近十年來，中國人民解放軍（PLA）持續追蹤美軍通過"人機協同作戰"（MUM-T）提升戰斗效能的演進路徑。通過剖析美軍MUM-T發展關鍵節點，PLA旨在識別其軍事弱點、優化自身裝備采辦策略并研發反制措施。隨著MUM-T深度融入美空軍部（DAF）"協同作戰飛機"（CCA）等計劃，PLA正開展適配自身作戰需求的同類技術試驗。截至2025年，PLA判定未來戰爭的核心特征是將人工智能增強無人系統融入以有人平臺為主導的作戰網絡，以此優化作戰效能，同時積極布局未來戰場優勢地位。

核心議題

當美空軍部加速測試MUM-T概念并將CCA計劃納入對抗高端對手的作戰體系時，美國防部（DoD）及空軍部的規劃者、戰略家與分析人員正在深入研究中國對空戰自主系統的認知路徑。掌握外國MUM-T能力可指導美空軍部作戰規劃、增強盟軍互操作性并引導關鍵技術投資。此外，洞悉中國MUM-T發展模式有助于預判與反制戰術，確保美軍在可預見未來保持戰略優勢。

研究方法

本研究基于中文開源文獻解析中國防務界空戰技術觀點，據此識別軍工復合體內MUM-T核心利益方與倡導者。重點探究：（1）PLA是否計劃將MUM-T及反制策略納入作戰概念開發；（2）PLA如何看待空軍部將MUM-T作為未來作戰能力標志性特征的戰略；（3）PLA關于人機關系及自主系統作戰角色的認知體系。

核心發現

? 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作戰概念開發尚處初始階段，文獻強調需強化人機協同作戰條件下"戰時黨委"職能，近期平衡自主化與政治管控仍是挑戰

戰略建議

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在人工智能與無人系統塑造的復雜戰場態勢，據此開發定制化CCA作戰概念

美國政府問責辦公室（GAO）6月17日發布報告指出：盡管美國陸軍將防空反導系統升級置于快速開發軌道并投入數十億美元，但實際成效甚微。

報告《陸軍現代化：防空反導建設可借現代實踐獲益》稱：“美陸軍選擇加速采辦路徑和彈性協議類型來開發部署系統以滿足能力需求——并通過預算流程增列資金申請予以支持——但當前多數防空反導現代化項目尚未形成實戰能力。”

“陸軍正斥資數十億美元進行系統現代化改造以解決已識別的能力缺口，”報告強調，“然而，即使采用加速采辦路徑并增加資金投入，除‘反小型無人機系統’外，陸軍實際部署的能力仍極為有限。”

報告指出，近年來陸軍為應對潛在對手，重新聚焦防空反導系統升級。雖然相關行動始于俄烏沖突前，但這場戰爭突顯了無人機作為飛行彈藥的創新戰術與規模應用。

2021年陸軍為2021-2025財年防空反導系統申請約88億美元預算。至2025年，相關預算申請已增至118億美元——凈增30億美元。報告解釋該增幅源于“新增未出現在2021財年預算的系統，以及資金需求變化”。

報告顯示，自啟動防空反導現代化進程以來，美陸軍“已確立七項核心能力建設項目，并在總統預算提案中持續追加撥款”。這七大系統包括：

• “一體化作戰指揮系統”：防空反導體系核心，實時分發傳感器數據
• “機動近程防空系統”：防護地面部隊抵御無人機等空中威脅
• “定向能機動近程防空系統”：研發車載激光武器
• “間接火力防護能力二期”：保護補給站等固定設施
• “間接火力防護能力高能激光/高功率微波系統”：定點防御空中威脅
• “低層防空反導傳感器”：新一代雷達系統
• “反小型無人機系統”

報告指出，在能力建設過程中，陸軍“未充分應用數字化工程（含數字孿生技術）等先進產品開發實踐”。領軍企業普遍采用“迭代式產品開發法”：通過“設計建模、仿真驗證與生產的閉環流程，快速交付用戶核心需求”。

七大項目中，“一體化作戰指揮系統”及“間接火力防護能力高能激光/高功率微波系統”應用了該模式，其余五項未采用。但報告強調：“無論開發模式如何，所有防空反導項目均未充分運用可加速進程的現代設計工具。”

