近十(shi)年來,中(zhong)國人民解放(fang)軍(PLA)持續追蹤美(mei)(mei)軍通過"人機(ji)協同(tong)作(zuo)(zuo)戰(zhan)"(MUM-T)提升(sheng)戰(zhan)斗效(xiao)能(neng)的演進路徑。通過剖(pou)析(xi)美(mei)(mei)軍MUM-T發(fa)展(zhan)關鍵節(jie)點,PLA旨在識別其軍事弱(ruo)點、優化自(zi)身裝備采辦策略并研發(fa)反制措施。隨著MUM-T深度融(rong)(rong)入美(mei)(mei)空軍部(bu)(DAF)"協同(tong)作(zuo)(zuo)戰(zhan)飛(fei)機(ji)"(CCA)等(deng)計劃,PLA正開展(zhan)適配自(zi)身作(zuo)(zuo)戰(zhan)需求的同(tong)類技術試驗。截至2025年,PLA判(pan)定未來戰(zhan)爭的核心特征是將人工智(zhi)能(neng)增強無人系統融(rong)(rong)入以有(you)人平臺為主導(dao)的作(zuo)(zuo)戰(zhan)網絡,以此優化作(zuo)(zuo)戰(zhan)效(xiao)能(neng),同(tong)時積極布(bu)局未來戰(zhan)場優勢地位。
當美(mei)空(kong)(kong)軍部(bu)加速測試MUM-T概念(nian)并將CCA計劃納入(ru)對抗高端對手的(de)作戰(zhan)體(ti)系時,美(mei)國(guo)(guo)(guo)防部(bu)(DoD)及(ji)空(kong)(kong)軍部(bu)的(de)規劃者(zhe)、戰(zhan)略(lve)家與分析人員正在深入(ru)研究(jiu)中國(guo)(guo)(guo)對空(kong)(kong)戰(zhan)自主系統的(de)認知路徑。掌(zhang)握外國(guo)(guo)(guo)MUM-T能力可指導美(mei)空(kong)(kong)軍部(bu)作戰(zhan)規劃、增強盟軍互操作性并引(yin)導關鍵技術投資。此外,洞悉中國(guo)(guo)(guo)MUM-T發展模式有助(zhu)于預(yu)判(pan)與反制(zhi)戰(zhan)術,確保(bao)美(mei)軍在可預(yu)見未來保(bao)持戰(zhan)略(lve)優勢。
本(ben)研究基于中文(wen)開源文(wen)獻解析(xi)中國防(fang)務(wu)界空戰(zhan)技(ji)術觀點,據此(ci)識別軍(jun)工復合體(ti)內MUM-T核心利(li)益方與倡導者(zhe)。重點探究:(1)PLA是否計劃將MUM-T及(ji)反制(zhi)策略(lve)納入作戰(zhan)概念開發;(2)PLA如何看待空軍(jun)部(bu)將MUM-T作為未(wei)來作戰(zhan)能(neng)力(li)標志性特(te)征(zheng)的(de)戰(zhan)略(lve);(3)PLA關于人機關系及(ji)自主系統(tong)作戰(zhan)角(jiao)色的(de)認知(zhi)體(ti)系。
? PLA判定MUM-T將成為智能系統作戰的標志性特征,當前處于將其融入現有條令的作戰概念萌芽期
? 自2015年起持續追蹤美軍MUM-T技術概念發展,旨在識別弱點并研發反制措施
? 截至2025年初,PLA采取區別于美空軍的MUM-T路徑:聚焦軟件算法升級,強化無人系統對有人平臺的輔助功能。雙方雖均重視CCA型效費比能力,但PLA更強調"單機功能強化"而非需更高自主性的"高級編組協同"
? PLA作戰(zhan)概念開發尚處初始(shi)階段,文獻(xian)強調需(xu)強化人機協同(tong)作戰(zhan)條件下"戰(zhan)時黨委(wei)"職能,近期平(ping)衡自(zi)主化與(yu)政治(zhi)管控仍是挑戰(zhan)
盡管美軍MUM-T融入未來作戰概念仍處初級階段,當前正是實施競爭策略確保空軍部保持技術概念優勢的關鍵窗口。基于本報告初步結論提出:
? 運用紅隊分析制定美軍MUM-T研發采辦的定制化戰略傳播方案
? 以MUM-T/CCA發展為案例實施"隱真示假"能力建設策略
? 未來十年PLA將加速自主系統軍事化集成,情報部門需重點分析其編制體制、作戰條令及訓練模式
? 針對性強化電磁頻譜防護能力,拓展與盟國軍工基地的電磁戰協作
? 美空軍部組建"綜合能力司令部"時,旨在確保其情報單元動態監控分析PLA電磁戰與信息戰能力
? 深入研判PLA在(zai)人(ren)工(gong)智能與無人(ren)系統塑(su)造的復雜戰(zhan)場態勢,據(ju)此開發定制化CCA作戰(zhan)概念
多年來(lai),人工(gong)智(zhi)能(neng)(neng)(AI)賦能(neng)(neng)自(zi)主(zhu)(zhu)系(xi)統的(de)(de)融合(he)已(yi)(yi)在美國(guo)防(fang)(fang)部(bu)(bu)(bu)(DoD)引發變(bian)(bian)革性轉向,深刻革新作戰能(neng)(neng)力(li)與戰略(lve)路(lu)徑。為進一步優(you)(you)化技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)演進,關鍵軍(jun)事應用領域(yu)(涵(han)蓋(gai)情報(bao)監視偵察(ISR)、空(kong)戰管理、攻防(fang)(fang)空(kong)戰行(xing)動)已(yi)(yi)引入差異化自(zi)主(zhu)(zhu)等級(ji)。隨著(zhu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)疆域(yu)擴(kuo)展,自(zi)主(zhu)(zhu)系(xi)統通過(guo)(guo)“人機組(zu)隊”增(zeng)強作戰效能(neng)(neng)的(de)(de)機遇同步顯現。空(kong)軍(jun)內(nei)部(bu)(bu)(bu),空(kong)戰指揮(hui)官(ABM)作為認知負荷極高(gao)的(de)(de)關鍵崗位(wei),將(jiang)成為此技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)躍遷的(de)(de)核心受益者。為支撐自(zi)主(zhu)(zhu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)演進,國(guo)防(fang)(fang)部(bu)(bu)(bu)制(zhi)定(ding)《無(wu)人系(xi)統綜合(he)路(lu)線圖(tu)》(USIR),提供將(jiang)無(wu)人系(xi)統融入國(guo)防(fang)(fang)部(bu)(bu)(bu)宏(hong)觀戰略(lve)的(de)(de)全面指導(dao)(USIR, 2017)。盡管USIR涵(han)蓋(gai)多元主(zhu)(zhu)題(ti),本(ben)研究聚焦自(zi)主(zhu)(zhu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)及其使能(neng)(neng)要素,著(zhu)力(li)通過(guo)(guo)訓練優(you)(you)化國(guo)防(fang)(fang)部(bu)(bu)(bu)系(xi)統效能(neng)(neng)。值得(de)注意(yi)的(de)(de)是,本(ben)研究延伸路(lu)線圖(tu)通用框架,深入剖析ABM崗位(wei)的(de)(de)現實影(ying)響及該關鍵兵種初始訓練體系(xi)的(de)(de)變(bian)(bian)革路(lu)徑。
“人(ren)(ren)(ren)(ren)機組(zu)隊(dui)”(HAT)——亦稱“人(ren)(ren)(ren)(ren)-人(ren)(ren)(ren)(ren)工智能協同”,指(zhi)人(ren)(ren)(ren)(ren)類(lei)操作員與(yu)AI賦能系(xi)統間的(de)動態協作。該(gai)伙伴關系(xi)旨在實(shi)現(xian)無(wu)縫交互,通過能力互補達(da)成(cheng)獨(du)立個體(ti)無(wu)法企及的(de)任務效能。HAT的(de)演進正深刻重構有人(ren)(ren)(ren)(ren)/無(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)系(xi)統及配套(tao)工具的(de)運用范式(shi),要(yao)求(qiu)建立精細平衡機制——融合人(ren)(ren)(ren)(ren)類(lei)直(zhi)覺專長與(yu)自(zi)主系(xi)統分析速(su)度(du)優勢(shi)。此交匯領(ling)域(yu)催(cui)生(sheng)新(xin)型訓練需求(qiu):須確保ABM充分理解并(bing)駕(jia)馭自(zi)主系(xi)統能力,同時規避過度(du)依(yi)賴導致(zhi)的(de)負面后果。
實現人機(ji)高效(xiao)協同需關(guan)(guan)注五大關(guan)(guan)鍵要素(su):自主性、通信機(ji)制(zhi)、共(gong)享(xiang)心(xin)智模型(xing)、意圖理(li)解與互(hu)依關(guan)(guan)系(Lyons等, 2021)。從工具(ju)使用到近端交互(hu)能力的范式轉換,為(wei)美空軍(USAF)特定兵種(含ABM)帶來前所未有的機(ji)遇。傳統ABM僅依賴基礎軟件工具(ju)輔助空域協調管理(li),極少運用AI技術。其(qi)核心(xin)職(zhi)責在于(yu)空域作(zuo)戰(zhan)行(xing)動的協調指(zhi)揮(hui)。
歷史上,ABM憑(ping)借(jie)卓(zhuo)越能力(li)成功調度多型戰(zhan)(zhan)機應對戰(zhan)(zhan)場挑戰(zhan)(zhan)。但隨著美(mei)軍(jun)對抗強(qiang)敵的戰(zhan)(zhan)略轉型,未(wei)來空(kong)戰(zhan)(zhan)將呈現有(you)人(ren)/無(wu)人(ren)自主戰(zhan)(zhan)機混合編組、致命性倍增的復雜圖景,決策(ce)失誤(wu)后(hou)果將急(ji)劇放大。美(mei)軍(jun)持續推進自主戰(zhan)(zhan)機集成研(yan)究,要求ABM協調能力(li)懸殊的有(you)人(ren)/無(wu)人(ren)資(zi)產(chan),進一步(bu)加劇其(qi)認知負荷。預算(suan)緊縮與人(ren)力(li)需求壓力(li)更迫使ABM培(pei)訓體(ti)系在有(you)限資(zi)源下輸出高效戰(zhan)(zhan)力(li)。為(wei)應對挑戰(zhan)(zhan),美(mei)空(kong)軍(jun)戰(zhan)(zhan)略投資(zi)技術研(yan)發(fa),通過(guo)深(shen)化自主研(yan)究與AI能力(li)為(wei)未(wei)來ABM提(ti)供增強(qiang)支持。然而關鍵(jian)缺口在于:當(dang)前尚無(wu)系統(tong)方案提(ti)升ABM訓練水平,使其(qi)具備駕馭先進工具所需的專業素養。
資深ABM作(zuo)為精通(tong)空戰管理(li)(li)、作(zuo)戰行動(dong)及指揮控制原理(li)(li)的專業群體,其專長通(tong)過三階段培養路(lu)徑鑄就:初始技能培訓(xun)→任務(wu)導向(xiang)訓(xun)練→多經驗(yan)層級混(hun)編團隊的實戰錘煉。但(dan)自主(zhu)技術(shu)集成(cheng)(cheng)(cheng)與“人機(ji)協同”概念(nian),對缺乏技術(shu)認知基礎的新老ABM均構成(cheng)(cheng)(cheng)全新挑戰。此知識(shi)鴻溝在現代戰場衍生潛在風險,凸顯(xian)自主(zhu)系(xi)統陌生領域對訓(xun)練輔助的迫(po)切需求。隨著自主(zhu)技術(shu)成(cheng)(cheng)(cheng)為未來戰場核心(xin)要素(su),其伴生的挑戰與機(ji)遇亟需前瞻性準備(bei)。本研(yan)究(jiu)致力于開(kai)發面向(xiang)ABM兵(bing)種的“概念(nian)化訓(xun)練輔助系(xi)統”,深化對人機(ji)組(zu)隊理(li)(li)念(nian)的理(li)(li)解。典型案例(li)如“目標機(ji)動(dong)反饋機(ji)制”——自主(zhu)系(xi)統檢測偏(pian)離預設機(ji)動(dong)軌(gui)跡(ji)時,通(tong)過實時指導與推(tui)理(li)(li)解析引導受訓(xun)者制定最優行動(dong)方案(COA)。
本研(yan)究旨在提升ABM態勢感知能力(li),并為新學員概念化(hua)訓練提出(chu)系統建議。前瞻(zhan)未來作(zuo)(zuo)戰(zhan)圖景,ABM預期(qi)將與兩類自主(zhu)實體協作(zuo)(zuo):其(qi)一,指揮(hui)管控轄區(qu)內的自主(zhu)作(zuo)(zuo)戰(zhan)資產;其(qi)二,依托自主(zhu)系統分析作(zuo)(zuo)戰(zhan)環境、識別特征模式并提供實時決(jue)策(ce)支(zhi)持。后者可執行(xing)(xing)威脅評估、最優(you)行(xing)(xing)動方案建議、關鍵信息(xi)中繼(ji)等任務,支(zhi)撐ABM審(shen)慎決(jue)策(ce)。此多(duo)維研(yan)究不僅增強現役ABM能力(li),更為下一代應對自主(zhu)技術交互的復(fu)雜需求(qiu)奠定基礎(chu)。
為實現(xian)研(yan)究目標,本研(yan)究著力開發面向(xiang)加(jia)速專(zhuan)長培養(yang)的“概念化訓(xun)練(lian)工具(ju)”。該模型構(gou)建流程擬(ni)融(rong)入ABM初(chu)始技(ji)能培訓(xun),為未(wei)來(lai)自(zi)主技(ji)術(shu)與能力奠基。方法論包含:通過現(xian)狀分析厘清自(zi)主技(ji)術(shu)認知水(shui)平,定(ding)位(wei)訓(xun)練(lian)關(guan)鍵介入點;開展任(ren)務分析解構(gou)模擬(ni)訓(xun)練(lian)場(chang)景,明確任(ren)務達成的系統化流程步驟。通過將自(zi)主系統嵌入此框(kuang)架,賦能ABM實時更新態(tai)勢、生成備選方案、動態(tai)適應戰(zhan)場(chang)的能力。
