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探討21世紀(jì)指揮控制的發(fā)展趨勢(shì)

 夢(mèng)想童年594 2021-06-29

簡介

2021年5月,美智庫米切爾航空航天研究所發(fā)布《21世紀(jì)指揮控制的必然趨勢(shì):ABMS和JADC2的下一個(gè)增長領(lǐng)域》。該報(bào)告提出了以下幾個(gè)重要觀點(diǎn):

(1)驅(qū)動(dòng)有效的、相關(guān)的指揮控制的目標(biāo)很簡單,即高效的航空航天作戰(zhàn)力量。

(2)指揮控制設(shè)計(jì)必須在全頻譜作戰(zhàn)環(huán)境中有效。

(3)為創(chuàng)建一個(gè)成的先進(jìn)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)(ABMS)和聯(lián)合全域指揮控制(JADC2)方案,美空軍必須利用先進(jìn)的技術(shù),如五代機(jī)融合和機(jī)器學(xué)習(xí)。

(4)高速、高空載人指揮控制、情報(bào)、監(jiān)視與偵察(C2ISR)傳感器平臺(tái)可以提供額外的“觀察”信息以及基于網(wǎng)絡(luò)資源的決策洞見。

(5)一個(gè)適當(dāng)?shù)闹笓]分層架構(gòu)必須確保所采取的行動(dòng)產(chǎn)生最佳的預(yù)期效果,以實(shí)現(xiàn)指揮官的意圖。

本文編譯了該報(bào)告的核心內(nèi)容。

美國空軍正處于指揮控制(C2)能力發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻。在ABMS和JADC2項(xiàng)目的支持下,空軍正努力利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等新興技術(shù)推動(dòng)其C2體系架構(gòu)的現(xiàn)代化。在過去的20年里,網(wǎng)絡(luò)連通性、高保真?zhèn)鞲衅?、持續(xù)監(jiān)視以及計(jì)算能力的巨大進(jìn)步見證了作戰(zhàn)邊緣態(tài)勢(shì)感知和決策方面翻天覆地的變化。ABMS有望在這些成果的基礎(chǔ)上,利用機(jī)器學(xué)習(xí)和自動(dòng)化技術(shù),快速處理、過濾來自分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息并將信息傳遞給射手。

圖片

在推進(jìn)現(xiàn)代化的過程中,美國空軍不能冒險(xiǎn)忽視空戰(zhàn)管理人員在C2體系架構(gòu)中發(fā)揮的重要作用。雖然連通性、自動(dòng)化和處理能力是關(guān)鍵工具,但仍需要人類的判斷和參與,尤其是在高度復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的任務(wù)中,準(zhǔn)確的洞察力對(duì)于管理風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。為了最大限度地利用新技術(shù)帶來的優(yōu)勢(shì),空軍必須制定一個(gè)分層戰(zhàn)略,使其C2能力現(xiàn)代化,而該戰(zhàn)略的核心仍然是專業(yè)人員。

報(bào)告認(rèn)為,空軍是時(shí)候擴(kuò)大對(duì)特定技術(shù)的討論,并決定新系統(tǒng)的C2重心,以及作戰(zhàn)人員將如何在各種沖突中有效地使用它們。C2以人為主,技術(shù)為輔,人類還不能被技術(shù)取代。為完成任務(wù),空軍需要一個(gè)由戰(zhàn)役級(jí)指揮官、負(fù)責(zé)彌合戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)鴻溝的空戰(zhàn)管理人員以及擁有相關(guān)信息的空中作戰(zhàn)人員組成的生態(tài)系統(tǒng)。

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直面未來挑戰(zhàn)的C2設(shè)計(jì)原則

前任空軍參謀長David Goldfein認(rèn)為,空軍需要一種高度網(wǎng)絡(luò)化的空中C2架構(gòu)。在該架構(gòu)中,平臺(tái)的每個(gè)傳感器以及作戰(zhàn)人員通過高度韌性且能自動(dòng)修復(fù)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)連接。它們不僅相互連接,而且是C2系統(tǒng)的一部分,可以自動(dòng)將正確的傳感器與正確的目標(biāo)進(jìn)行配對(duì),融合來自所有平臺(tái)和傳感器的數(shù)據(jù),自動(dòng)識(shí)別和改進(jìn)目標(biāo),并為目標(biāo)分配武器,支持空軍同步、同步融合效應(yīng)。

為了適應(yīng)未來的威脅環(huán)境,空軍必須為ABMS和JADC2愿景設(shè)定三個(gè)總體原則:

