù)字集群無線通信、衛(wèi)星通信、地理信息系統(tǒng)與位置服務(wù)、移動警務(wù)安全接入、通信指揮系統(tǒng)等技術(shù)、設(shè)備的研發(fā)和工程化，提高指揮調(diào)度的快速反應(yīng)和科學(xué)決策能力。中國通信學(xué)會常務(wù)理事、原公安部科技信息化局牛晉副局長給出了“一體化指揮調(diào)度”的定義：使用信息化手段以及與信息化相適應(yīng)的工作機制，將互不相同、相互補充、互不隸屬、相對獨立的指揮要素、執(zhí)行力量以及相關(guān)資源有機地融合為一個整體，以實現(xiàn)組織策劃的目標(biāo)?？v向?qū)崿F(xiàn)上下信息對稱，橫向?qū)崿F(xiàn)跨部門信息共享。
2017年，一體化指揮調(diào)度技術(shù)國家工程實驗室牽頭發(fā)起成立了中國指揮與控制學(xué)會智能指揮調(diào)度專業(yè)委員會，這也標(biāo)志著指揮調(diào)度技術(shù)已經(jīng)向智能化時代邁進(jìn)，尤其是交互認(rèn)知驅(qū)動的社會創(chuàng)新變革，社會交互指數(shù)級增長，各種不確定性生產(chǎn)關(guān)系不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)指揮調(diào)度的要素和手段都在發(fā)生改變：從通信網(wǎng)絡(luò)走向泛在網(wǎng)絡(luò)，從業(yè)務(wù)功能驅(qū)動走向數(shù)據(jù)智能驅(qū)動，從指揮中心系統(tǒng)走向以人為中心的“端+云”指揮模式，從通信終端走向各類智能應(yīng)用，從軟件信息系統(tǒng)走向“信息—物理—社會”系統(tǒng)。
Q：在一體化指揮調(diào)度中都涉及到哪些關(guān)鍵技術(shù)？現(xiàn)在常提到的公安大數(shù)據(jù)、警務(wù)云等這些都屬于一體化指揮調(diào)度技術(shù)范疇嗎？
A：一體化指揮調(diào)度涵蓋感知域、認(rèn)知域、行動域、保障域，所以技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈很長，諸如融合通信、地理信息（系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)融合分析、智能輔助決策、移動應(yīng)用、多媒體、人機交互等都是一體化指揮調(diào)度中的關(guān)鍵技術(shù)，而大數(shù)據(jù)和云計算正是當(dāng)前一體化指揮調(diào)度邁向敏捷性、智能化的關(guān)鍵支撐。感知域的大數(shù)據(jù)獲取是指揮調(diào)度業(yè)務(wù)流程的源頭，是戰(zhàn)斗力生成的第一鏈條，當(dāng)前解決傳統(tǒng)各行業(yè)信息化建設(shè)過程中所產(chǎn)生的系統(tǒng)相對獨立、數(shù)據(jù)信息孤島現(xiàn)象，構(gòu)建統(tǒng)一大數(shù)據(jù)平臺是關(guān)鍵。認(rèn)知域的決策云和服務(wù)云將成為大腦中樞，傳承學(xué)習(xí)的行業(yè)經(jīng)驗加上自主學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)智能，為數(shù)據(jù)警務(wù)智慧公安提供強大計算能力、高度信息共享和深度智能應(yīng)用。
Q：我們看到當(dāng)前很多人工智能創(chuàng)業(yè)公司都開始進(jìn)入公共安全行業(yè)，從您的角度怎么看這件事？
A：一方面，本輪人工智能的崛起主要是深度學(xué)習(xí)的貢獻(xiàn)，而深度學(xué)習(xí)需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，目前在公共安全領(lǐng)域已經(jīng)積累了海量的視頻數(shù)據(jù)；另一方面，我們知道技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品需要場景驅(qū)動，當(dāng)前社會交互指數(shù)級增長、安全因素的不確定性加劇，傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)無法滿足公共安全領(lǐng)域的新需求，在這里應(yīng)用場景和買方市場相對明確。