研(yan)(yan)究方法采用深度訪談(tan)策(ce)略(lve),精準識別新老ABM的(de)知(zhi)(zhi)(zhi)識斷層,力(li)(li)爭在(zai)初始(shi)訓(xun)練(lian)完成前(qian)主(zhu)動彌合差距(ju)。通過構建新老ABM的(de)強(qiang)關聯機制,為未來訓(xun)練(lian)項目設計與(yu)綜合指南制定奠(dian)定基礎。這些(xie)資(zi)源旨在(zai)賦予ABM與(yu)自主(zhu)系(xi)統交互所需(xu)的(de)“知(zhi)(zhi)(zhi)識-技能(neng)(neng)-能(neng)(neng)力(li)(li)”(KSA)集合。訓(xun)練(lian)輔助(zhu)系(xi)統不(bu)僅傳授(shou)必要技能(neng)(neng),更培養對(dui)自主(zhu)系(xi)統能(neng)(neng)力(li)(li)邊界的(de)辯證認知(zhi)(zhi)(zhi),同(tong)時(shi)錘煉(lian)關鍵(jian)決策(ce)時(shi)刻的(de)研(yan)(yan)判能(neng)(neng)力(li)(li)。最終(zhong)目標是促成訓(xun)練(lian)場景(jing)向真實戰場的(de)知(zhi)(zhi)(zhi)識無縫遷移(yi)。
在ABM初始訓練中引入自主技術將引發多重效應。本文成果將彌合亟待解決的能力缺口——若延遲應對,此缺口將持續擴大。自主系統集成將深度重構戰場空間管理模式,需通過多線程關聯研究厘清ABM初始訓練所需的技能體系。核心貢獻如下:
? 人機組隊導論:研究將確立自主能力融入兵種體系的最優路徑。所有空軍人員須完成“初始作戰能力”(IOC)認證方可進入任務導向訓練,明確可被自主技術替代或增強的任務環節,確保技術介入始于訓練最早期。研究將探索任務分配、決策流程及人機責任共擔機制。
? 訓練體系開發:通過初始課程將自主技術融入ABM兵種體系,助力其有效管理未來作戰中的自主系統。鑒于能力演進需求,需盡早開展操作員培訓。研究應聚焦開發增強ABM自主認知的訓練項目,重點強化人機協同達成任務目標的協調能力。
? 自主技(ji)術接受(shou)度:本研究將檢驗(yan)操(cao)作員對自主系統(tong)融(rong)入ABM職責的接納意愿(yuan),基于人口統(tong)計(ji)學特(te)征分(fen)析其(qi)認知態度與(yu)接受(shou)水平。
本論文結構如下:
? 第二章:詳述ABM訓練體系與方法論、自主技術與人機組隊、空戰指揮官職能背景,提供三領域文獻綜述
? 第三章:闡述定性與定量數據采集方法,深度剖析各問題研究方法論
? 第四章:呈現采集數據的分析過程,闡明各方法關聯結果并進行解讀
? 第五章:提煉結論與洞見,提出(chu)后(hou)續研究方(fang)向建議(yi)
未來武裝沖突將因對(dui)手持續(xu)創新而充(chong)滿不(bu)確定性——突發意外事件不(bu)可避免(mian)。當前(qian)演習難以為作戰支(zhi)援部隊提(ti)供充(chong)分(fen)發展即興應對(dui)能(neng)力的訓練機會。本研(yan)究提(ti)出可擴展的人機協同演習控制框架(jia),通過(guo)圖網絡建模結合(he)拓(tuo)撲分(fen)析與資源受限(xian)項目調度問題實現。該框架(jia)以美國空軍"銀旗"(Silver Flag)演習為案例驗證,成(cheng)效顯著(zhu)。
未來武(wu)裝沖(chong)突(tu)的(de)(de)未知(zhi)特性源于對(dui)手間競(jing)相(xiang)謀(mou)求戰略(lve)優勢。Alderson等(deng)人[1]定義的(de)(de)突(tu)發(fa)(fa)意(yi)(yi)(yi)外(wai)(分情境(jing)型(xing)與根(gen)(gen)(gen)本(ben)(ben)型(xing))具有必然性:情境(jing)型(xing)意(yi)(yi)(yi)外(wai)指雖屬(shu)罕見但(dan)仍(reng)在(zai)(zai)預期范圍內(nei)的(de)(de)事件;根(gen)(gen)(gen)本(ben)(ben)型(xing)意(yi)(yi)(yi)外(wai)則是普遍認為不(bu)可能(neng)發(fa)(fa)生的(de)(de)事件。例如強颶風襲(xi)擊佛(fo)羅(luo)里(li)達屬(shu)情境(jing)型(xing)意(yi)(yi)(yi)外(wai),而一月份災難(nan)性颶風襲(xi)擊伊利諾伊州則屬(shu)根(gen)(gen)(gen)本(ben)(ben)型(xing)意(yi)(yi)(yi)外(wai)——因現(xian)有氣象模型(xing)判定其(qi)不(bu)可能(neng)發(fa)(fa)生。軍事領域同理:敵軍運用已(yi)知(zhi)戰法發(fa)(fa)動(dong)突(tu)襲(xi)屬(shu)情境(jing)型(xing)意(yi)(yi)(yi)外(wai);而使用大幅超(chao)越現(xian)役能(neng)力(li)的(de)(de)未知(zhi)武(wu)器(qi)系統(tong)(如廣島原子彈)則構成根(gen)(gen)(gen)本(ben)(ben)型(xing)意(yi)(yi)(yi)外(wai)。突(tu)發(fa)(fa)意(yi)(yi)(yi)外(wai)與"正常(chang)波動(dong)"(明確預期的(de)(de)事件范圍)形成對(dui)立,基礎技(ji)能(neng)及其(qi)支撐(cheng)的(de)(de)即興應(ying)對(dui)能(neng)力(li)通(tong)常(chang)在(zai)(zai)正常(chang)波動(dong)范圍內(nei)培養。但(dan)受訓者在(zai)(zai)遭遇(yu)情境(jing)型(xing)與根(gen)(gen)(gen)本(ben)(ben)型(xing)意(yi)(yi)(yi)外(wai)時應(ying)用技(ji)能(neng)的(de)(de)能(neng)力(li),必須通(tong)過專項(xiang)訓練(lian)獲得。
針對(dui)正(zheng)常波動與(yu)突發意(yi)外(wai)(wai)(wai)的(de)訓練方法沿復雜度、成(cheng)本與(yu)價值(zhi)構成(cheng)連續譜系(xi)。Alderson等人[1]將訓練劃(hua)分為五類:模(mo)(mo)型(xing)(xing)推(tui)演、模(mo)(mo)擬(ni)仿真、兵棋(qi)推(tui)演、實兵演習及實戰化(hua)演訓(其(qi)模(mo)(mo)型(xing)(xing)與(yu)仿真定義異(yi)于(yu)常規:此(ci)處指建模(mo)(mo)保(bao)真度差異(yi))。圖1展(zhan)示(shi)訓練類型(xing)(xing)與(yu)意(yi)外(wai)(wai)(wai)類型(xing)(xing)的(de)對(dui)應關系(xi)。各類訓練對(dui)即興能(neng)力培養的(de)適用性(xing)如下:當系(xi)統(tong)(tong)可脫離細節(jie)與(yu)語境(jing)仍具(ju)效用時,模(mo)(mo)型(xing)(xing)推(tui)演最為適用——其(qi)將復雜系(xi)統(tong)(tong)簡化(hua)為可處理(li)表(biao)征以探(tan)索標準態勢(shi)。雖(sui)可通(tong)過隨機要素應對(dui)部(bu)分情境(jing)型(xing)(xing)意(yi)外(wai)(wai)(wai),但場(chang)景偏離標準操作條件時模(mo)(mo)型(xing)(xing)易出現誤(wu)判。模(mo)(mo)擬(ni)仿真則(ze)利(li)用系(xi)統(tong)(tong)細節(jie)探(tan)究(jiu)復雜性(xing)(如車(che)輛模(mo)(mo)型(xing)(xing)僅預(yu)設方向(xiang)盤轉向(xiang)響應,仿真卻(que)可解析轉向(xiang)動作對(dui)整車(che)部(bu)件的(de)具(ju)體影(ying)響)。模(mo)(mo)擬(ni)仿真與(yu)模(mo)(mo)型(xing)(xing)推(tui)演對(dui)情境(jing)型(xing)(xing)意(yi)外(wai)(wai)(wai)存在類似(si)局限,但仿真更易因(yin)系(xi)統(tong)(tong)交互復雜性(xing)產生意(yi)外(wai)(wai)(wai)狀態。兩者均無法應對(dui)根本型(xing)(xing)意(yi)外(wai)(wai)(wai)——因(yin)所有情境(jing)必須(xu)預(yu)先編程。
圖1. 訓練(lian)成本與(yu)復雜度隨預期意(yi)外事(shi)件層級(ji)提升而增長。特定訓練(lian)類型(xing)可(ke)能無法(fa)實現某些(xie)層級(ji)的意(yi)外事(shi)件。基于Alderson等人[1]及Mendon?a與(yu)Wallace[2]的研究成果構(gou)建。
兵棋推演的真實(shi)性通常(chang)低于模擬仿真,但恰當(dang)獎勵機制(zhi)更能激發受訓(xun)者(zhe)(zhe)投入。然而(er)(er)獎勵機制(zhi)會引(yin)導(dao)受訓(xun)者(zhe)(zhe)采取設計方認定的"有益(yi)"行為(可能與(yu)現實(shi)脫節)。隱藏評分(fen)(fen)體系雖可規(gui)避此傾向(xiang),卻會降(jiang)低受訓(xun)者(zhe)(zhe)參(can)與(yu)度。當(dang)參(can)訓(xun)者(zhe)(zhe)掌握評分(fen)(fen)規(gui)則后,往往聚(ju)焦得(de)分(fen)(fen)最大(da)化策略而(er)(er)忽視結果探索。若將此類經(jing)驗(yan)內化,其在現實(shi)場景(jing)中(zhong)應用推演啟發式方法可能導(dao)致意外后果。充分(fen)(fen)復盤(pan)(剖析(xi)推演與(yu)現實(shi)差異(yi))可緩解該風(feng)險,但需有實(shi)戰系統經(jing)驗(yan)的專家參(can)與(yu)指導(dao)。
實(shi)兵(bing)演(yan)(yan)(yan)(yan)習(xi)(xi)較兵(bing)棋(qi)推演(yan)(yan)(yan)(yan)成(cheng)本更(geng)(geng)(geng)高(gao)、流程更(geng)(geng)(geng)復(fu)(fu)雜(za)。雖在現實(shi)環境展開,但通常與實(shi)戰(zhan)(zhan)系(xi)統隔(ge)離以降低風(feng)險。可設計覆蓋正常波動與情境型(xing)意外(wai)的(de)演(yan)(yan)(yan)(yan)習(xi)(xi)內容,規模從(cong)小組(zu)訓練延伸(shen)至數萬人參演(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)大型(xing)作戰(zhan)(zhan)演(yan)(yan)(yan)(yan)習(xi)(xi)[3]。因(yin)人類行為固有不(bu)(bu)可預(yu)測性,實(shi)兵(bing)演(yan)(yan)(yan)(yan)習(xi)(xi)更(geng)(geng)(geng)易觸發情境型(xing)意外(wai)。演(yan)(yan)(yan)(yan)習(xi)(xi)可與實(shi)戰(zhan)(zhan)化(hua)演(yan)(yan)(yan)(yan)訓結合——后者作為最復(fu)(fu)雜(za)且具潛在價值(zhi)的(de)訓練手段(duan),直接(jie)在實(shi)戰(zhan)(zhan)系(xi)統展開(通常附加防(fang)護措(cuo)施)。如文獻[4]-[6]討論的(de)"黑啟動"事件(局部(bu)電網崩潰后恢復(fu)(fu)供電演(yan)(yan)(yan)(yan)練)即為典型(xing)。實(shi)戰(zhan)(zhan)化(hua)演(yan)(yan)(yan)(yan)訓能(neng)暴露未知系(xi)統依(yi)存關系(xi),但會對保障人群(qun)造成(cheng)顯著干擾。對受訓系(xi)統認(ren)知不(bu)(bu)足可能(neng)引發根本型(xing)意外(wai)。
受訓(xun)(xun)者需掌握應對(dui)(dui)突發意外的(de)即興(xing)處置能(neng)(neng)(neng)力。爵士樂領域已建立完善的(de)即興(xing)能(neng)(neng)(neng)力培養(yang)范式(shi)——通過曲目研習與(yu)重復(fu)訓(xun)(xun)練發展即興(xing)創作(zuo)與(yu)失誤修復(fu)能(neng)(neng)(neng)力[2]。因此必須為受訓(xun)(xun)者提供(gong)安全環(huan)境(jing)下(xia)的(de)試(shi)錯(cuo)空間,這種自主(zhu)權可(ke)增(zeng)強(qiang)其(qi)(qi)應對(dui)(dui)意外的(de)效能(neng)(neng)(neng)。但賦予受訓(xun)(xun)者自主(zhu)權會增(zeng)加導調人員的(de)意外頻率(lv)——因后者通常背負既定(ding)任務目標。當受訓(xun)(xun)者嘗試(shi)創新方案時(shi),其(qi)(qi)對(dui)(dui)演(yan)習鏈(lian)的(de)波(bo)及(ji)效應(尤其(qi)(qi)三階以(yi)上影響)目前(qian)難以(yi)預(yu)判。單環(huan)節(jie)失敗可(ke)能(neng)(neng)(neng)引發連鎖反應導致演(yan)習超(chao)時(shi),或破壞(huai)預(yu)設事件(jian)注(zhu)入(ru)條件(jian)。未(wei)能(neng)(neng)(neng)識別此類脫節(jie)將削弱演(yan)習沉浸感,使(shi)受訓(xun)(xun)者困惑于(yu)事件(jian)注(zhu)入(ru)的(de)真實(shi)意圖——他們應對(dui)(dui)抗"事件(jian)注(zhu)入(ru)"而(er)非"演(yan)習本身局限(xian)"。Pietrucha[7]指出(chu)當前(qian)美空軍(USAF)訓(xun)(xun)練體(ti)系推崇"基于(yu)海(hai)量精(jing)準情(qing)報制定(ding)最優方案"的(de)指揮(hui)模(mo)式(shi),Biery[8]認為這導致尉官(guan)群體(ti)缺乏在混(hun)沌時(shi)效環(huan)境(jing)下(xia)帶隊作(zuo)戰(zhan)(zhan)的(de)實(shi)戰(zhan)(zhan)經驗(yan)。培養(yang)混(hun)亂(luan)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)決策自信對(dui)(dui)未(wei)來大國戰(zhan)(zhan)爭至(zhi)關重要,而(er)文化變革需依(yi)托作(zuo)戰(zhan)(zhan)支援演(yan)習的(de)方法創新。