(1)C2設(shè)計(jì)戰(zhàn)略必須結(jié)合技術(shù)和人類智慧,以確保將指揮官意圖轉(zhuǎn)化為預(yù)期行動(dòng)。

(2)C2設(shè)計(jì)必須支持空軍謹(jǐn)慎管理作戰(zhàn)風(fēng)險(xiǎn)。

(3)C2設(shè)計(jì)必須在全頻譜作戰(zhàn)環(huán)境中同等有效。

2

空戰(zhàn)管理的持久需求

創(chuàng)建一個(gè)成功的ABMS和JADC2方案將需要空軍利用先進(jìn)的技術(shù),如五代機(jī)融合、機(jī)器學(xué)習(xí)和系統(tǒng)無縫組隊(duì)。該方案還將要求空軍的戰(zhàn)術(shù)C2專家,即空戰(zhàn)管理人員在整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)空間進(jìn)行作戰(zhàn)。目前的C2ISR飛機(jī),如AWACS和JSTARS,不斷證明了空戰(zhàn)管理人員在復(fù)雜、高動(dòng)態(tài)、大規(guī)模任務(wù)中的價(jià)值。
美國空軍的下一代空戰(zhàn)管理人員應(yīng)該駐留在特定任務(wù)的飛機(jī)上,該飛機(jī)具備開放任務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)、高度模塊化的傳感器、高水平的機(jī)載處理、建制傳感器和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)連通性。此外,這架飛機(jī)應(yīng)該尋求利用超音速飛行領(lǐng)域的先進(jìn)能力。超音速飛機(jī)將允許運(yùn)載任務(wù)系統(tǒng)和空戰(zhàn)管理人員。將超音速空戰(zhàn)管理飛機(jī)作為空軍ABMS的一部分將有助于填補(bǔ)其信息、連通性和C2能力的不足。它將在ABMS架構(gòu)中提供一定程度的冗余,確保指揮和控制受益于作戰(zhàn)管理人員,他們可以在戰(zhàn)場(chǎng)空間的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行操作。一架具有擴(kuò)展作戰(zhàn)范圍的作戰(zhàn)管理飛機(jī)有效補(bǔ)充了F-22、F-35和B-21等五代機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)上提供的信息。此外,再加上下一代無人傳感器到射手和天基傳感器,ABMS的未來愿景看起來非常強(qiáng)大。最終,美國空軍ABMS和JADC2的成功將取決于系統(tǒng)收集信息、處理信息和管理團(tuán)隊(duì)的能力,從而在高度動(dòng)態(tài)環(huán)境中完成任務(wù)目標(biāo)。

