智能汽车竞赛在陆上无人作战人才培养中的作用

郭友松

陆军装甲兵学院

本文论述智能汽车竞赛在提高军校学员素质、工程实践和动手能力，激发学员兴趣和创新意识，培养学员团队协作精神等方面的重要意义，并结合未来陆上无人作战人才的培养目标，总结智能汽车竞赛发挥的作用。

随着信息、人工智能等技术的不断发展，以及各种无人装备的出现，在未来战场上，敌我双方交战将不再只是人类与人类之间的较量，还将不可避免地出现人与机器的较量、机器与机器之间的较量。

无人作战系统由无人机、无人地面车辆、无人水面舰船、无人潜航器和机器人等各类无人平台组成，具有持续行动能力强、成本低、隐蔽性和隐身性好等特点。在战场上，无人平台可以协助作战人员执行侦察、运输、火力支援、甚至对敌攻击等军事任务。

无人作战系统集成了导航定位、自动控制、通信与数据链、能源与动力、任务载荷等多种先进技术，它对人员的专业能力、技术水平、心理承受能力等方面要求较高，军方须重视无人作战系统专业人才队伍建设。

无人作战并不代表不须要指挥员和战斗员，几乎所有无人装备的作战任务都须要人类指挥员下达，无人平台的维修保障也离不开人类技师。无人作战须要综合能力强的人类指挥员指挥士兵和无人平台作战。人类指挥员既要懂传统战术战法，也要熟悉新技术的特点并灵活选用合适的无人平台。

美国积极发展无人地面系统

以美国为首的世界主要军事强国在无人地面系统领域投入了大量资源，相继建立专业研发机构，促进相关技术成果不断应用于新型装备，加快了陆军智能化装备的发展步伐。

2007—2013年，美国国防部(DoD)已发布4版《无人系统综合路线图》，对各类天基、空基、海基、陆基无人系统进行统一规划。由此可见，美军早已意识到无人系统在未来战场中的重要性，并进行了周密部署。

我国陆军无人作战人才培养的要求

对于转型时期的陆军建设，我军需要提高思想意识，充分认识各类无人平台对现代战争的影响，提前规划，完善标准，不断创新作战样式和战法。除对各类无人地面装备技术进行深入研究和重点攻关外，还须加强无人地面作战系统的人才培养和人才队伍建设。一方面，基于部队需要，在平时练兵过程中培养一批善于运用新技术和新装备的一线指挥员和战斗员；另一方面，在学员走上岗位前，依托院校教育资源对学员进行全面培养，让学员掌握无人作战概念和无人系统的技术特点，做到理论联系实际，融会贯通。当学员走上工作岗位后，可以快速适应部队环境，更好地应对未来作战，快速掌握新型信息化和智能化无人装备的使用。

图1 美军投入大量资源开发智能无人地面装备。

军校在无人作战人才培养中的作用

当前，我国军事院校既担负着军官的学历教育和任职培训的重要使命，也肩负着士官职业教育的培养责任。但是，要想培养出契合部队需要的人才，应进一步加强部队和院校之间的协同育人机制建设，按照习近平总书记的强军思想培养能打胜仗的未来军事人才。

在未来作战中，指挥与技术岗位之间的界限日趋淡化，指挥军官与技术军官的知识结构差距逐步缩小。缺乏工程技术基础的指挥军官和缺乏指挥管理知识的技术军官难以适应部队建设和未来作战的需要。因此，军事人才应掌握全面知识，具有集技术、指挥、管理于一体的综合能力，才能把握全局和适应未来联合作战的要求。

针对未来可能应用的各类无人作战系统，军事院校在制订人才培养方案时，要紧密围绕部队列装的典型无人作战系统、训练科目、作战任务等要素设置教学内容，遵循无人作战能力生成规律，优化课程体系，强化实战牵引和实践导向，使学员毕业后能够胜任无人作战专业岗位，提升部队无人作战装备运用水平和维修保障能力。

智能汽车竞赛举办的重要意义

全国大学生智能汽车竞赛也是一项以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，旨在促进高等院校素质教育发展，培养大学生专业知识综合运用能力、基本工程实践能力和创新意识，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的精神。该竞赛要求学生组成团队，协同工作，利用传感器和微控制器等技术，共同完成一个能识别道路和障碍物，并能自主行驶的智能汽车项目。

全国大学生智能汽车竞赛也是一项全国性比赛，高校参赛队伍众多。因此，该竞赛严格限制每所参赛高校的参赛队数量，要求先按照地区分布划分赛区，各赛区决出名次后，再选拔最好的少量队伍参加全国总决赛。各高校参赛队之间的竞争异常激烈，而比赛成绩的判定并不依赖任何带有主观性的评委打分，完全根据电子计时系统的考核结果，最高精确到0.01s，保证了比赛成绩的公正性。

竞赛组委会在制订比赛规则时，会根据参赛队所使用传感器、车型以及能源获取方式的不同，划分出若干比赛组。例如，根据不同的传感器，分为摄像头组和电磁组等比赛组，摄像头组将利用摄像头采集道路图像信息，电磁组利用电感和信号放大电路采集特定频率的电磁信号；根据不同的车型，分为四轮组、三轮组、两轮直立组等比赛组。

