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由于缺乏空間和信息領域的準備，美國海軍陸戰隊無法支持其海軍在南海其所謂的“航行自由”和美國的大國霸權地位。為了保持其相關性和殺傷力，海軍陸戰隊需要通過發展兵力、整合空間能力以支持 OIE 以及與聯合部隊和情報界合作，增加其在 OIE 和空間能力方面的利益和興趣。

海軍陸戰隊司令最新發布的未來規劃文件《2030 年兵力設計》強調，海軍陸戰隊需要利用太空概念和能力。中國軍事力量的持續快速發展及其在南海的行動已使中國躋身于大國行列或接近大國行列。其 A2/AD 和反衛星能力威脅著美國所謂的航行自由，并展示出一種侵略姿態，聲稱自己的領土是中國的一部分。2030 年兵力設計》和《司令部規劃指南》沒有充分考慮必要的程序和措施，以裝備海軍陸戰隊，使其在信息和太空領域充分發揮功能，與中國競爭。以下是對美國聯合出版物、條令和軍種一級指令的研究以及相關評論，旨在找出這些文件中的不足之處。本研究的主題主要集中在整合空間能力以支持 OIE、與聯合部隊和情報界合作，以及兵力發展以裝備海軍陸戰隊，從而確保美國的大國地位和南海航行自由得以維持。

海軍陸戰隊未來規劃文件中的重要遺漏，如支持 OIE 的空間能力整合戰略、與聯合部隊和情報界的合作以及兵力發展，將使海軍陸戰隊裝備不足，無法在未來的作戰環境中（尤其是在南海）取得成功。本研究報告針對這三個重點領域提出了若干建議，以便海軍陸戰隊更好地準備和裝備太空能力和 OIE。

2018 年美國《國防戰略》指示各軍種優先考慮與另一個大國發生沖突的能力。這給空軍內部正在進行的準備應對基地日益增長的空中和導彈威脅以及對抗性通信環境的舉措帶來了新的緊迫性。針對空軍基地易受攻擊這一特殊問題，有多種可能的對策，包括更多地依賴遠程系統、主動防御、基地加固和基地內資產分布化。本研究的重點是一系列新出現的分布式作戰概念，這些概念要求利用更多的空軍基地使敵方目標復雜化，并采用更加分布式的指揮與控制（C2）方法。美國空軍（USAF）要求蘭德公司考慮美國空軍是否需要改變其兵力編成模式（FPM），即作為聯合行動一部分使用空中力量的組織方式，以實施這些概念。

由于美國空軍尚未為分布式作戰制定出單一的詳細概念，本報告綜合并擴展了新興概念的邏輯。然后，報告初步列出了空軍可能需要的能力清單，以便在更多的作戰地點保護、指揮和控制以及維持兵力。最后，報告評估了目前空軍戰斗機部隊的兵力編成是否提供了這些能力，并確定了與兵力編成變化相關的權衡。

保護分布式基地

近幾十年來，美國的潛在對手在空中和導彈能力的數量和質量上都有了顯著提高。大國導彈庫存尤其是對美國空軍基地的最大威脅。要在對抗性環境中生存，就必須具備一系列防御能力。這種組合將包括主動防御（如短程和戰區導彈防御）和被動防御（如基地內飛機分散）的組合。

從數量更多的空軍基地進行作戰，可通過增加對手需要攻擊的目標數量來減少美國空中行動的同等損失，從而提供保護。分布式基地可能會混合使用多種作戰地點類型。本報告描述了三種理想類型。與今天的主要空軍基地相比，"留守作戰 "基地將擁有更強大的主動和被動防御能力，以及更強的從攻擊中恢復的能力。投放型 "基地的防御能力較弱，只有足夠的能力從攻擊中恢復并撤離飛機，而且與 "堅守與戰斗 "基地相比，其維持能力更為有限。簡易的前沿布防和加油點每次只開放幾個小時，這樣戰斗機和機動飛機小組就能在敵方發現其位置并協調導彈攻擊之前使用它們。

在與另一個大國發生沖突時，空軍基地遭受破壞性地面攻擊的威脅也會更加嚴重。與導彈威脅一樣，作戰地點越多，單次地面攻擊造成的破壞就越小。同時，保護更多的機場會增加所需的安全部隊數量。

指揮和控制分布式兵力

美國的潛在對手有能力攻擊長途通信系統，包括衛星和長途光纖。因此，空軍進行集中規劃的空中作戰中心與前沿作戰地點之間的通信可能會出現嚴重中斷或降級。前沿地區各基地之間的通信可能會更加可靠，部分原因是有信使飛機等替代選擇，但仍有可能出現中斷、延遲和帶寬限制。

為使指揮控制在通信對抗性環境中更具彈性，空軍可能會采取更加分布式的方法，向下級下放更多權力并提供規劃能力。空軍領導人還呼吁使用任務命令而非詳細命令，以便在通信中斷時讓下屬決定如何按照指揮官的意圖實現目標。這種分布式控制可能需要指揮官與下屬之間更多的信任和共同理解。

維持分布式兵力

敵人的攻擊會破壞或摧毀機場作業面、燃料、零部件和彈藥庫、維修設施、航空地面設備、跑道維修設備以及其他支持設施和設備，從而擾亂維持工作。此外，此類攻擊還可能造成維護人員、工程師、保安兵力和其他對維護活動至關重要的人員受傷或死亡。非致命攻擊會阻礙各單位之間的通信（如再補給請求），并可能破壞數據庫、維護軟件和決策支持系統的完整性，從而擾亂維持工作。

對抗性環境會使作戰支援兵力的任務發生變化，從在庇護基地以最高效率和安全水平開展行動，變為不顧敵方阻撓從前沿基地出動。在第二種情況下，由于行動地點增多，需要采取防御措施準備應對攻擊，以及敵人的行動打亂了工作、休息和進餐時間，損壞了重要設備，造成人員傷亡，這些都會導致效率降低。

對兵力表現的影響

確定了兵力編成的五個關鍵方面，這些方面可能會影響對抗性退化環境中的作戰效能：

作戰地點的部隊規模

• 擁有防御和支援部隊的最低梯隊
• 擁有重要規劃能力的最低梯隊
• 擁有多種機型的最低梯隊
• 在和平時期定期共同訓練的最高戰時梯隊。

根據空軍的政策和實踐，我們介紹了美國空軍目前用于主要作戰行動的兵力模式。作戰地點通常為聯隊規模。聯隊通常也是擁有支援部隊和多種機型的最低梯隊，以及在和平時期定期共同訓練的最高戰斗機梯隊。重要的規劃能力集中在聯合空中作戰中心（JAOC），由空軍部隊指揮官（也有雙重頭銜，即聯合部隊空中組成部分指揮官）指揮作戰。

在與近鄰競爭者的沖突中，主要作戰基地的翼級部隊和聯合空中作戰中心的集中規劃能力是重大弱點。改變美國空軍 FPM 的這些方面和其他方面可以提高作戰效能，但同時也會產生取舍（如更多的人員和物資需求）。

研究結果

• 美國空軍兵力編成模式和作戰概念所依據的假設與對抗性環境不相容

與大國的沖突將推翻近幾十年來在反叛亂（COIN）、反恐（CT）和維穩行動中盛行的關于作戰環境的兩個關鍵假設：空軍基地是避難所和通信可靠。在這種情況下，主要作戰基地的翼級部隊和聯合作戰指揮中心的集中規劃意味著敵人可以通過攻擊少數高回報目標來破壞空中行動。

• 對抗性環境將迫使美國空軍以效率換生存力

無論采用何種概念，空軍都必須在高端作戰中以效率換取生存力。如果空軍追求分布式作戰，就需要更多的資源（如作戰支援人員、基地防御人員、總部人員、通信設備）來支持更多的作戰地點，實現分布式控制。分布式作戰的替代方案，如從更遠的基地開展空中作戰，也會帶來效率低下的問題。例如，從更遠的基地執行任務會增加飛行時間，降低空軍的出動率。分布式作戰的替代方案也會帶來更高的成本。例如，從更遠的基地起飛可能需要新的采購計劃、更長的飛行時間和更低的出動率。

