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氣候變化導致自然災害和極端天氣事件的頻率和嚴重程度增加，這是美國空軍（USAF）作戰能源辦公室日益關注的問題。本研究重點是回答美國空軍的兩個問題：

1.進行了一項風險評估，以確定美國空軍航空燃料供應鏈在美國海灣和東海岸氣候相關事件中的風險。

2.基于這些發現，分析了美國空軍在美國海灣和東海岸戰略性開發分散式可持續航空燃料的價值。

通過一系列二手研究、供應鏈建模和分析，本研究分析了當前颶風、洪水和極端溫度事件的風險及其對基礎設施的相關影響，這些基礎設施對從海灣沿岸煉油廠向海灣和大西洋沿岸的九個美國空軍基地運送航空燃料至關重要。

主要發現包括

• 航空燃料供應鏈的總體風險有限。

• 颶風和洪水比極端溫度事件帶來的風險更大。

• 我們發現墨西哥灣沿岸供應鏈中的地理瓶頸對風險的影響非常大。

• 分散的區域性可持續航空燃料生產可進一步降低美國空軍的供應鏈風險。

利用這些發現，本報告模擬了通過將可持續航空燃料戰略性地整合到現有供應鏈中來降低風險的方法。本研究中采用的數據收集和建模技術將使美國空軍能夠在未來開始探索將可持續航空燃料整合到其供應鏈運營中的成本風險分析。此外，美國空軍應將這些結果與其他地區和與氣候無關的威脅進行比較。

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

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

保護分布式基地

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

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

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

指揮和控制分布式兵力

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

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

維持分布式兵力

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

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

對兵力表現的影響

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

作戰地點的部隊規模

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

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

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

研究結果

• 美國空軍兵力編成模式和作戰概念所依據的假設與對抗性環境不相容

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

• 對抗性環境將迫使美國空軍以效率換生存力

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

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

• 開發分布式作戰概念需要作戰部門和戰斗支援部門密切合作

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

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

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

• 獲得并保持政治準入是分布式作戰的先決條件

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

• 需要對指揮與控制、支持以及分布式作戰對非兵力部隊的其他影響進行更多分析

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

建議

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

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

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

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

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

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

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

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

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

引言

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

方法

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

3.1 問題定義

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

經利益相關方同意，制定了如下問題陳述和范圍：

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

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

3.2 方案射擊

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

3.3 決策

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

聯合全域指揮與控制（JADC2）是一項在信息共享方面的巨大工作--感知、理解和行動，以增強聯合部隊指揮官的作戰能力。這一工作將利用物質和非物質的解決方案，并修改現有的政策、權力、組織結構和操作程序。JADC2的目標是賦予美軍聯合部隊奪取、維持、保護、獲得信息和知識，以及保持決策優勢和優越性的能力。美國防部專家提出了一些挑戰和問題，包括但不限于：JADC2相關工作的組合管理的需要、JADC2內部的決策權力結構、可負擔性和具體的預算分配、擬議技術的技術成熟度以及最佳技術系統設計和生命周期管理。本文從學術/科學的角度審視JADC2，以確定各領域（工程、科學和社會科學）的學術機構可以為創建一個最先進的聯合全域指揮與控制系統做出貢獻的多種機會。

1 引言

美國軍隊在一個不斷變化的作戰環境中運作，需要快速適應不斷變化的環境。在這樣一個動態環境中，實現和保持信息優勢是最重要的。為此，美國國防部（DoD）建立了聯合全域指揮與控制（JADC2），這是一個旨在提高聯合部隊C2能力的倡議和概念（Hoehn，2022）。然而，由于國防部內部各部門之間存在著巨大的差異，JADC2的發展和實施需要付出相當大的努力，以考慮所有利益相關者和參與機構的不同需求和觀點。