人工智能企業(yè)的進(jìn)入無疑會打破傳統(tǒng)系統(tǒng)集成企業(yè)的行業(yè)布局，但并不是說就會直接顛覆整個行業(yè)。對行業(yè)場景的把握和理解往往跟行業(yè)經(jīng)驗積累緊密相關(guān)，一位老警察和一位新警察看待一個案件的角度和維度，思考的方式可能完全不同。對于人工智能技術(shù)的場景應(yīng)用問題，如何學(xué)習(xí)人類傳承的行業(yè)經(jīng)驗是關(guān)鍵，而當(dāng)前最大的障礙就是這些場景知識沒有標(biāo)準(zhǔn)化、沒有形式化，不是標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)樣本。所以，我們實驗室當(dāng)前一個重要研究方向就是行業(yè)場景的標(biāo)準(zhǔn)化建模和共性語義標(biāo)注問題。
Q：您前面提到社會交互指數(shù)級增長，給指揮調(diào)度技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)，您如何看待指揮調(diào)度的發(fā)展趨勢？
A：好的，這也是當(dāng)前我們實驗室的使命任務(wù)。在我們不斷利用信息和信息技術(shù)感知、重構(gòu)和認(rèn)知現(xiàn)實世界的過程中，逐步形成了一個“信息——物理——社會”系統(tǒng)，交互認(rèn)知驅(qū)動帶來了創(chuàng)新發(fā)展的新模式，擺脫了時間和空間的束縛，跨越了人類、機器之間的交互屏障，社會交互指數(shù)級增長，涌現(xiàn)出多樣化的交互生產(chǎn)關(guān)系，公共安全領(lǐng)域需求側(cè)和供給側(cè)的矛盾問題愈加突出。面對社會需求側(cè)日益增長的多樣化社會交互安全需求，供給側(cè)的指揮調(diào)度能力體系明顯不足。我們實驗室提出從業(yè)務(wù)、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和模式等方面打造協(xié)同創(chuàng)新平臺，支撐指揮調(diào)度和社會安全兩個生態(tài)圈建設(shè)。一方面指揮調(diào)度力量到邊，促進(jìn)警務(wù)機制改革，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)警務(wù)智慧公安的資源優(yōu)勢，向一線實戰(zhàn)賦能；另一方面融合各類社會面資源，構(gòu)建安全信任體系，強化社會力量對指揮調(diào)度的正反饋效果，群體智能力量無邊；進(jìn)而匯聚一體化指揮調(diào)度感知域、認(rèn)知域、行動域、保障域產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，真正打通供給側(cè)的指揮中心到需求側(cè)的雪亮工程。
Q：請您簡要談一談實驗室到目前為止已取得哪些建設(shè)成果？
A：經(jīng)過兩年建設(shè)期，當(dāng)前實驗室取得的成果分四個方面。在基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)方面，我們基于云計算架構(gòu)搭建了網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境和基礎(chǔ)軟硬件平臺，圍繞情報、指揮、行動和保障部署了數(shù)網(wǎng)空間、合成作戰(zhàn)、一體化實戰(zhàn)指揮、智能裝備、仿真推演、融合通信等業(yè)務(wù)系統(tǒng)和平臺，具備了產(chǎn)品展示和集成驗證的能力。在關(guān)鍵技術(shù)研究方面，我們在基于統(tǒng)一通信的一體化平臺支撐技術(shù)、基于地理信息的大數(shù)據(jù)處理和可視化、基于人機交互的智能預(yù)案、多維數(shù)據(jù)融合建模等關(guān)鍵技術(shù)上展開研究攻關(guān)，開發(fā)一體化指揮調(diào)度系統(tǒng)裝備15套，申請軟件著作權(quán)49項、發(fā)明專利9項、實用新型專利5項。