(2021年10月20日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到人工智能集成中心的陸軍上士伊利斯-丹寧對無人駕駛航空系統進行維護,為21世紀項目融合做準備(美國陸軍/Destiny Jones))
為了在2030年、2040年或以后的未來沖突中取得成功,聯合部隊現在需要做什么?答案很清楚:我們必須一起試驗。我們必須評估未來作戰環境的特點(在物理環境、威脅和技術狀態方面)。我們必須開發、測試和完善我們將如何在該環境中運作的概念。我們還必須開發和提供聯合能力,使我們的軍人在該環境中比任何對手更有優勢。沒有實驗,這一切都不會發生。我們必須一起學習,失敗,再學習,再失敗,這樣我們才能最終成功。
我們將作為一個聯合團隊作戰,所以我們必須作為一個聯合團隊進行實驗。我們必須實驗和評估我們的能力,使聯合部隊指揮官能夠執行全域聯合指揮與控制(JADC2)。JADC2既是一個概念,也是 "指揮聯合部隊在所有作戰領域和整個電磁波譜中威懾并在必要時在全球任何時間和任何地點擊敗任何對手所需的能力"。這種分析必須導致在編寫要求和資源技術方面的行動。
有些人可能不相信各軍種有可能自愿合作進行試驗。我比較樂觀,并以 "融合項目"(PC)為例進行說明。在過去的兩年里,陸軍、海軍陸戰隊、海軍、空軍、太空部隊和美國特種作戰司令部通過PC以綜合實驗的名義進行了合作和協作。在這篇文章中,我描述了 "融合項目 "是如何作為聯合實驗的場所出現的,為JADC2從戰術層面到作戰層面的演變提供信息。
項目融合于2020年夏天首次執行,起源于一個年度頂點實驗,以解決軍隊問題,但不一定是聯合問題。不過,通向PC的道路早在幾年前就開始了,當時陸軍確立了其核心的六個現代化優先事項,并成立了八個跨職能團隊(CFT),每個團隊由一名將軍或高級行政人員領導,負責支持這些現代化優先事項的交付。
2018年11月,時任美陸軍部長馬克-T.埃斯珀和陸軍參謀長馬克-米利將軍公布了陸軍戰略(TAS),該戰略將現代化作為陸軍的四條努力方向之一。其他工作包括建立戰備、改革以及加強聯盟和伙伴關系。同年,陸軍部成立了陸軍未來司令部(AFC),作為其自1973年以來第一個新的四星級總部。它的任務是同步和整合整個未來部隊現代化企業的現代化進程。除了CFTs之外,AFC還獲得了對現有組織的指揮權,如未來和概念中心、聯合現代化司令部、研究和分析中心、戰斗能力發展司令部和醫學研究和發展司令部。
美國陸軍的實驗室和作戰實驗室現在都隸屬于AFC。每個實驗室都進行了大量的物資或概念實驗。問題是這種實驗的結果是什么,以及如何將其納入陸軍現代化的優先事項。答案是令人失望的;這些努力不一定能引導到任何地方,也不一定能與陸軍的優先事項相銜接。AFC是一個統一指揮這些實驗室的單一總部,并有能力在整個陸軍現代化企業中創造統一的努力,現在已經有能力解決這個問題。
項目融合始于2020年初白板上的一個想法,成為所有其他實驗的目標點。我們試圖在戰術層面將陸軍傳感器、指揮與控制(C2)節點和射手聯系起來,以便在 "誰能最先看到、理解、決定和行動,誰就能獲勝 "的前提下實現更快的決策。它將士兵、科學家和工業界在亞利桑那州尤馬的泥土中拉到一起,在戰術場景的壓力下對有前途的技術進行實驗,為期一個月。
在 "融合項目2020 "期間的實驗是初級的和以地面為中心的。我們開發了現實的戰術場景,并整合了一些技術,如機器人戰車(空中和地面)、自主性堆棧、數據結構、武器-目標配對技術和遠程精確彈藥。盡管我們在PC20期間學到了很多東西,但我們最大的收獲是需要包括聯合伙伴。我們清楚地認識到,將陸軍的傳感器、C2節點和射手聯系起來是不夠的;這種實驗甚至沒有反映出我們現在的戰斗方式,更不用說我們未來可能的戰斗方式。沒有任何一個軍種會單獨作戰。我們作為一個聯合團隊作戰。向前邁進,我們需要改變PC。
PC20一結束,AFC就開始計劃PC21,我們聯系了所有的聯合伙伴,邀請他們參與并利用PC21來推進他們自己的實驗目標。我們的前提是,陸軍將提供 "沙盒",如果他們同意在各軍種之間整合他們的技術,我們歡迎所有人來玩。他們都接受了。用陸軍參謀長詹姆斯-C-麥康維爾將軍的話說,PC21和連續的迭代將使聯合部隊發現,"提供未來決策主導權和大國競爭的過度匹配所需的尖端技術的速度、范圍和融合。"
作為一個確保軍方實驗需求得到滿足的機制,在PC21之前的每個月,我們都會召開一個聯合董事會(JBOD),其中包括每個合作伙伴的三星代表。盡管陸軍為PC21提供了大部分的管理費用,但每個合作伙伴都為自己的技術和參與提供資金。PC21實驗的重點是JBOD同意的七個聯合用例。一個用例無非是一個戰術場景或問題。聯合空中和導彈防御就是一個例子。每個用例都包括所有軍種的傳感器、C2節點和射手的組合。我們知道,我們最大的挑戰是移動數據和獲得操作授權、翻譯器和跨域解決方案,以便在國防部網絡上操作和共享數據的180多種技術。在實驗前幾個月,各部門提名了他們將帶入每個用例的技術,AFC的操作和系統架構師開始將這些技術映射在一起。我們在馬里蘭州阿伯丁試驗場的聯合系統集成實驗室進行了多次基于實驗室的風險降低活動,以驗證我們的網絡設計并確保準確的端到端數據流。
由于我們建立了聯合管理,以及軍人、文職人員和行業伙伴在實驗室和新墨西哥州尤馬和白沙導彈發射場實地進行的巨大努力,PC21取得了巨大的成功。
(2021年10月26日,在亞利桑那州尤馬試驗場,美陸軍航空醫學研究實驗室的飛行系統部門人員在與第82空降師的綜合視覺增強系統支持的空中突擊隊進行吊裝作業時,展示了載荷穩定系統-行李箱附件(美國陸軍/Scott C. Childress))
然而,成功不僅在于我們在尤馬當地能夠完成的工作,還在于我們未能完成的工作,以及如何推動變革。我們從PC21中得到的最大收獲之一是,我們在數據方面沒有做到位。我們吹噓 "數據是新的彈藥",但作為一支聯合部隊,我們仍然無法進入戰斗空間并無縫交換數據以實現JADC2。我們仍然在利用點對點的數據標準,有些已經有幾十年的歷史。PC21為我們提供了一個場所,使我們能夠識別出不足以應對未來戰斗的多種數據標準,并將這些建議直接提交給JADC2的CFTs采取行動,證明了自下而上的JADC2方法的價值。此外,在陸軍內部,已經開始對陸軍的需求流程進行了全面檢查,以確保在原型設計之前解決系統集成和數據中心化問題。
從PC21中獲得的其他主要經驗推動了新的需求文件的建立和對已經批準的需求文件的調整。PC21確定了需要開發和執行一個共同的數據標準、信息格式和單一的數據結構能力,以實現各部門的整合并擴大機器對機器的速度。這一發現為開發支持共同數據結構的需求文件提供了大量信息(Rainmaker項目)。PC21進一步完善了對聯合綜合火力控制網絡的需求--陸軍綜合防空和導彈防御是該軍種對這個火力網絡的貢獻。PC21還強調了有前途的技術,這些技術已經成熟,可以從科學和技術過渡到技術成熟計劃的發展中--目標-武器配對過程的自動化(FIRESTORM)和支持提高遠距離效果決策速度的工具(SHOT)。PC21使各軍種能夠影響聯合共同作戰圖的發展,并改進聯合全域態勢感知解決方案。
具體而言,各軍種能夠探索、測試和評分指揮所計算環境的雙向傳輸和互操作性,作為全球指揮和控制系統-聯合的潛在替代。這個機會告訴我們,還有更多的工作要完成;所測試的五個潛在的數據結構都沒有顯示出所需的成熟度,跨領域的解決方案在各軍種之間架起了信息共享的橋梁,提高了互操作性,但也成為了單點故障。最后,PC21重申了戰術網絡對聯合部隊一切工作的重要性。PC21項目已經證明,戰術網絡是我們行動的重心,我們需要繼續以相關的速度發展我們的網絡。
融合項目還確定了能力的不足,支持對具有新興技術技能的士兵的需求,以支持實現JADC2的意圖。這包括具有更多數據科學和敏捷軟件開發能力的士兵,以實現未來的作戰行動。為了滿足這一需求,人工智能集成中心(AI2C)和陸軍軟件工廠(ASWF)正在從全軍范圍內識別和招募具有技術才能的士兵,并教導他們運用敏捷工具和數據科學來實現任務操作的現代化和解決實際問題。AFC將繼續指導和支持諸如AI2C和ASWF這樣的組織,向士兵傳授關鍵的技能組合,為未來的部隊設計提供原型。
空軍部長弗蘭克-肯德爾三世說得很對:我們必須通過實驗來連接人們,處理信息,并創造出作戰影響。融合項目不斷地提醒我們,我們必須采取系統的方法,摒棄諸如翻譯機之類的附加解決方案,以實現跨軍種的互操作性。相反,我們必須編寫我們的要求,旨在實現與聯合部隊和我們的盟友的系統的全面整合。
2022年5月,陸軍部長克里斯蒂娜-沃姆斯和麥康威爾將軍在參議院軍事委員會作證時說,PC21包括來自陸軍、海軍陸戰隊、海軍、空軍和太空部隊的近1500名參與者,使其成為15年來最大的聯合部隊實驗。PC是該實驗的一個關鍵宗旨。該實驗為聯合部隊提供了使用任何傳感器、最佳射手和正確的C2節點的機會,以融合數據并加速傳感器到射手的時間。在PC期間,我們將F-35B與地面射手整合,以完成殺傷網。在其他情況下,我們將傳感器到射手的速度從幾分鐘提高到幾秒鐘。一次又一次,"融合項目 "為各部門提供了一個試驗新技術以解決重大作戰挑戰的場所。
(2021年11月11日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到224軍事情報營的陸軍一等兵特里-好萊塢對MQ-1C灰鷹進行維護,為 "21世紀融合項目 "做準備(美國陸軍/瑪麗塔-施瓦布))
盡管 "融合項目 "的學習活動取得了許多成功和經驗,但整個聯合部隊中也存在許多批評和誤解。一些人質疑為什么陸軍要領導一項聯合試驗。其他人問其他軍種在做什么。還有人想知道 "融合項目 "是否僅僅是一系列科學實驗的組合,看看它們是否可能成功。每個軍種都意識到實驗對于整合我們未來的平臺是必要的,并且每個軍種都進行了自己的旗艦實驗以促進JADC2--一個將現有傳感器和射手與所有領域的數據連接起來的領域和控制系統。所有這些都是必要的,但PC通過利用所有領域的治理和執行中的聯合性,提供了一個微妙而有價值的差異。
當這篇文章發表時,我們將處于執行 "融合項目 "第三次迭代的邊緣--PC22。PC22將是一個聯合部隊的實驗,旨在開發能夠在大規模作戰行動中擊敗對手的能力,在去年取得的成功基礎上,增加使用案例的規模和復雜性。此外,PC22歡迎我們一些最親密的盟友和伙伴作為參與者和觀察員。2022年1月,我們的JBOD擴大為聯合JBOD,除軍方外,還有來自澳大利亞、加拿大和英國的合作伙伴參加。
PC22以兩個場景為中心。第一個是在美國西海岸整個聯合部隊所在地復制的印度-太平洋情景實驗。第二個實驗是發生在美國西南部沙漠中的歐洲場景。在這兩個場景中,我們插入并整合了數百種有前途的技術,評估這些技術所提供的能力的可擴展性和能力,并關注它們失敗的地方。
為了國家和所有未來將處于危險境地的軍人,我們有責任進行聯合、綜合的實驗。融合項目已經成為為JADC2的發展提供信息的場所。它使我們能夠通過測試尖端技術的速度、范圍和融合來實現決策的主導地位。此外,PC提供了一個在整個聯合部隊以及與我們的盟友和伙伴進行試驗的框架。我們不知道我們何時會打下一場戰爭,但 "融合項目 "所提供的實驗確保我們有合適的軍事組織和合適的能力,以實現大國競爭的超強實力。
聯合全域指揮與控制(JADC2)是一項長期的工作,旨在連接跨太空、空中、陸地、海洋和網絡領域的軍事資產。美國防部打算讓JADC2分析所有這些領域的作戰數據,使決策者能夠更有效地確定、執行和監測行動。
美國防部正處于開發JADC2的早期階段,并發布了初步指南,包括一項概述廣泛目標的戰略。然而,國防部還沒有確定細節,如哪些現有系統將有助于JADC2,以及未來需要開發哪些能力。一份眾議院報告指示國防部報告整個JADC2工作的范圍、成本和時間表。目前,國防部正處于確定這些內容的早期階段。
2020年4月,美國政府問責局報告了空軍對JADC2的貢獻--先進戰斗管理系統(ABMS)--并建議空軍制定采購和規劃文件。自那時起,空軍已經采取了措施,并確定了兩項ABMS工作:
2022年6月,空軍成立了一個公司聯盟,協助制定網絡要求,稱為ABMS數字基礎設施,以實現ABMS工作。此外,在2022年9月,空軍為ABMS建立了一個新的領導結構。雖然這些都是發展ABMS的積極步驟,但空軍迄今尚未交付任何能力,并正在確定未來的能力和交付時間。
為了保持對對手的競爭優勢,美國防部(DOD)的軍事指揮官需要一個實時的、完整的戰斗空間圖,以便他們能夠迅速做出明智的決定,指導行動,并監督行動的執行。歷史上,當國防部和軍事部門獲得武器系統時,他們通常優先考慮單個系統的能力,而不是連接性、數據互操作性和各系統的功能兼容性。國防部認識到,其系統現在需要在更復雜的戰斗環境中運行,并需要更多的連接性。國防部打算讓全域聯合指揮與控制(JADC2)來解決這些問題,利用數字環境來分析所有領域的作戰數據,使決策者能夠更有效地確定、執行和監控行動。