来自全国多所院校的大学生参与了这项具有探索性意义的工程实践活动。该竞赛的重要意义表现在以下几个方面。

提高专业知识综合运用能力

从准备到最终制作完能够参赛的智能车，参赛团队大约须要半年左右的时间。在结构设计与技术原理等方面，制作好的车模与真实的无人车极为相似，或者说“麻雀虽小、五脏俱全”。车模的设计和制作涉及自动控制、模式识别、传感器、电子、电气、计算机、通信、机械和汽车等多个学科专业。通过参与这项实践性竞赛，学生进一步学习和巩固大量理论知识。这些知识与目前一些高校工科类专业开设的课程密切相关，例如，电路分析技术、模拟电子技术、数字电子技术、传感器技术、自动控制原理、计算机基础、C语言编程、人工智能等理论课。

提升基本工程实践能力和培养创新意识

通过竞赛，学生能体验一个工程项目从图纸设计到实物制作完成，再参与竞争的全过程。在这个过程中，学生利用工程化思维解决问题，将理论知识应用于工程实践，检验理论的正确性，并能在工程方法和实践应用上有所创新。

图2 全国大学生智能汽车竞赛现场。

图3 学生制作的参赛车模。

图4 学生在比赛现场调试赛车。

图5 来自多所高校的参赛队在进行赛前调试。

图6 各高校参赛队的赛车。

通常，学生在课堂上以理论学习为主，辅以有限的实验和实践环节，而实践课仅针对具体的知识模块，学生难以将各学科知识融会贯通，形成系统性知识。当学生完成目标课程学习后，较难将理论知识快速应用到实际工作中。通过参与竞赛，学生可以深刻体会理论知识在实践工作中的应用，例如电子元器件选择、电路设计与调试、传感器安装、数据采集程序编写等一系列实践工作。学生一边学习，一边亲自动手参与实物制作，锻炼了查找问题、分析问题、解决问题的能力，也锻炼了动手能力。对参赛学生而言，该竞赛具有很高的挑战性、实践性与趣味性，不仅能激发学生的探索精神，锻炼实际问题解决能力，同时在解决问题的过程中，学生获得了成就感，实现了个人价值。

参赛队若想获得名次和证书，其设计制作的车模在完成基本循迹避障等任务基础上，还应追求尽可能快的行驶速度。速度追求是一个无止境的过程，第一名和第二名可能只有零点零几秒的差距，能否在高手林立的赛场上取得最佳成绩，考验着各参赛队的真实实力。在比赛过程中，参赛队除拥有基本工程实践能力，熟悉基本算法和策略，还要具备一定的创新意识，不断优化程序代码，调整各项参数，从每个细节提高车模的行驶速度，否则很难获得好名次。

培养求真务实的学风和团队协作精神

统一规范的竞赛规则和客观公正的成绩评定保证了整个比赛结果的公平公正性。相比于其他同类型大学生竞赛，该竞赛的获奖难度更大，证书含金量更高。而长达半年的准备时间，参赛团队只有扎扎实实地工作，才能换来优秀的成绩，每名团队成员既要发挥主观能动性，踏踏实实地贡献自己的一份力量，又要善于沟通，发扬团队协作精神，与其他成员默契配合，才可能在强手如林的赛场上摘得桂冠。

培养无人地面平台的研究兴趣和参与感

陆上无人平台技术涉及机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、脑科学、传感器、通信网络等多种学科专业。参赛车辆模型属于一种微型无人地面平台，其结构设计原理和技术原理与无人地面平台相同。智能汽车竞赛要求参赛者亲手设计和制作可自主行驶的车辆模型并完成比赛。因此，学生须要掌握无人地面车的技术、组成和设计原理，编写计算机程序并完成软硬件调试，体会无人系统的优势和局限性，了解无人平台的用途，实际上是亲自完成了一个完整无人车模的开发。

总结

在整个参赛过程中，学生获得了专业知识综合运用、工程实践、分析问题和解决问题等多方面能力。这是未来陆上无人作战人才应具备的能力和素质。同时，学生获得了大量经验，为今后走上工作岗位，更快速地熟悉各类无人系统，尽快适应未来信息化、智能化战场环境奠定了坚实基础。

随着现代军事科技的迅猛发展和新政治格局下的高水平对抗，装甲装备发展面临着前所未有的高威胁、难生存等危机。未来，陆基装备将向信息化、智能化、无人化方向发展，无人地面系统无疑是重要作战装备。无人作战行动，不仅面临各类战场威胁，还可能面临无人作战人才储备的难题。作战人员能否熟练地使用各种装备，能否在运用中提出合理科学的改进和升级建议，将直接关系到高端无人作战装备能否在战场上发挥作用，并完成作战使命。军事院校在未来无人作战人才培养体系中发挥着不可替代的作用。随着新形势的发展，人才培养方案也须要不断优化和改进。因此，在很多方面，智能汽车竞赛有助于未来陆上无人作战人才的培养，值得向军事院校推广。