在工程化應(yīng)用方面，我們研制的一體化實戰(zhàn)指揮平臺等產(chǎn)品應(yīng)用在 “一帶一路”、十九大、全國兩會、重慶市兩會、中非論壇等重大活動保障中，得到了用戶的充分肯定?！爸卮缶l(wèi)活動安保指揮系統(tǒng)”獲得2018年度公安部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，我們在全國信標(biāo)委下成立了“智能認(rèn)知工程國家標(biāo)準(zhǔn)工作組”、在中國指揮與控制學(xué)會下成立了“智能指揮調(diào)度團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)工作部”，發(fā)布了4項國家標(biāo)準(zhǔn)、2項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、6項團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，加入了智慧城市國家標(biāo)準(zhǔn)總體組。
到2018年底我們已經(jīng)按發(fā)改委要求完成了實驗室的建設(shè)任務(wù)。結(jié)合智能時代的發(fā)展趨勢，一體化指揮調(diào)度在業(yè)務(wù)、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、模式等各方面都面臨著提升與挑戰(zhàn)，國家工程實驗室就是要圍繞行業(yè)場景、技術(shù)應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)體系致力于打造開放的平臺與生態(tài)，聯(lián)合生態(tài)合作伙伴共同建設(shè)共享體驗中心和聯(lián)合創(chuàng)新環(huán)境，努力成為一流的指揮調(diào)度技術(shù)創(chuàng)新基地、標(biāo)準(zhǔn)化中心、集成驗證中心和人才教育培養(yǎng)基地。
Q：一體化指揮調(diào)度技術(shù)國家工程實驗室接下來如何推廣這些研究成果？
A：推動技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與工程化應(yīng)用是實驗室的一項重要工作，目前的這些成果大部分還是實驗室相關(guān)建設(shè)單位自己團(tuán)隊的積累，而且也已經(jīng)在公安、應(yīng)急、交通等行業(yè)推廣應(yīng)用。完成兩年期的建設(shè)任務(wù)后，實驗室就是要把建設(shè)成果向行業(yè)生態(tài)團(tuán)隊開放，更好地發(fā)揮平臺作用，為行業(yè)專家和技術(shù)團(tuán)隊搭建好服務(wù)的橋梁。目前我們發(fā)起成立的中國指揮與控制學(xué)會智能指揮調(diào)度專委會已經(jīng)有100余位行業(yè)專家，我們編寫了智能指揮調(diào)度行業(yè)發(fā)展報告，梳理了行業(yè)場景、系統(tǒng)裝備、專項技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系，我們的生態(tài)合作企業(yè)單位已經(jīng)有30余家，涉及智能裝備、態(tài)勢感知、指揮決策、信息通信等100余項技術(shù)。接下來，我們將圍繞智能指揮調(diào)度技術(shù)沙龍、需求對接、系統(tǒng)測評、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、教育培訓(xùn)和全國性競賽等方面，加快生態(tài)平臺的建設(shè)，充分發(fā)揮專家智庫的行業(yè)場景優(yōu)勢，更好地助力優(yōu)秀技術(shù)成果的行業(yè)落地和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，推動智能指揮調(diào)度產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
Q：實驗室與公安用戶單位合作的主要是哪種形式，如何強化實戰(zhàn)中應(yīng)用？