先進戰斗管理系統(ABMS)是空軍對JADC2的貢獻。它旨在建立一個數據網絡以連接空軍和太空部隊的傳感器、系統和武器。2020年4月,美國政府問責局發現,空軍在沒有商業案例的關鍵要素的情況下開始了ABMS的開發,如為預算要求提供成本估算。
伴隨著H.R.4350號法案的一份眾議院軍事委員會報告包括了一項由GAO對ABMS進行審查的規定。此外,眾議院戰術空軍和陸軍小組委員會要求GAO對ABMS進行審查,以及它將如何促進國防部為JADC2制定更廣泛的目標。本報告討論了(1)空軍為ABMS能力制定計劃的程度,以及(2)國防部對JADC2的定義。
為了評估空軍在多大程度上制定了ABMS能力計劃,審查了ABMS采購計劃文件,以確定空軍確定了哪些能力,以及開發這些能力的成本和時間表。這些文件包括計劃簡介、采購戰略、需求文件、成本評估和合同文件。GAO還審查了空軍向國會工作人員提供的ABMS狀況簡報。GAO利用美國政府問責局確定的采購領先做法分析了這些文件,以確定空軍計劃是否涉及商業案例的關鍵要素。這些要素包括確定的要求、獲得成熟技術的計劃、成本估算和可承受性分析。
GAO還將這些文件與國防部的采購指南進行了比較,如適應性采購框架主要能力采購途徑和軟件采購途徑,以確定空軍計劃是否包括采購規劃的關鍵組成部分。GAO還確定了空軍為解決美國政府問責局先前關于ABMS的工作中的公開建議所采取的步驟,其中包括開發商業案例的關鍵要素的建議。此外,GAO審查了ABMS合同,以確定空軍計劃如何利用承包商來幫助滿足ABMS的要求。此外,GAO采訪了空軍ABMS的領導和官員,以了解目前ABMS的工作以及空軍計劃如何確定和優先考慮未來的ABMS工作。GAO還討論了空軍辦公室在規劃和執行ABMS工作中的作用和責任。
為了評估美國防部對JADC2的定義程度,審查了關鍵政策、規劃文件、實施指南、信息文件和概述簡報,包括機密和非機密文件。審查了這些文件以確定JADC2的目標、JADC2的管理結構、JADC2官員的角色和職責以及國防部領導層對如何實施JADC2目標的指導。還審查了與每個軍事部門對JADC2工作的貢獻有關的文件,包括空軍的ABMS、海軍部的Overmatch項目和陸軍的Convergence項目。盡管獲得了信息以獲得對 "聚合項目 "和 "超配項目 "的總體了解,但鑒于重點是國防部如何定義JADC2,所以沒有詳細評估這些努力。此外,采訪了JADC2的領導層以及來自國防部長辦公室和聯合參謀部的官員,他們代表了JADC2七個工作組中的四個。討論了國防部在執行JADC2目標方面的進展,潛在的挑戰,以及為應對這些挑戰所采取的措施。此外,采訪了空軍、空軍、海軍、海軍陸戰隊和陸軍的官員,以確定每個軍事部門目前為實現JADC2目標所做的努力,并討論國防部領導層如何為實施JADC2提供指導。
在2021年10月至2023年1月按照公認的政府審計準則進行了這次績效審計。這些標準要求計劃和實施審計,以獲得充分、適當的證據,為基于審計目標的調查結果和結論提供合理依據。所獲得的證據為基于審計目標的審計結果和結論提供了合理的依據。
自拿破侖于 1805 年建立軍團以來,世界各地的軍隊都在尋求提高組織的同步性和整合性。從這個角度來看,融合也不例外。然而,在戰場上實現這一目標取決于開發一個知情、協作和有目的的聯合部隊 C2 系統。為開發具有這些特征的 C2 系統設定條件,首先要重新構想聯合部隊的組織、訓練方式以及領導者培養方式。通過這些努力,聯合部隊可以實現全域的統一努力——通過一個知情、協作和有目的的 C2 系統實現——這將使其能夠在當今和未來的復雜作戰環境中有效地競爭、威懾和取勝。
在這個大國競爭的時代,美國的對手尋求在低于戰爭門檻的情況下實現其目的。然而,如果與近鄰對手的武裝沖突確實發生,他們將尋求在所有領域--陸地、海洋、空中、太空和網絡空間--以及作戰環境(OE)的電磁頻譜(EMS)中對聯合部隊的行動提出競爭,以創造條件實現既成的攻擊。一個有爭議的作戰環境將包括多個對峙層,由許多敵方的反介入和區域拒止(A2/AD)能力來實現。這些旨在造成不可接受的損失的能力,也將尋求在 "時間、空間和功能上分離聯合部隊的要素",從而防止統一的努力,并迫使其能力的偶發承諾。
為了克服這些挑戰,聯合部隊正在發展 "聯合全域作戰"(JADO)的聯合作戰概念,該概念旨在通過整合各軍種及其任務伙伴的能力,在決定性的空間內迅速運用動能和非動能效應。這些融合效應將穿透敵人的對峙層,并使他們的A2/AD能力失去整合,從而使聯合部隊得以利用(見圖1)。然而,實現融合需要有效的指揮和控制(C2),它跨越所有領域,并能夠獲得各軍種及其任務伙伴的統一努力。本研究探討了C2滿足這一要求所需的那些特征。
圖 1. MDO 解決方案。改編自美國陸軍訓練和條令司令部 (TRADOC),TRADOC 小冊子 525-3-1,美國陸軍 2028 年多域作戰(弗吉尼亞州尤斯蒂斯堡:TRADOC,2018 年),26。
自2012年發表《聯合行動的頂點概念:2020年聯合部隊》(CCJO 2020)以來,聯合部隊已經逐步向JADO的概念過渡。雖然 "聯合 "的概念已經存在了幾十年,但美國防部(DoD)和各軍種只是在最近才將目光投向偶發的跨域同步和能力整合。自2012年以來,各軍種在與其他軍種不同程度的合作下,制定了通過跨域能力作戰的概念性作戰方法。然而,正如美國陸軍未來和概念中心前主任埃里克-韋斯利中將所說,"你就是不能讓不同的軍種擁有自己的MDO[多域作戰]概念并將它們聯合起來......這必須是一項自上而下的努力"。在這一點上,出現了一個不可分割的緊迫問題:如何有效地C2跨領域和跨梯隊的能力融合,以確保聯合部隊在有爭議的OE中的優勢。
盡管幾十年來,聯合部隊以服務為導向的C2方法成功地實現了能力的同步和整合,但為了實現跨域能力的融合,有必要采用涵蓋所有領域的聯合C2方法。這項研究評估了有效的聯合部隊C2的特點,這些特點能夠在JADO期間實現融合。這項評估首先回顧了導致JADO概念的概念性框架。然后概述了兩個歷史案例研究--1982年英國福克蘭群島戰役和1989年美軍執行的 "正義事業 "行動--其中C2有效地實現了跨領域和跨梯隊的能力運用。然后,本研究通過系統理論的視角來評估這些案例研究,以回答研究問題,并得出組織、培訓和領導者發展對聯合部隊的影響,因為它在JADO期間完善了其C2融合的能力。
本專著分析部分所采用的系統理論透鏡,采用了賈姆希德-加拉吉達吉(Jamshid Gharajedaghi)在其作品《系統思考》中概述的迭代調查過程。Gharajedaghi認為,當試圖理解一個系統內復雜的相互作用時,這個過程能夠實現 "令人滿意的整體視野",就像那些在戰斗行動中實現C2的系統。這一理論的核心是,通過評估一個系統的結構、功能和過程以及它所處的環境,"對整體的理解是可能的"。每個案例研究以及文獻綜述中概述的信息都涵蓋了這些領域,為評估C2的特點提供了一個整體的視角。
由于持續的旅行和檔案訪問限制,本專著中進行充分評估所需的研究主要來自于數字資源。然而,與陸軍未來司令部(AFC)和聯合武器理論局(CADD)的密切和日常協調促進了關于C2理論和未來操作概念的主要和次要來源研究。此外,聯合武器研究圖書館(CARL)提供了對執行這兩個案例研究至關重要的歷史學和理論研究的機會。為了集中研究,本研究通過定義一個研究問題來設定參數,以解決之前確定的問題。
隨著聯合部隊為JADO開發支持性概念和系統,解決以下問題很重要。在穿透和瓦解對手的A2/AD陣列時,有效的C2有什么特點,能使多個領域和梯隊的能力融合在一起?正如每個軍種的未來作戰概念中所概述的那樣,目前的文獻從每個軍種的角度提供了一個基礎性的理解,但對過去跨域作戰的C2的歷史分析對此進行了補充。這一歷史分析通過兩個互補的案例研究進行,將回答以下的附屬問題。在滲透和瓦解敵人的A2/AD陣列過程中,歷史上有哪些C2特征促成或阻礙了跨領域和跨梯隊能力的同步和整合?該研究通過回答這些問題,解決了當前文獻中關于有效C2的哪些特征能夠在JADO期間實現融合的空白。然而,在繼續研究之前,重要的是要解決在文獻回顧中詳細討論的術語的定義,這對本研究至關重要。
本專著的范圍涵蓋了JADO概念組成部分的背景發展,同時特別關注C2的那些特征,這些特征將有效地實現對敵人A2/AD陣列的融合。本專論的發展有兩個重要的限制--時間和分類。由于完成的學術時間要求,本研究的研究只延伸到2020年10月底。第二個限制是一些文件的分類,如《國防戰略》(NDS)和《CCJO 2020》,這使得我們無法進行全面的文獻審查,而只能依靠未分類的總結。此外,由于聯合參謀部和各軍種仍在開發JADO概念的許多方面,對一些概念材料的發布有限制,這限制或阻止了本專著對其的引用。
未來的作戰概念應以有關未來戰場、對手和對手的主要武器和其他作戰系統的實際情報為基礎。
多域作戰(MDO)可以用類似于聯合武器理論和戰爭的術語來思考。
多域作戰并不是后冷戰時代或近期美國軍事經驗所特有的。
面對大國對手的未來戰場需要更多的生存指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察能力(C4ISR);強大的后勤保障;以及更多的綜合部隊。
迫切需要陸軍和聯合概念的開發者以盡可能簡單和清晰的術語提出MDO,因為美國聯合部隊在未來的作戰行動中面臨著近似于同行或同行的對手。
在過去的幾年里,新的軍種和聯合作戰概念層出不窮;它們都試圖找到一個能對抗大國的軍事作戰概念。美陸軍在作戰概念戰中的參與項目是多域作戰(MDO)。了解MDO現在特別重要,因為陸軍正在把概念(它想如何作戰)變成理論條令(它將如何作戰)。
為什么這很重要?很簡單,美陸軍是其的主要軍種,其 "組織、訓練和裝備主要是為了在陸上行動中進行迅速和持續的戰斗"。 在其最基本的層面上,MDO將為陸軍如何重建自己以應對未來在陸地、空中、海上、太空和網絡空間領域的挑戰提供架構計劃。 事實上,陸軍甚至已經建立了30多年來第一個新的四星級總部--陸軍未來司令部,作為其架構師。
對于什么是MDO并沒有廣泛的共識。2019年北約的一份文件呼吁明確定義,以 "消除反對者",他們 "對MDO持悲觀和不屑的看法......認為它只是一個流行語,與聯合行動同義"。 這種不明確導致了這樣的說法,即為了執行MDO,陸軍將需要從組織到權力再到海外態勢的重大甚至是根本性的改變。 從本質上講,實現MDO需要的不僅僅是軍隊的翻新;它需要拆毀和重建。一個更悲觀的指控是,美國軍隊,更不用說陸軍,實際上沒有足夠的流程或技術能力來有效整合所有作戰領域的效果。
在下文中的目標是解釋陸軍MDO的起源和廣泛的細節,以作為未來關于其影響和相關性的知情討論的基礎。
2018年出版的《2028年多域作戰中的美國陸軍》將之前所說的多域作戰擴展為一個包括競爭在內的更廣泛的概念。這一概念描述了陸軍如何在競爭中為威懾對手和在沖突中擊敗敵人做出貢獻。 當然,這并不是MDO的實際運作方式。公平地說,2018年陸軍MDO概念確實在一定程度上解釋了陸軍編隊如何執行這些行動,例如,滲透敵人的對峙能力和瓦解敵人的反介入區域拒絕系統。然而,盡管2018年的概念文件包括一個整頁的 "邏輯圖",但支撐MDO的邏輯從未得到明確解釋。在退休的陸軍準將Huba Wass de Czege看來,這是概念中的一個關鍵缺陷,他是陸軍1980年代空地戰概念的主要撰寫人之一。Wass de Czege寫道,要做到可信,"MDO必須清楚地定義軍事問題,并闡明一個盟國和對手都能理解并符合邏輯的勝利理論"。
聯合領域戰爭的理論是基于聯合武器、擴大的戰斗空間和優勢地位的思想。在聯合武器的思想中,有互補性的理論。在擴大的戰斗空間中,是可擴展性的理論(或者說,效果可以延伸到物理或非物理的距離)。在優勢地位中,提出了相對軍事價值的理論(機動戰的基礎理論是,對手將越來越多地被迫采取違背其意愿的行動,基于對其位置相對于敵人的價值的看法)。通過探索MDO的基礎理論,軍事工作者可以更好地解釋它是如何運作的。
基于互補性和領域相互聯系的理論,MDO通過創造相互作用的效果組合--物理的、非物理的、精神的和道德的,來削弱和瓦解敵人的抵抗意志。這些效果是通過在多個作戰領域內并通過這些領域的行動完成的。因此,MDO通過整合不同領域(物理和非物理領域)的交戰和戰斗中的效果而發揮作用。這些效果要求在非常不同的范圍和時間點上進行整合集成,以考慮到行動速度和位置及處置的變化。其目的是:實現傳統的錯位、破壞和失敗的效果。