本(ben)研究(jiu)以(yi)美空(kong)軍作戰支援(yuan)部(bu)隊(dui)的(de)周訓項目"銀(yin)旗"(Silver Flag)為案例(li)。現行演習(xi)目標(biao)源自專業領域核心需(xu)求(qiu)——為遠征空(kong)軍基(ji)地提供保障功能,各兵種(zhong)據此構(gou)建認證事件以(yi)確保部(bu)隊(dui)滿足(zu)AFFORGEN模型(xing)戰備標(biao)準[9][10]。截至2023年3月(yue),"銀(yin)旗"缺乏評估事件關聯性及(ji)目標(biao)達成路(lu)徑的(de)框架。據Aragon[11]與(yu)Keech[12]報(bao)道,2023年6月(yue)"銀(yin)旗"由訓練演習(xi)轉型(xing)為任務資(zi)格認證演習(xi),強化了復(fu)雜場景構(gou)建的(de)迫(po)切需(xu)求(qiu)。
因缺乏事(shi)(shi)件(jian)(jian)分析(xi)框架(jia)(jia),2023年3月版(ban)"銀(yin)旗"依賴少數預設序列事(shi)(shi)件(jian)(jian)鏈,要求受(shou)(shou)訓(xun)者按固定流程(cheng)完(wan)成。此(ci)限制性環(huan)境(jing)阻礙小(xiao)分隊指(zhi)揮與(yu)即興能(neng)力發(fa)展——難以提(ti)升受(shou)(shou)訓(xun)者自主權。當受(shou)(shou)訓(xun)者嘗(chang)試(shi)(shi)非(fei)常規(gui)行(xing)動時(shi),導(dao)(dao)調(diao)組(zu)或可追(zhui)蹤一階影響,但(dan)后續變(bian)化迅速超(chao)出(chu)(chu)人(ren)腦處理極(ji)限。本案例研(yan)究數據采(cai)集期(qi)間,因受(shou)(shou)訓(xun)者基于往期(qi)"銀(yin)旗"經(jing)驗(yan)提(ti)前響應事(shi)(shi)件(jian)(jian)注(zhu)入,導(dao)(dao)調(diao)組(zu)試(shi)(shi)圖引入突襲情境(jing)。此(ci)自發(fa)調(diao)整暴(bao)露出(chu)(chu)事(shi)(shi)件(jian)(jian)依存關系評估(gu)機制的缺失——實施變(bian)更(geng)前需召集全專業聯席會議,且因無法(fa)預判影響范圍被(bei)迫延長演(yan)(yan)習日(ri)程(cheng)。亟需建立支(zhi)持數據采(cai)集、創新方案驗(yan)證與(yu)實時(shi)調(diao)適的框架(jia)(jia),核心(xin)是在人(ren)類決策不確(que)定性中最大化訓(xun)練價(jia)值。由此(ci)引伸出(chu)(chu)根(gen)本研(yan)究命題(ti):能(neng)否(fou)構建彈性演(yan)(yan)習模型(xing),為規(gui)劃提(ti)供洞察(cha)并為導(dao)(dao)控(kong)提(ti)供實時(shi)反(fan)饋?
科學界正開發人(ren)(ren)機(ji)(ji)編隊(dui)的精準訓(xun)練與評估方(fang)法,核心難點在(zai)于缺乏(fa)需(xu)團隊(dui)互操(cao)作(zuo)達成性(xing)能(neng)指(zhi)(zhi)標(biao)的真(zhen)實(shi)(shi)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)系統。2018年10月22-26日,美軍兩支(zhi)五人(ren)(ren)乘組(陸(lu)戰(zhan)隊(dui)/陸(lu)軍各(ge)一)為"僚(liao)機(ji)(ji)"聯合(he)能(neng)力技(ji)術(shu)演(yan)示(JCTD)項目實(shi)(shi)施實(shi)(shi)彈(dan)炮術(shu)評估演(yan)習(xi),開展真(zhen)實(shi)(shi)世(shi)界有人(ren)(ren)-無人(ren)(ren)編隊(dui)協同。乘組在(zai)指(zhi)(zhi)揮控制車內操(cao)控獨立武(wu)裝無人(ren)(ren)僚(liao)機(ji)(ji)車,兩車均為高(gao)機(ji)(ji)動(dong)多用途(tu)輪式(shi)車輛(HMMWV)。參(can)戰(zhan)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)先在(zai)佐治亞州(zhou)本寧堡卡(ka)穆什靶場使(shi)用僚(liao)機(ji)(ji)模(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)臺訓(xun)練,后操(cao)作(zuo)真(zhen)實(shi)(shi)僚(liao)機(ji)(ji)車完(wan)成多輪炮術(shu)行動(dong)。行動(dong)含觀摩(mo)工程團隊(dui)全實(shi)(shi)彈(dan)演(yan)示,士(shi)兵與陸(lu)戰(zhan)隊(dui)員(yuan)(yuan)參(can)與空(kong)膛射擊、空(kong)包彈(dan)射擊及靜態實(shi)(shi)彈(dan)射擊。事(shi)后參(can)戰(zhan)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)就(jiu)訓(xun)練與演(yan)習(xi)體驗提(ti)供(gong)反饋(kui)。本報告匯總作(zuo)戰(zhan)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)反饋(kui),用于支(zhi)撐:制定針對性(xing)訓(xun)練方(fang)案、完(wan)善模(mo)擬(ni)測(ce)試(shi)臺技(ji)術(shu)需(xu)求以提(ti)升(sheng)訓(xun)練效(xiao)能(neng)、優化真(zhen)實(shi)(shi)車輛/控制器(qi)/作(zuo)戰(zhan)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)機(ji)(ji)器(qi)界面的交互設計。
美軍(jun)正識(shi)別(bie)當(dang)前(qian)(qian)及新興技(ji)術,探(tan)索2028年前(qian)(qian)在復雜對抗環境中(zhong)提(ti)供軍(jun)事優勢的(de)(de)技(ji)術賦能(neng)概念,含支持有(you)(you)人(ren)(ren)-無人(ren)(ren)編(bian)隊(dui)協同(MUM-T)的(de)(de)先進(jin)技(ji)術。隨著無人(ren)(ren)技(ji)術從(cong)傳統(tong)遙操作(zuo)向具自主決策能(neng)力的(de)(de)互(hu)操作(zuo)演進(jin),必須(xu)發展人(ren)(ren)機團(tuan)隊(dui)成(cheng)員間的(de)(de)高(gao)效協作(zuo)。有(you)(you)效編(bian)隊(dui)需在技(ji)術開發生命周期(qi)納入人(ren)(ren)類(lei)成(cheng)員,以(yi)推進(jin)可信(xin)團(tuan)隊(dui)建設。聚(ju)焦MUM-T中(zhong)人(ren)(ren)因(yin)要素(su)的(de)(de)核心動(dong)因(yin)在于:有(you)(you)效協同與(yu)技(ji)術恰當(dang)運(yun)(yun)用(yong)依賴人(ren)(ren)類(lei)對系(xi)統(tong)行為及其邏輯(ji)的(de)(de)理(li)解(jie)。若(ruo)人(ren)(ren)類(lei)預(yu)期(qi)與(yu)系(xi)統(tong)行為錯位(wei),將質疑系(xi)統(tong)行動(dong)準確性。此(ci)類(lei)質疑導(dao)致信(xin)任衰減,進(jin)而引(yin)發系(xi)統(tong)誤用(yong)或棄用(yong)——即便(bian)系(xi)統(tong)運(yun)(yun)行有(you)(you)效。
"僚機(ji)(ji)(ji)"項目為理解(jie)貫(guan)穿系(xi)(xi)統研(yan)發全周期的(de)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)編隊協同(tong)提(ti)(ti)供現實案(an)例。該項目旨在通過先(xian)進機(ji)(ji)(ji)器人(ren)(ren)技術與(yu)實驗評估,提(ti)(ti)升有(you)人(ren)(ren)-無人(ren)(ren)地(di)面(mian)戰車的(de)聯合(he)自主(zhu)能(neng)力。當前編隊由指揮(hui)控(kong)制車(C2)五乘組(圖1左)與(yu)單輛武(wu)裝無人(ren)(ren)地(di)面(mian)戰車(圖1右)構成,乘組含:載(zai)具駕駛員、車長(chang)(VC)、遠程先(xian)進偵察監視系(xi)(xi)統(LRAS3)操(cao)作員、無人(ren)(ren)車操(cao)作員(RVO)、無人(ren)(ren)車射手(shou)(RVG)。
圖1真實(shi)世(shi)界載(zai)人(ren)戰車(左)和機器人(ren)武器化戰車(右)圖像
機動(dong)行動(dong)正開發(fa)多級(ji)(ji)自主模式(shi):線控(kong)(kong)(kong)/遙操作(zuo)、航點(dian)導(dao)航、基(ji)于禁行區判定的(de)半自主駕駛,最終實現(xian)高級(ji)(ji)自主。參(can)照(zhao)自主等(deng)級(ji)(ji)研究共識(如Parasuraman等(deng),2000),RVO在炮術(shu)任務(wu)中不(bu)可能僅維持單一控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)模式(shi)。有效編隊(dui)目標(biao)應是評(ping)估操作(zuo)員(yuan)依(yi)據任務(wu)需(xu)求切換控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)模式(shi)的(de)能力,需(xu)避免因壓力、負荷、疲(pi)勞(lao)或信任衰減導(dao)致的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)權不(bu)當變更或系(xi)統誤(wu)用。為此,操作(zuo)員(yuan)必須從其他(ta)乘員(yuan)及僚機車獲取精準的(de)任務(wu)、行動(dong)與環境信息。
與(yu)機(ji)動研究(jiu)相比,無人(ren)炮術(shu)作戰研究(jiu)極度(du)匱乏。炮術(shu)行動需(xu)有人(ren)乘組與(yu)無人(ren)車機(ji)動/火控(kong)系統(FCS)交互(hu)。FCS自主功能包括(kuo):武器視場潛在目(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)探測(ce)、用戶(hu)選(xuan)定(ding)目(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)跟(gen)蹤、應用彈道(dao)解算持續(xu)鎖定(ding)目(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)。人(ren)類成員仍負責人(ren)工修正及(ji)開火決策(ce)——VC最終(zhong)授權目(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)打擊,RVG實際操控(kong)擊發。當前(qian)研究(jiu)空(kong)白(bai)亟需(xu)探索無人(ren)武器系統固(gu)有缺(que)陷:傳感器與(yu)網絡延(yan)遲導致(zhi)的探測(ce)-識別-打擊鏈路復雜性,以(yi)及(ji)操作員態勢感知(SA)局限。
團隊協(xie)同(tong)與(yu)效(xiao)能(neng)緊密關聯(lian)(Salas等(deng)(deng)(deng),2009),高(gao)效(xiao)溝(gou)通(tong)能(neng)改善其他團隊流(liu)程(cheng)與(yu)結(jie)果(Mathieu等(deng)(deng)(deng),2000;Kozlowski與(yu)Ilgen,2006)。鑒于炮(pao)術行動(dong)的協(xie)同(tong)本質(zhi),高(gao)效(xiao)團隊溝(gou)通(tong)對目標打擊至關重要。"僚機(ji)"引入多類自主功(gong)能(neng)后,理解人機(ji)溝(gou)通(tong)與(yu)效(xiao)能(neng)關系(xi)更為緊迫——因人機(ji)交(jiao)互仍缺乏人際交(jiao)互流(liu)暢(chang)性(xing)(Bisk等(deng)(deng)(deng),2016),需(xu)驗證團隊溝(gou)通(tong)分析方(fang)法在人機(ji)場景的適用性(xing)。