A：“一體化指揮調(diào)度”一詞的提出本身就是來源于實戰(zhàn)，國家工程實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)是在近二十年國家重大活動保障任務(wù)中積累的專家經(jīng)驗和知識。實驗室成立前，我們的承建單位與用戶之間更多是乙方和甲方之間的關(guān)系，合作形式也都是項目系統(tǒng)研發(fā)和維護(hù)保障，實驗室成立后，作為一個創(chuàng)新平臺，實驗室的重點任務(wù)是與行業(yè)用戶一起共同開展行業(yè)場景研究，我們圍繞數(shù)據(jù)智能、合成作戰(zhàn)、城市交通、應(yīng)急管理、視頻指揮、智力共享等方面，結(jié)合用戶的行業(yè)場景特點，共建了十個聯(lián)合實驗室，及時將技術(shù)發(fā)展的最近成果引入到行業(yè)應(yīng)用中，共同制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。我們與中國人民公安大學(xué)、南京市公安局一起成立了中國指揮與控制學(xué)會安全應(yīng)急共享知識專委會，共同推動跨區(qū)域跨業(yè)務(wù)的模型成果分享、跨層級跨部門的數(shù)據(jù)模型協(xié)同，匯聚傳承了行業(yè)的知識和經(jīng)驗，為一線和基層實戰(zhàn)精準(zhǔn)賦能。
Q：目前一體化指揮實際應(yīng)用中碰到最大的困難是什么？
A：其實一體化指揮調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用可以輻射到很多領(lǐng)域，社會治安、交通運輸、電力控制、應(yīng)急管理、軍事指揮，其理念和技術(shù)手段都是相似的，只是面對不同應(yīng)用場景，其問題和困難有差異，這跟各行業(yè)的信息化建設(shè)程度、裝備的標(biāo)準(zhǔn)化程度、大數(shù)據(jù)治理和應(yīng)用程度都密切相關(guān)。
實驗室研究工作目前更多聚焦在社會治安場景。我們的平安中國戰(zhàn)略實施以來，社會治安防控體系建設(shè)取得明顯進(jìn)展，一體化運作的情報指揮機制逐步健全，思想層面對警務(wù)保障模式由被動反應(yīng)向主動預(yù)防逐漸轉(zhuǎn)變。從技術(shù)角度來說，公安領(lǐng)域一體化指揮調(diào)度以融合通信為先手，采用軟交換技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合各類通信系統(tǒng)和終端設(shè)備，集成對接與指揮調(diào)度相關(guān)的位置信息、地理信息、關(guān)聯(lián)查詢等信息系統(tǒng)，實現(xiàn)方便靈活的指揮關(guān)系重構(gòu)、全面可視的警情態(tài)勢掌控、及時動態(tài)的警情警令傳遞，滿足“扁平化、可視化”指揮調(diào)度的需要。當(dāng)前我們自頂向下推動的公安大數(shù)據(jù)平臺，將對消除信息孤島最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)橫縱一體化做了很好鋪墊。但在面向終端警力賦能的指揮調(diào)度場景中還有存在很多問題，主要體現(xiàn)在：調(diào)度終端種類多，統(tǒng)一通信存在不足；一線現(xiàn)場作戰(zhàn)缺乏信息協(xié)同；對戰(zhàn)略態(tài)勢和戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢缺乏快速構(gòu)建手段；專項行動缺乏針對性的指揮手段；系統(tǒng)繁多，數(shù)據(jù)割裂，不能為指揮調(diào)度提供及時、有價值的情報信息；終端系統(tǒng)應(yīng)用多，難以有機協(xié)同；當(dāng)前很多應(yīng)用大而全、開發(fā)周期長，無法滿足新時代公安業(yè)務(wù)需求變化快的特點。