為了指導和監督JADC2的開發和實施，已經成立了一個跨職能的團隊，該團隊將與國防部副部長相關的工作人員合作，該團隊由來自不同機構的高級行政服務（SES）級別的成員組成，例如，國防部、國防部長辦公室、國防高級研究計劃局、空軍、陸軍和海軍（Hoehn，2022）。這個團隊的主要目標和重點是以實施計劃的形式確定和實施指揮和控制的改進。

本文概述了JADC2倡議的現狀，提供了一系列建議，并確定了幾個機會來解決和改進JADC2在技術、組織和數據企業等多個領域的一些關鍵挑戰。本文首先介紹并概述了與聯合性和JADC2有關的重大挑戰。它簡要介紹了JADC2的歷史，然后是JADC2的一般概念性概述。本文的下一部分提供了一套技術和概念解決方案，以及研究、開發和采購技術所需的方向，這些技術將使國防部實現一個有彈性和優雅的JADC2高級解決方案。

2 研究歷史與進展

在JADC2倡議之前，獨特的指揮和控制系統（C2）由每個部隊獨立擁有和運行（Hoehn, 2022; McInnis, 2021; Theohary, 2021; Woolf, 2021）。從歷史上看，每個軍種都開發和獲得了自己獨特的戰術指揮和控制網絡，在不同的武器系統、平臺和操作領域往往不兼容。因此，決策的時間周期和決策所需的關鍵時間敏感數據的傳輸是緩慢的、冗余的和組織上的管道（高級戰斗管理系統，2022），除了地理上分離的指揮單位外，空中、陸地、海上、太空和網絡空間等領域也被分開處理（國防部，2022；費克特，2022；奧羅克，2021；西奧哈里，2021）（高級戰斗管理系統，2022；國防部，2022；美國武裝力量學說，2013）。雖然不同部隊擁有的多個指揮和控制系統使得高度專業化和有效的解決方案得以開發和實施，但它也需要各方面的巨大努力，并限制了所有部隊之間的威脅反應能力和信息共享（Feickert, 2022）。

傳統的C2系統有一個缺點，就是可能容易受到對手的反介入和拒絕攻擊。對手的反介入/區域拒止（A2/AD）戰術，包括電子戰、網絡武器、遠程導彈、先進的防空系統和GPS拒止，可以影響我們的作戰能力和依賴傳感器和技術的決策周期（先進作戰管理系統，2022；弗里德曼，2019；聯合學說出版物5指揮與控制，2012；克雷舍爾，2001）。此外，目前的威脅不再局限于個別領域，這使得我們很難用專門的和部分孤立的解決方案來應對。因此，國防部領導人表示需要以廣泛的方式擴大信息的獲取，以提高整體的靈活性和對來自不同方向的緊急情況的準備（Doctrine for the Armed Forces of the United States, 2013; Jointness - A Selected Bibliography, 1993; Kirtland, n.d.; Transforming the Joint Force, 2003; Woolf, 2021）。

JADC2倡議和擬議的共享基礎設施將加強和提高所有武裝力量和服務的有效性。這樣一個共享的基礎允許同時和連續的行動，以及所有領域的能力的持續整合。近年來，為了聯合特定的行動領域并利用聯合信息和技術的優勢，已經做出了重大努力，如空地戰概念（Kirtland，n.d.）、DARPA的馬賽克戰爭計劃、空軍先進作戰管理系統（ABMS）、海軍的超配項目和陸軍的融合項目（Congressional Research Service，2021b）。在其他國家，如荷蘭和印度，也有不同形式的聯合工作報告（Birch等人，2020；國會研究服務，2022；Nardulli等人，2003）。此外，在2019年和2020年進行了JADC2測試（McInnis，2021）。由于復雜性不成比例的增加，傳感器網絡的連接性越來越強，以及超過人類認知能力的新穎而復雜的聯合技術，到今天為止，還沒有任何特定的解決方案被廣泛實施。