由于MDO本質上是集成綜合行動--即不同行動類型的綜合體或分組,以復雜的方式廣泛聯系,因此它們很適合于大規模作戰行動。未來的大規模作戰行動可以被分解為主要的作戰任務,然后指向作戰類型。基于已經完成的MDO工作,這意味著實現信息和決策優勢的附屬概念;精確和大規模的打擊;部署和維持軍事力量以達到最佳節奏;在陸地、海洋、空中、網絡空間和太空戰斗中獲得優勢;以及鞏固成果。這就導致了部隊設計的要求:比敵人更有生存能力的指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察能力(C4ISR);強大的后勤系統;以及更加一體化和互操作的聯合部隊。
基于實驗來分析和評估未來的MDO是否能發揮作用是至關重要的。這些工作應該從預測未來聯合部隊一套合理的所需能力開始。鑒于美國的地緣戰略現實、可能的未來國家安全戰略和潛在對手構成的威脅,這支未來的聯合部隊將必須是一支全球一體化的 "反應"部隊。所需的未來聯合部隊能力可以從對未來聯合反應行動需求的分析中得出,考慮到大規模的威脅、敵對的環境(進入)和強制進入的要求。利用過去的聯合部隊能力研究,模板化的能力應該包括。C4ISR和導彈防御;導致戰區精確和大面積攻擊的遠程精確打擊;從前沿部署到早期進入部隊的建設;從直接攻擊/插入到全方位部隊的建設;以及戰區支持。從這些未來所需的能力中,可以確定描述這些能力如何有助于勝利理論的廣泛行動,例如,通過有效的C4ISR(防止突襲)和導彈防御來保護和維持部隊;在距離上進行壓制和破壞;以最大化突襲的方式進行機動;集中效果;以及大規模戰斗。
明確地說,MDO尚未在大國戰爭中廣泛使用,盡管它的早期化身曾在第二次世界大戰的一些后期階段使用。我們不可能肯定地說MDO在大國戰爭中會如何發展。然而,有一個基本的理論--上文提到的聯合領域戰爭一詞--可以用于訓練、教育和部隊設計的目的。這一思路的基礎是,MDO將被證明是 "足夠正確的",這與邁克爾-霍華德關于軍事創新和變革的著名言論相呼應。
應該指出的是,2018年陸軍MDO概念打破了重要的新知識領域;這一收獲需要通過更多的分析來加以利用。該概念通過將競爭和沖突聯系起來,在先進的未來作戰理論方面取得了重要的前進步伐。該概念還納入了全球一體化行動等重要概念,并試圖將跨領域的協同和超配與融合的理念聯系起來。盡管如此,要回答關于MDO如何工作的問題仍有更多工作要做;答案將包含陸軍和聯合部隊在未來如何作戰的理論種子。這是將概念轉化為理論、將理論轉化為實踐所需的關鍵工作。
因此,美軍當務之急是陸軍和聯合部隊的概念開發者要明確闡述MDO如何有效地運作以支持國家安全目標--它是如何將對抗現實世界的敵人、作戰和戰術方式以及作戰能力聯系起來的。
融合項目(PC)是一項美國陸軍學習活動,旨在整合和推進他們對聯合部隊(陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊)的貢獻。根據研究和分析中心(TRAC)-蒙特雷的說法,"PC確保陸軍作為聯合戰斗的一部分,能夠快速和持續地整合或'融合'所有領域的效果--空中、陸地、海上、太空和網絡空間,以便在競爭和沖突中戰勝對手"(研究和分析中心[TRAC]2020)。目標是評估在PC21上展示的新的創新系統(SoS)技術是否滿足為聯合部隊提供必要的速度、范圍和融合所需的作戰能力,以產生未來的決策主導權和大國競爭的超能力。然而,鑒于PC期間各種現代技術的注入,TRAC-蒙特雷目前缺乏一種方法來衡量作戰效果以及作為軍隊和聯合部隊的融合是否正在實現。因此,本項目的重點是制定一個概念性的評估框架,以確定在PC21演習中測試的多域作戰(MDO)任務中SoS的作戰有效性。這個框架將集中在那些被證明可以減少傳感器到射手(S2S)時間的技術的行動有效性,以便在聯合MDO任務中消滅一個固定的目標。
該小組確定,對某一特定能力的功能分解,結合用于開發MOE的Langford綜合框架的修改版,將產生描述該特定能力的行動有效性的良好措施。為了將衡量標準轉化為價值分數,團隊使用了構建價值尺度的理想范圍方法,該方法為每個衡量標準建立了一個從最好到最壞的情況,使其具有適應任何能力的靈活性。帕內爾的搖擺加權法被用來量化利益相關者對每個蘭福衍生的MOE的重要性,以確定能力的每個MOE的加權價值分數(WVS)。WVS相加得出總分,這就提供了對運營有效性的最終評估。然后,該團隊產生了一個行動有效性量表,向利益相關者說明他們的能力在這個量表中的得分情況。
該項目最后針對概念評估框架應用了PC21用例,以衡量其在生成與用例中的能力最相關的MOE以及單一行動有效性分數方面的穩健性。該模型的最終驗證將在目前計劃于2021年10月開始的PC21期間進行。
總之,該團隊使用系統工程流程建立了一個概念性評估框架系統,該系統將使TRAC-Monterey有能力評估PC21期間展示的新的創新SoS技術的作戰能力。該團隊開發了一個利益相關者分析,一個由利益相關者衍生的目標層次,一個功能分解,以及一個創建良好措施的過程,將這些措施轉化為價值分數,量化措施的重要性,并將產生的價值匯總為一個單一的、行動有效性分數。該框架將為利益相關者提供信息,使他們能夠就進一步的技術開發做出明智的決定。TRAC-Monterey還可以將本研究中制定的衡量標準作為指南,在整個PC21和未來的PC活動中收集相關信息。
建議 TRAC 在 PC21 期間對照 S2S 用例 1-1 驗證概念性評估框架。還應采用其他用例來測試框架的靈活性和可用性。還建議進一步研究行動效率的認知方面,以及如何利用這些信息來擴大本評估框架的范圍。TRAC和JMC向團隊表示,PC的努力將有助于改寫聯合行動的理論。
在過去17年的反叛亂行動中,美國陸軍的許多師級情報分析員和設備都停留在靜態、集中的戰術行動中心,以促進對地面行動的情報支持。最近出版的《作戰手冊》(FM)3-0(2017年10月)將美國陸軍的重點從反叛亂轉向大規模的地面作戰行動。這些行動要求各師能夠建立多個前沿指揮所(CPs),這些指揮所能夠生存并能夠在退化和有爭議的領域促進任務指揮。為了支持大規模的戰斗,情報部門必須重新平衡人員、能力和設備,在一個師能夠建立的所有前線指揮所中,使該師的情報作戰功能具有生存能力。這需要將人員和情報專用設備從主指揮所和戰術指揮所調出,以支持支援區/早期進入指揮所和機動指揮組(如果指揮官需要)。為了考慮到美國同行威脅對手通過電子和網絡攻擊來爭奪美國陸軍進入空間領域的能力,這次重組還需要調整師級的通信計劃,以考慮模擬通信。
“大規模作戰行動的流動性和混亂性將對情報作戰功能造成最大程度的混亂、摩擦和壓力。” - 美國陸軍學說出版物2-0《情報》
在過去的17年中,美國陸軍的情報機構主要是為支持伊拉克和阿富汗的反叛亂行動而運作。陸軍各師總共部署了20多次,以支持伊拉克自由行動(OIF)和持久自由行動(OEF)。這是響應國家號召,支持擊敗基地組織、敘利亞伊斯蘭國(ISIS)、利比亞伊斯蘭國(ISIL)和其他在中央司令部負責區域內活動的恐怖組織。每一次部署都由不同的作戰環境、獨特的任務以及不同程度的作戰成功和失敗所決定,但有一個共同點:師部的情報行動主要由分析員使用靜態、集中的戰術行動中心(TOC)中的設備進行。隨著陸軍為未來的作戰行動做準備,《作戰手冊》(FM)3-0(2017年10月)將重點從反叛亂轉移到準備在大規模作戰行動(LSCO)中與同行競爭者作戰。FM 3-0明確指出,師的主要作用是 "作為戰術總部指揮各旅進行決定性的行動"。這些行動要求各師能夠建立多個前沿指揮所(CPs),這些指揮所具有機動性、可生存性,并且能夠在退化和有爭議的領域內促進任務指揮。
在OIF和OEF期間,促成師級情報行動的一個關鍵能力是一個無爭議的空間領域。指揮官和下屬單位通過一個使用衛星的情報架構,在叛亂團體沒有能力影響的空間領域,收到近乎實時的情報收集、處理、利用和傳播。除了無爭議的通信網絡,叛亂分子的游擊戰術主要集中在東道國的政府設施和人口中心,這使得師部情報部門可以在大型前沿作戰基地(FOB)開展行動,而不需要對情報部門的生存能力和機動性作出重大規劃。師中央情報局沒有受到敵人的持續和直接攻擊的威脅。大規模的戰斗不會給情報部門帶來領域優勢或假定的生存能力。同行對手將在所有領域與美軍進行較量,甚至可能在某些領域長期保持優勢。FM2-0《情報》指出:"部隊必須準備好對抗各種威脅、敵方陣型和未知因素的情報。"威脅的變化并沒有改變情報的作用,即提供 "及時、準確、相關和預測性的情報,以了解威脅的特征、目標和行動方案,從而成功執行進攻和防御任務。"然而,威脅的變化確實提高了對情報的期望。大規模的戰斗代表了情報行動執行方式的范式轉變。各師可能會在大的地理區域內建立多個不斷流動的中央情報局,以履行其任務指揮職責,而情報部門必須準備好支持他們。
美國陸軍理論討論了一個師能夠建立的五種類型的指揮所:主指揮所(MCP)、戰術指揮所(TAC)、機動指揮組、支援區指揮所(SACP)和早期進入指揮所(EECP)。每個指揮所執行不同的功能,從而使任務指揮更加有效。按照目前陸軍修訂的組織和裝備表(MTOE)的規定,師級情報部門只被授權在MCP和TAC中操作人員和裝備。不能假設在LSCO環境中不使用其他CPs。陸軍各師必須確保其情報部門的結構能夠在不斷受到攻擊威脅的多個中心點有效運作,需要有快速轉移的能力才能生存。
由于有爭議的空間領域,通信能力將受到限制,影響基于衛星的通信的可能性增加。目前的情報架構依靠衛星在下屬單位的信息收集器和師級中央情報局的分析小組之間傳輸關鍵情報。衛星可用性的喪失極大地影響了師部情報部門支持指揮官了解、可視化和描述敵人威脅的能力。用于建立師部情報架構的設備授權缺乏靈活性和冗余度,無法支持在衛星通信被拒絕的環境下執行的情報行動。
本專著探討了師級情報部門組織人員和情報架構的最佳方式,以便在大規模作戰行動(LSCO)期間,在加強機動性、生存能力和有爭議空間領域的環境中,在多個指揮所開展行動。為了支持多個指揮所的工作,師情報部門必須確保在不同的指揮所中,師情報部門的所有任務都是冗余的,這一點超出了修訂的組織和裝備表的授權。G-2總部、G-2X和分析與控制部門的精選士兵必須以機動的方式執行他們的任務。為了在被拒絕或有爭議的空間環境中行動,師情報部門應該建立主要的、備用的、應急的和緊急的通信計劃,其中包括一個模擬信使系統,以向其他師的CP和下屬單位傳播情報。在LSCO環境中,由于行動節奏的加快,特別是在進攻中,情報職能可能會被大大削弱。
師情報部門必須有適當的姿態來支持作戰層面上的LSCO。無論作戰環境如何,師的情報部門必須為指揮官、參謀部和下屬單位提供盡可能及時和準確的信息。此外,情報和行動之間的關系是相互的,"情報推動行動,行動促成情報",在正確的地方沒有正確的情報人員和設備會降低組織的作戰效率。進一步的分析可以確定:1)目前授權給該師的情報人員和設備是否足以支持多個指揮所;2)提供關于G-2應該如何組織這些資產以支持大規模作戰行動中的任務指揮行動的建議。
為了找到支持性證據來檢驗這一假設,**本研究依賴于四個研究問題。首先,在大規模的作戰行動中,師級情報部門應該在哪些作戰環境中行動?第二,目前的師級情報部門是如何設計運作的?在支持LSCO行動要求的能力方面存在哪些差距?第三,在過去的LSCO環境中,單位不斷移動,通信網絡不像最近的反叛亂行動中那樣可以評估,情報部門是如何運作的?最后,根據目前部隊的最佳做法,G-2在其部門內部可以做些什么來更好地支持師級LSCO?**為了更好地闡明所討論的問題和本專論的內容,需要對幾個關鍵術語進行定義。機動性被定義為 "軍隊的一種質量或能力,它允許軍隊從一個地方移動到另一個地方,同時保持完成其主要任務的能力。"本專著討論了情報部門在執行其主要任務的同時進行生存性移動的能力。關于生存能力的討論涉及到 "保護人員、武器和物資,同時欺騙敵人的所有方面"。
第一節描述了情報部門應在哪些環境中行動,以及師部情報部門必須解決哪些問題以最好地支持LSCO。
第二節研究師級的情報行動。本節回顧了第二次世界大戰(WWII)期間的一次師級情報行動,這是美國陸軍部隊最后一次在沒有使用衛星來促進通信和情報收集的情況下進行LSCO。特別是第80步兵師在1944年和1945年在喬治-巴頓將軍的美國第三軍中橫跨法國北部作戰時的情報使用情況。這項研究確定了在情報部門組織和信息傳播方面的經驗教訓和最佳做法。此外,本專著還討論了一個師的情報部門最近的MTOE歷史,這些變化如何影響該部門支持LSCO的能力。