與其他方案相比，某些概念、FPM 和臥底方案的資源密集度可能較低。但這些選擇不可能克服針對近鄰對手的空中作戰的基本低效和大量資源需求。將生存力置于效率之上還需要空軍進行重大的文化變革，因為空軍在很大程度上一直注重效率，以維持 COIN 和 CT 行動。

• 開發分布式作戰概念需要作戰部門和戰斗支援部門密切合作

在與美國空軍人員的討論中，我們聽到了來自作戰和支援部門的挫折感。作戰人員正在推動分布式作戰的許多概念，在某些情況下，他們對一些人認為來自作戰支援部門的阻力感到沮喪。與此同時，一些戰斗支援人員也擔心，分布式作戰概念的提出缺乏對其所造成的支援限制、負擔和資源需求的實際了解。如果空軍繼續發展分布式作戰概念，作戰人員將花費更多時間考慮后勤限制，而保障專業人員將花費更多時間考慮作戰。

• 對抗性環境下分布式作戰的兵力呈現模式必須使下級能夠規劃和執行進攻和防御作戰行動

由于機翼大小的作戰地點容易受到攻擊，因此每個作戰地點都可能有較小的部隊。這意味著聯隊以下各級需要支持和防御能力，以便從單獨的空軍基地開展行動，并獨立做出更多決策。

• 獲得并保持政治準入是分布式作戰的先決條件

與過去相比，分布式作戰需要在伙伴國建立更多空軍基地。過去的研究表明，伙伴國是否決定允許進入，很可能取決于情景以及美國與每個東道國之間更廣泛的政治關系。空軍可以通過制定應急計劃和戰時態勢動態變化流程來應對這種不確定性。然而，在應急行動開始時和期間，可用于分布式行動的設施數量可能會因政治準入的不確定性而受到限制。

• 需要對指揮與控制、支持以及分布式作戰對非兵力部隊的其他影響進行更多分析

本報告的重點是分布式戰斗機行動。以這種方式作戰的戰斗機部隊將對空軍的情報、偵察、電子戰、機動性和加油機等兵力產生許多影響，這里沒有詳細分析。如果這些兵力也以分布式方式作戰，那么將對指揮控制、支援和保護產生更多的影響。空軍在制定分布式作戰概念和評估其可行性時，需要考慮這些額外的影響。

建議

這些發現為美國空軍領導人和規劃人員提出了七項建議。在某些情況下，空軍已經在實施相關舉措，因此我們的建議加強了這些活動的重要性，或指出需要更加重視這些活動。

確定分布式作戰的資源和訪問需求。空軍對開展當前活動的資源短缺表示擔憂，因此，如果不改變資源水平或承諾，空軍不太可能進行分布式作戰所需的投資。確定這些概念是否可行的第一步是確定分布式作戰的準入和資源需求。2 確定這些概念是否可行的第一步是確定分布式行動的準入和資源需求。正在進行的分布式行動倡議（如總部空軍[HAF]的 "適應性基地 "和美國太平洋空軍[PACAF]的 "敏捷戰斗部署"）正開始努力解決其中的一些問題，包括通過演習來解決。

在基地訓練和演習中模擬猛烈的空中、導彈和地面攻擊。模擬空軍基地攻擊對于演練生存措施和執行攻擊任務非常重要。要滿足對抗性環境的要求，就必須加強訓練，為在猛烈攻擊下執行任務做好準備。從 C2 的角度來看，指揮官還可以考慮如何確定空中和地面行動的優先次序，在壓力更大的條件下做出決策，以及在面臨傷亡的情況下繼續行動。與空軍人員的討論表明，近幾十年來，由于聯合兵力主要集中在 COIN 和 CT 行動上，這類訓練并不是大多數部隊的優先事項。

考慮創建綜合基地防御部隊。有能力的對手可能會對基地發動多種類型的攻擊。不同的攻擊可能需要不同的緩解策略，這就要求指揮官權衡每種攻擊的相對風險，并確定防御響應的優先級。因此，空軍應制定創建綜合基地防御部隊的概念，并探索其益處。

定期舉行包括通信中斷在內的演習。包括多級領導在內的指揮所演習和野戰演習可為領導者提供以下方面的實際經驗：權力交接、撰寫任務命令、根據上級指揮官的意圖采取行動，以及培養態勢感知能力。讓可能會共同作戰的多級指揮官參加演習，還可以培養信任和共識，從而促進分布式控制和任務類型命令的下達。

對飛行員進行交叉培訓，減少分布式作戰對人員的需求。分布式作戰需要更多的維護、兵力、總部人員和其他崗位人員。此外，在對抗性環境中開展行動還可能導致比近期行動更嚴重的傷亡率。對空軍人員進行交叉培訓，使其能夠履行專業以外的職能，有助于應對這兩項挑戰。空軍可能會從正在進行的維修人員交叉培訓試點項目中獲得更廣泛的交叉培訓見解。

在取消和平時期的大隊梯隊之前，考慮大隊在分布式作戰中可能發揮的作用。空戰司令部正在試驗一種新的和平時期聯隊結構，取消大隊梯隊。然而，根據空軍決定采用的具體分布式作戰概念，大隊在戰時可能會發揮寶貴的作用。如果是這樣，在和平時期保留大隊可能是可取的，這樣可以為領導者的發展創造機會，并最大限度地減少為戰時改變組織結構所帶來的摩擦。

利用演習和其他分析來探討分布式作戰對兵力編成的影響。第 6 章指出了一些與空軍兵力管理變革相關的權衡問題。要確定這些權衡在對抗性環境中的嚴重程度，需要進行更多的演習和分析。PACAF 已經在演練分布式作戰概念，并考慮兵力編成的影響。空軍應尋找更多機會，在演習中探索兵力編成的替代方案。

如果海軍陸戰隊要與近似對手競爭，海軍陸戰隊必須將人工智能（AI）作為一種決策支持系統（DSS），以加快規劃-決策-執行（PDE）周期，從而在認知、時間和致命性方面取得優勢。

信息系統和監視技術正在改變戰爭的特點，使較小的部隊也能分布和影響較大的區域。但是，目前的指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察系統（C4ISR）以及機器人和自主系統（RAS）都是人力密集型系統，會產生大量數據，海軍陸戰隊必須迅速利用這些數據來提供可操作的情報。由于遠征高級基地行動（EABO）要求部隊規模小、分布廣、復原力強，必須迅速做出明智決策，才能在各種不斷發展和演變的威脅面前生存下來，因此這就存在問題。

使用數據分析和機器學習的人工智能處理、利用和傳播信息的速度比人類更快。配備了人工智能 DSS 的 EAB 指揮官將以比對手更快的速度做出更明智的決策。然而，在實現這一目標之前，目前還存在著巨大的障礙。海軍陸戰隊必須為 EABO 制定一個人工智能支持概念，并將其納入海軍作戰概念中，充分確定人工智能工作的優先次序和資源，并為企業數據管理提供資源，以最大限度地利用數據分析和機器學習來發現數據庫中的知識（KDD）。此外，海軍陸戰隊必須利用美國陸軍的人工智能實驗和概念開發來實現多域作戰（MDO）。最后，海軍陸戰隊應確定當前可通過狹義人工智能加以改進的技術和作戰領域。

引言

指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察（C4ISR）以及機器人和自主系統（RAS）技術的普及正在改變戰爭的特點，使較小的部隊能夠分布和影響更大的區域。然而，作戰期間收集的數據正在迅速超越人類的認知能力。早在 2013 年，美國國防部就指出："ISR 收集和......收集的數據急劇增加。我們繼續發現，我們收集的數據往往超出了我們的處理、利用和傳播能力。我們還認識到，就戰術層面的分析人員數量而言，PED 的資源需求可能永遠都不夠"。

如果能迅速加以利用，C4ISR/RAS 數據將為指揮官提供戰勝敵人的信息優勢。但是，從這些來源獲取及時、可操作的情報需要大量人力，而且必須通過人工手段對數據進行快速處理、利用和傳播（PED）才能發揮作用。如果遠征軍要通過 C4ISR 與近鄰競爭并獲得競爭優勢，這對海軍陸戰隊來說是個問題。這些豐富的信息可以加快計劃-決策-執行（PDE）周期，但如果不加以管理，就會使領導者被信息淹沒，猶豫不決。必須采取相應措施，利用新技術實現數據自動化和管理。如果海軍陸戰隊要與近似對手競爭，海軍陸戰隊必須將人工智能（AI）作為決策支持系統（DSS），以加快 PDE 周期，從而在認知、時間和致命性方面取得優勢。