已確定的幾個挑戰如下：

• 需要更多的批準步驟來整合多個領域（Builder等人，1999）。
• 規劃者在相關的多領域操作方面沒有足夠的專業知識，也無法獲得相關的信息（Builder等人，1999）。
• 對多域作戰通信系統的依賴性增加（Builder等人，1999）。
• C2遺留系統的不相容性
• 存在單一領域或以服務為中心的思維方式，以及文化和組織偏見（Builder等人，1999）。
• 整合多個領域增加了統一工作的風險
• 管理方面和預算分配（Alberts & Hayes, 2006）。
• 部門間的沖突和競爭（Alberts & Hayes, 2006）。
• 重疊的組織結構（Hoehn, 2022）。

這些挑戰不僅影響到JADC2的技術或文化可行性，而且也對國會在預算和資助這一重大努力方面構成挑戰（國會研究服務，2021b）。JADC2計劃將解決和應對這些挑戰。

3 聯合全域指揮與控制概念和框架

JADC2設想了未來聯合部隊的指揮和控制能力。它的目標是建立一種作戰能力，能夠在戰爭的各個層次和階段，在所有領域，與合作伙伴合作，有效地感知、解釋和回應。最終目標是以前所未有的速度和相關性提供信息優勢（Alberts & Hayes, 2003; Kirtland, n.d. ）。JADC2戰略采用了系統方法，整合了各種能力、平臺和系統，旨在加速實施聯合部隊C2的必要技術進步和理論變革。JADC2將使聯合部隊能夠使用大量的數據并將其轉化為信息和知識，采用自動化和人工智能，利用安全、有彈性和可適應的基礎設施，并在對手的決策周期內采取行動（Builder等人，1999）。為了解決這些問題，已經制定了一個實施計劃，并任命了一個團隊來監督這個過程。該小組由來自作戰司令部、各軍種、國防機構以及聯合和OSD工作人員的跨職能SES級成員組成。

3.1 感知、理解和行動

感知（Sense）：為了確保聯合數據對所有部隊/軍種和聯合部隊指揮官的可用性和有用性，需要一個共同和共享的感知方法和信息管理技術。該方法要求在作戰環境中可以進行信息收集和提供，并交付給接收者。JADC2結合先進的信息管理技術，實施了一種新穎的數據共享方法。這些網絡是在聯合數據 "結構 "的基礎上建立的，并使聯合部隊能夠實現可用于決策的信息。通過傳感和整合，有可能 "發現、收集、關聯、聚合、處理和利用來自所有領域和來源（友好、敵方和中立）的數據"，并 "分享信息作為理解和決策的基礎"（Kirtland, n.d.）。

理解（Make Sense）：理解的過程包括分析、理解和預測作戰環境以及對手和友軍的行動。在這個階段，數據被轉化為信息，而信息又被轉化為知識。理解需要有能力融合、分析和呈現來自所有領域和電磁頻譜的有效信息。這一階段的一個主要要求是提供安全以及可訪問的信息執行。JADC2開發的能力將利用人工智能和機器學習（ML）來加速聯合部隊指揮官的決策周期（Builder等人，1999；Kirtland，n.d）。技術和程序上的進步也將大大增強聯合部隊在C2降級環境中的作戰能力。

行動（Act）：行動是指作出并向聯合部隊及其任務伙伴傳播決策。這一階段將決策的人的因素與技術手段相結合，以感知、理解和預測對手的行動和意圖，并采取行動。這一步驟包括決策分析、傳達決策和執行階段。新穎的決策支持應用將通過先進的、有彈性的和冗余的通信系統、可利用的和全面的運輸基礎設施以及靈活的數據格式在聯合部隊之間實施，以實現決策的快速、準確和安全傳播。"行動 "還意味著為聯合部隊提供適當的培訓。使用任務指揮的方法，下級指揮官通過了解高級指揮官的行動意圖，被賦予了信心和權力，同時在通信聯系中斷或行動的緊迫性排除了尋求指導的必要時間時，保留了采取行動的能力。任務指揮部為聯合部隊提供了奪取主動權、保持信息和決策優勢所需的敏捷性和信任（Kirtland，n.d.）。