第三部分研究了G-2師目前是如何為LSCO進行訓練的,以便在大規模戰斗之前找出目前訓練趨勢所不能解決的能力差距。第三節還推薦了一個組織結構,使師級情報部門能夠更好地支持大規模的地面作戰行動,并使用基于理論要求的篩選標準來評估這一建議,以確保中央情報局的生存能力和完成師級情報行動的要求。
第四節提出了對大規模作戰中執行情報行動至關重要的關鍵見解。
美國防部官網3月17日報道,2022年3月15日,美國防部副部長凱瑟琳·希克斯博士簽署了“聯合全域指揮與控制(JADC2)實施計劃”(2021年9月提交),同一天國防部官網公開了“聯合全域指揮與控制(JADC2)戰略概要”(2021年5月美國防部長簽署發布JADC2戰略,戰略全文為秘密級)。由于JADC2戰略和實施計劃的保密性,從此次放出的“戰略”摘要可看出其實施計劃的大致輪廓。
在當前的全球安全環境中,美國軍隊面臨著敏捷的對手,他們越來越多地試圖通過阻礙,并在可能的情況下拒絕我們(美軍)的指揮和控制(C2)能力來破壞戰略和行動優勢。美國軍隊重新獲得并保持信息和決策優勢的能力是國防部的首要任務之一。
美國國防部 (DOD)聯合全域指揮與控制 (JADC2) 戰略描述了迫切需要集中力量推動部門行動,以增強其的聯合部隊指揮官在所有作戰領域和整個電磁頻譜范圍內指揮聯合部隊所需的能力,以威懾、并在必要時在全球任何時間、任何地點擊敗任何對手。
JADC2 戰略為識別、組織和提供改進的聯合部隊指揮和控制 (C2) 能力提供了愿景和方法,并說明了對手已經關閉了其賴以取得作戰成功的許多能力和方法優勢。作為一種方法,JADC2 支持使用創新技術開發物資和非物資解決方案選項,同時愿意修改現有政策、權力、組織結構和作戰程序,從而為聯合部隊指揮官提供信息和決策優勢。
全球安全環境的快速變化給美國軍隊和聯合部隊抓住、保持和保護我們對對手的信息和決策優勢的能力帶來了新的重大挑戰。此外,我們必須預見到未來的軍事行動將在退化和有爭議的電磁頻譜環境中進行。這些挑戰要求部門作出一致和集中的努力,使我們開發、實施和管理C2能力的方式現代化,以便在所有作戰領域、跨梯隊和與我們的任務伙伴一起取得勝利。
JADC2為塑造未來聯合部隊的C2能力提供了一個連貫的方法,旨在在戰爭各個層次和階段、在各個領域以及與合作伙伴一起,產生感知、理解和行動的作戰能力,以便以相關的速度提供信息優勢。作為一種方法,JADC2超越了任何單一的能力、平臺或系統;它提供了一個機會來加速實施聯合部隊進行C2的方式中所需要的技術進步和理論變革。JADC2將使聯合部隊能夠使用越來越多的數據,采用自動化和人工智能,依靠安全和彈性的基礎設施,并在對手的決策周期內采取行動。
這一戰略的成功實施需要整個國防部(DoD)的明確決心。為此,JADC2戰略闡明了 "感知"、"理解 "和 "行動 "這三項指導性的C2功能,以及另外五條持久的努力方向(LOEs),以組織和指導提供JADC2的物資和非物資能力。這些工作重點包括 (1)建立JADC2數據企業;(2)建立JADC2人力企業;(3)建立JADC2技術企業;(4)將核C2和通信(NC2/NC3)與JADC2相結合;以及(5)使任務伙伴信息共享現代化。
這一戰略得到了JADC2戰略實施計劃的支持,該計劃確定了JADC2的最終狀態、關鍵目標和任務,并通過既定的部門授權、論壇和程序來同步和簡化工作,以確定JADC2能力的優先次序、資源、開發、交付和維持。現有的軍種和機構的開發和采購過程通常會產生特定領域的能力,無法滿足全領域C2的作戰需求。JADC2的方法將覆蓋這些現有的程序,目的是促進跨領域、聯合能力的發展。
該戰略提供了六項指導原則,以促進整個DoD在提供物資和非物資JADC2改進方面工作的一致性。這些原則是 (1) 信息共享能力的改進是在企業層面上設計和擴展的;(2) 聯合部隊C2的改進采用分層安全特性;(3) JADC2數據結構由高效、可發展和廣泛適用的通用數據標準和架構組成;(4) 聯合部隊C2必須在退化和有爭議的電磁環境中具有彈性;(5) 部門開發和實施過程必須統一,以提供更有效的跨域能力選擇;以及,(6) 部門開發和實施過程必須以更快速度執行。
JADC2戰略的結論是,迫切需要使用一個全企業的整體方法來實施物資和非物資的C2能力,以確保聯合部隊指揮官在整個競爭過程中獲得并保持對全球對手的信息和決策優勢。
JADC2戰略闡明了國防部為支持美國國家安全利益而推進聯合部隊C2能力的方法。國防戰略指示聯合部隊 "獲得并保持信息優勢,特別是在網絡空間、太空和電磁波譜方面"。將JADC2從指導聯合/整合能力發展的概念變為現實的巨大任務需要一個清晰的愿景、有效的戰略和靈活的流程。JADC2的成功實施將產生更好的聯合部隊C2能力,并需要加速應用技術解決方案來發展C2能力,以及調整管理政策和作戰程序。
圖1 JADC2邏輯圖
JADC2提供了一種方法來開發作戰能力,以在所有領域和合作伙伴的各個層面和階段感知、理解和行動,以相關的速度提供信息優勢。
圖1描述了實現全域C2的復雜性:聯合部隊指揮官依靠多年能力開發和實施的指導、技術、程序和能力,以便在行現實世界任務中使用有效的C2任務。
JADC2尋求優化信息的可用性和使用,以確保指揮官的信息和決策周期相對于對手的能力運行得更快。這種整體觀點將聯合部隊指揮官確定為軍種和機構C2能力發展工作的主要受益者,并將部門C2能力發展成果集中在提供聯合、全域操作C2性能和熟練程度。為實現這一目標,JADC2將覆蓋現有的基于軍種和機構的C2能力開發計劃框架,這些計劃目前向聯合部隊提供以領域為中心且經常重復的信息和決策管理能力。
這種“疊加”方法是一種協作方法,其中所有C2能力開發利益相關者都支持JADC2作為優化開發資源和優先級以及最大化作戰成果的統一方法。
JADC2戰略通過(1)聯合部隊指揮官在作戰環境中“感知”、“理解”和“行動”的需要,以及(2)使用五個職能領域來組織其改進聯合部隊C2的方法重點或LOE,以指導改進的C2聯合部隊能力的開發和實施。在這種方法中,JADC2整合了現有的部門、軍種、機構和運營需求和能力開發流程,以塑造未來物資和非物資C2能力的交付。
該戰略的實施由JADC2跨職能團隊(CFT)監督,該團隊是國防部副部長特許機構,由來自作戰司令部、軍種、國防機構、聯合工作人員和OSD工作人員。識別和實施優先C2改進的主要方法是執行JADC2實施計劃。
“感知和集成”是發現、收集、關聯、聚合、處理和利用來自全域(友好的、敵對的和中立的)數據的能力,并將信息作為理解和決策的基礎進行共享。JADC2通過使用聯合數據架構的各種情報傳感和信息共享網絡,支持聯合部隊和任務伙伴共享創新數據,利用遠程傳感器、情報設備和開放資源感知、集成全域內外信息,使聯合部隊指揮官能夠獲得信息和決策優勢。
“理解”指的是分析信息,以便更好地理解和預測作戰環境、對手的行動和意圖、以及自身和友軍的行動。JADC2將利用人工智能和機器學習幫助指揮官快速決策,其將直接從傳感基礎設施中提取、合并和處理大量數據和信息,以保證對作戰環境的可靠、持續、實時了解,并在整個聯合部隊和任務伙伴之間共享。這將要求聯合部隊調整和更新現有的戰略、戰役、戰術級的指控流程和能力,同時這些規程和技術的進步將大大增強聯合部隊在降級環境中的作戰能力。
“行動”指的是向聯合部隊及其任務伙伴做出決策并分發的過程。JADC2將使用規劃和決策支持工具,并依托先進、彈性和可靠的通信系統、無障礙和全面的信息基礎設施以及靈活的數據格式,確保快速、準確和安全地傳遞決策。同時,JADC2將使用任務式指揮的方法,下屬指揮官通過了解高級指揮官的行動意圖,可按照原則被授權自主采取行動,同時保留在通信中斷時或行動緊急情況下采取行動的能力。
JADC2戰略圍繞五個LOE組織,以指導部門在提供JADC2能力方面的行動,如下所示:1)數據體系;2)人力資源體系;3)技術體系;4)與核C2和C3集成;5)使任務伙伴信息共享現代化。每個LOE都由一個主要責任辦公室指導,該辦公室由高級標志/SES人員代表,他們有權通過其聯合能力委員會提出問題并與聯合需求監督委員會互動并提供支持。JADC2戰略實施計劃中描述了其他JADC2治理細節。
數據是一種戰略資產,必須由聯合部隊有效管理,使其能夠抓住、維護、并保護信息和決策優勢。為了加快決策速度,聯合部隊和我們的任務合作伙伴必須能夠發現和訪問來自所有作戰領域的任何數據和信息。以下關鍵數據標準化目標將直接影響聯合部隊指揮官管理和使用數據的能力:
作戰環境中不斷增加的數據和信息可用性有可能使聯合部隊收集和匯總此類信息的技術手段不堪重負。現有的組織結構和決策流程正在被趕超,需要新的方法來確保聯合部隊指揮官抓住機會和保持優勢的能力,從而加劇了這個問題。
LOE2特別關注人類在C2能力方面的表現,并解決了創新人工智能和機器學習工具的使用問題。反過來,此類創新將推動制定預先確定的、預先批準的、事件驅動的、捆綁式授權的需求,以實現快速、相關的決策從戰略層面到戰術邊緣。這可能需要改革、重新調整或創建具有結構、敏捷性和資源的組織,以更有效地融合聯合部隊及其任務伙伴的物理和信息力量,使他們能夠對聯合信息優勢(JIA)進行有效控制操作。 該LOE還解決了培訓和教育領導者精通所有作戰領域作戰所需的專業發展。它將指導和支持JADC2政策、作戰概念(CONOPS)、條令以及戰術、技術和程序(TTP)方面的發展,以優化通過JADC2新能力獲得的優勢。為此,兵棋推演、實驗、演示、評估、訓練和演習的設計必須集中在競爭和沖突期間作戰的C2方面。同樣,國防部員工必須精通識別制度變革,以實現和維持改進的JADC2能力開發流程和產品。
該LOE解決了增強的共享態勢感知、同步和異步全球協作、戰略和作戰聯合規劃、實時全球部隊可視化和管理、預測部隊戰備和后勤、動態和非動態聯合和遠程實時同步和整合?射程精確火力,以及評估聯合部隊和任務伙伴表現的增強能力。
聯合部隊指揮官需要具有足夠速度和帶寬的安全的全球通信網絡,以滿足國家司令部和作戰司令部的作戰需求。LOE3解決了JADC2生態系統的傳輸基礎設施,并提供了基本的最低功能確保持續C2能力所必需的,包括通信系統的彈性和多樣性、多級安全性以及消除單點故障。這些經過網絡強化的先進技術將顯著提高指揮官組織、理解、計劃、決定、指導和監控所有聯合部隊和任務伙伴在所有領域以及在電磁頻譜使用退化和競爭期間的所有行動的能力。
在適當的情況下,JADC2方法將與核C2和通訊。
聯合部隊指揮官通過與任務伙伴共享態勢感知,不斷努力建立和保持對作戰環境的共同理解。當來自每個合作伙伴的C2系統的數據可以被每個其他批準的合作伙伴訪問、查看和采取行動時,就可以實現理想的任務合作伙伴系統集成。然而,新興任務、大型聯盟和不斷發展的技術為實現這一目標帶來了持續的障礙。歸根結底,JADC2系統互操作性對于以速度、精度、相關性和安全性進行聯合和合作作戰至關重要。該LOE力求擴大和提高聯合部隊在所有類型的聯合作戰中交換信息和協調行動和效果的能力。
JADC2方法的實施遵循以下總體原則。
在戰略層面設計和擴展信息共享能力
JADC2基于戰略層面設計和操作,依賴多個戰略節點和通信支撐網絡,提供傳遞重要信息所需的帶寬、功能和安全的全球鏈接能力。
安全
聯合部隊C2必須采用以強大網絡防御為先導的分層防御,以阻止可能威脅企業運營的惡意活動。聯合部隊必須有明確的政策指導、足夠的權力、充分的訓練、及時的情報以及在全球競爭環境中進行安全C2所需的技術。國防部必須在日常行動中采取戰時思維例如,邊打邊訓練并培養知識淵博的領導者和受過訓練的員工,以使用他們所掌握的工具和權威。
通用數據和互操作性標準
聯合部隊數據結構必須由高效、可演進和廣泛適用的通用數據標準和架構組成,并具有標準化的關鍵接口和服務,以便在具有各種不同類型的大型環境中訪問、聚合、管理、存儲、處理和共享數據合作伙伴和運營。
在降級的環境中保持彈性
聯合部隊必須能夠在降級或有爭議的C2環境中以最低限度的指導行動,指揮官和參謀人員必須在傳感和通信受到嚴重影響或完全癱瘓以及對手意圖不明確的情況下進行積極訓練。
在能力建設中保持統一
國防部必須改進其指揮控制能力開發和實施流程,以便更容易地采用跨域優先事項和解決方案選項。JADC2 CFT是部門能力開發人員討論、識別、協作和推薦機會的場所,以改進軍種和作戰領域內的C2信息共享和互操作性。
快速交付JADC2能力
國防部必須繼續發展其當前的C2開發和采購方法,并調整現有方法以更快地產生所需的能力。
全球安全環境的變化,包括針對美國的不斷增加的惡意行動和信息技術的廣泛進步,為聯合部隊帶來了緊迫的挑戰和機遇。JADC2戰略通過推進互連和企業范圍的方法來提供支持全球一體化作戰的物資和非物資能力,從而應對這些挑戰和機遇。這些能力將直接和顯著提高指揮官獲得和保持信息和決策優勢的能力。