其中六項采用了仿真與三維建模技術（基于預設數據的靜態模擬工具）。報告指出其固有局限：三維模型更新需人工介入，數字仿真受預設參數制約。報告建議采用工業界的“數字孿生”（具備實時更新能力的數字化身）與“數字線程”（全生命周期數據互聯）工具鏈。“應用數字孿生技術的企業，其設計迭代與產品交付效率顯著提升。”

調研發現七大項目中多數無應用數字孿生或數字線程的計劃。鑒此，問責辦公室提出六項建議：

1. 開發“機動近程防空系統”4/5期及“間接火力防護能力”新型導彈時采用迭代開發法
2. 評估四大項目應用軟硬件融合數字孿生技術的“可行性、效益與成本效益”：
   • 一體化作戰指揮系統
   • 機動近程防空系統1/2/3期
   • 間接火力防護能力系統
   • 低層防空反導傳感器

報告警示：“若不評估現代設計工具的可行性、效益及成本效益并在防空反導現代化中推廣，陸軍或將錯失快速形成戰力的機遇。”

報告建議

地面反艦導彈（GBASM）能力是美海軍陸戰隊的最高現代化優先事項，也是其"遠征先進基地作戰"概念與"部隊設計2030"計劃的關鍵組成部分。目前正針對這一新興能力的發射、瞄準及戰術、技術與規程（TTP）開展實驗與有限研究，但尚未對武器系統相關后勤問題進行探索。本項目采用隨機建模與仿真方法，研究由補給站支持的GBASM發射裝置與海上目標間的交戰動態。模型通過參數化設置以反映藍方火力單元數量、彈藥庫規模及齊射規模等變量因素。研究核心成果體現為優化藍方對抗戰略對手獲勝概率的作戰策略，為實兵實驗與戰術開發提供依據。

本研究旨在構建隨機模型，模擬海軍陸戰隊新型武器系統——地面反艦導彈（GBASM）的戰術級作戰與后勤體系，從而為實兵實驗與戰術發展提供洞見。我們開發了分析模型與蒙特卡洛仿真模型，呈現GBASM發射裝置與敵方海上目標間的炮戰對抗。本研究通過引入支持GBASM的補給站擴展前期研究成果，揭示后勤因素對戰場動態的影響機制。

第二節綜述現有作戰模型、齊射模型與戰役級后勤領域的運籌學研究文獻。第三節總結所探索的模型架構、參數設置及假設條件。第四節討論研究成果。第五節提出總結與后續工作建議。

圖1： 來源：《海軍-海軍陸戰隊遠征艦船攔截系統運用概念》，美國海軍陸戰隊戰斗發展與整合司令部，2021年8月5日。GBASM系統組件。本報告中"GBASM"特指單座導彈發射裝置（如右圖所示）。

本次評估旨在判定美國防部有效實施聯合越岸后勤行動（JLOTS）及演習的能力。

美國防部JLOTS能力使其能夠在無固定港口設施區域實施物資運輸。美國防部近期在加沙"海神慰藉行動"中運用該能力執行人道主義援助。JLOTS行動需借助臨時碼頭等特種船舶設備實現船岸物資轉運。陸軍與海軍均設有配備專用艦船裝備的特訓單位執行JLOTS任務，美國運輸司令部（USTRANSCOM）負責統籌國防部部署與分發體系（含JLOTS）的物流協調。

評估結論顯示：美國防部具備實施JLOTS行動的能力，但規模縮減導致任務執行面臨挑戰。具體表現為——
? 陸海軍未達到軍種級裝備與部隊戰備標準；
? 未按聯合任務基本任務（JMETs）要求組織訓練與裝備部隊；
? JLOTS裝備缺乏互操作性；
? 戰區作戰司令部制定JLOTS行動計劃時未充分考量任務專屬信息需求。

上述問題根源在于：
? 陸海軍未向JLOTS單位配置充足維護、人員、訓練與采購資源；
 ? USTRANSCOM未充分行使《國防部指令5158.06》賦予的職權（協助建立聯合任務標準、互操作性要求及行動規劃最低要素）。