效能直(zhi)接取決于有(you)人(ren)(ren)-無人(ren)(ren)(MUM-T)互(hu)操作性:載人(ren)(ren)車常距(ju)僚(liao)機(ji)車遠程部署(超(chao)出目(mu)視距(ju)離)。因此(ci)如先前研(yan)究所示(shi)(Chen等,2014;Schaefer等,2017c),實現人(ren)(ren)類(lei)(lei)團隊(dui)與無人(ren)(ren)戰車(RCV)的共享(xiang)態勢感(gan)知(zhi)(SA)技術方案(an)是編隊(dui)協(xie)同關鍵。該目(mu)標依賴(lai)"作戰人(ren)(ren)員機(ji)器界面"(WMI)開發——為VC、RVG、RVO提(ti)供(gong)可定制交互(hu)界面(圖2)。各(ge)僚(liao)機(ji)WMI可訪問共享(xiang)SA數據(按子系統分(fen)類(lei)(lei)顯示(shi)于界面底部),含地圖、傳感(gan)器、警報等核(he)心模塊(kuai)。地圖屏提(ti)供(gong)交互(hu)式(shi)航拍(pai)圖、MIL-STD-2525B符號(1999)、機(ji)動計劃(hua)、傳感(gan)器視場及網格參考線;傳感(gan)器屏提(ti)供(gong)實時視頻流(liu)與方位角/仰角/航向/視場等SA疊加信息。VC與RVG借傳感(gan)器視頻流(liu)確認(ren)待打擊目(mu)標。各(ge)WMI還配備通用工具欄SA數據及屏頂(ding)優先警報彈窗(chuang)。
美國(guo)政府問(wen)責(ze)辦(ban)公室(GAO)6月17日發布(bu)報告(gao)指出:盡管(guan)美國(guo)陸軍將防空(kong)反導系統升級置于快(kuai)速(su)開發軌(gui)道并投(tou)入數(shu)十億美元,但實際成效甚微。
報告(gao)《陸軍(jun)現代(dai)化(hua):防(fang)空反導建(jian)設可借現代(dai)實(shi)踐獲(huo)益》稱:“美陸軍(jun)選擇加速采(cai)辦路徑和彈性協議類(lei)型來開發部署系統以滿足(zu)能力需求(qiu)——并通過預算流程增列資金申請予(yu)以支持——但當前(qian)多數防(fang)空反導現代(dai)化(hua)項目尚未形成實(shi)戰(zhan)能力。”
“陸(lu)軍(jun)正斥資數十億美元進行系統現(xian)代化(hua)改造以(yi)解決已識別(bie)的(de)能(neng)力(li)缺口,”報(bao)告強調(diao),“然而,即(ji)使采(cai)用加速采(cai)辦(ban)路徑并增加資金投(tou)入,除‘反(fan)小型無人機系統’外,陸(lu)軍(jun)實際部(bu)署的(de)能(neng)力(li)仍極為(wei)有(you)限。”
報告指出,近年(nian)來陸軍為應(ying)對(dui)潛在對(dui)手,重(zhong)新(xin)(xin)聚焦防空反導系統升級。雖然(ran)相關(guan)行(xing)動始(shi)于(yu)俄烏沖突(tu)前,但(dan)這場戰(zhan)爭突(tu)顯了無人機作為飛(fei)行(xing)彈藥的創新(xin)(xin)戰(zhan)術與(yu)規(gui)模應(ying)用。
2021年陸軍為2021-2025財(cai)年防空反導系(xi)統(tong)申(shen)請約88億美(mei)元預(yu)(yu)算(suan)。至2025年,相關預(yu)(yu)算(suan)申(shen)請已增(zeng)至118億美(mei)元——凈增(zeng)30億美(mei)元。報(bao)告(gao)解釋該(gai)增(zeng)幅源(yuan)于(yu)“新增(zeng)未(wei)出現在2021財(cai)年預(yu)(yu)算(suan)的系(xi)統(tong),以及(ji)資金需(xu)求變(bian)化”。
報告顯示,自啟動防空反(fan)導現代化進程(cheng)以(yi)來,美陸軍“已確立七項核心(xin)能力建設項目,并在總統(tong)預(yu)算提(ti)案中持(chi)續追(zhui)加撥款”。這(zhe)七大系統(tong)包括:
報告指出,在能力建設(she)過(guo)程中(zhong),陸軍“未充分應用(yong)數字(zi)化(hua)工程(含數字(zi)孿生技(ji)術(shu))等(deng)先(xian)進(jin)產品開發(fa)實踐”。領軍企(qi)業普遍采用(yong)“迭代式產品開發(fa)法”:通過(guo)“設(she)計(ji)建模(mo)、仿真(zhen)驗證與生產的閉環流程,快速交付(fu)用(yong)戶核(he)心需(xu)求(qiu)”。
七大項目(mu)中(zhong),“一體(ti)化作戰指揮系統(tong)”及“間接火(huo)力防護(hu)能力高能激光/高功率微波系統(tong)”應用了該模(mo)式,其余(yu)五項未(wei)采用。但報告強調:“無論開發模(mo)式如(ru)何(he),所有防空反導項目(mu)均(jun)未(wei)充分運用可加速進程的現代設計工(gong)具。”
其中六項采用(yong)了仿真與(yu)三維建(jian)模(mo)(mo)技術(基于預(yu)(yu)設(she)數(shu)(shu)據的(de)靜態模(mo)(mo)擬工具(ju))。報告(gao)指出其固有局限:三維模(mo)(mo)型更(geng)新(xin)需人工介入(ru),數(shu)(shu)字(zi)(zi)仿真受預(yu)(yu)設(she)參數(shu)(shu)制約。報告(gao)建(jian)議(yi)采用(yong)工業界(jie)的(de)“數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)”(具(ju)備(bei)實時更(geng)新(xin)能(neng)力(li)的(de)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化身)與(yu)“數(shu)(shu)字(zi)(zi)線(xian)程”(全生(sheng)命周期數(shu)(shu)據互聯)工具(ju)鏈。“應用(yong)數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)技術的(de)企業,其設(she)計迭代與(yu)產品(pin)交付效率(lv)顯著(zhu)提升。”
調研(yan)發現七大項目中多數無應用數字(zi)孿生或數字(zi)線程的計(ji)劃。鑒此,問責辦公室(shi)提(ti)出六項建議:
報告警示:“若不評估現代(dai)設計工具的可(ke)行性、效益(yi)及成(cheng)本(ben)效益(yi)并在防(fang)空反導現代(dai)化中推廣,陸軍(jun)或(huo)將(jiang)錯失快(kuai)速形成(cheng)戰力(li)的機遇。”
受影響機構 | 建議內容 | 狀態 | 說明 |
---|---|---|---|
美陸軍部 | 陸軍部長應確保"機動近程防空系統"4/5期(含新型車載平臺)遵循迭代式產品開發方法。(建議1) | 未解決 | 機構響應后將更新信息 |
美陸軍部 | 陸軍部長應確保"間接火力防護能力"新型導彈開發遵循迭代式產品開發方法。(建議2) | 未解決 | 機構響應后將更新信息 |
美陸軍部 | 陸軍部長應確保"一體化作戰指揮系統"項目評估應用軟硬件融合數字孿生技術的可行性、效益及成本效益。(建議3) | 未解決 | 機構響應后將更新信息 |
美陸軍部 | 陸軍部長應確保"機動近程防空系統"1/2/3期——即"斯特特中士"、定向能武器及下一代近程攔截彈——評估應用現代設計工具(含數字孿生與數字線程)的可行性、效益及成本效益。(建議4) | 未解決 | 機構響應后將更新信息 |
美陸軍部 | 陸軍部長應確保"間接火力防護能力"全系統變體——含二期子系統、高能激光與高功率微波項目——評估應用現代設計工具(含數字孿生與數字線程)的可行性、效益及成本效益。(建議5) | 未解決 | 機構響應后將更新信息 |
美陸軍部 | 陸軍部長應確保"低層防空反導傳感器"項目評估應用現代設計工具(含數字孿生與數字線程)的可行性、效益及成本效益。(建議6) | 未解決 | 機構響應后將更新信息 |
美海軍已明確需要(yao)利用人工(gong)智(zhi)能優勢(shi),特(te)別(bie)是在通(tong)用戰術(shu)(shu)(shu)態勢(shi)圖(CTP)、作戰識(shi)別(bie)(CID)及(ji)戰場(chang)管(guan)理(li)(li)輔(fu)助領域(yu)。海軍高度(du)關注對“未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)”——即(ji)未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)存在或難以(yi)追蹤(zong)目(mu)(mu)(mu)標(biao)的(de)(de)(de)(de)作戰識(shi)別(bie)。人工(gong)智(zhi)能及(ji)其相(xiang)關機器(qi)(qi)學(xue)(xue)習、深(shen)度(du)學(xue)(xue)習與(yu)深(shen)度(du)分析工(gong)具,為(wei)指揮官處理(li)(li)信息以(yi)識(shi)別(bie)此類“未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)”目(mu)(mu)(mu)標(biao)提供了技(ji)術(shu)(shu)(shu)支持。當前CID系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)局限性,加(jia)之傳(chuan)感器(qi)(qi)數據激增使值勤人員難以(yi)識(shi)別(bie)規律模式與(yu)異常現象,為(wei)技(ji)術(shu)(shu)(shu)應(ying)用創造了減輕人工(gong)負擔的(de)(de)(de)(de)機遇。機器(qi)(qi)學(xue)(xue)習等AI系(xi)(xi)統(tong)可填補這一空白(bai),協(xie)助判定“未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)”目(mu)(mu)(mu)標(biao)。針對機器(qi)(qi)學(xue)(xue)習與(yu)深(shen)度(du)學(xue)(xue)習技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)研究,已確定水(shui)面艦(jian)艇部隊CID應(ying)用的(de)(de)(de)(de)潛在方向,而(er)技(ji)術(shu)(shu)(shu)獲(huo)取與(yu)集成(cheng)成(cheng)為(wei)主要(yao)制約因素。需持續開展傳(chuan)統(tong)系(xi)(xi)統(tong)與(yu)新(xin)技(ji)術(shu)(shu)(shu)融合研究,以(yi)充分釋放AI在識(shi)別(bie)“未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)未知(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)”目(mu)(mu)(mu)標(biao)領域(yu)的(de)(de)(de)(de)潛力。
美海軍已明確需借(jie)助人工(gong)智能(neng)(AI)提升通用戰(zhan)術(shu)(shu)態(tai)(tai)勢(shi)(shi)圖(tu)(CTP)與作(zuo)戰(zhan)識(shi)(shi)別(bie)(CID)的(de)戰(zhan)場感(gan)(gan)知(zhi)能(neng)力。戰(zhan)術(shu)(shu)指揮官依賴精準完整(zheng)的(de)戰(zhan)場態(tai)(tai)勢(shi)(shi)圖(tu)以理解作(zuo)戰(zhan)環境、識(shi)(shi)別(bie)威脅并制定有效戰(zhan)術(shu)(shu)決策。該過程面臨多重挑戰(zhan):戰(zhan)場態(tai)(tai)勢(shi)(shi)的(de)動態(tai)(tai)時效性(xing)、敵(di)方(fang)蓄(xu)意實(shi)施的(de)感(gan)(gan)知(zhi)干擾、信息過載/錯誤/缺(que)失/失準,以及基于傳感(gan)(gan)器數據(ju)與物理特性(xing)識(shi)(shi)別(bie)高速移動目(mu)標的(de)內在困難(nan)。戰(zhan)術(shu)(shu)決策常(chang)關乎生死存亡的(de)關鍵性(xing),進一(yi)步凸(tu)顯了最大限度提升戰(zhan)場感(gan)(gan)知(zhi)能(neng)力的(de)必要性(xing)。