JADC2戰略闡明了一種企業方法,用于在所有作戰領域和整個電磁頻譜中改進聯合部隊的C2。它解決了人類決策的獨特方面,并尋求新的機會來增強C2的認知方面。該戰略確定了關鍵的C2功能,即感知、理解和行動,以及組織和指導改進的C2能力的開發和實施的五個努力方向。
JADC2方法成功的核心是JADC2 CFT。該機構將協作推動整個國防部可衡量的積極變化,以實現全域C2所需的能力、能力、持久性和全球影響力。
隨著美國為大國競爭而重組其軍隊,戰場的有效性將取決于美軍是否有能力超越其近似競爭對手的決策周期。速度是關鍵--軍隊如何快速從其傳感器中收集數據,分析數據,辨別重要信息,將其發送給相關作戰人員并作出最佳反應。一支日益一體化和互操作性的部隊,對共同作戰環境有共同理解,對于軍隊完成能力融合至關重要。
美國防部聯合作戰概念(JWC)描述了全域作戰,并設想了一個聯合殺傷網,它可以通過全域聯合指揮和控制(JADC2)的支持概念,快速有效地將任何傳感器與任何投射能力聯系起來,這就是融合的原則。實現融合要求各軍種之間專注聚焦,確定優先次序并進行協同。美國陸軍將在JADC2中發揮核心作用,因為它為作戰和戰術網絡的發展提供信息;為JWC提供后勤骨干;并在一系列與各部門、機構和國際合作伙伴的合作實驗中測試融合。
議題:隨著美國軍隊為大國競爭而進行的轉型,戰場效率將在很大程度上取決于其超越同行競爭對手決策周期的能力。
聚焦范圍:描述了陸軍和聯合實施JADC2的情況。
觀點:
在2020年以后,美國軍隊必須具有戰略上的敏捷性、反應性和致命性。中國和俄羅斯正在大力投資,以減輕美國在陸地、空中、海上、太空和網絡空間各個領域的能力。
在有可能限制聯合部隊戰略部署和使用其部隊能力的情況下,需要一個現代化的指揮和控制(C2)機構,能夠迅速匯集美國及其盟國的所有能力,以威懾,并在必要時擊敗近鄰和其他競爭對手。
目前的C2項目使用的是幾十年前的平臺,"沒有針對未來沖突的速度、復雜性和殺傷力進行優化"。目前的平臺各軍種不能有效地利用或發送數據、命令給其他軍種,而且它們的結構不能支持實現未來的C2。2018年國防戰略(NDS)強調了C2系統現代化的重要性,指出在退化的環境中未來的戰斗將以速度、更多的自主權和分布式的單位獲勝。
美國防部領導層設想了一個在戰場上沒有界限的未來,圍繞著一個統一的C2系統,其中一個多領域的方法--參與和整合地面、空中、海上、網絡和空間作戰--對于挑戰一個近似的對手是必要的。JWC是一個關鍵的概念,并且正在推動未來的研發和采購,同時也在整合作戰指揮部的審查和服務計劃。因此,該概念的發展是國防部的一個優先事項。
圖:全域聯合指揮與控制(JADC2)通過實時終端用戶報告和協作規劃,協同多個數據源,在國防支持民事當局行動期間,準確地在聯合特遣部隊民事支持(JTF-CS,美軍機構) 可能需要的地方提供支持能力。
注1:聯合作戰概念的四個支持性概念
美國防部JADC2戰略于2021年5月由國防部長勞埃德-奧斯汀批準,闡明了國防部實施JADC2的方法;它將JADC2描述為感知、探測和行動的作戰能力,從而提高從沖突到競爭以及所有領域的互操作性和決策速度。JADC2是一個以數據為中心的持續C2能力框架,它支持JWC,并使聯合部隊能夠迅速匯集有助于威懾的效果,并通過決策優勢使任務取得成功。
JADC2指的是所有聯合C2的實施,包括:
由于速度和規模在未來的戰斗中至關重要,JADC2將建立一個網狀網絡,實時將各部門的數據帶入一個 "可共享的數據湖",將來自所有領域--陸地、空中、海上、太空和網絡空間的傳感器連接起來。利用人工智能軟件、數據庫、處理器和算法,它將把偵察信息轉化為可識別的和優先的目標,比人類分析員更快。目標數據將被發送到處于最佳位置的單位/能力,無論是動能、網絡、電子戰(EW)還是信息作戰(IO)。
JADC2及其網狀網絡可以被看作是一個安全的戰斗互聯網,軍事應用程序在上面進行連接,從所有可用的來源搜尋數據,以迅速將最佳的 "投射 "或 "效應器 "與目標聯系起來。JADC2可以提供無處不在的數據,不同的人類和機械數據可以根據需要使用。歸根結底,JADC2不是一個特定的平臺;它是獲取數據并有效連接。
圖:聯合參謀部的JADC2作戰規劃實驗,允許陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊的節點共享實時的信息,以實現傳感器與投射的聯系,并將其顯示在一個共同的作戰畫面上(美軍聯合現代化司令部)。
所有軍種都同意需要將JADC2作為一項組織戰略。2020年,陸軍和空軍簽署了一項協議,在2022財政年度(FY22)之前分享數據并制定共同的數據和接口標準;在多次實驗中,他們在這方面取得了成功。此外,陸軍、海軍和空軍在2021年初簽署了一項合作協議,以測試、整合和分享數據開發,以實現JADC2。
陸軍現代化戰略描述了陸軍將如何作戰,用什么作戰以及如何組織起來支持聯合部隊。陸軍致力于發展作戰網絡、技術和概念,通過一系列名為 "項目融合"(PC)的演示和實驗來實現超額匹配并為聯合部隊提供信息。這是一場持續的學習運動,旨在迅速 "融合"所有領域(陸地、空中、海上、太空和網絡空間)的效果,并塑造陸軍的新興理論、組織、訓練、能力、研究和發展以及后勤。
通過實驗和學習,"項目融合"有助于確保軍隊在適當的地方擁有適當的人員、適當的系統、適當的能力,以支持聯合戰斗。——陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍
PC由五個核心要素組成:
每項實驗都通過新的架構、編隊和來自陸軍八個CFT的授權來融合現代化舉措,并深化陸軍現代化舉措的整合。這些努力正在加速2018年國防戰略中概述的現代化戰略,該戰略設想未來的戰斗將在退化的環境中以擁有速度、自主性和分布式能力的單位獲勝。
表:陸軍未來司令部項目融合戰略20-22財年
在亞利桑那州尤馬的 "項目融合2020"(PC20)持續了幾個月,展示了人工智能和機器人技術,包括兩次實彈演示。該實驗由士兵、平民、科學家和工程師設計,在最低作戰水平上測試了融合,以挑戰戰術邊緣的決策過程。其中一項測試使用衛星和無人駕駛航空系統:同時感知空中和地面目標;迅速將數據傳遞給平臺,以打擊目標;并在十幾秒內決定性地摧毀該目標。
圖:2021年10月19日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到第82空降師的美國陸軍一等兵丹尼爾-坎達爾斯使用戰術機器人控制器來控制遠征模塊化自主車輛,為 "項目融合"做準備。在2021年項目融合期間,士兵們試驗使用該車輛進行半自主偵察和再補給(美國陸軍中士馬里塔-施瓦布攝)。
對實現JADC2能力的另一個貢獻是陸軍繼續倡導將其從聯合(joint)擴展到 "結合(combined)"--CJADC2--因為任何網絡都需要包括盟友和合作伙伴。陸軍在亞洲和歐洲有著深厚的軍隊間關系,應該站在這種重要努力的最前沿。認識到這一點,陸軍21/22財政年度的PC戰略將參與范圍擴大到了結合伙伴和盟友,增加了指揮層級并使之多樣化,并推動了現代化概念和技術的極限。
注2:項目融合(Project Convergence):項目融合是聯合部隊對速度、射程和決策主導權的實驗,以實現超額完成任務,并為聯合作戰概念和全域聯合指揮與控制提供信息。作為一場學習運動,它利用一系列聯合的、多領域的交戰來整合人工智能、機器人技術和自主性,以提高戰場態勢感知,將傳感器與投射連接起來,并加快決策的時間線。因為誰能最先看到、了解并采取行動,誰就能獲勝。
注3:項目融合的五個核心要素
JADC2要求國防部和陸軍進行轉型,特別是在數據管理和共享、網絡支持能力、人工智能在決策周期中的作用以及為實現這些變化而對部隊結構進行調整。陸軍現代化戰略及其現代化優先事項是持續轉型的框架,以使陸軍能夠在多個領域進行部署與聚合效應。
注4:軍隊現代化的優先事項六大任務
一個用于C2的綜合戰斗管理系統需要在數據共享和標準化數據共享接口方面進行通信;然而,許多遺留系統包含數據共享障礙。2021年初,各軍種之間開始認真工作,制定數據標準以連接他們的JADC2項目,并通過 "發現、理解和與所有領域、梯隊和安全級別的合作伙伴交換數據 "來克服這些障礙。
陸軍的網絡CFT正在試驗網絡的現代化,以實現聯合接口、彈性和能力。它的重點是加強地面領域的數據和網絡傳輸能力,連接人工智能和機器學習(AI/ML),開發戰術云和邊緣計算。
國防部正在制定和實施一套初步的實驗和原型設計的核心原則,以統一國家安全事業。聯合部隊已經確定了幾個原型能力,通過將真實世界的威脅數據納入響應計算,在即將舉行的演習中進行測試。陸軍聯合現代化司令部建立了聯合系統集成實驗室(JSIL)--一個使用持久性環境場景的實驗網絡,允許各軍種、工業界和盟友通過幾個網絡測試數據共享能力。這將有助于對JADC2戰略進行可靠的評估。
由美國太空發展局管理的低地球軌道(LEO)衛星將整合各軍種的戰術網絡,以創建一個網狀網絡的傳輸層。計劃于2022年部署的近30顆衛星將提供一種 "作戰人員沉浸 "能力,其中傳感器、投射和戰術網絡可以與戰術通信連接。PC22將利用這些衛星,開發低地軌道能力。
人工智能國家安全委員會報告稱,國防部有必要在2025年前采用、實施人工智能并為其提供資源。人工智能/ML--陸軍的一個優先研究領域--對于在聯合、全域作戰中實現聯合戰場管理系統至關重要。人工智能的進步提高了對新出現的威脅的反應速度和敏捷性,使指揮官和工作人員能夠將精力集中在加速、優化決策上。
建設網絡安全基礎設施是陸軍網絡計劃的一個關鍵方面,它將為統一的網絡帶來速度、訪問和安全。在平衡這些要求的同時,美國網絡司令部正在與行業伙伴密切合作,擴大用于在國防部、情報界和商業網絡之間傳遞數據的安全共享工具,而不存在被破壞的風險。
圖:作為 "項目融合2020"的一部分,飛馬系列戰術自主系統的一部分在尤馬試驗場進行測試。飛馬系統有能力為無人駕駛航空系統(UAS)、地面行駛履帶式車輛,提供監視能力或創建一個地區的豐富詳細的三維地圖。
決策主導權--在技術和融合的作用下更快地做出更好的決策的能力--將使美國軍隊從其對手中脫穎而出。JADC2有助于實現信息主導權,并促進快速融合,實現速度關鍵優勢,這是未來AI/ML競爭的基礎。
目前,每個軍種都在其各自領域內管理C2的復雜性。隨著戰爭的特點變得越來越復雜,聯合部隊必須同時有效地整合五個領域。這需要新的C2方法。JADC2是建立一支能夠完成國防戰略目標的聯合部隊的基礎。國會的支持、持續的資助和軍種間的合作對于成功實施JWC和JADC2至關重要。
陸軍在實現這一聯合網絡的技術、創新和實驗方面處于領先地位。它的PC學習運動已經證明了它有能力使用新興技術和創新概念來實現軍種間和跨域的融合。陸軍的未來司令部、CFTs、作戰能力發展司令部和軟件工廠正在結合士兵的經驗、工業界的資源和科學家的專業知識來發展和提供未來的戰斗力量。通過實驗和聯合協作,陸軍正在使JADC2成為現實,從而增強戰略競爭中的威懾力和沖突中的超強戰斗力。
美國陸軍協會是一個非營利性的教育和專業發展協會,為美國的全部軍隊、士兵、陸軍文職人員和他們的家屬、行業伙伴以及強大國防的支持者服務。美國陸軍協會為陸軍提供聲音,支持士兵。
美國防部(DOD)正在對其指揮軍事力量的方法進行現代化改造。國防部高級領導人已經表示,現有的指揮和控制架構不足以滿足2018年國防戰略(NDS)要求。全域聯合指揮與控制(JADC2)是國防部的概念,將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接到一個網絡中。
DOD指出,用Uber共享服務來比喻其對JADC2的期望最終狀態。Uber結合了兩個不同的應用程序--一個是乘客,另一個是司機。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。在JADC2的情況下,這種邏輯將找到攻擊特定目標的最佳武器平臺,或應對新出現威脅的最佳單位。為了使JADC2有效工作,DOD正在追求三種新的或新興的技術:自動化和人工智能、云環境和新的通信方法。
DOD的一些機構和組織參與了與JADC2相關的工作。下面的清單突出了與JADC2開發有關的部分組織和項目:
國防部首席信息官:第五代(5G)信息通信技術。
國防部長辦公室(研究與工程):全網絡化指揮、控制和通信(FNC3)。
國防高級研究計劃局:馬賽克戰爭。
空軍:高級戰斗管理系統(ABMS)。
陸軍:項目融合(Project Convergence)。
海軍:項目超配(Project Overmatch)
隨著國防部開發指揮和控制軍事力量的新方法,國會可能會考慮幾個潛在的問題:
國會如何在驗證需求或成本估算之前考慮JADC2的相關活動?