由此導致國防部在快節奏、對抗性或多戰區同步行動中可能無法滿足JLOTS需求。

改進建議
? 陸海軍總部應審查所屬JLOTS單位，向軍種部長提交提升戰備、規模與韌性的建議；
 ? USTRANSCOM需制定并實施計劃，落實《國防部指令5158.06》關于確立聯合任務標準、互操作性要求及規劃要素的規定。

本報告向國會提供了海軍正在開發的用于水面艦艇自衛的艦載固體激光器（SSL）的背景信息和問題。海軍 2025 財年擬議預算要求繼續為其中一些工作提供研發資金。

美海軍于2014年在一艘海軍艦艇上安裝了第一臺能夠對抗水面艦艇和無人機（UAV）的固態激光器原型機。從那時起，海軍一直在開發和安裝更多的 SSL 原型，以提高反水面飛行器和無人機的能力。海軍正在開發的更大功率 SSL 可能具有反艦巡航導彈 (ASCM) 的能力。目前海軍開發 SSL 的工作包括：

• 固態激光技術成熟（SSL-TM）工作；

• 海軍光學眩暈攔截器（ODIN）；

• 海軍水面激光武器系統（SNLWS）增量 1，又稱集成光學眩光和監視功能的高能激光器（HELIOS）；以及

• 高能激光反反艦導彈計劃（HELCAP）。

美國國會面臨的問題是是否修改、否決或批準海軍的艦載激光器開發項目的采購戰略和資金申請。國會就此問題做出的決定可能會影響海軍的能力和資金需求，以及國防技術和工業基礎。

地面戰斗單位應利用和加強機動作戰的作戰理念，將人機協作和人機結合概念化，以實現和利用更快的節奏、更多的機動選擇和對海軍陸戰隊的保護。

半人馬機動作戰的目的是探索海軍陸戰隊下一代地面作戰單元（GCE）如何利用人機協作（HM-C）和有人無人協同作戰（MUM-T）來實現機器人和自主系統的協同效益，從而提高海軍陸戰隊在戰場上的戰斗力。在古典希臘神話中，半人馬代表著 "一種擁有人的頭部、手臂和軀干，馬的身體和腿的生物"。與這種神話生物如何利用邊緣存在的好處類似，HM-C 和 MUM-T 反映了半人馬的各種表現形式。在這一構想中，新興的戰斗網絡通過利用自主性和狹義人工智能方面的商業進步，將人類的精華與機器的精華結合在一起，以實現相對于對手的比較優勢。由此產生的 "第五代地面作戰單元半人馬"（Centaurs for the Fifth-Generation Ground Combat Element）概念涉及海軍陸戰隊作戰概念中的軍種方向、海軍陸戰隊司令部提出的為 21 世紀重振機動作戰思維的任務，以及為 GCE 提供第五代能力的任務。探索這些方向的方法包括：對戰爭中的 "人馬 "進行文獻綜述；對 "UE CITY "行動進行歷史案例研究，以檢查 GCE 所特有的問題集；以及通過作戰決策游戲對最初的概念假設進行測試。這些工作為最終概念的形成提供了依據。

第五代地面作戰單元 "半人馬 "利用、加強并充當了重振機動作戰這一作戰理念的工具。最近的技術進步為取得相對優勢所提供的價值在于人機協同作戰，以提高人類作戰人員的效能，而不是取代他們。HM-C 加強了 GCE 創造時間優勢的能力，利用速度和時間作為武器。與作戰網絡連接的高性能計算、自主性和狹義人工智能有助于過濾大量數據中的噪音，以發現作戰環境中的相關線索、異常值和異常現象。這種機器輔助功能可幫助指揮官及其參謀人員確定敵方的方向，從而更快地做出與敵方或與作戰環境相關的競爭因素有關的正確決策。MUM-T 加強了全球指揮和控制中心創造空間優勢、利用敵方空隙和弱點的能力。無人系統可作為有人編隊的先頭部隊和側翼屏障，發現、固定和擾亂敵方編隊，而主力部隊則以速度、出其不意和集中果斷的行動來利用這些塑造行動。利用無人系統提供的戰術阻隔，可加強對配對有人編隊的保護。MUM-T 加強了 GCE 創造心理優勢的能力，將欺騙作為一種武器加以利用。多領域無人系統擴大了欺騙和誤導能力，以破壞敵方決策的速度和準確性。第五代地面作戰單元的 "半人馬 "并不會降低對陸戰隊空中地面特遣部隊（MAGTF）航空作戰單元或后勤作戰單元的需求或取代其價值。地面半人馬編隊是對 MAGTF 構建的補充，是聯合武器小組的擴展，旨在使敵方失去平衡，陷入無法取勝的困境。作為 "唯一能奪取和占領地形的 MAGTF 要素"，第五代地面作戰要素應成為發展 21 世紀 MAGTF 聯合武器小組屬性的主要工作方向。