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信息、連通性和C2演化的下一步:ABMS和JADC2

ABMS將通過三個(gè)階段的戰(zhàn)略來開發(fā)傳感器、作戰(zhàn)管理和指揮控制系統(tǒng)以及通信。第一個(gè)階段旨在利用現(xiàn)有的列檔項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期的效果。第二階段和第三階段將使用越來越分散的方法,這些方法很大程度上依賴于新技術(shù)——其中絕大多數(shù)仍然是高度機(jī)密。ABMS將能夠執(zhí)行與JSTARS和AWACS平臺(tái)相關(guān)的任務(wù),并可能承擔(dān)戰(zhàn)區(qū)空中控制系統(tǒng)(TACS)的其他任務(wù)。ARMS將確保機(jī)器對(duì)機(jī)器的數(shù)據(jù)在任何地方都能傳輸,如果任何傳感器看到了什么,射手就可以毫無障礙地在任何地方獲得數(shù)據(jù)。例如,ABMS可以使F-35和B-21有能力為海軍和盟軍艦船提供高保真的目標(biāo)瞄準(zhǔn)點(diǎn)信息,從而擴(kuò)展武器載荷。這些地理上分散的飛機(jī)通過ABMS網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)團(tuán)隊(duì),支持艦船向一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)發(fā)射武器。通過合作,這些截然不同的武器系統(tǒng)可以在戰(zhàn)場(chǎng)上創(chuàng)造出任何一種武器都無法達(dá)到的效果。這一切都?xì)w結(jié)于收集不同的信息流,將它們?nèi)诤铣梢粋€(gè)整體,從而提供更多的戰(zhàn)場(chǎng)空間知識(shí),達(dá)到預(yù)期效果,從而實(shí)現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)。
隨著ABMS作為信息交換的技術(shù)手段,即數(shù)據(jù)流動(dòng)的電子基礎(chǔ)設(shè)施,而JADC2負(fù)責(zé)更高層次的任務(wù)分配,使指揮官的意圖與戰(zhàn)役級(jí)和戰(zhàn)術(shù)級(jí)的行動(dòng)相一致,由此產(chǎn)生了一些關(guān)鍵問題:如此龐大的體系如何有效地過濾和融合收集到的海量數(shù)據(jù),以防止飽和以及誰或者什么在使用C2?針對(duì)這兩個(gè)問題,本報(bào)告提出了解決方案。
(1)五代機(jī)技術(shù)
現(xiàn)代技術(shù),特別是五代機(jī)處理、融合和顯示技術(shù),取得了重大進(jìn)展,尤其是在將海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可行動(dòng)信息方面。但是,這些系統(tǒng)仍然在確定的區(qū)域范圍內(nèi)運(yùn)行。
(2)人工智能、自動(dòng)化和機(jī)器學(xué)習(xí)
人工智能、自動(dòng)化和機(jī)器處理可以將特定的數(shù)據(jù)層轉(zhuǎn)化為即時(shí)可行動(dòng)的信息,這對(duì)前線飛行員而言是有價(jià)值的。自動(dòng)化系統(tǒng)還可以跟蹤任務(wù)的進(jìn)展情況,并根據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)展確定任務(wù)目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)。
(3)人工智能、自動(dòng)化和機(jī)器學(xué)習(xí)不會(huì)取代空戰(zhàn)管理人員雖然技術(shù)勢(shì)必是解決方案的一部分,但這并不意味著放棄那些提供冗余和互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)的成熟方法。而空戰(zhàn)管理人員在戰(zhàn)場(chǎng)上的適當(dāng)定位將是這個(gè)冗余、互補(bǔ)的體系的關(guān)鍵部分。
最重要的是,所尋求的解決方案必須是靈活和適應(yīng)性強(qiáng)的。它們必須以解決瞬息萬變、復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境中的問題為導(dǎo)向。

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信息、連通性和指揮控制的未來向量

空軍正在開發(fā)的ABMS和JADC2架構(gòu)具有很多意義。信息一直是戰(zhàn)斗和取勝的關(guān)鍵。技術(shù)進(jìn)步也有望幫助管理未經(jīng)過濾數(shù)據(jù)的沖擊,確保人工智能、自動(dòng)化和機(jī)器學(xué)習(xí)有助于決策。這種C2ISR架構(gòu)將形成一個(gè)分層的愿景,據(jù)此,高威脅環(huán)境中的指揮控制將表現(xiàn)為一個(gè)協(xié)同的、集成的三階段方法:
(1)穿透性強(qiáng)、高生存性的傳感器節(jié)點(diǎn)與天基系統(tǒng)配對(duì),與C2作戰(zhàn)人員相連,提供實(shí)時(shí)決策輸入。
(2)高速、高空載人C2ISR傳感器平臺(tái)可以提供額外的“觀察”信息、基于網(wǎng)絡(luò)資源的決策洞見,并為中等風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)提供廣泛的、可生存的C2ISR。
(3)C2和ISR系統(tǒng)能夠收集和處理數(shù)據(jù),以提供高質(zhì)量的決策輸出。

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結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)、人工智能、自動(dòng)化和機(jī)器學(xué)習(xí)將被證明是形成一個(gè)增強(qiáng)的、魯棒系統(tǒng)的關(guān)鍵,從而滿足未來作戰(zhàn)環(huán)境的需求。美國空軍在這方面已步入正軌。然而,專業(yè)人員仍然需要在C2決策架構(gòu)中占據(jù)適當(dāng)位置。這就需要一種新的模式,用于在整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)空間中部署空戰(zhàn)管理人員,以便他們?cè)跀橙似茐耐ㄐ沛溌返那闆r下能夠隨時(shí)連接并支持指定的部隊(duì)。過度依賴擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)連接只會(huì)增加新的脆弱性。這說明了分布式C2和ISR的力量??紤]到網(wǎng)絡(luò)解決方案可能因敵人的干擾而陷入癱瘓,則仍然保留集成C2ISR的選項(xiàng)。信息、連通性和C2是作戰(zhàn)成功的關(guān)鍵,未來的戰(zhàn)爭也是如此,空軍必須做好準(zhǔn)備。除了在先進(jìn)技術(shù)方面的投資,美國空軍在現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)上的投資必須成為重中之重。

朱虹編譯自互聯(lián)網(wǎng)

轉(zhuǎn)自:防務(wù)快訊

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