本文旨在證明，利用人工智能技術可加快指揮官在其環境中的觀察、定位、決策和行動能力。本文承認，但并不打算解決射頻通信、信息系統和組織變革中出現的技術問題的重大障礙。本文分為四個不同的部分。第一部分重點討論不斷變化的安全環境和新興技術帶來的挑戰，以及這些挑戰將如何影響指揮官。第二部分討論技術解決方案、決策模型，以及人工智能作為 DSS 如何為 EAB 指揮官創造認知、時間和致命優勢。第三部分將在未來沖突中，在 EAB 指揮官很可能面臨的假想作戰場景中說明這種系統的優勢。最后一部分重點討論了實施過程中遇到的障礙，并對今后的工作提出了建議。

第 I 部分：新的安全環境和新出現的挑戰

自 2001 年以來，海軍陸戰隊在 "持久自由行動"（OEF）、"伊拉克自由行動"（OIF）和最近的 "堅定決心行動"（OIR）中重點打擊暴力極端組織（VEO）和反叛亂戰爭。美國武裝部隊所處的是一個寬松的環境，有利于技術優勢、不受限制的通信線路和所有領域的行動自由。隨著 2018 年《國防戰略》（NDS）和海軍陸戰隊第 38 任司令官《司令官規劃指南》（CPG）的出臺，這種模式發生了變化，《司令官規劃指南》將大國競爭重新定為國家國防的首要任務，并將海軍陸戰隊重新定為支持艦隊行動的海軍遠征待命部隊。

為了支持這一新的戰略方向，海軍陸戰隊開發了 "先進遠征作戰"（EABO），作為在有爭議環境中的瀕海作戰（LOCE）和分布式海上作戰（DMO）的一種使能能力。EABO 為聯合部隊海上分隊指揮官或艦隊指揮官提供支持，在反介入區域拒止（A2/AD）環境中提供兩棲部隊，以獲取、維持和推進海軍利益，作為控制海洋的綜合海上縱深防御。然而，EABO 對部隊提出了一些必須考慮的具體挑戰。這些挑戰包括在所有領域與近似對手的競爭、對新興技術的依賴、人員與能力之間的權衡，以及地理距離和分布式行動帶來的復雜性。總的主題是如何通過在關鍵點上集成人工智能技術來克服這些挑戰，從而增強指揮官的 PDE 循環。

處理開發傳播 (PED) 問題

如果情報驅動軍事行動，那么海軍陸戰隊就會出現問題。如前所述，數據收集的速度超過了戰術層面的處理、利用和傳播（PED）過程。數據本身是無用的，必須經過組織和背景化處理才有價值。根據認知層次模型（圖 1），數據和信息對形成共同理解至關重要。聯合情報流程通過規劃和指導、收集、處理和利用、分析和制作、傳播和整合以及評估和反饋這六個階段來實現這一目標。C4ISR/RAS 的擴散擴大了收集范圍，但 PED 卻沒有相應增加。除非采取措施實現信息管理自動化，否則指揮官將面臨信息超載和決策癱瘓的風險。

信息超載是指由于一個人無法處理大量數據或信息而導致的決策困難。 羅伯特-S-巴倫（Robert S. Baron）1986 年關于 "分心-沖突理論"（Distraction-Conflict Theory）的開創性研究表明 執行復雜任務的決策者幾乎沒有多余的認知能力。由于中斷而縮小注意力，很可能會導致信息線索的丟失，其中一些可能與完成任務有關。在這種情況下，學習成績很可能會下降。隨著分心/干擾的數量或強度增加，決策者的認知能力會被超越，工作表現會更加惡化。除了減少可能關注的線索數量外，更嚴重的干擾/中斷還可能促使決策者使用啟發式方法、走捷徑或選擇滿足型決策，從而降低決策準確性。

鑒于 Baron 的結論，C4ISR/RAS 將降低而不是提高戰術指揮官的決策能力。筆者在擔任海軍陸戰隊作戰實驗室（MCWL）科技處地面戰斗部（GCE）處長期間進行的研究證實了這一結論。2013 年，海軍陸戰隊作戰實驗室 (MCWL) 開展了戰術網絡傳感器套件 (TNS2) 有限技術評估 (LTA)。一個海軍陸戰隊步槍連及其下屬排配備了空中和地面機器人、地面傳感器以及戰術機器人控制器（TRC）。戰術機器人控制器使一名操作員能夠在白天或黑夜，在視線范圍外同時控制多輛戰車進行 ISR。MCWL 將這種 ISR 形式命名為多維 ISR（圖 2）。LTA顯示，使用TNS2的排級指揮官在防御、進攻和巡邏時都能迅速發現威脅，但LTA也發現了兩個重大問題：1.在軟件和機器人能夠自主分析和關聯傳感器輸入之前，海軍陸戰隊員仍需收集和整理ISR數據；2.在中高作戰壓力下... 在中度到高度的作戰壓力下......操作人員會超負荷工作......無法探測和識別目標，并普遍喪失態勢感知能力。

海軍陸戰隊情報監視和偵察--企業（MCISR-E）正在通過海軍陸戰隊情報中心（MIC）、海軍陸戰隊情報活動（MCIA）與戰斗支援機構（CSA）和國家情報界（IC）連接，納入預測分析流程，以解決這些問題。通過海軍陸戰隊情報活動（MCIA），MCISRE 解決了全動態視頻（FMV）聯合 PED 支持問題，并于 2017 年成立了全動態視頻聯合 PED 小組，該小組具有全面運作能力，每周 7 天提供 12 小時支持，費用由 14 名分析員和 3 名特派團指揮官承擔。

雖然這是朝著正確方向邁出的一步，但由于人力需求量大，這可能證明是不夠的。EAB 指揮官必須依靠地理位置相隔遙遠的上級總部提供的、通過有爭議的電磁頻譜傳輸的情報成品。海軍陸戰隊司令部的 MIX 16（海軍陸戰隊空地特遣部隊綜合演習）實驗結果證實了這一結論： "未來戰爭將在具有挑戰性的電磁環境中進行，分布在各地的部隊......從上級總部 "伸手回來 "獲取日常情報援助的能力可能有限，而且無法依賴"。此外，在戰術和作戰層面增加更多的分析人員會導致循環報告，這只會加劇信息超載問題。

EABO/分布式作戰 (DO) 困境

根據《EABO 手冊》，EAB 必須 "產生大規模的優點，而沒有集中的弱點"。美國陸軍在 2016 年進行的實驗表明，較小的單位有可能分布并影響較大的區域（圖 3）。有人無人協同作戰概念（MUMT）認為，采用縱深傳感器、縱深效應和支援行動的部隊可實現戰斗力并擴大其影響范圍。

然而，DO 和 EABO 是零和博弈。C4ISR 和 RAS 技術可以讓部隊分布得更遠，但實驗表明，規模經濟會喪失。增加兵力將增加所有領域的需求。正如皮涅羅在 2017 年的一篇研究論文中總結的那樣："當部隊分散時，就會失去指揮與控制、情報和火力等輔助功能的效率。"在后勤方面也是如此。這種 "DO 困境 "可以用以下經過修訂的 "三重約束范式 "來表示（圖 4）。隨著部隊的分散，一個領域的整合將削弱另一個領域的能力。如果 EAB 指揮官能在不增加 EAB 占地面積的情況下提高能力，就能重新獲得規模經濟效益。智能技術整合可以解決這一問題。

第II部分：融合技術、決策和概念

人工智能展示了解決 PED 問題和 EABO/DO 困境的最大潛力，同時為指揮官提供了對抗性超配。據審計總署稱，"人工智能可用于從多個地點收集大量數據和信息，描述系統正常運行的特征，并檢測異常情況，其速度比人類快得多"。由聯合規劃流程（JPP）提供信息的人工智能系統可以產生更快、更明智的 PDE 循環。如果海軍陸戰隊想要實現 EABO，就不能僅僅依靠人類。相反，未來的關鍵在于如何利用人工智能來增強人類的決策能力。