為了在分布式行動中取得成功，本文建議美空軍特別調查辦公室（OSI）反情報（CI）兵力必須盡量減少 "冷啟動"，在危機或沖突前的競爭階段建立必要的關系；加強與將要支持的作戰部隊的聯系；并為自己接受分布式作戰模式。

由于反介入/區域拒止（A2/AD）作戰，特別是遠程精確火力的發展和擴散，空軍已經認識到其目前以庇護所為基礎的作戰結構是無法生存的。也就是說，依賴潛在敵對武器交戰區（WEZ）內的主要作戰基地（MOB）將極易受到遠程精確火力的攻擊，并有可能在危機或沖突期間無法產生戰斗空中力量。2018 年《國防戰略》強調需要動態兵力部署（DFE），以可擴展的方式優先發揮美國的作戰優勢。動態兵力部署通過美國兵力提供作戰不可預測性，改變對手的計算，迫使對手陷入不利境地。敏捷作戰部署（ACE）概念是美國空軍解決方案的一部分。ACE 是一種作戰演習計劃，旨在遠離主要作戰基地生成作戰空中力量。特別調查辦公室（OSI）目前的設置是為了向兵力保護提供反情報（CI）支持，同時在敵對和允許的環境下在作戰基地開展反威脅行動，并在這方面有很好的實踐經驗。為了向未來的 ACE 戰斗行動提供有效的 CI 支持，OSI 必須采取一種跨越競爭連續性的方法，在競爭階段建立威脅圖景和關系，并在危機和沖突場景中迅速執行 CI 行動。

OSI的分布式作戰（ACE）方法必須包括在潛在部署地點建立關系、線人網絡和實地情報情況；擴大參與單位一級的ACE演習；探索與部署的作戰單位建立直接支持關系的可能性；接受OSI的分布式行動；擴大OSI代理任務的范圍。

美國AIRC 在該任務下的研究對之前開發的系統分析工作臺（SoS-AWB）分析工具進行了調整，以創建一個決策支持原型，為綜合采辦組合審查（IAPR）中的決策提供有效信息。2022 年 9 月 8 日，通過原型軟件演示了使用水面、航空和空間領域的人員和彈藥對反水面戰（ASuW）任務線進行任務工程分析和組合優化。這些先進的原型為利益相關者的決策提供了更廣泛的見解（如資源權衡、成本敏感性分析以及在特定組合中應獲取的最強大的反水面作戰系統）。未來的工作可以改進工具，以確定：風險規避如何影響組合優化、系統間的技術依賴性、發展依賴性以及利益相關者決策對組合性能的影響。

開發的原型在以下四個方面具有顯著特點，是為滿足贊助商需求而開展的研究成果。

以組合為中心的方法：美國國防部（DoD）越來越重視現代化決策中的任務工程（ME）分析和架構開發，包括與需求開發和能力選擇相關的投資和優先級排序，以支持各種使用概念和技術改進。然而，系統工程工具通常只關注系統本身。也就是說，這些工具可能無法將復雜的任務工程分析轉化為評估，而評估的方式既要（a）對能力貿易空間內的需求有意義，又要（b）靈活、可擴展、可配置，以便與其他分析相結合。為此，一個顧問小組建議，國防部的方法應采取一種更全面和以組合為中心的采購方法，而不是目前以項目為中心的方法。在我們的原型中，系統和技術在一個整體組合中進行評估，揭示了每個組件在實現能力中的作用，同時將作戰人員的任務需求與采購決策聯系起來。沿著這些思路繼續發展，最終將為建立采購集成與互操作性（AII）鋪平道路，AII 應基于任務和數字工程，采用數據驅動的方法。