“未知(zhi)的(de)(de)(de)未知(zhi)”目標對戰(zhan)(zhan)術(shu)(shu)決(jue)策(ce)者構成嚴峻挑戰(zhan)(zhan)。對敵(di)(di)方新戰(zhan)(zhan)力(li)或其他可(ke)能(neng)(neng)破壞戰(zhan)(zhan)術(shu)(shu)行動(dong)(dong)要(yao)素的(de)(de)(de)完全(quan)未知(zhi)狀(zhuang)態(tai),加劇了戰(zhan)(zhan)場(chang)事件與(yu)結果的(de)(de)(de)不確定(ding)(ding)性。戰(zhan)(zhan)術(shu)(shu)決(jue)策(ce)者需(xu)(xu)要(yao)分析工具(ju)支持識別(bie)(bie)“未知(zhi)的(de)(de)(de)未知(zhi)”目標并(bing)輔助(zhu)決(jue)策(ce)。人工智能(neng)(neng)有望提供技術(shu)(shu)解決(jue)方案,協助(zhu)指揮官處理(li)信息(xi)并(bing)制定(ding)(ding)決(jue)策(ce)。為深入(ru)理(li)解該(gai)技術(shu)(shu)應用路徑(jing),需(xu)(xu)開展研究(jiu)以(yi)明確當前及未來(lai)所需(xu)(xu)AI技術(shu)(shu),通過(guo)精準識別(bie)(bie)敵(di)(di)方威脅與(yu)理(li)解戰(zhan)(zhan)場(chang)態(tai)勢(shi)來(lai)增強CID與(yu)CTP能(neng)(neng)力(li)。這要(yao)求具(ju)備識別(bie)(bie)并(bing)理(li)解環(huan)境中(zhong)“未知(zhi)的(de)(de)(de)未知(zhi)”目標的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)。“未知(zhi)的(de)(de)(de)未知(zhi)”指戰(zhan)(zhan)場(chang)中(zhong)影(ying)響戰(zhan)(zhan)術(shu)(shu)行動(dong)(dong)的(de)(de)(de)任意物體或事件。本研究(jiu)采用定(ding)(ding)性方法評估AI技術(shu)(shu)在識別(bie)(bie)"未知(zhi)的(de)(de)(de)未知(zhi)"目標中(zhong)提供相(xiang)關信息(xi)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li),并(bing)分析該(gai)應用領域當前與(yu)未來(lai)的(de)(de)(de)AI技術(shu)(shu)投資回報率(ROI)。
本論文識別并評估了(le)具(ju)有決策應用價值的AI方法,包括機(ji)器(qi)學習、深度學習、認知(zhi)處理與智能數據分析(xi)等技術方案,以(yi)支持戰(zhan)術環境中"未知(zhi)的未知(zhi)"目標識別。
研究(jiu)問題為:(1)AI與數據分(fen)析如何(he)協助識(shi)別(bie)“未知(zhi)(zhi)的未知(zhi)(zhi)”目標(biao)(biao)?(2)AI應在(zai)哪些環節(jie)集成以最優支持“未知(zhi)(zhi)的未知(zhi)(zhi)”目標(biao)(biao)識(shi)別(bie)?
本研(yan)(yan)究深入闡(chan)釋了(le)AI如(ru)何協助(zhu)決(jue)(jue)(jue)策(ce)者(zhe)理解戰術(shu)傳感(gan)(gan)器等多源信息的(de)(de)海(hai)量數(shu)據(ju),以及如(ru)何通過(guo)分(fen)析(xi)識別“未(wei)知(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)未(wei)知(zhi)(zhi)(zhi)”目標。研(yan)(yan)究潛在局限包括AI技(ji)術(shu)處理信息的(de)(de)廣度與相關(guan)性(xing):戰術(shu)決(jue)(jue)(jue)策(ce)者(zhe)可(ke)能(neng)無法獲取識別“未(wei)知(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)未(wei)知(zhi)(zhi)(zhi)”所(suo)需的(de)(de)完整信息,導致未(wei)知(zhi)(zhi)(zhi)目標持續(xu)處于未(wei)知(zhi)(zhi)(zhi)狀態(tai);此外決(jue)(jue)(jue)策(ce)者(zhe)可(ke)能(neng)因接收(shou)過(guo)量"已知(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)未(wei)知(zhi)(zhi)(zhi)"信息而陷(xian)入感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)(zhi)過(guo)載。本研(yan)(yan)究將為(wei)海(hai)軍作(zuo)戰部情(qing)報與信息戰處(OPNAV N2/N6)及其(qi)他戰場(chang)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)(zhi)解決(jue)(jue)(jue)方案(an)研(yan)(yan)發(fa)機構提供參考。針對四類戰場(chang)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)(zhi)特征的(de)(de)深度剖析(xi),為(wei)AI與數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)方法的(de)(de)應用構建了(le)框架;而將這些方法映射至具體(ti)戰術(shu)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)(zhi)場(chang)景,則是解決(jue)(jue)(jue)方案(an)開發(fa)的(de)(de)關(guan)鍵步(bu)驟。
本(ben)文共(gong)分五章(zhang)(zhang)。第(di)(di)(di)一章(zhang)(zhang)緒論(lun)(lun)闡述(shu)研(yan)究問(wen)題(ti)、目標、研(yan)究問(wen)題(ti)、研(yan)究方(fang)法及研(yan)究效(xiao)益與(yu)局限;第(di)(di)(di)二章(zhang)(zhang)文獻綜述(shu)系統(tong)論(lun)(lun)述(shu)“未知(zhi)的未知(zhi)”概念定義,以及AI、機器學習與(yu)深(shen)度學習方(fang)法的技術(shu)背景;第(di)(di)(di)三章(zhang)(zhang)詳述(shu)數據(ju)構(gou)建(jian)、收集與(yu)分析的研(yan)究方(fang)法;第(di)(di)(di)四章(zhang)(zhang)討論(lun)(lun)研(yan)究分析與(yu)結果并提出建(jian)議;第(di)(di)(di)五章(zhang)(zhang)總(zong)結結論(lun)(lun)并提出后(hou)續研(yan)究方(fang)向。
地面反(fan)艦導彈(GBASM)能力(li)是(shi)美海軍陸戰隊的最高現(xian)代化優先事項(xiang),也是(shi)其"遠征先進(jin)基地作戰"概念與(yu)(yu)"部(bu)隊設(she)計2030"計劃的關鍵(jian)組成部(bu)分(fen)。目前正針(zhen)對(dui)(dui)這一新興能力(li)的發射、瞄準及戰術、技術與(yu)(yu)規(gui)程(TTP)開(kai)展實(shi)驗(yan)與(yu)(yu)有限(xian)研(yan)究,但尚未(wei)對(dui)(dui)武(wu)器系統相關后勤問題進(jin)行探(tan)索。本項(xiang)目采(cai)用隨機建模與(yu)(yu)仿真方法,研(yan)究由補(bu)給站支持的GBASM發射裝置與(yu)(yu)海上目標間的交(jiao)戰動態。模型通過參(can)數化設(she)置以反(fan)映藍方火(huo)力(li)單元數量、彈藥庫規(gui)模及齊射規(gui)模等變(bian)量因(yin)素。研(yan)究核(he)心(xin)成果體現(xian)為優化藍方對(dui)(dui)抗戰略對(dui)(dui)手獲(huo)勝(sheng)概率的作戰策略,為實(shi)兵(bing)實(shi)驗(yan)與(yu)(yu)戰術開(kai)發提(ti)供依(yi)據。
本研(yan)究(jiu)(jiu)旨在(zai)構建隨機模(mo)型,模(mo)擬海(hai)軍陸戰(zhan)隊(dui)新型武(wu)器系(xi)統——地(di)面(mian)反艦導彈(GBASM)的戰(zhan)術級作戰(zhan)與(yu)(yu)后(hou)勤體(ti)系(xi),從(cong)而為實兵實驗與(yu)(yu)戰(zhan)術發(fa)展提供(gong)洞見。我們開發(fa)了(le)分析模(mo)型與(yu)(yu)蒙特(te)卡(ka)洛(luo)仿真(zhen)模(mo)型,呈現GBASM發(fa)射裝置與(yu)(yu)敵方海(hai)上(shang)目標(biao)間的炮戰(zhan)對抗。本研(yan)究(jiu)(jiu)通過引入支持GBASM的補給站擴展前(qian)期研(yan)究(jiu)(jiu)成果(guo),揭示(shi)后(hou)勤因素對戰(zhan)場(chang)動態(tai)的影響(xiang)機制(zhi)。
第(di)二節綜述現有作(zuo)戰模型(xing)、齊(qi)射模型(xing)與戰役級(ji)后(hou)勤領域的(de)(de)運籌學研究文(wen)獻(xian)。第(di)三節總(zong)結所探索的(de)(de)模型(xing)架構、參數(shu)設(she)置及假設(she)條件(jian)。第(di)四(si)節討論(lun)研究成(cheng)果。第(di)五節提出總(zong)結與后(hou)續工(gong)作(zuo)建議。
圖(tu)1: 來源:《海(hai)軍-海(hai)軍陸戰隊遠征艦船攔截(jie)系統(tong)運用概(gai)念》,美國海(hai)軍陸戰隊戰斗發展(zhan)與整合司令(ling)部,2021年8月(yue)5日。GBASM系統(tong)組(zu)件。本報告中"GBASM"特指(zhi)單座導(dao)彈發射裝置(zhi)(如右圖(tu)所示)。
無人(ren)機(UAV)在社會(hui)中(zhong)的(de)角色日益重(zhong)要(yao)。民(min)用市場規模預計將從(cong)2022年的(de)72億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)增(zeng)長至2031年的(de)192億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan),應用涵蓋農(nong)業(ye)、災害響應到(dao)(dao)物流配送。軍(jun)事(shi)領域同(tong)樣廣(guang)泛使(shi)(shi)用——從(cong)越戰時期美(mei)軍(jun)首次將無人(ren)機作為(wei)(wei)武器(qi),到(dao)(dao)現(xian)代(dai)偵(zhen)察技術(shu)進(jin)步后的(de)敵(di)(di)區勘察任務(wu)。根據任務(wu)地(di)形與(yu)(yu)特性,無人(ren)地(di)面車輛(UGV)或無人(ren)潛航(hang)器(qi)(UUV)亦(yi)可替代(dai)空中(zhong)系統。當前烏克蘭與(yu)(yu)加沙沖突凸(tu)顯混合(he)戰爭的(de)重(zhong)要(yao)性,此類戰爭中(zhong)傳統戰、網(wang)絡(luo)戰與(yu)(yu)政治戰的(de)界限趨于(yu)模糊,使(shi)(shi)得敵(di)(di)方行(xing)為(wei)(wei)更難預測。物理與(yu)(yu)數字基礎設(she)施的(de)情報獲取成為(wei)(wei)關鍵優(you)勢,無人(ren)平臺在進(jin)攻與(yu)(yu)偵(zhen)察任務(wu)中(zhong)的(de)使(shi)(shi)用規模達到(dao)(dao)歷(li)史峰值。
為擴大作戰系統(tong)規(gui)模并控制成本,需(xu)部(bu)署(shu)全(quan)自主運行系統(tong)。偵(zhen)察(cha)任務需(xu)在無人機(ji)離港前完(wan)成全(quan)程規(gui)劃,其基(ji)本設(she)定如下(xia):從安全(quan)基(ji)地出發(fa),需(xu)抵達多個偵(zhen)察(cha)點并安全(quan)返(fan)回,信(xin)息回傳存在三種方式:
研究目標與方法論
本報告探究如何制定偵察任務最優策略,該策略需同時優化路徑規劃與傳輸策略以最大化信息獲取量。核心研究問題包括:
? 偵察點的最優訪問順序
? 傳(chuan)輸行為的最優時(shi)空分(fen)布
報(bao)告結構分為(wei)四部分:
技術路徑詳述
在(zai)單無(wu)人機(ji)場景中,研究團隊(dui)開發了基于遺傳(chuan)(chuan)編程(cheng)的優化算法。該算法通過模擬生物進(jin)化過程(cheng)篩選(xuan)路徑與傳(chuan)(chuan)輸(shu)策略的最優組合。測試顯示,在(zai)復(fu)雜(za)環境中遺傳(chuan)(chuan)算法相較于傳(chuan)(chuan)統動(dong)態規劃方法效率提升58%。
拓展(zhan)至多無(wu)人機(ji)場(chang)景時,算法引(yin)入協同(tong)機(ji)制優化負載分配(pei)與路徑避讓。改進后的系統在覆蓋50個偵察(cha)點的任務中,四(si)機(ji)協同(tong)方案的信息回收率較(jiao)單(dan)機(ji)提(ti)升320%,通信同(tong)步開銷增加47%。
軍事應用啟示
研究成果為混合戰(zhan)爭環境(jing)下的無人(ren)系統作戰(zhan)提(ti)供支(zhi)撐:優化后的偵(zhen)察-傳輸(shu)決策(ce)鏈可降(jiang)低(di)32%的任務暴露風險;多機協同(tong)使戰(zhan)區情(qing)報更新頻率(lv)提(ti)升(sheng)至(zhi)分鐘級。這(zhe)些突破將重塑(su)未(wei)來戰(zhan)場的情(qing)報獲取范式,為“決策(ce)中心(xin)戰(zhan)”提(ti)供關鍵技術保障。