決策和決策支持系統

研究表明，人類的決策并不完美，在復雜和緊張的情況下會迅速退化。人類的決策在很大程度上是憑直覺做出的，并在進化過程中不斷優化，通過使用判斷啟發法（偏差）來防止認知超載。偏差是快速決策的捷徑，它根據以往的經驗和知識做出假設。36 偏差是一種快速決策的捷徑，它根據以往的經驗和知識做出假設。雖然這些決策已經過優化，但并沒有參考因啟發式方法而被否定的大量數據。由于這些決策都是基于以往的經驗和現有的知識，人們在面對混亂的新情況時可能毫無準備。如前文所述，這對 EAB 指揮官來說是個問題。決策支持系統可以提供幫助。

決策支持系統可以是一個人用來提高決策質量的任何方法。海軍陸戰隊營長利用其參謀人員和聯合規劃流程 (JPP) 提供專家判斷來提高決策質量，而商業部門也越來越依賴于決策支持系統和人工智能來處理大量數據。在本文中，決策支持系統被定義為 "幫助用戶進行判斷和選擇活動的基于計算機的交互式系統"，也被稱為基于知識的系統，因為 "它們試圖將領域知識形式化，使其適合于機械化推理"。大多數 DSS 都采用西蒙的有限理性理論（Theory of Bounded Rationality）來建模，該理論承認人類在信息、時間和決策認知方面的局限性。西蒙提出了一個四步模型（圖 5），包括：1.觀察現實的智能；2.制定和衡量標準和備選方案的設計；3.評估備選方案和建議行動的選擇；以及 4.根據信息采取行動的實施。4. 執行，根據信息采取行動，最后反饋到第一步。

指揮官決策的兩個關鍵要素是選擇活動和推理。選擇活動，也稱為選項意識，是指在某種情況下對不同行動方案或備選方案的認識。選擇意識為指揮官提供了通往解決方案的不同途徑。能夠自主分析海量數據的 DSS 可能會揭示出以前不知道的選項。推理是一種邏輯思維能力。通過構建決策過程，數據支持系統可以不帶偏見和感情色彩地對數據得出結論。一些研究表明，在現實環境中，簡單的線性決策模型甚至優于該領域的專家。

DSS 有不同的類型，而類型決定了其性能和對人類增強的效用。智能決策支持系統（IDSS）是與作戰行動最相關的系統，因為它使用人工智能技術和計算機技術來模擬人類決策，以解決實時復雜環境中的一系列問題。在本文中，它將被稱為人工智能決策支持系統或 AI-DSS。它由一個數據庫管理系統（DBMS）、一個模型庫管理系統（MBMS）、一個知識庫和一個用戶界面組成，前者用于存儲檢索和分析數據，后者用于獲取結構化和非結構化數據的決策模型。人工智能-決策支持系統結合了人類構建問題結構的能力，以及通過統計分析和人工智能技術來支持復雜決策的系統，從而壓縮了 PED 流程（圖 6）。

人工智能輔助OODA循環

約翰-博伊德上校（美國空軍退役）被譽為機動作戰條令及其相應心理過程模型的主要作者之一。通過對實驗性戰斗機的研究，他認識到 "錯配有助于一個人的成功和生存，以及敏捷性和節奏之間的關系，以及如何利用它們使對手的感知現實與實際現實相背離"。為了解釋這些不匹配，他提出了一個 PDE 循環，后來被稱為 OODA（觀察、定向、決定和行動）循環（圖 7）。博伊德認為，誰能通過歸納或演繹推理更快地執行這一過程，誰就能獲勝。通過將人工智能融入 OODA 循環，EABO 指揮官可以獲得對敵決策優勢。正如伯杰司令在其規劃指南中所說："在任何規模的沖突環境中，我們必須比對手更快地做出并執行有效的軍事決策。

更好的信息和選擇有助于做出更迅速、更明智的決策，同時減輕認知負擔。EAB 部隊將面臨超音速和潛在的高超音速武器，這將使他們幾乎沒有時間做出充分知情的決策。EAB 指揮官將被迫利用大量有人和無人傳感器平臺感知威脅，并迅速確定行動方案。

人工智能輔助 OODA 循環（圖 8）直觀地描述了 EAB 指揮官如何借助人工智能技術做出決策。它將博伊德的 OODA 循環作為指揮官 PDE 循環的基礎。這反映出指揮官是決策過程的中心，也是情報和決策支持的主要消費者。下一層是國家情報總監辦公室（ODNI）的六步情報循環，用于將數據處理成情報。下一層是西蒙的有界理性模型，用于描述 AIDSS 如何嵌套在 EAB 指揮官的決策框架中。最后，使用狹義人工智能增強的外部代理被疊加以代表物理工具（如 RAS、武器系統、AI-DSS 和圖形用戶界面 (GUI)）。在關鍵點集成狹義人工智能，以實現傳感器操作和利用、數據和情報的 PED 以及武器使用的自動化，從而減少人力并壓縮 PDE 周期時間，為指揮官創造可利用的優勢窗口。

作戰概念

由于 EAB 指揮官將在一個簡樸、分散和資源有限的環境中工作，他必須重新獲得在這些方面失去的效率，以超越對手。AI-OODA 循環將按以下方式解決問題。在執行任務前，指揮官進行任務分析/人員規劃流程，以確定指揮官的關鍵信息需求（CCIR）（優先情報需求（PIR）/友軍情報需求（FFIR））以及與上級總部意圖相關的任務（作戰空間的情報準備（IPB）、行動區域、任務、約束/限制等）。

在步驟 1. 觀察階段，指揮官收集有關作戰環境、敵我態勢和友軍態勢的數據，以驗證 IPB 中的基準假設并更新態勢感知。為此，將利用國防部云服務和配備計算機視覺和機器學習技術的無人系統提供的多源情報，自主分析環境，查找 CCIR。這些系統在收集和識別 CCIR 時，可根據威脅程度和排放控制（EMCON）狀態采取兩種行動方案：1. 從云和/或邊緣 AI 平臺（AI-DSS）分發/縮減信息；2. 限制通信并返回基地進行開發。從這一過程中收集到的數據將反饋到第二階段--定向，以確定其意義和相關性。

在步驟 2. 在第 2 步 "定向"階段，指揮官要對收集到的大量數據進行意義分析，以便做出適當的決策。隨著數據池的不斷擴大，第一步的輸出結果必須由人工進行處理，這將耗費大量的時間和資源。如果處理不當，指揮官就有可能因信息過載而無法確定行動方案。研究表明，在面臨信息超載等人類認知極限時，人們會使用次優的應對策略，從而導致認知偏差。第二步是當前流程中的瓶頸，也是人工智能輔助決策支持系統（AI-DSS）緩解信息過載和縮短 PDE 周期的理想場所。

AI-DSS 的優勢在于它可以自主地以數字方式整合來自無限量來源的數據，包括多源情報、RAS、鄰近邊緣 AI 節點、開放源數據以及最終基于國防部云的服務，以生成決策輔助工具、預測性威脅預報或響應行動方案。通過監控這些來源，人工智能可利用 KDD 推斷出模式和意義，以探測敵方意圖，并在人工智能-OODA 循環的第 4 步中利用 F2T2EA（發現、修復、跟蹤、瞄準、交戰、評估）的殺傷鏈模型做出反應。與計算機網絡防御（CND）中使用的技術類似，EABO 部隊可以探測敵人的行動，將敵人的殺傷鏈指標與防御者的行動方針聯系起來，并識別出將敵人的個別行動與更廣泛的戰役聯系起來的模式，從而建立起陸基情報驅動的 SLOC（海上交通線）防御（IDSD），以控制當地海域。現在，他的情報系統已獲得最佳數據，并輔以人工智能生成的行動方案 (COA)，為第 3 步 "決定 "做好準備。

在步驟 3. “決定”步驟中，指揮官現在可以決定采取何種行動方案來實現預期結果。AI-DSS 可以推薦 COA、確定成功概率并建議后續行動或對手行動。通過圖形用戶界面，她的決定可以在整個梯隊中傳達，并傳遞給 RAS 平臺，從而在分布式作戰空間中形成一個綜合的有人無人團隊。

在步驟 4.“ 行動”中，指揮官正在執行任務，并利用反饋機制為其下一個決策周期提供信息，該決策周期已通過綜合通信、火力和指揮控制網絡進行了溝通，以確定可用和適當的武器系統。人工智能 OODA 循環將循環往復地進行下去，直到指揮官達到預期的最終狀態或情況不再需要采取戰術行動。通過利用人工智能作為 DSS，指揮官實現了以下目標：