通過離散事件模擬進行高保真分析： 當務之急是在基于模型的場景中評估與構建任務相關的交易，這種場景不僅包括藍方系統，還包括紅方系統和特定的任務環境。為了評估和比較成功的平臺組合及其相關能力，我們必須確定哪些組合概念可以取得成功。成功與否可以通過情景建模來衡量，即任務背景下的性能--針對什么任務和完成什么目標的性能。利用圖形和事件模擬任務和行動者的通用平臺（UPSTAGE）是專門為幫助美國防部利益相關者在設計部署概念（CONEMPs）、兵力部署決策和動能行動前的資源投入方面做出決策而創建的，目的是在不同的潛在場景中實現預期效果。雖然有多種大規模框架可用于模擬戰術和行動，但這些框架采用的保真度較高，需要大量時間來設置和修改。通常情況下，這些模擬中的實體行為都是按高保真水平編程的，無法在其他場景中重復使用。為此，UPSTAGE 與眾不同，因為它是一個多分辨率、混合模擬和戰爭游戲框架，可支持針對不斷變化、競爭激烈的對手進行快速作戰場景分析。UPSTAGE 設計用于快速探索 CONEMP、優化、場景重新定義以及敏捷和迭代解決問題所需的其他活動。在我們的軟件原型中使用 UPSTAGE 后，可更快速地定制和執行多種場景。

空間領域技術注入： 新技術總是層出不窮；因此，我們必須想方設法將新技術融入我們的利益。為此，我們將重點放在將新技術注入 IAPR 上。更具體地說，新技術注入評估的是反水面作戰情況下的空間監視領域資產（即衛星）。IAPR 中使用了兩種不同的系統：(a) 較老的大型衛星和 (b) 較新的小型衛星（即小衛星）。前者是老式衛星，通常體積更大、功能更強、價格更貴。另一方面，后者是新技術小衛星，一般較新、較小、能力較弱、價格較低。這兩種截然不同的系統被置于由數個到多個航天器組成的星座中。然后，利用星座貿易空間分析工具（TAT-C）對它們監視感興趣區域的能力進行評估。TAT-C 是一個開放源碼的任務工程工具，專為這些早期設計階段的分析而開發。所選擇的傳統系統和小衛星系統代表了將在 IAPR 中選擇的系統類型，其特征顯示了有意義的權衡。新技術注入工作流程與更大的 WRT-1049.5 工具集集成。利用 TAT-C 對傳統和小型衛星進行評估，并將這些指標引入 AWB，然后利用 AWB 執行 RPO 程序。該例程的帕累托最優解展示了決策者如何以組合為中心的方式獲取最佳采購信息，包括新技術。

反水面戰問題：改編的 SoS-AWB 原型已成功展示，可為綜合采辦組合評審 (IAPR) 中的決策提供信息。更具體地說，我們通過任務工程分析和反水面戰（ASuW）任務線程的組合優化，展示了 SoS-AWB 在水面、航空和空間領域的應用。這些先進的原型為利益相關者的決策提供了更廣泛的見解（例如，資源權衡、成本敏感性分析以及在特定組合中獲取的最強大的反水面作戰系統）。我們的演示說明了：1）綜合采辦決策支持流程是什么樣的；2）所提供的數據如何利用基于模型的決策工具，就特定組合中最有吸引力的反潛戰艦系統采辦提出見解。我們的研究結果表明，這些方法確實為利益相關者提供了更廣泛、更易獲取的信息，如資源權衡和成本敏感性分析。因此，利益相關者可以將綜合采辦流程納入其中，以改進反潛戰艦任務工程和國防采辦績效。未來的工作可以改進工具，以確定：風險規避如何影響組合優化；系統間的技術依賴性；開發依賴性；以及利益相關者決策對組合性能的影響。