本(ben)(ben)專(zhuan)著(zhu)探討了(le)(le)(le)(le)在戰(zhan)(zhan)場上重新引入戰(zhan)(zhan)區(qu)支(zhi)援導彈(dan) (TSM)——射(she)程在 500 至 5,500 公里之間(jian)的(de)地對(dui)(dui)(dui)地導彈(dan)。 《中(zhong)程核力量條約》于 2019 年失效,這(zhe)為將這(zhe)種以前(qian)被禁止的(de)導彈(dan)納(na)入美(mei)(mei)國(guo)軍事戰(zhan)(zhan)略(lve)提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)(le)依(yi)據。然(ran)(ran)而,TSM 的(de)潛在復(fu)蘇(su)對(dui)(dui)(dui)大國(guo)的(de)影(ying)響并不相(xiang)(xiang)同,美(mei)(mei)國(guo)、俄羅斯(si)和中(zhong)國(guo)將采取不同的(de)管理(li)(li)方(fang)式。因此,本(ben)(ben)專(zhuan)著(zhu)評估了(le)(le)(le)(le)常規武裝型號的(de)常態(tai)(tai)化(hua)(使導彈(dan)成(cheng)為公認的(de)戰(zhan)(zhan)爭(zheng)工具(ju))是否為美(mei)(mei)國(guo)提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)(le)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)于其競爭(zheng)對(dui)(dui)(dui)手的(de)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)戰(zhan)(zhan)略(lve)優勢。反過(guo)來,本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)概述(shu)了(le)(le)(le)(le) TSM 常態(tai)(tai)化(hua)的(de)理(li)(li)論基(ji)礎,研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)美(mei)(mei)國(guo)當前(qian)的(de)導彈(dan)發展計劃,最(zui)后分析(xi)了(le)(le)(le)(le)美(mei)(mei)國(guo)部署這(zhe)些(xie)導彈(dan)將如何影(ying)響歐(ou)洲(zhou)和太(tai)平(ping)洋戰(zhan)(zhan)區(qu)。總體(ti)而言,本(ben)(ben)專(zhuan)著(zhu)的(de)結論是,雖然(ran)(ran)歐(ou)洲(zhou)的(de) TSM 常態(tai)(tai)化(hua)并不能(neng)為美(mei)(mei)國(guo)提(ti)(ti)供相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)于俄羅斯(si)的(de)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)戰(zhan)(zhan)略(lve)優勢,但太(tai)平(ping)洋戰(zhan)(zhan)區(qu) TSM 常態(tai)(tai)化(hua)的(de)利大于弊,并為美(mei)(mei)國(guo)提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)(le)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)戰(zhan)(zhan)略(lve)優勢。
盡管美(mei)國(guo)(guo)(guo)在戰術(shu)上可(ke)以從 TSMs 正(zheng)常(chang)化(hua)中獲益(yi)--美(mei)國(guo)(guo)(guo)似乎正(zheng)沿著這(zhe)(zhe)條道路(lu)狂(kuang)飆(biao)突進--但(dan)這(zhe)(zhe)并(bing)(bing)不(bu)是沒有具體的(de)(de)地區(qu)注(zhu)意(yi)事項和無(wu)形的(de)(de)戰略風(feng)險,美(mei)國(guo)(guo)(guo)必須加(jia)以考慮。因(yin)此,本專(zhuan)著通(tong)過對(dui)(dui)特定地區(qu)進行精確分(fen)析(xi),強調了歐洲(zhou)(zhou)戰區(qu)和太平洋(yang)戰區(qu)的(de)(de)對(dui)(dui)比情況。進而(er)得(de)出結論(lun)(lun),雖然在歐洲(zhou)(zhou)實現(xian) TSM 正(zheng)常(chang)化(hua)并(bing)(bing)不(bu)能(neng)(neng)為美(mei)國(guo)(guo)(guo)提(ti)供(gong)相對(dui)(dui)于(yu)(yu)俄羅斯的(de)(de)戰略優勢,但(dan)在太平洋(yang)戰區(qu)實現(xian) TSM 正(zheng)常(chang)化(hua)的(de)(de)好處大(da)于(yu)(yu)風(feng)險,并(bing)(bing)能(neng)(neng)為美(mei)國(guo)(guo)(guo)提(ti)供(gong)相對(dui)(dui)戰略優勢。未來(lai),最后一節將(jiang)為美(mei)國(guo)(guo)(guo)提(ti)供(gong)建議,利(li)用導彈(dan)正(zheng)常(chang)化(hua)的(de)(de)理(li)論(lun)(lun)基(ji)礎來(lai)降低不(bu)必要的(de)(de)升級風(feng)險,并(bing)(bing)對(dui)(dui)其正(zheng)常(chang)化(hua)論(lun)(lun)述產生(sheng)積(ji)極影響(xiang)。
假設美國(guo)決定繼續(xu)走TSM正常(chang)化(hua)道路。在這種(zhong)情況下,決策者(zhe)須(xu)考(kao)慮(lv)利用(yong)相關理論來(lai)減(jian)輕(qing)核(he)升(sheng)級的(de)風險,并掌控(kong)國(guo)際(ji)敘(xu)事。雖然本(ben)專著中介紹的(de)不(bu)同理論并非詳(xiang)盡無遺,但通過對雙重用(yong)途(tu)困(kun)境、核(he)禁忌和內涵的(de)應用(yong)進行研(yan)究,我們可以就 TSM 正常(chang)化(hua)提出切(qie)實可行的(de)建議。
首(shou)先(xian),也是(shi)(shi)最(zui)緊迫的(de)是(shi)(shi)雙(shuang)重用途困境,因為它是(shi)(shi)導(dao)(dao)彈(dan)正常(chang)化(hua)的(de)主要(yao)障礙(ai)。導(dao)(dao)彈(dan)的(de)模糊性(xing)不僅可(ke)(ke)能限制(zhi)美國的(de)戰(zhan)略選(xuan)擇,還(huan)可(ke)(ke)能導(dao)(dao)致(zhi)沖(chong)突升級。雖(sui)然解(jie)決(jue)軍民兩(liang)用難題的(de)最(zui)直接方(fang)法是(shi)(shi)外(wai)交(jiao)協議(yi),但(dan)這一(yi)解(jie)決(jue)方(fang)案仍然依賴于信(xin)任(ren)--在戰(zhan)爭期間,信(xin)任(ren)是(shi)(shi)一(yi)個具有挑戰(zhan)性(xing)的(de)概念。因此,除(chu)外(wai)交(jiao)途徑外(wai),研(yan)究識(shi)別飛行中的(de)導(dao)(dao)彈(dan)是(shi)(shi)否為核(he)導(dao)(dao)彈(dan)的(de)技(ji)術(shu)手段的(de)可(ke)(ke)行性(xing)也很有價值。雖(sui)然從表面上看(kan),這種解(jie)決(jue)方(fang)案似乎無法實現,但(dan)技(ji)術(shu)解(jie)決(jue)方(fang)案可(ke)(ke)能是(shi)(shi)克服雙(shuang)重用途困境的(de)唯一(yi)手段,值得投入(ru)資金。
其次,與雙重用(yong)途困境帶(dai)來的(de)(de)挑(tiao)戰相比,美國可以利用(yong)核禁忌(ji)(ji)來支持 TSM 正常(chang)化。雖然美國已經通過在其擁(yong)護的(de)(de)政(zheng)(zheng)策(ce)中強(qiang)調使(shi)(shi)用(yong)核武器的(de)(de)后(hou)果(guo)來加(jia)強(qiang)核禁忌(ji)(ji),但即將(jiang)發布的(de)(de)《國家核戰略(lve)計劃》(NPR)提(ti)供了一(yi)(yi)個闡述(shu)或(huo)修改其核戰略(lve)的(de)(de)場所(suo)。具體來說,如(ru)果(guo)國防規(gui)劃者認為常(chang)規(gui) TSMs 有可能大幅改變常(chang)規(gui)威(wei)懾,那么美國不首先使(shi)(shi)用(yong)核武器政(zheng)(zheng)策(ce)的(de)(de)缺失就值得重新評估(gu)。如(ru)果(guo)美國宣布不首先使(shi)(shi)用(yong)核武器的(de)(de)政(zheng)(zheng)策(ce),或(huo)者甚至朝這個大方(fang)向邁進(jin),將(jiang)表明(ming)美國對核禁忌(ji)(ji)的(de)(de)承諾,并能部分(fen)緩解雙重用(yong)途困境所(suo)帶(dai)來的(de)(de)挑(tiao)戰。反過來,這一(yi)(yi)決定也將(jiang)加(jia)強(qiang)任(ren)何TSM正常(chang)化論述(shu)的(de)(de)可信(xin)度。
美國面臨的(de)最后一個理(li)論挑戰(zhan)是(shi)改(gai)變(bian) TSM 的(de)核(he)內涵。然(ran)而(er),雖然(ran)軍民兩用(yong)的(de)困(kun)境和(he)核(he)禁忌可以通過實際(ji)行動來解(jie)決,但改(gai)變(bian)國際(ji)社會對導(dao)(dao)(dao)彈的(de)看法卻是(shi)一項更(geng)加模(mo)糊的(de)工(gong)作。美國可將(jiang)新(xin)型(xing)(xing)導(dao)(dao)(dao)彈納(na)入一項更(geng)廣泛的(de)戰(zhan)略,以打破冷戰(zhan)烙印(yin)并解(jie)決認知問(wen)題。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下,軍方(fang)可以首先(xian)將(jiang)常規 TSMs 的(de)作用(yong)編入其理(li)論,并將(jiang)新(xin)型(xing)(xing)導(dao)(dao)(dao)彈納(na)入多國演習。此外,刻意避(bi)免(mian)使(shi)用(yong) “中導(dao)(dao)(dao)射程(cheng)”、“不符合中導(dao)(dao)(dao)標準 ”等喚(huan)起冷戰(zhan)記憶的(de)語言,甚至只(zhi)是(shi)將(jiang)這(zhe)些武器重新(xin)定(ding)義為火(huo)箭而(er)非導(dao)(dao)(dao)彈,都有可能(neng)(neng)使(shi) TSM 克服內涵問(wen)題,成為一種(zhong)新(xin)的(de)能(neng)(neng)力而(er)非卷土重來的(de)能(neng)(neng)力。
未來,上述研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)提出(chu)了值得進一步研(yan)究(jiu) TSM 正(zheng)(zheng)常(chang)(chang)(chang)化的(de)(de)(de)問題。首(shou)先,美(mei)(mei)國(guo)(guo)軍方(fang)必(bi)須(xu)研(yan)究(jiu)新(xin)出(chu)現的(de)(de)(de)理(li)(li)論在多大(da)程(cheng)度(du)上依賴(lai)于(yu)新(xin)的(de)(de)(de)遠程(cheng)火力技術--由常(chang)(chang)(chang)規裝備(bei)的(de)(de)(de) TSM 所取(qu)代。假設這(zhe)種(zhong)新(xin)興理(li)(li)論的(de)(de)(de)核心(xin)是用(yong)(yong)地(di)對(dui)地(di)導彈擊敗 A2/AD 系統(tong)。在這(zhe)種(zhong)情況下,美(mei)(mei)軍必(bi)須(xu)考慮采用(yong)(yong)其(qi)(qi)他可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)非動能(neng)(neng)(neng)(neng)手段來解除這(zhe)些(xie)系統(tong)的(de)(de)(de)作戰(zhan)(zhan)能(neng)(neng)(neng)(neng)力,尤(you)其(qi)(qi)是在歐洲戰(zhan)(zhan)場。反過來,美(mei)(mei)軍未來的(de)(de)(de)理(li)(li)論也不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)依賴(lai)于(yu)那些(xie)假定(ding)可(ke)(ke)隨(sui)時用(yong)(yong)于(yu)突發事件(jian)的(de)(de)(de)技術,而實際上,國(guo)(guo)家(jia)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)會將(jiang)其(qi)(qi)降(jiang)級為(wei)威懾作用(yong)(yong)。其(qi)(qi)次,繼續走正(zheng)(zheng)常(chang)(chang)(chang)化道(dao)路的(de)(de)(de)決定(ding)會對(dui)歐洲和(he)太(tai)平洋戰(zhan)(zhan)場產(chan)生(sheng)直接(jie)的(de)(de)(de)政策影響。鑒于(yu)俄(e)羅斯(si)等各國(guo)(guo)都不(bu)(bu)希望美(mei)(mei)國(guo)(guo)發展(zhan)和(he)部署裝備(bei)常(chang)(chang)(chang)規武器的(de)(de)(de) TSMs,因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)進行(xing)分析,以(yi)確定(ding)針對(dui)上述正(zheng)(zheng)常(chang)(chang)(chang)化的(de)(de)(de)讓步(如(ru)果(guo)有的(de)(de)(de)話(hua))能(neng)(neng)(neng)(neng)為(wei)美(mei)(mei)國(guo)(guo)提供(gong)什么籌碼。具體而言,此(ci)類(lei)研(yan)究(jiu)須(xu)考慮到俄(e)羅斯(si)與烏(wu)克(ke)蘭之間不(bu)(bu)斷惡化的(de)(de)(de)局勢等安全因(yin)素。最后,必(bi)須(xu)對(dui)正(zheng)(zheng)常(chang)(chang)(chang)化行(xing)動方(fang)案的(de)(de)(de)可(ke)(ke)行(xing)性(xing)進行(xing)評估(gu)。與本專著類(lei)似,對(dui)兩個戰(zhan)(zhan)區的(de)(de)(de)詳細研(yan)究(jiu)可(ke)(ke)以(yi)闡明美(mei)(mei)國(guo)(guo)導彈的(de)(de)(de)潛在部署地(di)點,以(yi)及每個東道(dao)國(guo)(guo)在支(zhi)持有爭議的(de)(de)(de)武器系統(tong)長期部署方(fang)面將(jiang)面臨的(de)(de)(de)挑戰(zhan)(zhan)。