當(dāng)前我們也在積極研究應(yīng)急管理中的一體化指揮調(diào)度行業(yè)場景，諸如防汛抗旱、抗震、防疫等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，雖然也都研發(fā)了相應(yīng)的指揮系統(tǒng)，但以一體化思想來統(tǒng)領(lǐng)的指揮調(diào)度感覺還是剛起步狀態(tài)，這一方面源自于業(yè)務(wù)發(fā)展和信息化是一個互相促進(jìn)的過程，而業(yè)務(wù)的發(fā)展非一蹴而就，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)雖從職責(zé)上有明確分工，但在數(shù)據(jù)領(lǐng)域以同樣的理念來處理，造成信息孤島是必然，從技術(shù)角度進(jìn)行一體化首先面對的是大量同類不同質(zhì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理難度。另一方面，一體化指揮調(diào)度理論也在不斷發(fā)展，欲將理論應(yīng)用至實際業(yè)務(wù)中，也需要革新思想，統(tǒng)籌看待業(yè)務(wù)和技術(shù)的一體化。
Q：目前“云+端”體系構(gòu)建的一體化指揮調(diào)度平臺是否對設(shè)備商的需求正在發(fā)生哪些變化？以您個人的角度談?wù)勀壳靶袠I(yè)中的技術(shù)短板？
A：”云+端“可以說是移動互聯(lián)網(wǎng)帶來的重大變革，云提供強大的計算和存儲能力，網(wǎng)絡(luò)解決了通信交互的時空局限性問題，靈活定制化的移動端應(yīng)用，讓我們可以隨時隨地享受到便捷的交互信息服務(wù)，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算的發(fā)展，未來在移動端將呈現(xiàn)出更多的想象空間。
我們前面在做一體化指揮調(diào)度行業(yè)場景研究中提到過目前有兩個生態(tài)圈——指揮調(diào)度生態(tài)圈和社會安全生態(tài)圈，可以說第一個生態(tài)圈是toG的，第二個生態(tài)圈是toC的。第一個生態(tài)圈的端就是我們的一線干警和安保力量，而匯聚各類大數(shù)據(jù)的指揮中心就是云，如何能為端賦能，美軍提出的力量到邊、戰(zhàn)略下士等概念也都是同樣的道理，這就需要對端場景的痛點進(jìn)行深刻分析，不論是單兵裝備、通信體制，還是情報和信息系統(tǒng)支撐，都要從一體化指揮、合成作戰(zhàn)、協(xié)同行動等方面統(tǒng)籌考慮，從機制上打開封閉的指揮中心。第二個生態(tài)圈的端是百姓，是社會治安服務(wù)的用戶，智能手機+app應(yīng)用當(dāng)前已經(jīng)成為標(biāo)配，各種圍繞生活場景的信息服務(wù)已經(jīng)涵蓋百姓生活方方面面，正是不確定性社會交互的指數(shù)級增長，帶來公共安全領(lǐng)域生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的矛盾問題。
兩個生態(tài)圈的融合，對政府供給側(cè)而言就是數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過數(shù)字智能解決不確定**互帶來的挑戰(zhàn)，對于百姓需求側(cè)而言就是在享受到更加貼心的安全服務(wù)的同時，也在不知不覺中為社會安全貢獻(xiàn)了自己的力量。這些都給傳統(tǒng)的指揮平臺和設(shè)備廠商提出了新的要求，需要重新思考產(chǎn)品的場景定位。目前一體化指揮調(diào)度在感知域的智能感知、大數(shù)據(jù)治理、多維態(tài)勢融合，認(rèn)知域的數(shù)字預(yù)案、輔助決策、知識共享，行動域的合成作戰(zhàn)、人機融合、智能裝備，保障域的信息通信服務(wù)等方面也都面臨著很多的技術(shù)問題亟待解決，需要整個行業(yè)的共同努力。
一體化指揮調(diào)度不是純技術(shù)問題，它是管理與技術(shù)的融合，對人員的指揮管理，對資源的組織調(diào)配，對行動的全面掌控。被譽為“現(xiàn)代經(jīng)營管理之父”的經(jīng)濟(jì)學(xué)家法約爾就提出，管理活動可以分為五種：計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制。因此，不論是企業(yè)的經(jīng)營管理、社會的綜合治理，還是軍隊的指揮控制，在理念上是相通的，在方法上是可借鑒的，“一體化指揮調(diào)度”可以說是數(shù)字智能時代利用信息和信息技術(shù)解決供需生產(chǎn)關(guān)系矛盾的歷史必然。