前沿作戰基地（FOB）防御是一項人力密集型任務，需要占用作戰任務的寶貴資源。雖然能力越來越強的無人駕駛飛行器（UAV）具備執行許多任務的能力，但目前的理論并沒有充分考慮將其納入。特別是，如果操作人員與飛行器的比例為一比一時，并沒有考慮提高無人機的自主性。本論文描述了使用先進機器人系統工程實驗室（ARSENL）蜂群系統開發和測試自主FOB防御能力。開發工作利用了基于任務的蜂群可組合性結構（MASC），以任務為中心、自上而下的方式開發復雜的蜂群行為。這種方法使我們能夠開發出一種基于理論的基地防御戰術，在這種戰術中，固定翼和四旋翼無人機的任意組合能夠自主分配并執行所有必要的FOB防御角色：周邊監視、關鍵區域搜索、接觸調查和威脅響應。該戰術在軟件模擬環境中進行了廣泛的測試，并在現場飛行演習中進行了演示。實驗結果將使用本研究過程中制定的有效性措施和性能措施進行討論。

第1章：導言

1.1 背景和動機

2019年，美國海軍陸戰隊司令大衛-H-伯杰將軍發布了他的規劃指南，作為塑造未來四年的部隊的一種方式。他在其中指出："我們今天做得很好，我們明天將需要做得更好，以保持我們的作戰優勢"[1]。這句話摘自海軍陸戰隊司令大衛-H-伯杰將軍的《2019年司令員規劃指南》（CPG），呼吁采取集中行動，以應對海軍陸戰隊在未來戰爭中預計將面臨的不斷變化的挑戰。在為海軍陸戰隊確定未來四年的優先事項和方向的CPG中的其他指導，呼吁建立一個 "適合偵察、監視和提供致命和非致命效果的強大的無人駕駛系統系列"[1]。伯杰將軍進一步呼吁利用新技術來支持遠征前沿基地作戰（EABO）。EABO將需要靈活的系統，既能進行有效的進攻行動，又能進行獨立和可持續的防御行動。簡而言之，實現EABO將需要最大限度地利用每個系統和海軍陸戰隊。

從本質上講，伯杰將軍正在呼吁改變無人駕駛飛行器的使用方式。通過使用大型的合作自主無人飛行器系統，或稱蜂群，將有助于實現這一目標。無人飛行器蜂群提供了在人力需求和后勤負擔增加最少的情況下成倍提高戰場能力的機會。正如伯杰將軍所提到的 "下一個戰場"，海軍陸戰隊將必須利用各種技術，最大限度地利用自主性和每個作戰人員在戰場上的影響。

目前的無人系統使用理論是以很少或沒有自主性的系統為中心。另外，目前的系統依賴于單個飛行器的遠程駕駛；也就是說，每輛飛行器有一個操作員。部隊中缺乏自主系統，這在監視和直接行動的作戰能力方面造成了差距。此外，側重于一對一操作員-飛行器管理的無人系統理論要求操作員的數量與車輛的數量成線性比例。這對于 "下一個戰場 "來說是不夠的。相反，海軍陸戰隊將需要能夠讓操作員擺脫束縛或提高他們同時控制多個飛行器的能力系統[2]。

考慮到這些目標，美國海軍研究生院（NPS）的先進機器人系統工程實驗室（ARSENL）已經開發并演示了一個用于控制大型、自主、多飛行器的系統，該系統利用了分布式計算的優勢，并將駕駛的認知要求降到最低。ARSENL在現場實驗中證明了其系統的功效，在該實驗中，50個自主無人駕駛飛行器（UAV）被成功發射，同時由一個操作員控制，并安全回收[3]。

1.2 研究目標

這項研究的主要目標是證明使用無人機蜂群來支持前沿作戰基地（FOB）的防御。特別是，這需要自主生成、分配和執行有效的、符合理論的基地防御所需的子任務。這部分研究的重點是開發基于狀態的監視、調查和威脅響應任務的描述；實施支持多飛行器任務分配的決策機制；以及任務執行期間的多飛行器控制。

輔助研究目標包括展示基于任務的蜂群可組合性結構（MASC）過程，以自上而下、以任務為中心的方式開發復雜的蜂群行為，探索自主蜂群控制和決策的分布式方法，以及實施一般的蜂群算法，并證明了對廣泛的潛在蜂群戰術有用。總的來說，這些目標是主要目標的一部分，是實現主要目標的手段。

1.3 方法論

基地防御戰術的制定始于對現有基地防御理論的審查。這一審查是確定該行為所要完成的基本任務和子任務的基礎。然后，我們審查了目前海軍陸戰隊使用無人機的理論，以確定這些系統在基地防御任務中的使用情況。