在沒有正式的計劃或預算申請的情況下,國防部為JADC2的預算是多少?
JADC2的支出重點是什么,是否有國防部可能沒有投資的舉措?
國防部如何確保每個軍種和盟國的通信系統之間的互操作性?
國防部應如何優先考慮其未來網絡中相互競爭的通信需求?
人工智能將在未來的指揮和控制決策系統中發揮什么作用?
為了滿足JADC2的要求,有哪些潛在的部隊結構變化是必要的?
國防部應如何管理與JADC2相關的工作?
全域聯合指揮與控制(JADC2)是美國國防部(DOD)的概念,即把所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接成一個網絡。傳統上,每個軍種都開發了自己的戰術網絡,與其他軍種的網絡不兼容(例如,陸軍網絡無法與海軍或空軍網絡連接)。通過JADC2,國防部設想建立一個 "物聯網"網絡,將眾多傳感器與武器系統連接起來,利用人工智能算法幫助改善決策。
DOD官員認為,未來的沖突可能需要領導人在幾小時、幾分鐘或可能幾秒鐘內做出決定,而目前分析作戰環境和發布命令的過程需要數天時間。國防戰略(NDS)委員會報告的非保密概要指出,目前的C2系統與潛在的同行競爭對手相比已經"惡化"。國會可能對JADC2概念感興趣,因為它正被用來制定許多高調的采購計劃,以及確定美國軍隊對潛在對手的有效性和競爭力。
圖 1. JADC2 的概念愿景
JADC2設想為聯合部隊提供一個類似云的環境,以共享情報、監視和偵察數據,在許多通信網絡中傳輸,從而實現更快的決策(見圖1)。JADC2打算通過收集來自眾多傳感器的數據,利用人工智能算法處理數據以識別目標,然后推薦最佳武器--包括動能和非動能武器(如網絡或電子武器)--來打擊目標,從而幫助指揮官做出更好的決策。
DOD指出,用Uber共享服務作為類比來描述其對JADC2的期望最終狀態。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。然后,該應用程序為司機提供指示,讓他們按照指示將乘客送到目的地。Uber依靠蜂窩和Wi-Fi網絡來傳輸數據,以匹配乘客并提供駕駛指示。
一些分析家對JADC2采取了更加懷疑的態度。他們對JADC2的技術成熟度和可負擔性提出了疑問,以及是否有可能在一個致命的、充滿電子戰的環境中部署一個能夠安全可靠地連接傳感器和射手并支持指揮和控制的網絡。分析人士還詢問誰將擁有跨領域的決策權,因為傳統上,指揮權是在每個領域內而不是從整體戰役的角度下放的。
什么是指揮與控制?C2的維度和人工智能的影響 | |
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人們可以通過五個問題來看待指揮和控制:誰、什么、何時、何地和如何。傳統上,國會通過兩個不同但相關的問題來關注指揮與控制:權力("誰")與技術("如何")。 | |
國會傳統上關注的第一個問題反映了指揮官執行行動的權力。這一討論的重點是指揮系統,反映了負責組織、訓練和裝備美國部隊的軍種與有權在國外使用部隊的作戰司令部之間的差異。這個問題可以用一個問題來概括:"誰指揮部隊?" | |
第二個問題是使指揮官能夠做出這些決定并將其傳遞給戰場的技術方面。指揮、控制、通信(C3)、C3加計算機(C4)以及情報、監視和偵察(ISR)等術語進入了討論。指揮和控制的這一技術問題著眼于指揮官用于決策的數據(和收集方法)(即ISR是促成決策的數據),將數據轉化為信息的處理能力,以及使指揮官將其決策傳達給地理上分布的部隊系統。這種指揮和控制的技術方法可以概括為:"你如何指揮部隊?" | |
指揮和控制的其他動態回答了其他問題:哪些系統和單位被指揮(什么),時間方面(何時),以及地理方面(何處)。國會在歷史上對這些問題中的每一個都是在具體的,而不是一般的問題上表示了興趣。例如,國會沒有考慮一般用途的部隊,而是關注與核部隊和特種作戰相關的權力問題。與核和網絡戰的快速反應相關的指揮和控制問題,以及在有限的程度上與電磁頻譜戰相關的問題,這些都是及時性問題,引起國會關注的其他領域。 | |
關于 "何時",國會已表示對與核和網絡戰的快速反應有關的指揮和控制感興趣,并在有限的程度上對電磁頻譜戰感興趣。然而,對 "何時"的最大敏感度似乎更側重于戰術(例如,何時讓飛機進入目標,何時開始對建筑物進行攻擊);這些決定往往被授權給指揮官。最后,地理因素對指揮美軍提出了獨特的挑戰;只要行政部門和國會繼續支持全球國家安全戰略,地理決策在很大程度上代表了戰術問題,往往被授權給各個指揮官。 | |
圖2. 指揮與控制的維度和人工智能的影響 | |
圖2描述了這些問題是如何通過引入人工智能(AI)來優化各方面的結果。隨著編隊復雜性的增加--特別是為全域聯合作戰設計的編隊,控制這些部隊有可能超越人類的認知能力,并使用算法來幫助管理這些部隊。美國軍方表示,它打算讓人類參與整個決策過程,但隨著美國軍隊將更多的人工智能技術引入其決策機構,各方面的區別開始變得模糊不清。例如,"誰"和 "如何"開始變得相似,特別是當計算機或算法向指揮官提出建議時,他們可能不了解信息或產生建議的過程。 | |
人工智能還可以影響指揮和控制的其他方面,包括 "什么"、"什么時候 "和 "在哪里"。將 "什么 "和 "哪里 "這兩個要素結合起來,可以挑戰對手尋找和與美國部隊交戰的能力;這樣做也可以挑戰指揮官及其參謀部在沒有系統幫助管理復雜情況下保持對部隊的控制能力。從 "何時 "的角度來看,需要快速決策的行動,特別是電磁頻譜戰或網絡戰,可能超過人類的決策能力。這就提出了一個重要的問題,即指揮官能在多大程度上信任人工智能,以及人類作戰員需要理解人工智能系統為什么建議采取特定行動。 |
DOD目前使用戰斗空間的不同部分來執行C2--主要是沿著確定的軍事領域:空中、陸地、海上、太空和網絡空間。這種結構的存在是因為傳統的威脅來自單一系統,如飛機和坦克編隊。作為回應,軍方開發了高度復雜(但昂貴)的傳感器來監視戰斗空間,向集中式指揮中心(如空中作戰中心或陸軍指揮所)提供信息。E-3高級預警和指揮系統(AWACS)和E-8聯合監視目標攻擊雷達系統(JSTARS)等系統經過優化,為這些中央前哨的指揮官提供態勢感知,然后他們可以在那里指揮軍事力量。
2018年國防戰略(NDS)、審查它的 NDS 委員會和其他來源闡述的未來作戰環境描述了潛在對手如何發展復雜的反介入/區域拒止 (A2/AD) 能力(見圖 3)。這些能力包括電子戰、網絡武器、遠程導彈和先進的防空系統。 美國競爭對手將 A2/AD 能力作為對抗美國傳統軍事優勢(例如投射力量的能力)的一種手段,并提高他們贏得快速、決定性交戰的能力。
圖 3. A2/AD 環境的可視化
美國防部高級領導人已經表示,在未來的作戰環境中,獲取信息將是至關重要的。此外,這些領導人還表示,為了挑戰潛在的同等對手,需要采取多領域的方法(美國部隊將使用地面、空中、海上、太空和網絡力量來挑戰對手的目標計算)。因此,全領域聯合作戰的概念為指揮官提供了獲取信息的機會,可以利用突襲進行同步和連續的行動,并在所有領域快速和持續地整合能力,從而獲得物質和心理優勢以及對作戰環境的影響和控制。
空中陸戰概念設想將空軍和陸軍的努力結合在一起,在20世紀80年代對抗蘇聯,自該概念提出以來,技術上的進步使美國防部能夠繼續發展全領域聯合作戰的概念。這些技術進步包括增加了攻擊目標的方法(包括電子和網絡手段),相對低成本的傳感器的擴散,以及將這些傳感器的數據轉化為信息的處理能力的提高。維持對所有領域行動的控制所面臨的挑戰是,美國的軍事C2機構并不是為做出這些類型的決定而組織的,26而且正在使用的技術的復雜性和速度可能超過人類的認知能力。
指揮與控制是如何演變的? | |
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美軍傳統的指揮和控制概念源于德軍的 "任務型命令"(auftragstaktik)。認識到軍事行動中的混亂和 "戰爭迷霧 "是不可避免的,下級指揮官被委托半自主地行動以實現其指揮官的意圖(即任務的總體目標),而不是有預先規定的行動。情報來源和偵察的信息需要很長的時間,甚至可能需要幾天才能到達指揮官手中。為了保持對部隊的控制,指揮官們依靠無線電通訊和紙質信件。有限的信息量使得指揮官可以在兩個方面指揮部隊--使用單一的領域來應對對手的行動。 | |
在冷戰的高峰期,蘇軍給軍事力量提出了一個新的問題:如何對抗一支數量上占優勢的坦克部隊。為了應對這一威脅,陸軍和空軍提出了一種新穎的方法,通過開發新技術來確定增援地點,將空中和陸地力量結合起來。這一概念被稱為 "空地戰"。這種三維方法試圖利用情報、監視和偵察方面的優勢,"深入觀察",將火力集中打擊增援部隊(即 "深入打擊")。為了支持這種利用深度打擊來防止增援部隊的設想,美軍需要改進指揮所,以提高指揮部隊的決策速度,同時仍然保持遵循指揮官意圖的傳統。這種需要導致了新系統的開發,如JSTARS和ATACMS。這些系統使指揮官能夠更快地了解戰斗空間,并提高對敵軍直接開火的反應時間。 | |
在過去的20年里,中國和俄羅斯觀察了美國的戰爭方法,確定了挑戰美國優勢的不對稱方法。中國的軍事現代化尤其注重防止美國建立大量的戰斗力(限制后勤),增加高價值飛機(油輪、間諜飛機、指揮和控制飛機)的風險,并增加其海軍足跡(限制美國的海軍優勢)。為了應對這些新威脅,國防部最初提出了使用多域作戰的想法(后來過渡到全域作戰一詞)。國防部認為,使用一個或甚至兩個維度來攻擊對手是不夠的,因此挑戰對手的目標計算需要更復雜的編隊(額外維度)。國防部認為,不斷增加的復雜性,加上應對新興技術威脅的時間可能減少,需要新的方法來管理部隊。 | |
圖4. 指揮和控制的復雜性的變化 |
在國防部發展JADC2概念的過程中,有三類技術在這種指揮和控制軍事力量的方法中起著不可或缺的作用:自動化、云環境和通信。
許多DOD高級領導人已經明確表示,JADC2是一個概念(或許是一個愿景),而不是任何具體的計劃。在2021年1月的一篇文章中,聯合人工智能中心主任Michael Groen中將說:"JADC2不是一個IT(信息技術)系統,它是一個作戰系統。從歷史上看,你會有一個大型的國防項目,你會花數年時間來完善需求,你會收集大包大包的錢,然后你會去找國防承包商,花更多的時間來建造、測試,然后在多年后最終投入使用"。在這篇文章中,Groen中將描述了人工智能(AI)的作用,以及延伸到數據和數據結構的作用,使這些算法能夠為指揮官提供信息。根據Dennis Crall中將(聯合參謀部指揮、控制、通信和計算機/網絡首席信息官[JS J6]主任)的說法,人工智能和機器學習對于實現JADC2至關重要。Dennis Crall說道:"JADC2是關于將所有這些自動化....。它是關于利用傳感器豐富的環境--查看數據標準等事情;確保我們可以將這些信息轉移到一個我們可以正確處理的區域; 帶來了云;帶來了人工智能、預測分析;然后用一個能夠處理這些的網絡來支撐所有領域和合作伙伴。"
DOD表示,擁有多分類的云環境對于實現JADC2是必要的。DOD設想,用戶能夠根據他們的需要和信息要求,在不同的分類下訪問信息。在2021年6月的新聞發布會上,克拉爾中將說,"戰術邊緣 "的云能力是用于數據存儲和處理,實現人工智能算法。作為一個例子,空軍討論了其高級戰斗管理系統(ABMS)項目對云環境的需求--空軍部對JADC2的貢獻,這將在下文討論。根據空軍的預算說明,ABSM將需要一套云系統、應用程序(即軟件)和網絡(包括商業和政府擁有的),這將 "了解環境并應用由人工智能和機器學習輔助的先進算法"。