總體(ti)而言,TSM 常態化(hua)是美國(guo)已經開始實施的(de)(de)(de)行動方案(an)。因此,如(ru)果與(yu)對手的(de)(de)(de)反應相平衡,這(zhe)是一條(tiao)能為美國(guo)帶來戰(zhan)(zhan)略利益的(de)(de)(de)道路。就歐洲戰(zhan)(zhan)場而言,美國(guo)須重新考慮與(yu)俄羅斯(si)達(da)成(cheng)禁止部署 TSM 的(de)(de)(de)協議,因為其(qi)正常化(hua)并(bing)不能為美國(guo)帶來相對優(you)勢。重要的(de)(de)(de)是,這(zhe)種外交行動可以挽救該地(di)區的(de)(de)(de)類似現狀。在太(tai)平洋戰(zhan)(zhan)區部署常規 TSMs 則會極大地(di)改變軍事形勢,提升美國(guo)的(de)(de)(de)地(di)位。反過(guo)來,只要新型導彈的(de)(de)(de)部署是平衡的(de)(de)(de),不會過(guo)度與(yu)大國(guo)對立,那么常規 TSMs 在太(tai)平洋戰(zhan)(zhan)區的(de)(de)(de)逐步引入就為美國(guo)提供了相對于(yu)其(qi)崛起的(de)(de)(de)競(jing)爭對手的(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)略優(you)勢。
無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)系(xi)統(tong)(UAS)的(de)(de)(de)發展(zhan)及其(qi)在作(zuo)戰(zhan)行(xing)動(dong)中(zhong)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)代(dai)表著(zhu)戰(zhan)爭(zheng)(zheng)模(mo)式的(de)(de)(de)轉變。自 20 世紀末以來,無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)系(xi)統(tong)一直(zhi)被用(yong)(yong)于情(qing)報搜集和(he)精確打(da)擊,但傳統(tong)武裝部隊一直(zhi)認(ren)為無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)系(xi)統(tong)不(bu)適合大規模(mo)作(zuo)戰(zhan)行(xing)動(dong)(LSCO),而(er)且過(guo)于脆弱(ruo)。最(zui)近(jin)的(de)(de)(de)沖突(tu)證明(ming)情(qing)況恰(qia)恰(qia)相反。這些沖突(tu)還表明(ming),無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)視戰(zhan)場上無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)系(xi)統(tong)威(wei)(wei)脅的(de)(de)(de)部隊將無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)可(ke)挽回地面(mian)臨失敗。通過(guo)三個案例(li)研究(納戈爾諾-卡拉巴赫(he)、中(zhong)東和(he)利(li)比亞),本專著(zhu)將強調(diao)無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)系(xi)統(tong)威(wei)(wei)脅對(dui)聯合作(zuo)戰(zhan)模(mo)式的(de)(de)(de)嚴峻挑戰(zhan)。然而(er),如果部隊具有(you)凝(ning)聚(ju)力、訓(xun)練(lian)有(you)素(su)、組(zu)織(zhi)有(you)序,能夠保護自己免受這種威(wei)(wei)脅,并(bing)采取(qu)積極主動(dong)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)應對(dui)這種威(wei)(wei)脅,那么這種作(zuo)戰(zhan)方(fang)式在無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)環境(jing)下仍然適用(yong)(yong)。此外,最(zui)近(jin)發生的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)的(de)(de)(de)沖突(tu)重(zhong)新喚起并(bing)強調(diao)了不(bu)同部門之間(jian),甚(shen)至部隊不(bu)同領域(yu)組(zu)成部分(fen)之間(jian)必要的(de)(de)(de)合作(zuo)精神,并(bing)強調(diao)了這種方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)重(zhong)要性。最(zui)后,無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)并(bing)沒有(you)改變戰(zhan)爭(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)性質(zhi)。相反,無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)加強了戰(zhan)爭(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)政(zheng)治性,因(yin)為無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)直(zhi)接影(ying)響到(dao)面(mian)對(dui)無(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)的(de)(de)(de)交戰(zhan)方(fang)的(de)(de)(de)決策(ce)。
納戈爾諾-卡拉巴(ba)赫(he)沖(chong)(chong)突(tu)、中東行動(dong)(dong)和利比亞行動(dong)(dong)表(biao)明,交戰方(fang)在(zai)(zai)使(shi)(shi)用無人(ren)(ren)機(ji)方(fang)面(mian)可以(yi)走多遠。這些資產(chan)可以(yi)像在(zai)(zai)納戈爾諾-卡拉巴(ba)赫(he)那樣迫使(shi)(shi)交戰方(fang)做出有(you)利于自(zi)己(ji)的(de)決定,使(shi)(shi)不對(dui)稱(cheng)優勢的(de)敵(di)人(ren)(ren)對(dui)自(zi)己(ji)的(de)力量(liang)產(chan)生(sheng)懷疑,迫使(shi)(shi)他使(shi)(shi)用更(geng)謹慎的(de)方(fang)法,或者(zhe)成(cheng)為非國家行為者(zhe)的(de) 21 世(shi)紀版(ban)空中力量(liang)。此外,無人(ren)(ren)機(ji)還將(jiang)導致行動(dong)(dong)者(zhe)不敢(gan)訴諸(zhu)武(wu)力。與有(you)人(ren)(ren)駕駛飛(fei)機(ji)相比,使(shi)(shi)用無人(ren)(ren)機(ji)的(de)便(bian)利性和相對(dui)低(di)廉的(de)價格(ge)促使(shi)(shi)人(ren)(ren)們(men)對(dui)這一威脅進行必要(yao)的(de)反思和調整。無人(ren)(ren)機(ji)還強(qiang)調了(le)后方(fang)地區的(de)高度脆弱性,提出了(le)掩蓋部(bu)署部(bu)隊和恢復作戰保護功(gong)能的(de)問題。由于西(xi)歐和美國部(bu)隊在(zai)(zai)過去 30 年(nian)中一直(zhi)部(bu)署在(zai)(zai)擁有(you)全(quan)面(mian)制(zhi)空權的(de)戰區,因此這種(zhong)反思顯得更(geng)為迫切。為了(le)準(zhun)備未來(lai)可能發(fa)生(sheng)的(de) LSCO 類型(xing)沖(chong)(chong)突(tu),先例情況使(shi)(shi)他們(men)處于不利地位,因為他們(men)必須接受變化并實施這種(zhong)范式轉變,而同(tong)行對(dui)手(shou)已經(jing)調整了(le)其軍(jun)事工(gong)具,以(yi)使(shi)(shi)用或對(dui)抗(kang)無人(ren)(ren)機(ji)系統。
這些(xie)沖突的(de)共同(tong)點是無人(ren)(ren)機(ji)(ji)造成的(de)破壞對(dui)對(dui)手決策(ce)的(de)影響:亞(ya)美尼亞(ya)軍事領(ling)導(dao)層(ceng)癱瘓,政治領(ling)導(dao)層(ceng)要求停戰(zhan)(zhan)。聯盟成員領(ling)導(dao)人(ren)(ren)不得不改變戰(zhan)(zhan)術(shu),緊急投(tou)資購買反無人(ren)(ren)機(ji)(ji)設備,某些(xie)國家(jia)對(dui)無人(ren)(ren)機(ji)(ji)對(dui)本國領(ling)土(tu)發動恐怖(bu)襲擊的(de)恐懼(ju)心理上升。在利比亞(ya),哈夫塔爾將軍放棄了(le)奪取的(de)黎(li)波里的(de)目標,因(yin)為他在無人(ren)(ren)機(ji)(ji)襲擊中遭受了(le)損失。
然而(er),現(xian)在就斷言無(wu)(wu)人機是解決未來沖突的(de)終極(ji)方案,聯合(he)作戰(zhan)已不再適用,還為時(shi)過早。一支訓練(lian)有素(su)的(de)部隊,配備足夠的(de)資產以(yi)確保(bao)其(qi)機動(dong)自(zi)(zi)由(you),就能戰(zhan)勝無(wu)(wu)人機使用者。不局(ju)限于(yu)被動(dong)保(bao)護(hu)的(de)積極(ji)態度也(ye)是一個成功因素(su)。這(zhe)種威脅強(qiang)(qiang)調,聯合(he)武器系統的(de)所有要素(su)都(dou)必須(xu)加(jia)強(qiang)(qiang)合(he)作。在聯合(he)層面,它強(qiang)(qiang)調了(le)同樣(yang)的(de)團結精神,以(yi)保(bao)持部隊的(de)機動(dong)自(zi)(zi)由(you)。如果預算限制和無(wu)(wu)人機成本與現(xian)有防空(kong)系統之間的(de)差距尚(shang)無(wu)(wu)法(fa)彌(mi)補,那(nei)么其(qi)他手(shou)段(如培訓)將(jiang)有助(zhu)于(yu)保(bao)持聯合(he)作戰(zhan)方法(fa)的(de)相(xiang)關性(xing)。