在確定了任務要求的特征后，我們為基地防御的整體任務制定了一個高層次的狀態圖。子任務級別的狀態圖等同于MASC層次結構中的角色。

ARSENL代碼庫中現有的算法和游戲以及在研究過程中開發的新算法和游戲被用來在ARSENL系統中實現子任務級的狀態圖。最后，根據高層次的狀態圖將這些游戲組合起來，完成基地防御戰術的實施。

在游戲和戰術開發之后，設計了基于理論的有效性措施（MOE）和性能措施（MOPs）。通過在循環軟件（SITL）模擬環境中的廣泛實驗，這些措施被用來評估基地防御戰術。在加利福尼亞州羅伯茨營進行的實戰飛行實驗中，也展示了該戰術和游戲。

1.4 結果

最終，本研究成功地實現了其主要目標，并展示了一種包含周邊監視、關鍵區域搜索、接觸調查和威脅響應的基地防御戰術。此外，開發工作在很大程度上依賴于MASC層次結構，以此來制定任務要求，并將這些要求分解成可在ARSENL蜂群系統上實施的可管理任務。這一戰術在實戰飛行和模擬環境中進行了測試，并使用以任務為中心的MOP和MOE進行了評估。最后的結果是令人滿意的，在本研究過程中開發的戰術被評估為有效的概念證明。

1.5 論文組織

本論文共分六章。第1章提供了這項研究的動機，描述了這個概念驗證所要彌補的能力差距，并提供了ARSENL的簡短背景和所追求的研究目標。

第2章討論了海軍陸戰隊和聯合出版物中描述的當前海軍陸戰隊后方作戰的理論。還概述了目前海軍陸戰隊內無人機的使用情況，并描述了目前各種系統所能達到的自主性水平。

第3章概述了以前自主系統基于行為的架構工作，ARSENL多車輛無人駕駛航空系統（UAS）和MASC層次結構。

第4章對基地防御戰術的整體設計以及高層戰術所依賴的游戲進行了基于狀態的描述。本章還詳細介紹了用于創建、測試和評估這一概念驗證的方法。在此過程中，重點是對每一戰術和戰術所針對的MOP和MOE進行評估。

第5章詳細介紹了所進行的實戰飛行和模擬實驗，并討論了與相關MOPs和MOEs有關的測試結果。

最后，第6章介紹了這個概念驗證的結論。本章還提供了與基地防御戰術本身以及更廣泛的自主蜂群能力和控制有關的未來工作建議。

達爾豪斯大學大數據分析研究所、加拿大國防研究與發展部（DRDC）-大西洋研究中心和加拿大通用動力任務系統公司（GDMS-C）向加拿大自然科學與工程研究委員會（NSERC）成功申請了一項名為海軍信息空間自動監測（AMNIS）的三年期資助項目。AMNIS啟動會議于2020年10月14日舉行，許多教授、國防科學家和GDMS-C技術人員參加了會議。會議為這三個組織確定了許多行動。與DRDC和GDMS-C相關的一項行動是需要與任務相關的場景來幫助指導預期的研究。因此，DRDC率先描述了一個有代表性的海陸場景，使研究人員能夠更好地了解與AMNIS有關的潛在研究途徑。制定的方案涉及加拿大皇家海軍（RCN）和加拿大陸軍（CA）執行的一項加拿大人道主義任務。該任務是向一個最近遭受自然災害的國家分發食品和醫療用品。一支敵對勢力還試圖偷竊這些物資。該情景描述了通過更好的處理技術和決策來改善信息流、共享和使用的必要性。該方案旨在引起進一步的討論，并幫助鞏固AMNIS參與者的研究課題。

1 引言

2015年，加拿大皇家海軍（RCN）的海上信息戰（MIW）概念[1]發布，概述了信息對RCN的影響。MIW的推出使人們非常需要關注信息，它既是皇家海軍使用的一種資源，也是為了更全面地使用和利用優勢而需要理解的一個概念。

該概念文件概述了信息的影響，包括其廣泛的可用性、皇家海軍對信息的依賴性以及信息的使用，特別是在戰爭中和作為戰爭倍增器的跨梯隊的使用。該概念文件還談到需要更好的處理技術來處理MIW功能領域內的數據量，如指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察（C4ISR）、指揮和控制（C2）、情報、監視和偵察（ISR）以及態勢感知（SA）。