1.融合--在梯隊中快速、持續、準確地整合來自所有領域、電磁頻譜（EMS）和信息環境的內部和外部能力；

2.優化 - 在正確的時間，以最有效和最高效的方式，向正確的目標提供效果的能力；

3.同步--將態勢感知、火力（致命和非致命）和機動結合起來進行滲透和利用的能力；以及

4.感知和行動速度--在沖突的各個階段都能識別和直觀地看到導致領域優勢和/或挑戰的條件，并采取相應行動；

確信所有數據點都以不偏不倚的方式加權，且周期速度快于敵方。

第 III 部分：關于人工智能輔助 EABO 的小故事

本節將通過一個小故事來解釋人工智能-OODA 循環系統在未來沖突中如何運作，從而將前面討論的主題結合起來。本節旨在從概念上向讀者概述如何使用該系統、它能解決哪些挑戰以及它能創造哪些機遇。

第 IV 部分：障礙和建議

有幾個問題不是本文的主題，但卻是接受和開發 AI-DSS 的重大障礙。將精力和資源集中在這些領域將激發行業解決方案，并協助海軍陸戰隊制定必要的政策、程序和戰術，以實現這一概念，并使海軍陸戰隊與國防部的人工智能戰略保持一致。

第一個問題是 EABO 的人工智能支持概念。如果對問題沒有清晰的認識，海軍陸戰隊就無法在技術、培訓和實驗方面進行適當的投資。一個可以考慮的途徑是與美國陸軍合作。2019 年 8 月，陸軍未來司令部發布了《2019 年未來研究計劃--人工智能在多域作戰（MDO）中的應用》。MDO 是聯合部隊的一個概念，海軍陸戰隊可以輕松嵌套在遠征梯隊中。這項研究通過戰爭游戲得到加強，概述了在 A2/AD 環境中建立人工智能能力的要求、優勢/劣勢和作戰案例。

第二個問題是海軍陸戰隊人工智能的資源配置。國防部人工智能戰略的美國海軍陸戰隊附件在 MCWL 設立了人工智能利益共同體（COI）和人工智能處，以確定人工智能工作的優先順序和同步性，并制定海軍陸戰隊人工智能戰略。這是一個良好的開端，但還不足以滿足人工智能運作所需的資源。海軍陸戰隊必須利用美國陸軍在多域作戰中開展的人工智能工作的范圍和規模，加速技術成熟、實驗和部隊發展。軍事、戰爭和后勤部人工智能有限技術評估應重點關注人工智能-DSS 如何能夠實現、改進或完全修改與 ISR-Strike、C2、維持和部隊保護相關的任務執行。2020 年有機會與陸軍人工智能任務組 (A-AITF) 就其 20 財年人工智能操作化研究計劃開展合作。

第三個問題是企業數據管理。國防部在匯集數據并將其組合成可用的形式方面舉步維艱。為了解決這個問題，國防部數字化現代化戰略要求提供企業云數據服務，也稱為聯合企業防御基礎設施（JEDI）。司令還認識到海軍陸戰隊在數據收集、管理和利用方面的不足，以促進更好的決策。機器要進行 KDD，必須有大量可用的數據集。海軍陸戰隊必須以人工智能-DSS 和其他深度學習技術能夠利用的方式構建其數據，以獲得業務收益。

第四個問題是對人工智能技術的信任。根據美國政府問責局的說法，人工智能正在接近第三次浪潮，但并非沒有嚴重障礙： "第三波人工智能的一個重要部分將是開發不僅能夠適應新情況，而且能夠向用戶解釋這些決策背后原因的人工智能系統"。目前的深度學習方法具有強大的分析能力，但有時會產生不尋常的結果。要讓指揮官信任并在軍事行動中使用 AI-DSS，就必須具備解釋人工智能如何得出答案的能力。可解釋的人工智能是國防部和商業部門共同關注的問題，而商業部門正在牽頭研究可能的解決方案。53 可解釋的人工智能是國防部和商業部門都關注的問題，而商業部門正在引領可能的解決方案研究。了解為什么會做出好的或壞的決策，會讓人對技術產生信任，這對軍事行動至關重要。

第五個問題是邊緣計算，即 "將計算能力下推到數據源，而不是依賴集中式計算解決方案"。這是必要的，因為電磁頻譜將受到爭奪，機器將無法依賴一致的通信和基于云的計算。數據網絡架構將需要重組，以便變得更加分散，并可抵御災難性損失，每個邊緣設備都應能夠與相鄰節點進行網狀連接和通信。在實踐中，數據連接將根據威脅環境從完全連接到拒絕連接的滑動范圍進行。這樣，AI-DSS 就能對本地收集的數據進行快速、實時的 PED，為 EAB 指揮官的決策周期提供支持。此外，國防部必須在戰術邊緣提供基于云的服務，并采用 5G 數據傳輸速率，以機器速度和低延遲充分利用人工智能和 RAS。同樣，這也是與美國陸軍在多域作戰方面的合作領域。

第六個問題是，這在以前已經嘗試過。2002 年，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）創建了 PAL（個性化學習助手）計劃，作為一種認知計算系統，它可以通過學習來協助用戶完成任務，從而做出更有效的軍事決策。其主要目標之一是減少對大量人員的需求，從而使決策更加分散，不易受到攻擊。PAL 的一些功能包括將多源數據融合為單一饋送，這些功能已過渡到蘋果 Siri 個人助理和美國陸軍的未來指揮所 (CPOF) 計劃。筆者無法獲得有關 PAL 計劃局限性的詳細信息，但陸軍認識到遠征決策支持系統的必要性，目前正在精簡 CPOF。指揮所計算環境（CPCE）將多個環境整合為一個單一的用戶界面，整體重量從 1200 磅減至 300 磅，主要用于移動作戰。這是朝著正確方向邁出的一步，也是陸軍和海軍陸戰隊的潛在合作領域。

最后，MCWL 應研究在 RAS、計算機視覺、機器學習和數據分析方面的狹窄人工智能領域，這些領域可立即應用于減少指揮官的認知負荷。

結論

當前的 C4ISR/RAS 是勞動密集型的，會產生大量數據，必須迅速加以利用，才能為海軍部隊提供可操作的情報。使用數據分析和機器學習的人工智能可以比人類更快地處理、利用和傳播信息。配備了人工智能信息系統的 EAB 指揮官將以比對手更快的速度做出更明智的決策。然而，在實現這一目標之前，目前還存在著巨大的障礙。展望未來，海軍陸戰隊必須制定一個與海軍作戰概念相匹配的海軍陸戰隊作戰概念，對人工智能工作進行充分的優先排序和資源配置，對企業數據管理進行資源配置，以最大限度地利用數據分析和機器學習來發現數據庫中的知識（KDD），并利用美國陸軍的人工智能實驗和概念開發來實現多域作戰（MDO）。此外，海軍陸戰隊應確定當前可通過狹義人工智能加以改進的技術和作戰領域。

海軍陸戰隊不能再依賴過時的決策支持系統和信息管理方法來進行戰術決策。隨著友軍和敵軍利用技術獲取戰術利益，指揮官的信息負荷將繼續增加。人工智能決策支持系統可以解決這個問題。軍事指揮與控制發展計劃》（MCDP 6）指出了這一點的必要性："無論時代或技術如何發展，有效的指揮與控制都將歸結為人們利用信息做出明智的決定和行動....，衡量指揮與控制有效性的最終標準始終如一：它能否幫助我們比敵人更快、更有效地采取行動？

美國戰略陸軍條令強調在多域環境中擊敗反區域介入和空中拒止（A2AD）系統。這些防空系統對友軍構成重大威脅，嚴重限制了聯合任務部隊的空中能力。為此，陸軍試圖了解自主無人機蜂群的組成如何影響聯合特遣部隊縱深打擊任務的成功。目標是通過評估自主無人機蜂群的有效性來加強陸軍的作戰行動。利用虛擬戰斗空間模擬器3（VBS3），模擬了不同無人機蜂群組成的俄羅斯防空資產。我們的分析表明，在我們的備選方案中，動能、干擾和誘餌三種無人機類型比例相等的無人機蜂群組合表現最佳。本文旨在說明我們的方法和相關結果。