圖1. JADC2行動鏈和過程

3.2 工作路線(LOEs)

JADC2戰略是圍繞五個LOE組織的，以指導該部在提供能力方面的行動，包括數據事業、人力事業、技術事業、與核C2和C3整合，以及使任務伙伴的信息共享現代化。每個LOE都由一個主要責任辦公室指導，該辦公室由高級旗幟/SES人員代表，可以通過聯合能力委員會提出問題，與聯合需求監督委員會互動并提供支持（國會研究服務，2021a）。

LOE 1: 建立數據事業 - 第一個LOE涉及數據結構和基礎設施。作為一種戰略資產，數據必須由JADC2有效管理，以使其能夠抓住、保持和保護信息和決策優勢。為了加速決策過程，聯合部隊必須能夠發現和獲取所有戰爭級別的所有作戰領域中的任何數據和信息。以下關鍵的數據標準化目標已被確定為對JADC2至關重要：

• 建立最低限度的元數據標記標準
• 采用和使用標準化的數據接口
• 實施共同的數據可用性和訪問實踐
• 納入數據安全的最佳實踐
• 建立符合JADC2的信息技術（IT）標準
• 繼續應用數據戰略目標（可見、可得、可理解、可聯系、可信賴、可互操作、可安全）。(Kirtland, n.d.)

LOE 2：建立JADC2人力事業--第二個工作重點涉及利用人工智能和機器學習等創新工具在指揮和控制能力方面的人類和組織表現。這個LOE的任務還包括改革、調整或創建具有結構、敏捷性和資源的組織，以更有效地結合聯合部隊及其任務伙伴的物質和信息力量，從而能夠對聯合信息優勢（JIA）行動進行有效控制（Kirtland，n.d.）。人力企業還將解決領導者的專業發展和培訓問題，并指導和支持JADC2的政策、行動概念（CONOPS）、理論以及戰術、技術和程序（TTPs）的發展，以優化通過JADC2新能力獲得的優勢。

LOE 3：建立JADC2技術事業--第三個目標任務涉及增強共享態勢感知、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、預測部隊準備和后勤、實時同步和整合動能和非動能聯合和遠程精確火力，以及增強評估聯合部隊和任務伙伴表現的能力（Kirtland, n.d.）。技術企業需要提供安全的、具有足夠速度和帶寬的全球通信網絡，以滿足戰爭需要。LOE 3還涉及JADC2的運輸基礎設施，以及確保連續C2能力所需的基本最低功能（通信系統的彈性和多樣性，多級安全，消除單點故障）。

LOE 4： 將NC2/NC3與JADC2結合起來--JADC2將具有與核C2通信協作的能力，因此應在技術和人力企業層面考慮對NC2的要求（Kirtland，n.d）。

LOE 5： 使任務伙伴信息共享現代化--最后一個LOE描述了JADC2的機構互操作性需求和組織架構。聯合部隊指揮官將通過與任務伙伴共享態勢感知，建立并保持對作戰環境的共同理解。當每個伙伴的C2系統的數據可以被其他每個被批準的伙伴訪問、查看和采取行動時，這種整合就實現了（Kirtland, n.d.）。然而，這個LOE中的一些挑戰性任務包括新出現的任務、大型聯盟和不斷發展的技術，這些都是實現這一目標的持續障礙。

圖2. JADC2的工作路線

圖3. JADC2的指導原則、能力和提出的問題摘要

3.3 JADC2的系統性和生命周期觀點： 未來機遇和所需的研究

聯合全域指揮與控制（JADC2）概念建議將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊--的傳感器連接成一個網絡。為了實現這一目標，國防部正在追求一些新興技術的整合，包括自動化和人工智能、云環境和新的通信方法。然而，要將多種新技術整合并注入大型遺留系統（SoS），系統和生命周期方法是必不可少的，以確保一個復雜的、具有成本效益的、低風險的、高能力的、獨特的系統，為我們的軍事部門提供一套無與倫比的獨特能力。