在MIW概念文件之后，2016年又發布了RCN信息戰戰略文件[2]。這里的重點是發展海戰MIW能力和能力，以支持國內活動（即加拿大的防御）和國際部署。盡管戰略文件指出了信息的更多傳統用途，如收集、利用和傳播，但它也認識到網絡武器領域是一個機動的地方，可以采取防御和進攻的行動。MIW的概念文件涉及物理、虛擬和認知領域，而戰略文件則談到了信息領域，從而表明了信息對于作戰人員的地位和重要性。

在概念和戰略文件之后，加拿大在2017年發布了新的國防政策[3]。該國防政策并沒有明確提到信息領域。然而，該政策確實催生了兩個最近的文件，繼續表明信息對RCN的重要性：2019年的DND數據戰略[4]，以及2020年的RCN數字海軍[5]。

數字海軍[5]支持加拿大國防政策[3]的創新目標，特別是那些涉及適應和利用新技術的能力。數字海軍 "作為一個指南，將數字技術與人結合起來加以利用，以確保未來海軍的成功和可持續。這份文件提出的前進方向涉及自動化、大數據分析、云計算、人工智能（AI）和機器學習（ML）方面的創新，成功是指通過上述手段做出數據驅動的決策的RCN。

數字海軍的概念促進了企業和運營RCN社區在決策中對數據的使用。在操作方面，這是為了將海軍團隊和水兵從日常工作中更平凡的方面解放出來，通過自動化功能，如基于規則的重復性任務。從更廣泛的操作角度來看，使用這種數字技術和技巧是為了更好地進行操作。

上面提到的所有文件都指出，希望將RCN推向一個信息組織，在這個組織中，信息是用來使用的，但也被用作防御和安全的工具。由于其中一些方面對RCN來說是新的，因此顯然需要一個由信息科學、人工智能、ML以及將這些與認知科學相結合的專家組成的強大而明智的科學團體，以開發更好的人類決策模型來支持RCN的目標。

1.1 發展科學專長

通過政府、學術界和工業界合作伙伴的參與，建立了一個強大而知情的科學界。這個群體完全有能力在與現代軍隊相關的科學和技術問題上取得進展，以幫助滿足國內和國外對加拿大武裝部隊（CAF）不斷增長的需求。

為了發展這個社區，在自然科學與工程研究委員會（NSERC）的聯盟計劃下，成立了一個DRDC（大西洋研究中心）、工業界（加拿大通用動力任務系統公司，GDMS-C）和學術界（達爾豪西大學）的伙伴關系。提交并被NSERC接受的提案名為《海軍信息空間自動監測》（AMNIS）。該提案概述了海上和陸地的信息問題，特別是數據整合、事件和警報的ML、信任和對抗性數據，以及信息的可視化和呈現供用戶使用。

為了給學術研究小組提供背景和指導，下面提供了一個大大簡化的行動的基于場景的描述。該方案包括許多問題，表明與AMNIS相關的可能研究途徑。這里的目的是培養研究人員對與DRDC和GDMS-C有關的問題的理解，使研究人員能夠發展自己的思路，幫助他們追求與他們的研究和AMNIS有關的創新方法、技術和發現。

這項工作的動機是基于兩個愿望，即：

1.描述一個現實但簡化的操作，其中存在與AMNIS相關的信息問題，以及。

2.強調在AMNIS項目下DRDC和GDMS-C感興趣的研究領域。

1.2 概要

其余各節將提供一個現實場景的發揮、可視化部分、性能建模、決策和學習的概述。每一節都包含了一系列的問題，這些問題的提出有助于為研究工作提供思考點和指導。

第2節描述了一個聯合行動的場景，陸地和海洋部隊共同支持人道主義任務。通過可能被破壞并有相關安全風險的節點相互連接和共享信息資源來實現這一目的。第3節討論了可視化在該場景中的作用及其對決策的影響。這包括物理環境的可視化表示，以及額外信息源的聚合如何影響主題專家的決策。本節還考慮了與人工智能（AI）和多樣化技術合作的人類表現模型。第4節討論了如何利用數據檔案來開發和學習對抗性注入檢測方法。第5節以總結性意見完成了本文。