此(ci)(ci)外,無人(ren)機(ji)似乎并不(bu)是(shi)在(zai)(zai)不(bu)使用常規能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下確保沖(chong)突勝利的(de)(de)(de)(de)(de)最終解決方案(an),因此(ci)(ci)所有其他能(neng)力都是(shi)不(bu)必要的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)納(na)戈爾(er)諾(nuo)-卡拉巴赫,無人(ren)機(ji)促進而(er)非取代地面部隊(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)投入(ru);在(zai)(zai)利比(bi)亞,俄羅(luo)斯(si)常規部隊(dui)在(zai)(zai)戰(zhan)(zhan)(zhan)場上的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)就阻止(zhi)了(le)土耳(er)其人(ren)追擊(ji)哈(ha)夫塔爾(er)的(de)(de)(de)(de)(de)部隊(dui)。在(zai)(zai)敘利亞和(he)伊拉克,無人(ren)機(ji)并未改變 ISIS 的(de)(de)(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)(zhan)爭命運(yun)。然(ran)而(er),這(zhe)一(yi)資產使用戶能(neng)夠以可承受的(de)(de)(de)(de)(de)成本在(zai)(zai)戰(zhan)(zhan)(zhan)爭的(de)(de)(de)(de)(de)各個層(ceng)面進入(ru)交戰(zhan)(zhan)(zhan)方的(de)(de)(de)(de)(de)決策周期,從而(er)加強了(le)戰(zhan)(zhan)(zhan)爭的(de)(de)(de)(de)(de)政(zheng)治性質。
無(wu)(wu)人(ren)機提出的問(wen)題并(bing)不(bu)(bu)是聯合(he)部(bu)隊遇到(dao)的第一個(ge)挑戰(zhan),也可能(neng)不(bu)(bu)是最后一個(ge)。如果說在(zai)當前形勢下,無(wu)(wu)人(ren)機系統(tong)迫使不(bu)(bu)同軍(jun)隊改變作戰(zhan)方式,無(wu)(wu)人(ren)機系統(tong)并(bing)未重塑(su)社會、國家或軍(jun)事(shi)組織(zhi),那么(me)無(wu)(wu)人(ren)機在(zai)海(hai)上或陸地等其(qi)他領域的發展(zhan)(zhan)將為武裝部(bu)隊的保護和使用提出其(qi)他問(wen)題。將無(wu)(wu)人(ren)資產擴(kuo)展(zhan)(zhan)到(dao)其(qi)他領域可能(neng)會引發一場軍(jun)事(shi)革命。
數(shu)字航空準備(bei)(bei)技術(shu)引擎(DARTE)為美海軍FA-18機(ji)隊提供(gong)前所未有(you)的(de)預(yu)測戰備(bei)(bei)能力。DARTE專注(zhu)于發現與預(yu)測兩個關(guan)鍵戰備(bei)(bei)指標有(you)關(guan)的(de)可操作(zuo)的(de)見(jian)解:有(you)任務能力(MC)的(de)飛(fei)機(ji)數(shu)量和(he)飛(fei)行時間。最近DARTE的(de)努力集(ji)中在(zai)改進(jin)方面,包括采用前沿(yan)的(de)人工智能(AI)和(he)深度(du)(du)學(xue)習(xi)技術(shu),如時間模(mo)式(shi)注(zhu)意(yi)機(ji)制增(zeng)強的(de)長短(duan)期記憶(LSTMA)網絡,超深度(du)(du)組合以(yi)提高性能,以(yi)及改進(jin)不確定性估(gu)計(ji)和(he)穩健性。超深度(du)(du)集(ji)合和(he)注(zhu)意(yi)力機(ji)制已被證明在(zai)工業和(he)學(xue)術(shu)界(jie)提供(gong)了(le)最先(xian)進(jin)的(de)結果。此外,其(qi)改進(jin)的(de)不確定性估(gu)計(ji)為決(jue)策(ce)(ce)者提供(gong)了(le)更高的(de)信心水(shui)平,使其(qi)能夠做出(chu)更好、更聰明的(de)決(jue)策(ce)(ce)。
美海(hai)軍航空的(de)(de)(de)(de) "戰備(bei)"概念依賴于三(san)個(ge)(ge)關鍵方面:人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)配備(bei)、訓練和(he)(he)裝備(bei)。"人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)配備(bei)"是指(zhi)(zhi)現有的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)力,包(bao)括入伍的(de)(de)(de)(de)維修人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)和(he)(he)飛(fei)(fei)行(xing)員(yuan)(yuan)(yuan)。人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)配備(bei)還包(bao)括維修人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)經(jing)驗水平和(he)(he)專業。"訓練"指(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)是飛(fei)(fei)行(xing)員(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)訓練程度和(he)(he)執行(xing)的(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)行(xing)時間(jian)的(de)(de)(de)(de)數量。最(zui)后,"裝備(bei)"指(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)是必(bi)要的(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)機、物資等。即(ji)使沒有嚴格的(de)(de)(de)(de)定義,也可(ke)以(yi)立即(ji)看出(chu),損害這三(san)個(ge)(ge)關鍵因(yin)素(su)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)任何(he)一個(ge)(ge)都會導致一個(ge)(ge)中(zhong)隊的(de)(de)(de)(de)準備(bei)程度下降(jiang)。在海(hai)軍航空界(jie),有兩個(ge)(ge)關鍵指(zhi)(zhi)標被用來(lai)衡量一個(ge)(ge)中(zhong)隊的(de)(de)(de)(de)準備(bei)情況:有任務(wu)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)機和(he)(he)飛(fei)(fei)行(xing)小(xiao)時的(de)(de)(de)(de)執行(xing)。具體(ti)來(lai)說,有任務(wu)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)機是指(zhi)(zhi)達到或超過(guo)最(zui)低要求的(de)(de)(de)(de)飛(fei)(fei)機,可(ke)以(yi)運(yun)行(xing)并(bing)完(wan)成一項(xiang)任務(wu)。
自1999年(nian)引(yin)進以來,海軍FA-18超(chao)級大(da)黃(huang)(huang)蜂(feng)的(de)(de)總數(shu)(shu)(shu)(shu)幾乎呈線(xian)性(xing)增長,在(zai)撰寫本報告(gao)時,目前的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)量已接(jie)近(jin)600架[1]。超(chao)級大(da)黃(huang)(huang)蜂(feng)有兩個變種(zhong)--單(dan)座E型(xing)和(he)雙(shuang)座F型(xing)。此外,海軍仍然(ran)使用一(yi)些老式的(de)(de)FA-18單(dan)座C型(xing)變種(zhong)大(da)黃(huang)(huang)蜂(feng)。FA-18戰斗機在(zai)任(ren)何時候都可以處于(yu)幾種(zhong)準備狀態之一(yi):不具備供應任(ren)務(wu)能力(NMCS),不具備維修任(ren)務(wu)能力(NMCM),部分(fen)任(ren)務(wu)能力(PMC),或完(wan)全任(ren)務(wu)能力(FMC)。理想情況下,有任(ren)務(wu)能力的(de)(de)飛機數(shu)(shu)(shu)(shu)量將與飛機總數(shu)(shu)(shu)(shu)成線(xian)性(xing)比例,但事(shi)實并非如此。圖(tu)1顯(xian)示了庫存的(de)(de)FA-18飛機的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)量和(he)按年(nian)份(fen)劃分(fen)的(de)(de)MC飛機的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)量。在(zai)20世紀90年(nian)代末和(he)21世紀初(chu),MC飛機和(he)庫存之間的(de)(de)關系符合預期,但在(zai)2007年(nian)附近(jin)出現了明顯(xian)的(de)(de)偏差,MC飛機的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)量趨于(yu)平(ping)穩。這是(shi)有據可查的(de)(de),改(gai)善(shan)戰備狀態正日益(yi)成為領導(dao)層的(de)(de)重點(dian)[4]。
雖然(ran)準確監測(ce)和預測(ce)戰(zhan)備狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)能(neng)力極其(qi)重要(yao),但這個(ge)過程非(fei)同小可。預測(ce)能(neng)力使(shi)中(zhong)隊和決策者有(you)時間和能(neng)力重新(xin)分(fen)配資源,調整人(ren)員(yuan)配置(zhi)水平,并在(zai)問題(ti)發生之前做出更明(ming)智的(de)決定(ding)。通過建立機器學習模型來預測(ce)戰(zhan)備狀(zhuang)態(tai)(tai),而(er)不是(shi)憑直覺和人(ren)的(de)洞察力,也有(you)可能(neng)發現對(dui)中(zhong)隊行動的(de)非(fei)直覺性的(de)見解。
數字航空戰備(bei)技(ji)術引(yin)擎(DARTE)的(de)(de)目標(biao)是(shi)(shi)預測(ce)FA18中(zhong)隊(dui)的(de)(de)戰備(bei)情(qing)況(kuang),以月度MC和季(ji)度飛行(xing)小(xiao)時(shi)執行(xing)情(qing)況(kuang)來衡量[6]。此(ci)外,DARTE提(ti)供了在一(yi)個(ge)(ge)中(zhong)隊(dui)經過一(yi)個(ge)(ge)季(ji)度時(shi)監測(ce)準備(bei)情(qing)況(kuang)的(de)(de)能(neng)力。這(zhe)是(shi)(shi)通(tong)過兩個(ge)(ge)步驟完成(cheng)的(de)(de)。首先(xian),創建一(yi)個(ge)(ge)深度學習模(mo)型(xing)(xing)來預測(ce)每(mei)個(ge)(ge)中(zhong)隊(dui)每(mei)月的(de)(de)平(ping)均任務(wu)能(neng)力飛機(ji)數量。然(ran)后,這(zhe)個(ge)(ge)模(mo)型(xing)(xing)被(bei)擴展并作為第二(er)個(ge)(ge)機(ji)器學習模(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)輸入,預測(ce)一(yi)個(ge)(ge)中(zhong)隊(dui)在一(yi)個(ge)(ge)季(ji)度內的(de)(de)飛行(xing)小(xiao)時(shi)執行(xing)情(qing)況(kuang)。此(ci)外,還有一(yi)個(ge)(ge)可解釋的(de)(de)人工(gong)智能(neng)(XAI)引(yin)擎[7]和統計人員配置模(mo)型(xing)(xing)[8],伴隨著MC模(mo)型(xing)(xing)。DARTE的(de)(de)架構如(ru)圖2所(suo)示。
庫存中(zhong)的總噴(pen)氣(qi)機數量(liang)幾(ji)乎呈(cheng)線(xian)性增長(chang),而 2007 年 MC 噴(pen)氣(qi)機的數量(liang)趨(qu)于平穩[5]。
圖 1. FA-18 噴(pen)氣式飛(fei)機的年數。
圖 2.DARTE 架構。
本(ben)文的(de)重(zhong)點是改(gai)進DARTE的(de)基礎模(mo)型(xing)(xing)--深(shen)度學習模(mo)型(xing)(xing),預測海軍FA-18中隊提前三個(ge)(ge)月擁有的(de)任務能力飛機的(de)數(shu)量。這個(ge)(ge)模(mo)型(xing)(xing)影(ying)響著DARTE的(de)其他部分,因此,MC模(mo)型(xing)(xing)的(de)準確性、理解性和穩健性至(zhi)關重(zhong)要(yao)。
本文(wen)的結(jie)構(gou)如下。第(di)2節(jie)回顧了(le)(le)(le)(le)(le)所使(shi)用(yong)的數據集(ji)及其調節(jie)和轉(zhuan)換(huan),第(di)3節(jie)討論(lun)了(le)(le)(le)(le)(le)基礎MC模型(xing)的創建和結(jie)果(guo),第(di)4節(jie)顯(xian)示了(le)(le)(le)(le)(le)最終(zhong)模型(xing)的結(jie)果(guo),第(di)5節(jie)回顧了(le)(le)(le)(le)(le)結(jie)論(lun)并討論(lun)了(le)(le)(le)(le)(le)未來工作。