根據DOD的說法,開發JADC2將需要新的通信方法。DOD目前的通信網絡已經為中東地區的行動進行了優化。因此,DOD使用衛星作為與海外部隊通信的主要方法。這些系統面臨著延遲(時間延遲)問題,并且在設計上不能在有電子戰的情況下有效運行。這些舊的架構依賴于地球同步軌道上的衛星,這些衛星在地球上空大約22200英里(35800公里)處運行。新的應用,如人工智能,將有可能需要額外的數據速率,而目前的通信網絡可能無法支持--特別是當DOD增加傳感器的數量,以提供額外的數據來改進算法。自主系統的引入,如海軍的大型無人水面和海底航行器,以及陸軍對機器人飛行器越來越感興趣而產生的系統,可能需要安全的通信和短時延來維持對這些系統的控制。
聯合參謀部是負責制定全域聯合指揮與控制概念戰略的國防部組織。此外,還有一些正在進行的研究和努力與JADC2概念有關。每個軍事部門(陸軍、海軍、空軍)以及國防部機構,如國防高級研究計劃局(DARPA)和負責研究和工程的國防部副部長辦公室(OSD[R&E]),都在開發技術和概念。以下各節簡要介紹一些組織的工作。
國防部負責制定JADC2戰略的領導機構是聯合參謀部J6指揮、控制、通信和計算機/網絡局。JADC2戰略最初的設想是改善聯合部隊的互操作性(例如,確保無線電系統能夠相互通信),后來擴大了這一重點,制定了一種信息共享方法,通過為決策提供數據來實現聯合行動。除了制定戰略,J6還組織了一個JADC2跨職能小組,各軍種和國防部機構通過該小組協調他們的實驗和計劃。這與國防部數據戰略和國防部副部長創造數據優勢的努力相一致。該戰略確定了五條工作路線以實現JADC2框架:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
在2021年6月4日的新聞發布會上,克拉爾中將表示國防部長奧斯汀已經批準了JADC2戰略。
根據R&E辦公室的說法,"FNC3確定、啟動和協調指揮、控制和通信關鍵使能技術的研究、開發和降低風險活動。這些活動將包括整個國防企業不同但相互關聯的努力,由FNC3在OUSD(R&E)的工作人員監督和同步進行。" FNC3的主要負責人邁克爾-扎特曼博士描述了FNC3的整體愿景,包括三個層次--物理層、網絡層和應用層--它們為開發指揮、控制和通信系統提供了一種量身定做的方法,與商業部門的最佳實踐相一致。物理層代表無線電和發射器本身,而網絡層則通過開發國防部優化的新興商業軟件定義網絡技術(如網絡切片)來管理應用對物理層的訪問。所有這三層都旨在提高互操作性和彈性(即防止網絡被干擾或中斷的能力),并為每個應用提供適當的服務質量。
根據扎特曼博士的說法,FNC3是JADC2的中長期技術愿景,而每個部門(在以下章節中概述)都有專注于發展近期采購戰略的引人注目的努力。例如,空軍部的先進戰斗管理計劃旨在通過關注成熟技術在未來三年內部署。OUSD R&E利用其投資組合中不太成熟的技術,包括由DARPA、國防創新部門、戰略能力辦公室、各部門和其他部門開發的技術,為實施JADC2提供長期的技術手段。
國防部提出,5G無線技術的商業進展提供了傳輸更多數據(通常稱為數據吞吐量)和更低延遲的能力。國防部認為,它需要這些能力來處理來自眾多傳感器(如衛星、飛機、船只、地面雷達)的更多數據,并在 "邊緣"(與無線電接收器在同一地點)處理這些信息。5G技術的另一個方面可以實現新的指揮和控制概念,即動態頻譜共享。隨著電磁頻譜變得更加擁擠,聯邦政府已經開始允許多個用戶在同一頻段上運行(稱為頻譜共享)。國防部首席信息官認為,頻譜共享技術允許通信系統在有干擾的情況下傳輸和接收數據。2020年9月,國防部CIO向工業界發出了一個信息請求,即如何對待動態頻譜共享。2021年1月21日,已經公布了67份對信息請求的回應。
馬賽克戰爭代表了一系列由DARPA贊助的項目,旨在利用人工智能將傳統上不被設計為互操作的系統和網絡相結合。從概念上講(見圖5),這些項目將能夠利用從衛星上收集的原始情報,并將這些數據轉化為傳遞給 "射手 "的目標信息--在這種情況下,網絡武器、電子干擾器、導彈、飛機或任何其他可能影響預期目標的武器。正如哈德遜研究所的分析家布萊恩-克拉克和丹-帕特所解釋的那樣,"馬賽克戰爭 "試圖將多種重疊的困境強加給敵軍,擾亂他們的行動,從而阻止他們及時到達目標。
圖5:DARPA的馬賽克戰愿景
DARPA的馬賽克計劃之一,稱為異質電子系統的技術集成工具鏈(STITCHES),已被用于空軍和陸軍的實驗。據DARPA稱,STITCHES是一種軟件,旨在通過自主創建允許低延遲和高吞吐量的軟件,快速整合任何領域的通信系統,而無需升級硬件或修改現有的系統軟件。根據空軍的一份新聞稿,該部門已在幾個高級戰斗管理系統的 "上線 "中測試了該技術,并已開始將該計劃從DARPA過渡到空軍部。
高級戰斗管理系統最初的設想是取代E-8聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)。空軍在2019年將ABMS項目從開發飛機或雷達之類的東西過渡到 "數字網絡環境,連接所有領域和每個梯隊的作戰能力,以實現全球決策優勢。" 換句話說,空軍從建立一個支持指揮和決策的平臺(如E-8 JSTARS)轉向建立一個安全的、"類似云"的環境,利用人工智能和預測分析為指揮官提供近實時數據。根據空軍的說法,ABMS項目將沿著六條產品線開發能力:傳感器集成、數據、安全處理、連接、應用和效果集成。
空軍已經舉行了三次 "on-ramps"(空軍用來描述演示的術語),以展示其ABMS的方法。2019年12月舉行的第一次on-ramps,展示了該部門從F-22戰斗機使用的安全通信向陸軍和海軍系統傳輸數據的能力。第二次上線使陸軍榴彈炮能夠擊落一枚代用巡航導彈。此外,空軍向美國北方司令部提供了這種 "類似云 "的零信任平板電腦--一種不在設備上存儲敏感數據的安全功能,以協助其在2020年春季應對COVID大流行。
2020年11月,空軍部確定了首席架構師辦公室,負責評估架構上線和整合企業數字架構。同時,空軍確定空軍部快速能力辦公室為ABMS整合項目執行辦公室。快速能力辦公室的工作重點是快速向現場交付項目,它的參與可以被看作是將ABMS從實驗轉向系統開發。
根據陸軍的說法,"項目融合是陸軍圍繞一系列連續的、結構化的演示和實驗而組織的新的學習活動",旨在應對JADC2所帶來的挑戰。
1.確保陸軍擁有合適的人員和人才;
2.將當前的陸軍現代化工作與陸軍未來司令部的跨職能團隊聯系起來,并與陸軍現代化的六個優先事項保持一致;
3.擁有合適的指揮和控制,以應對節奏越來越快的威脅;
4.利用人工智能分析和分類信息,并在陸軍網絡中傳輸;
5.在 "最嚴峻的地形 "中測試能力。
項目融合2020在三個軍事設施中使用了大約750名士兵、平民和承包商,最終在亞利桑那州的尤馬試驗場進行了兩次現場頂點演習。在這次演習中,陸軍展示了幾種技術,包括人工智能、自主性和機器人技術,以測試新的方法來指揮和控制地理上分散的部隊。陸軍計劃將空軍和海軍的系統作為2021年項目融合的一部分,并打算在2022年項目融合中納入外國軍隊。這其中有3370萬美元用于運營和維護,以及7310萬美元用于研究、開發、測試和評估,由陸軍撥款。
項目超配是海軍為建立一個 "海軍作戰架構",將艦艇與陸軍和空軍資產聯系起來而做出的努力。2020年10月1日,海軍作戰部部長吉爾德伊上將責成一名二星上將領導海軍的"項目超配"工作。在他的備忘錄中,吉爾德伊上將指示 "項目超配"采取類似于海軍發展核動力和AEGIS系統的工程和開發方法。其主要目標是 "使海軍能夠在海上形成集群,從近處和遠處、每個軸線和每個領域提供同步的致命和非致命效果。具體來說,你[斯莫爾海軍司令]要開發網絡、基礎設施、數據架構工具和分析。" 在一個平行的努力中,吉爾德伊上將責成基爾比副上將(負責作戰要求和能力的海軍作戰部副部長)制定一項計劃,將無人系統,包括艦艇和飛機,納入海軍作戰架構。根據新聞聲明,海軍打算在2023年達到初始作戰能力(即有能力部署初始系統)。海軍在2022財政年度為 "項目超配 "申請了三個分類項目元素的資金。
在2021年6月舉行的2021年AFCEA西部會議上,吉爾德伊上將討論了項目超配目前的工作。在這次活動中,吉爾德伊表示,自2020年10月項目啟動以來,項目超配已經完成了三個螺旋式發展周期。吉爾德伊進一步解釋說:"我們實際上正在試驗一種方式,使我們基本上可以將任何網絡上的任何數據傳遞給作戰人員。這是一個軟件定義的通信系統,使我們能夠以一種前所未有的方式拆開我們所有的網絡"。根據新聞報道,吉爾德表示,他預計在2022年底或2023年初將 "項目超配"的測試規模擴大到一個航母打擊群。
以下各節討論了國會的潛在問題,包括需求和成本估算、互操作性挑戰、平衡通信能力、人工智能在決策中的角色,以及實施JADC2所需的潛在部隊結構變化。
美國防部已經為JADC2的相關工作申請了幾個財政年度的資金,特別是在概念的早期發展階段。國防部正在積極制定JADC2戰略,預計將在2021年春季發布。國會中的一些人對國防部沒有像傳統采購項目那樣提供成本估算或驗證需求表示關切。因此,各軍種委員會和撥款委員會已經減少了對這些工作,特別是ABMS和5G研究和開發的要求資金。2021財年國防授權法案(NDAA)要求國防部在2021年4月前為JADC2提出要求。
國防部還沒有正式公布關于JADC2的支出預算數據,該項目在各軍種和國防機構的一些項目中都有資金。根據聯合參謀部J6(JS J6)的說法,JADC2不是一個記錄項目,JS J6也不打算過渡到一個記錄項目。因此,除非國會要求國防部提供JADC2資金的詳細概述,否則國防部可能不太可能這樣做。
一些分析家推測了與JADC2有關的所有項目的年度成本。一位分析家估計,國防部在2022財政年度為與JADC2直接相關的項目編列了大約12億美元的預算。Govini估計,自2017財政年度以來,國防部在JADC2上花費了大約225億美元;這平均每年大約為45億美元。Govini的估計包括其他聯邦機構的資金--如國家航空和航天局(NASA)--以及國防部可能認為與JADC2無關的技術,因此可能高估了JADC2獲得的資金總額。
根據JS J6,有五條與JADC2相關的工作線:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
以數據為中心的方法側重于國防部系統傳輸所需的數據類型和結構,創建一個共同的數據框架,為數據的發送和接收提供一個商定的標準。換句話說,數據的格式化、組織化和結構化的方式影響著數據從傳感器到決策者再到武器的高效和無縫傳輸。另一方面,網絡中心化和互操作性側重于通信標準,如無線電頻率、波形、通信加密等,以確保一個無線電能與另一個無線電通話。通過采用這種方法,JS J6專注于開發軟件應用,以改善指揮和控制。然而,該戰略可能缺少幾個方面,包括:
通信系統的硬件和軟件的功能,
網絡需要傳輸的數據量,
對手的行動對網絡的影響,
以及指揮和控制部隊的模塊化。