引言

美國陸軍越來越重視與同行對手保持技術優勢（國會研究服務，2022年）。美國陸軍未來司令部（AFC）正在進行自主無人機群的研發。為了支持陸軍未來司令部和我們的主要利益相關者--系統增強型小型單位（SESU），我們評估了各種自主無人機群的組成。我們的主要評估指標是無人機群在敵后執行后續縱深打擊任務（兩架F-22）的能力。為此，我們使用Virtual Battlespace 3軟件在現代戰場環境中對敵方防空資產進行了一系列隨機模擬。

方法

在整個項目過程中，我們采用了系統設計流程來完成問題定義、解決方案設計和決策制定（Parnell和Driscoll，2010年）。解決方案實施階段不在本工作范圍之內。

3.1 問題定義

為了解問題的范圍，通過一系列面對面訪談和針對每個利益相關者的調查進行了利益相關者分析。這些利益相關者包括項目發起人（MITRE）和陸軍未來司令部，以及其專注于增強無人機蜂群技術的下屬單位（SESU）。利益相關者分析表明，工作重點應放在不同的蜂群組成上，并評估其擊敗敵方防空資產的有效性--有效性由機會之窗（WOO，即實現后續深度打擊資產）標準來衡量。根據利益相關者調查，將敵方防空資產定義為任何車載防空武器（如俄羅斯的SA-19 "格里森"）。

經利益相關方同意，制定了如下問題陳述和范圍：

問題陳述： 為了提高作戰效率，分析無人機群的組成對打開針對敵方防空系統的機會之窗（WOO）的影響。

問題范圍： 將模擬無人機群執行任務，打擊俄羅斯摩托化步槍旅理論上適當的防空資產。這些任務將利用具有以下能力的無人機群：誘餌、干擾和動能。

3.2 方案射擊

基線替代方案是由120架無人機組成的蜂群，其組成由利益相關方選定。這些無人機分10波發射，每波12架。每個波次由41%的動能無人機、17%的干擾無人機和42%的誘餌無人機組成。除了該基線備選方案外，我們還利用茲威基形態箱開發了另外12種備選方案，其規模（120、60、36）和蜂群組成（動能、誘餌或干擾的比例；或三者的優先級相同）各不相同。

3.3 決策

除了利益相關方制定的任務成功/失敗標準（第2.1節）外，我們還利用利益相關方分析和對利益相關方進行的模擬演習的訪問來制定評估標準。這些評估標準衡量了針對理論上旅級規模的俄羅斯防空部隊的成功任務的有效性（圖2）。為了計算這些標準的權重，我們使用了等級加權法。然后，我們使用指數值建模來制定價值曲線。

無人機系統（UAS）和其他相關技術（人工智能或AI、無線數據網絡、擊敗敵方電子戰的電子支援措施）已經發展到一個新的地步，無人機系統被認為原則上能夠執行目前由有人駕駛飛機執行的幾乎任何任務。

因此，許多武裝部隊正在積極試驗有人-無人編隊協作（不同的縮寫為MUM-T或MUMT）。通過將有人和無人資產作為一個單位而不是單獨部署，無人機最大限度地發揮了其作為力量倍增器的價值，提高了在高度競爭性空域的殺傷力和生存能力。無人機系統的直接控制權可由飛行中的有人單位或單獨的空中、地面或海上指揮中心掌握。隨著時間的推移，人工智能的進步將允許無機組人員的編隊元素自主地執行大部分任務。這最終可以將人類干預減少到最低，只保留任務目標的輸入、交戰規則的定義和武器釋放的授權。事實上，這種自主能力對于MUM-T概念來說是至關重要的，以防止人類飛行員被控制無人機的額外任務所淹沒。 無人機系統的主要應用包括：

• 目標偵查；
• 為有人駕駛飛機進行戰損評估；
• 電子戰；
• 各種有人或無人平臺之間的數據和通信中繼/接口；
• 武裝護衛。

在“武裝護衛”角色中，無人機系統可以在有人平臺執行任務之前壓制敵人的防空設施（SEAD角色），或者作為一個外部武器庫，使單一的有人駕駛飛機在每次任務中能夠攻擊大量的目標。

• 1 美國陸軍MUM-T
  • 旋翼系統
  • 推進能力建設
  • 下一代有人-無人編隊步驟
  • 韓國
• 2 美國空軍MUM-T
  • 美國空軍SKYBORG
  • SKYBORG 路線圖
  • 朝記錄項目發展
  • ATS/忠誠僚機
  • 英國皇家空軍“蚊子（MOSQUITO）”
  • FCAS - 未來戰斗航空系統
  • FCAS - 法國PANG
• 3 美國海軍MUM-T
  • 美國海軍MQ-25 STINGRAY加油機
  • 無人駕駛型F/A-18測試
  • 美國海軍的下一代空中優勢
• 4 其他國家發展狀況

自第二次世界大戰以來，美國陸軍傾向于在沖突開始前忽視其電子戰（EW）事業。一旦進入沖突，美國陸軍就迅速發展裝備、組織和理論以滿足作戰環境的要求。未來與俄羅斯和中國等近鄰對手作戰的速度和殺傷力可能要求美國陸軍的電子戰事業在沖突開始時就已經配備了人員、訓練和裝備。如果大規模作戰行動（LSCO）迅速開始，美國陸軍在以往沖突中的EW能力差距可能會導致未來沖突中的失敗。

這部專著重點討論了美國陸軍在使用EW期間和之后所獲得的教訓和遺忘。第二次世界大戰、越南、"沙漠之盾 "和 "沙漠風暴 "行動。仔細研究這三次沖突中的戰爭和所獲得的教訓，可以為美國陸軍目前的戰爭裝備、組織和理論提供參考。

現代軍隊依靠電磁頻譜來運作。因此，通過干擾和定向能量攻擊電子和信息系統會降低現代對手的作戰系統。冷戰結束后，美國的對手在電子攻擊能力方面進行了投資，而美國陸軍則基本上放棄了自己的能力。意識到這一點，陸軍現在正投資于新舊電子武器以縮小差距，在陸軍試驗多域作戰概念時重新獲得電子攻擊能力。本專著的目的是回答這樣一個問題："美國陸軍如何在MDO空間中利用電子攻擊？" 本專著提出，陸軍作戰部隊應將新興的干擾和定向能武器整合到一個作戰系統中，將物理、控制論和道德效應融合到對敵人的深度攻擊中。這一建議對條令、組織和領導者的發展有重大影響。作者的意圖是鼓勵陸軍領導人將環衛系統中的進攻行動視為當前和未來戰場上聯合武器作戰的關鍵。

一 新興電子攻擊技術

1 無人機和反無人機干擾

無人機系統和傳統的干擾技術已經融合在一起，形成一種新的能力。正如前面的案例研究中提到的，俄羅斯已經在無人機上安裝了干擾器，作為其Leer3 EW系統的一部分。在美國，陸軍和空軍希望更深入地測試空中發射的多功能無人機群，這些無人機可以快速穿越戰場進入對手的支持區，以識別、破壞甚至摧毀高回報目標。陸軍作戰能力發展司令部的合同提案要求這些無人機配備ES傳感器和EA武器，能夠同時探測敵人的作戰秩序，進行干擾，并觀察火力任務。陸軍的建議表明，網絡化的EW無人機在近距離、縱深和支援領域都有作用。除了在更大的收集-火力架構中的整合，EW無人機群可以通過欺騙性的信號和特征支持作戰機動。雖然這一系統尚未投入實戰，但該提案表明，陸軍正在考慮將EA能力與不斷擴大的無人機群整合到一個更廣泛的作戰系統中。

反無人機干擾系統有效地發揮了機動短程防空（SHORAD）武器的作用，保護單位和關鍵節點免受觀察和攻擊。許多反無人機武器干擾或欺騙測向和通信系統，導致無人機墜毀或返航。理想情況下，反無人機EA系統可以與戰區的IADS相連接，能夠迅速解除空域的沖突，辨別敵我雙方。然而，在有爭議的EMS環境中與低空飛行的無人機交戰的被動性質將使蓄意的空域和EMS解沖突變得不可能，特別是對于裝備有便攜式變體的部隊。

2 高能激光器

定向能源武器的破壞潛力來自于隨著時間推移轉移到目標的能量。高能（HE）激光器的能量通常在千瓦到兆瓦之間。在低端，這些武器可以使傳感器失明。隨著能量的增加，它們可以降低敏感的電子元件，加熱設備和人員，使其不能再發揮其功能，并導致燃料或彈藥爆炸。 美國海軍在實施高能激光器方面處于領先地位，2014年在一艘水面艦艇上安裝了第一臺。它現在在許多艦艇上都有一系列的激光器，從光學 "炫目 "到150千瓦的光束。光學、發電和傳播方法的進步使得在海上、空中和太空以及陸地移動系統中使用高能激光成為現實。

陸基高爆激光系統可以發揮許多功能。在戰術層面上，高爆激光器可以抵御來襲的彈藥，使無人機失效，并壓制敵人的主動防護系統，作為動能射擊的補充。空軍安裝在卡車上的 "恢復基地拒絕的彈藥"（RADBO）系統使用高爆激光器在舒適的距離內引爆地雷。陸軍目前正在開發一種300千瓦的車載激光器，以防止火箭彈、火炮和迫擊炮的攻擊。在戰區和戰略層面，高爆激光器可能是對抗高超音速導彈的唯一有效手段。根據大氣條件和可用功率，地面高爆激光器可以瞄準敵方軌道上的衛星。

高爆激光器可以有效地作為動能武器的彈藥替代物。這也是有代價的：功率要求、交戰時在EMS中的信號增加，以及由于遠距離和跨域的影響而可能造成自相殘殺。高爆激光器還可能受到大氣條件的限制，盡管該領域的進展正在努力克服這一挑戰。

3 非致命、反人員定向能

激光與物理環境中的元素的相互作用使DE有了非致命的用途。美國軍方在伊拉克和阿富汗的反叛亂行動的高峰期試驗了 "疼痛射線"，作為其主動拒絕系統（ADS）的一部分。該系統是為控制人群而設計的，它將電轉化為毫米級的無線電波，加熱皮膚中的水，在幾秒鐘內產生難以忍受的熱感。對ADS的1.1萬次測試只導致了兩次受傷。另一種應用是用激光在人員附近產生等離子體球，然后用其他激光誘發物理效應，如幽靈般的聲音或周圍空氣中難以忍受的噪音。聯合非致命武器局正處于將激光誘導的等離子體效應武器用于加熱目標的皮膚，產生極其響亮或混亂的聲音，以及投射口頭命令的邊緣。

非致命的DE武器可用于固定地點的安全，可在安全和鞏固行動中使用，并可通過使人群遠離道路來提高流動性。然而，這些武器的新穎性可能會在信息環境中產生負面效應。斯坦利-麥克里斯特爾將軍在ADS部署后的幾周內就下令將其從阿富汗撤走，因為塔利班讓人們相信美國在對平民進行 "微波"，使其患上癌癥和不孕癥。

4 高功率微波武器

高功率微波(HPM)武器旨在通過用電磁能量壓倒目標的電子裝置來拒絕、干擾、損害或摧毀它們。HPM是可擴展的，根據HPM投射的能量的多少來呈現所需的效果。在較低的范圍內，HPM激增的能量足以 "鎖定 "一個系統，拒絕其使用。在較高的功率范圍內，HPM會破壞集成電路。與干擾器不同，HPM可以在目標系統不工作的情況下實現其效果。反擊HPM需要對整個電子系統進行加固，因為激增的能量會通過暴露的電線、端口、天線和光學器件滲透進去。與高爆激光器不同，HPM是區域性武器。破壞性效果通常是在較近的范圍內產生的，而破壞性效果可以在較遠的距離上實現更大的面積。作為區域性武器，HPM在對付無人機群時特別有用，空軍已經部署了至少一種HPM武器來保護其地面設施免受無人機攻擊。2017年，波音公司和空軍成功測試了 "反電子高功率微波高級導彈項目"（CHAMP），這是一種巡航導彈，旨在用機載HPM摧毀計算機和電子設備。將這種技術應用于無人機系統或基于直升機的運載系統，為遠程HPM攻擊提供了另一個載體。

具有最大戰略潛力的HPM武器是非核電磁脈沖（EMP）。一旦美國研究人員認識到核爆炸伴隨著電磁能量的大規模激增，美國和蘇聯就開始研究用非核彈藥復制這種效果。雖然CHAMP使用機載電池來發射其HPM以達到局部效果，但EMP炸彈將爆炸能量轉移到磁場中，在整個作戰區域產生HPM效果。組件技術已經成熟到EMP炸彈或導彈是可行的地步。雖然國防部沒有公開其EMP研究，但在2017年，國防部向工業界征集一種 "彈藥投送的非動能效應"，該效應能夠 "在不破壞與這些系統相關的硬件的情況下使對手的基本工業、民用和通信基礎設施失效"。該提案要求用標準的陸軍155毫米射彈來實現這一效果。96F 97 該提案所要求的能力指向某種火炮發射的EMP武器。由于C2系統和光電傳感器依賴于敏感和脆弱的電子器件，成功的EMP攻擊對對手的影響可能是決定性的。

二 新興電子攻擊技術的影響

博伊德斷言，戰斗人員必須有道德-心理-身體的和諧才能進行抵抗。要破壞這種和諧，需要將致命的、機動的和道德的努力結合起來。施耐德斷言，戰斗有三個領域：道德、控制論[心理]和身體。各個領域都會受到能力的影響，包括EA。結合這些觀點，我們得出了一種方法來理解新的電子攻擊能力如何在多領域作戰中被利用（見圖3）。考慮到案例研究，現在的任務是考慮我們如何將新興的EA系統與現有的能力相結合，在物理、控制論和道德領域產生影響，以支持致命的、機動的和道德的努力。

圖 3.“在作戰中應用電子攻擊的模型”。

1 物理領域的現代EA

電子武器特性的最重大變化是開發了能夠直接摧毀敵人系統和平臺的電子武器。HPM和HE激光系統有能力摧毀無人機和飛機。陸軍的高爆激光器目前集中在防空和反無人機任務上，但這些激光器瞄準地面上的敵方平臺只是時間問題。戰斗車輛上的主動保護系統，如以色列的 "戰利品 "系統的擴散，可能需要在用直接或間接火力攻擊這些平臺之前，通過干擾或DE武器對其進行抑制。為工兵部隊配備RADBO或類似的高爆激光系統，將使他們能夠迅速減少雷區，在行動中能夠更快地進行地面機動。

無人機群ES/EA干擾器，與間接或精確火炮協同作戰，形成了一種觀察-壓制-打擊的能力，有可能遠遠超出前線部隊的作戰范圍，支持偵察和反偵察任務。裝有高爆激光器的航空平臺將為陸軍提供其最遠距離的直接火力武器系統，能夠在距離目標數英里的地方升空進行瞄準射擊，然后落回地面。作為常規致命打擊的一部分，EMP炮彈將摧毀主動防護系統和反火力雷達的電路。

陸軍EA系統也將在物理領域支持MDO的其他服務。DE武器的效果上限可以延伸到太空，使其能夠與飛機交戰以支持空軍。消耗性的無人機干擾器可以激活敵方的EA系統，顯示其位置以便聯合瞄準。裝備有小型EMP裝置的特種作戰部隊可以使岸基雷達和導彈系統在沿海和海上行動中無法使用。陸軍高能激光器有可能通過從地面瞄準敵方衛星來支持太空部隊。

2 網絡領域的現代EA

雖然美軍傳統上將EA集中在網絡領域，但現代EA武器為陸軍提供了沿著作戰區域的長度和寬度攻擊網絡決定性點的潛力。蜂群無人機可以將陸軍各師的干擾范圍擴大到遠遠超過空地作戰的30公里。ES系統可以提示高爆激光器來干擾（或炸毀）指揮節點的天線。HPM和EMP彈藥將使整個網絡無法使用，嚴重降低了指揮官在分布式部隊之間提供目的和方向的能力。成群的EA無人機和固定的誘餌可以模擬平臺和指揮節點的電子特征，欺騙敵人并模糊其電子監視工作。同樣的能力也可以用噪音淹沒EMS，在關鍵時刻隱藏關鍵系統的使用或機動。