隨著國防部繼續改革其JADC2概念和要求,其他觀察家也注意到,在JADC2戰略中存在一些沒有被認定的領域,國防部應將其支出主要集中在研究和開發方面。一位觀察家認為,國防部應將其研發支出集中在改善網絡互操作性上。這種方法支持優先升級軍事通信系統,以便在整個聯合部隊中傳輸數據。它建議國防部在軟件和硬件方面投入更多資金,以提高所有類型的數據鏈路和網絡(例如,Link 16、多功能高級數據鏈路、態勢感知數據鏈路以及綜合海上網絡和事業服務)的互操作性。網絡互操作性方法的重點是,創建網絡是困難的;但是,利用軟件定義的網絡和通用電子設備(如類似的芯片架構)可以使每個軍種無縫共享信息。換句話說,這種方法更注重通信網絡的構建方式,而不是在這些網絡內發送數據的組織方式。軟件定義的無線電和網絡使無線電可以很容易地被編程,并因此更容易地相互通信。微電子(即物理硬件)最終定義了無線電的物理和軟件能力。
其他分析家認為,JADC2的支出應更多地集中在改變決策方式上。這一論點強調了通過利用人工智能(AI)實現決策過程自動化的必要性,正如國防高級研究計劃局(DARPA)的馬賽克戰爭概念所設想的。在這種方法中,優先利用人工智能系統的支出(如空軍的STiTCHES計劃),可以建立主要集中在需要傳輸的數據和數據結構的特設網絡。這一論點假設人工智能也可以分析情報、監視和偵察(ISR)數據,以確定人類可能錯過的趨勢,從而向軍事指揮官提出潛在的更好的建議。
其他觀察家認為,優先考慮如何使用和管理電磁波譜的決策對于支持JADC2至關重要。這些觀察家認為,像國防信息系統局的電磁戰管理計劃--旨在利用情報方法評估電磁波譜環境,然后自動決定如何使用頻譜來減輕對手的電子戰影響--對于實現全域指揮和控制是必要的。這些觀察家還認為,對手的電子戰效應將需要近乎即時地被緩解,因此需要一個強大的電磁環境部分(以及自動化),以便在對網絡的潛在攻擊中管理國防部網絡。
由于國防部設想使用JADC2來同時指揮多個領域的部隊,因此連接不同類型部隊的需求也在增加。國防部擁有并運營著許多通信系統,每個系統都使用不同的無線電頻率、標準和數據鏈,這些系統往往不能相互 "交談",因此需要一個網關將一種無線電協議 "翻譯 "成另一種協議。盟友和合作伙伴的加入增加了互操作性的挑戰。前國防部副部長邁克爾-格里芬在2020年3月向眾議院軍事委員會情報、新興威脅和能力小組委員會作證時,指出這個問題是繼續為FNC3進行OSD R&E努力的理由。
使國防部能夠共享來自不同部門和單位的信息的挑戰可以通過三種互操作性的方法來解決:
圖 6:E-11 戰場機載通信節點 (BACN)
新的通信設備。這種方法采用 "自上而下 "的方式(即由OSD或聯合參謀部確定解決方案,然后要求各軍種采用該方案)。使用與聯合戰術無線電系統(JTRS)開發類似的模式,這種方案將購買一個新的通信架構,重點是互操作性。例如,FNC3的努力似乎就是采用這種方法。盡管這種方法可以確保聯合部隊開發的通信系統可以無縫共享信息,而且可能是安全的,但它可能需要大量的投資,并可能遇到時間表的延誤。這種方法的另一個可能的缺點是,隨著系統的投入使用,它們可能對對手的技術不那么有效。
開發軟件來創建網絡。第三種方法是使用軟件,使用戶能夠創建自定義網絡。DARPA的 "馬賽克戰爭 "和ABMS計劃的某些方面就是這種方法的例子。與其他互操作性解決方案相比,這種方法更加模塊化,使為特定行動定制的單位和系統能夠相互通信。這種方法的一個主要風險是技術上的不成熟,特別是用于創建這些網絡的軟件。另一個風險涉及到與不同系統共享的信息量和分類,這些系統經過認證,具有不同的保密級別(例如,可釋放的秘密、不可釋放的秘密、最高機密)。
國防部和國會可以選擇這些方法中的一種或多種。一種特定的方法可能提供短期的好處,而國防部則追求一種長期的方法來解決互操作性的挑戰。
國防部為滿足JADC2的要求而開發通信網絡的方法包括三種相互競爭的能力:
數據吞吐量(即數據傳輸的速度)
延遲(即接收信息/數據的時間延遲)
彈性(在自然或故意中斷的情況下保持通信信號的能力)
軍事作戰新技術的興起,如人工智能、戰術數據鏈(如Link 16和多功能先進數據鏈[MADL])和對手的電子戰能力,為5G和FNC3等未來通信系統平衡這些能力帶來了明顯的挑戰。人工智能和信息戰可能需要大量的數據來實現預測分析,并讓指揮官對戰斗空間有一個準確的了解。與所有可用用戶共享數據的數據鏈并不一定需要高數據速率;然而,數據鏈確實需要低延遲,以確保傳感器能夠證明 "目標級數據",特別是對于像巡航導彈和飛機這樣快速移動的系統。最后,電子干擾器的擴散需要彈性(或抗干擾性能),以便在被主動干擾時保持通信。圖7說明了在開發新的波形時必須平衡這三個相互競爭的要求(無論該波形是為民用還是軍用而設計)。無線電信號能夠提供每一種能力;然而,優先考慮一種要求意味著其他兩種要求可能會受到影響,這可能會給決策者帶來兩難選擇,即在采購中優先考慮哪些能力。
圖7:平衡通信要求
隨著國防部對其通信系統的現代化改造,它可能會考慮技術特點和限制,以選擇在保護其網絡安全的同時推進任務目標的要求。例如,像5G這樣的技術可以提供高數據容量和低延遲,但目前還不清楚這些信號可能受到對手干擾的影響。另一方面,FNC3的設計似乎是為了提供具有高數據率的彈性;但是,由于它依賴于衛星,延遲將增加。
人工智能是實現JADC2的一個潛在的關鍵組成部分。隨著人工智能被引入軍事決策中,出現了幾個潛在的問題。首先,人工智能在決策中的作用應該達到什么程度?在使用致命武器時,人類的判斷力需要達到什么適當的水平?
第二,國防部如何確保用于人工智能算法協助決策的數據的安全性?盡管國防部把重點放在了數據結構上,但它沒有討論它計劃如何具體確保JADC2的數據有效性和安全性。錯誤的數據可能導致指揮官選擇損害任務目標的選項(如算法推薦可能浪費高價值彈藥的目標)。與此相關的是,國防部打算如何保護云環境中的這些數據,以防止對手操縱它們?這些安全計劃是否足以防止對手的操縱?
由于JADC2可能需要不同類型的部隊和武器系統,每個軍種都可能尋求改變其訓練、組織和裝備部隊的方式。例如,海軍陸戰隊在其部隊重新設計中宣布,它將取消它認為不符合國防戰略指導的部隊,并將資金重新投入到其他更適合未來作戰環境的項目中。
現役和預備役部隊的能力平衡是部隊結構調整的另一個方面。例如,陸軍在歷史上決定將后勤能力從現役部門轉移到預備役部門。因此,如果美國要開戰,陸軍大概需要啟動預備役部隊來實現行動。當國防部和各軍種準備迎接JADC2帶來的挑戰時,這些組織將如何選擇平衡現役和預備役部隊的能力和部隊結構?
聯合參謀部J6是國防部JADC2工作的主要協調者,每個軍種和一些國防部機構都在進行各種活動。國會中的一些人過去曾表示有興趣建立國防部范圍內的項目辦公室(如F-35聯合項目辦公室)來集中管理大規模的工作。國防部的研究和開發工作將隨著時間的推移而增加,因此,管理這些工作可能會變得更具挑戰性。國會在未來可能會尋求確定或建立一個負責項目管理、網絡架構開發和財務管理的組織。
聯合戰術無線電系統(JTRS)是一個通信項目,旨在通過在所有軍種中部署無線電設備來提高通信的互操作性。該計劃于20世紀90年代中期開始,最終于2011年被前國防部負責采購、技術和后勤的副部長弗蘭克-肯德爾取消。在他的理由中,肯德爾副部長指出,"由于當時技術不成熟,移動特設網絡和可擴展性的技術挑戰沒有得到很好的理解......從JTRS GMR[地面移動無線電]開發計劃中產生的產品不太可能在經濟上滿足各軍種的要求。" 在15年的開發工作中,國防部花費了大約150億美元,在終止時還需要130億美元。
JTRS計劃旨在用可在大部分無線電頻譜上運行的基于軟件的無線電取代軍隊使用的25至30個系列的無線電系統--其中許多系統不能相互通信。根據設想,JTRS將使各軍種與選定的盟國一起,通過各級指揮部的無線語音、視頻和數據通信,包括直接獲取來自機載和戰場傳感器的近實時信息,以 "無縫 "方式運作。被描述為 "軟件定義的無線電",JTRS的功能更像一臺計算機,而不是傳統的無線電;例如,它可以通過添加軟件而不是重新設計硬件來升級和修改,以便與其他通信系統一起運行--這是一個更昂貴和費時的過程。國防部聲稱,"在許多情況下,一個具有多種波形的JTRS無線電臺可以取代許多單獨的無線電臺,簡化了維護工作",而且由于JTRS是 "軟件可編程的,它們也將提供更長的功能壽命",這兩個特點都提供了潛在的長期成本節約。JTRS計劃最初被分成五個 "集群",每個集群都有一個特定的服務 "領導"(見表A-1),并由一個聯合項目辦公室管理整個架構。
注:外形尺寸無線電臺基本上是士兵攜帶的小型化無線電臺,以及重量和功率受限的無線電臺。
正如下文所討論的,JTRS在開發過程中遇到了一些困難。這些問題可能與未來的JADC2開發有關。
根據政府問責局(GAO) 2005年的一份報告: 為了實現寬帶網絡波形的全部功能,包括傳輸范圍,Cluster One無線電需要大量的內存和處理能力,這增加了無線電的尺寸、重量和功耗。增加的尺寸和重量是努力確保無線電中的電子部件不會因額外的內存和處理所需的電力而過熱的結果。到目前為止,該計劃還未能開發出符合尺寸、重量和功率要求的無線電,而且目前預計的傳輸范圍只有三公里--遠遠低于寬帶網絡波形所要求的10公里范圍....。Cluster One無線電的尺寸、重量和峰值功率消耗超過直升機平臺要求的80%之多。
由于無法滿足這些基本的設計和性能標準,人們擔心Cluster One可能無法按計劃容納更多的波形(計劃中Cluster One有4到8個存儲波形),而且它可能過于笨重,無法裝入重量和尺寸都受到嚴格限制的未來戰斗系統(FCS)載人地面車輛(MGVs)以及陸軍的直升機機群。一些觀察家擔心,為了滿足這些物理要求,陸軍將大大 "削弱 "第一組的性能規格。然而,根據陸軍的說法,它在減少Cluster One的重量和尺寸以及增加其傳輸范圍方面取得了進展;然而,將所有需要的波形納入Cluster One證明是困難的。據報道,Cluster Five無線電臺也遇到了類似的尺寸、重量和功率方面的困難;這些困難更加明顯,因為有些Cluster Five版本的重量不超過1磅。
JTRS的安全問題成為發展中的一個重要困難。據一位專家說,該計劃最大的問題之一是安全,"即加密,因為JTRS的加密是基于軟件的,因此容易受到黑客攻擊"。 計算機安全專家普遍認為,用于任何目的的軟件都是脆弱的,因為目前沒有一種計算機安全形式能提供絕對的安全或信息保證。據美國政府問責局稱,JTRS要求應用程序在多個安全級別上運行;為了滿足這一要求,開發人員不僅要考慮傳統的無線電安全措施,還要考慮計算機和網絡安全措施。此外,國家安全局(NSA)對JTRS與美國盟友的無線電系統接口的安全擔憂也帶來了發展上的挑戰。
一些分析家表示擔心,使JTRS與傳統無線電 "向后兼容 "的目標在技術上可能是不可行的。據報道,早期的計劃試圖通過交叉頻段來同步不兼容的傳統無線電信號,這被證明過于復雜。目前陸軍的努力集中在使用寬帶網絡波形來連接傳統的無線電頻率。一份報告指出,雖然寬帶網絡波形可以接收來自傳統無線電的信號,但傳統無線電不能接收來自JTRS的信號。為了糾正這種情況,陸軍考慮使用19種不同的波形來促進JTRS向遺留系統的傳輸。在JTRS無線電中加入如此多的不同波形會大大增加內存和處理能力的要求,這反過來又會增加JTRS的尺寸、重量和功率要求。
作者:John R. Hoehn,軍事能力和計劃分析師