無人機干擾器和高爆激光器可以壓制防空系統以支持空軍行動。電磁炮是在MDO中產生機動窗口的完美武器，因為它可以使不發光的防空雷達失效，而不會使載人的空中干擾機處于危險之中。地面干擾器可以破壞衛星和地面站之間的聯系，使太空部隊的資產騰出來用于其他行動。EA系統可以刺激敵方網絡，或創造可能有利于敵方網絡內部的網絡行動的缺口。針對網絡決定性點的EA的累積效應將使敵人無法對加速的致命打擊作出反應，也無法對進入脆弱地區的滲透性機動作出反擊。

3 道德領域的現代EA

陸軍可以在戰術、作戰和戰略層面上將現代EA技術用于對抗敵人的意志。在戰略層面上，EMP彈藥可以作為一種有效的威懾手段來對抗對手的行動。從多個載體--空中、太空、海上和陸地--發射的EMP提供了核交換之外的升級選擇。在作戰層面，一個模擬蜂窩網絡同時干擾真實網絡的系統，如俄羅斯的Leer 3，將幫助指揮官更有效地管理信息環境。對分散的部隊使用戰術電磁脈沖，從電子上切斷他們的總部和相鄰的編隊，將在紀律性不強的部隊中產生恐懼和威脅。激光誘導的等離子體效應可以在塑造行動中使用，作為致命的動能打擊或快速穿透機動的前奏，制造恐懼和焦慮。

正如俄羅斯人在烏克蘭所展示的那樣，操縱性電子攻擊是利用聯合網絡行動中獲得的情報的一種機制。我們的網絡戰士必須與EA和心理行動相結合，以收集情報，制作欺騙或信息，然后以無線方式投射到對手的網絡。

隨著美國陸軍發展其在多域戰場上的競爭、威懾和制勝的理論，戰爭規劃者必須考慮互操作性的價值，以促進校準的部隊態勢。在歐洲，當考慮到俄羅斯構成的威脅時，俄羅斯反介入/區域防御武器的強大將限制美國陸軍前哨部隊的能力。為了克服這一不足，能夠與美國陸軍部隊習慣性地建立互操作關系的北約盟友最適合于促進調整部隊態勢。然而，完美的互操作性在北約聯盟內仍然難以實現。在與歐洲盟國合作時，了解并平衡互操作性的三個領域的美軍指揮官，最能激發出有效的、習慣性的、有說服力的互操作性解決方案。美國陸軍和盟軍部隊如果能夠在他們選擇的時間內再現有效的互操作性，就會直接加強校準部隊態勢的想法，在沖突期間提供前沿能力，并在競爭環境中推進盟軍的說法。

美國海軍陸戰隊正在建設反水面作戰領域的能力，特別是在獲得地基反艦導彈（GBASM）及其相關發射平臺方面。研究為分析與這種新能力相關的部隊結構提供了一種方法。研究方法使用離散時間馬爾可夫模型對GBASM炮組和敵方水面艦艇之間的戰術級決斗進行建模。這些模型有足夠的復雜性來解決關鍵的部隊設計問題，并且對決斗的關鍵特征進行了參數化，以便進行強有力的敏感性分析。

在海軍導彈作戰中，重要的是確定所需的炮彈規模S，以使炮彈有足夠高的概率殺死敵艦。GBASM概念的獨特之處在于，與從水面艦艇上發射導彈相比，它能夠將這種炮彈分散到幾個平臺上，并以更適合特定戰術場景的方式進行發射。在這種情況下，如果有一個大小為K的禮花彈，并將該禮花彈分散到N個平臺上，那么每個平臺在特定的禮花彈中發射?枚導彈，這樣K × N = S。有了這個公式，就能夠分析平臺數量和每個平臺發射的導彈數量在這些配置的殺傷力和生存能力方面的權衡。這為成本-效益分析提供了基礎。

對GBASM炮臺與敵方水面艦艇發生接觸的情況進行模擬。從簡單的場景開始，然后逐漸復雜化。讓GBASM發射器與一艘敵方水面艦艇進行決斗。GBASM一方被稱為藍方，水面艦艇被稱為紅方。最初假定雙方都有足夠的導彈供應，并且交換的時間是有限的，因此可以把供應視為無限的。GBASM以彈丸為單位進行發射，每個彈丸至少包括一枚導彈。在藍方的炮擊之后，紅方的水面艦艇有機會進行還擊。

在所描述的環境中，假設藍方具有首發優勢。鑒于GBASM的引入在沿岸地區造成的不對稱情況，首發優勢的假設并不是不合理的。GBASM是移動的，有可能移動到難以探測的地方，只有在準備開火時才出來。GBASM的目標是保持不被紅方船只發現，直到它成功瞄準紅方船只。一旦紅方船只成為目標，GBASM系統就會開火并移動到一個新的位置。如果沒有關于GBASM移動的完美信息，紅方艦艇將持續處于不利地位。

此外，該模型捕捉到了紅方對藍方的炮擊進行防御措施的能力。這些防御性的反措施是用參數λ來說明的，這個參數是紅方根據泊松分布可以攔截的藍方導彈的平均數量。以這種方式對紅方采取反措施的能力進行建模，說明了隨著藍方導彈規模的增加，紅方采取反措施的能力也在減弱。同樣，也說明了紅方針對藍方分布式發射器的能力下降。紅方殺死藍方分布式平臺的能力用參數?表示，根據泊松分布，紅方在還擊中可以殺死藍方平臺的平均數量。這再次說明，隨著藍方平臺數量的增加，紅方瞄準和殺死藍方的效果有限。

在對該模型的分析中，遇到了幾個關鍵的發現。首先，最重要的是確定理想的炮擊規模S，以提供足夠高的殺死敵艦的概率。這不是一個簡單的 "越多越好 "的問題，因為炮擊規模有一個收益遞減點。正如人們所期望的那樣，還得出結論，增加平臺的數量K可以提高生存能力，從而提高GBASM炮臺的殺傷力。然而，改進的幅度對其他參數很敏感，當炮彈規模足夠大時，改進的幅度通常很小。

該研究的主要產出是創建的模型和對它們進行進一步分析的能力。本論文中任何地方使用的參數值都不是由具體的GBASM系統或潛在的敵方水面艦艇的能力來決定的。因此，結果應該被看作是對參數空間可能區域的探索的概括。這些模型提供了根據有關特定系統的能力進行具體分析的能力。

美國陸軍最近制定了一項關于未來陸軍如何作戰的戰略以及實現這些軍事能力的相關現代化和研究重點。以高超音速飛行為基礎的遠程精確射擊對于確保美國能夠對任何競爭對手實施其意志至關重要。要實現一個有效的未來美國軍隊，必須克服許多障礙。其中一些差距是對高超音速飛行器空氣熱力學的理解，從而促使對基礎研究的需求。本報告的目標是定義一個經典的、與陸軍相關的配置，適合于基礎研究，以允許與適當的主題專家的關鍵數量的集中合作。從這種開放的幾何構型研究中獲得的數據和知識可能會受到更多的限制性分配。

美國陸軍最近制定了一項關于未來陸軍如何作戰的戰略以及實現這些軍事能力的相關現代化和研究重點。以高超音速飛行為基礎的遠程精確射擊對于確保美國能夠對任何競爭對手實施其意志至關重要。

要實現一個有效的未來美國軍隊，必須克服許多障礙。其中一些差距是對高超音速飛行器空氣熱力學的理解，從而促使對基礎性研究的需求。缺乏對高超音速飛行器周圍發生的復雜物理和化學的預測性知識，抑制了及時的、優化的多部件設計。對邊界層過渡和沖擊-邊界層相互作用等具體現象了解不多。不能正確地對現象進行建模，會產生一些不確定的特征，如表面壓力分布和熱通量，這對飛行器技術，包括穩定性、控制和熱負荷管理，都有負面影響。

幸運的是，有一個先例，即通過定義政府基準飛行器來促進全社會的科學討論，這些飛行器包含功能相關的工件，但對具體的發展計劃不敏感（見陸軍-海軍基本芬納導彈、空軍改良基本芬納導彈、陸軍-海軍旋轉火箭、國家航空航天飛機和NASA研究）。本報告的目標是定義一個典型的、與軍隊相關的配置，適合于基礎研究，以便與足夠數量的適當的主題專家進行重點合作。從這個開放的幾何構型的研究中獲得的數據和知識可能會受到更多的限制性分配。