在JADC2中有多個組織、技術、社會文化和企業層，它們之間存在著長期的相互作用。對JADC2系統的要求是將遺留系統整合成新穎的、顛覆性的和尖端的技術，這些技術需要以高度可靠、高效和具有成本效益的方式順利地共同工作。因此，作者提出了一個系統的方法來確定這樣一個復雜系統的機會和風險，以確保這一偉大事業的成功。在這一節中，作者提出了JADC2所面臨的多個系統性和生命周期的機會和風險群，并為每個確定的機會提供研究方向和解決方案。

本文討論了五組機會。第一個機會是需要在各軍種/部隊之間建立以文化為中心的新型互操作協作機制，以確保在空軍、陸軍、海軍、海軍陸戰隊、太空部隊和其他國防部門之間形成最佳的協作實踐。第二個機會討論了對決策科學、情景分析和社會文化上的博弈論修改的創新和研究的迫切需求。目前的博弈論應用僅限于理性和一致的行為者，而美國經常面對的對手是部分理性和/或非理性的，其行為的一致性可能有限。第三個機會討論了對日益增長的相互連接的傳感器、決策者和射擊者的網絡進行復雜性管理的必要性。隨著來自所有部隊的傳感器網絡的遺留系統被聯合起來，過剩的網絡復雜性的風險上升，因此，對連接遺留網絡的彈性架構的需求至關重要。作者建議建立一個由硬件和軟件組成的通用翻譯機靈活網絡，以連接所有現有和未來的異質傳感器和資產網絡。第四個機會討論了為JADC2采購項目建立一個新穎而強大的組合管理框架的必要性（以管理、優化、整合和資助JADC2相關的項目和采購項目）。JADC2由軟件、硬件和組織層面的多個采購項目組成，這些項目與當前的遺留系統和現有系統不同步地注入，因此需要高水平的組合管理來協調JADC2生命周期內的多個項目和任務。最后，機會5討論了JADC2作為SoS在以下領域的需求和MBSE的必要性：物資、非物資、政策、權力、組織結構和操作程序（Nilchiani, 2022）。

• 機會1：在服務機構之間建立新的以文化為中心的可操作的合作機制

美國防部的所有部門和部隊都擁有獨特的文化和組織遺產、歷史和溝通方式，他們的資產由遺留系統和各種技術的最新進展組成。JADC2的工作重點（LOEs）之一是人力企業，它涉及JADC2實施的人力和組織方面。然而，問題仍然是什么是JADC2中部隊之間最理想的合作和協作的最佳組織結構？為了滿足JADC2的要求，有哪些潛在的部隊結構變化是必要的（Congressional Research Service, 2021b）？

國防部需要一個獨特的獨一無二的方法來加入部隊，承認每個加入組織的個性和組織身份，獨特的傳統，以及各部隊和部門的價值觀。一個成功的合作解決方案要求不同部門和部隊的有機和最佳合作，同時盡量減少部門間的沖突。這樣一個新穎的解決方案將需要基于最先進的組織身份研究、對每個部隊的價值觀和傳統的歷史和人類學研究，并提出在自愿和相互同意的合作中出現的有機解決方案。JADC2的聯合因素和人類企業需要提供一個獨特的組織解決方案/藍圖，這不是單靠技術就能解決的。圖4總結了第一個機會和相關建議。

建議： 投資于一個獨特的、長期的、文化上的解決方案/組織藍圖的聯合，它具有動態的持久性，而不是有限的、短期的 "解決方案"，不能解決核心的平等、角色和功能。

需要的學術研究： 組織理論，激勵聯合的動機，組織人類學和心理學，以找到最佳和獨特的聯合和協作架構。

圖4. 組織解決方案/藍圖的需求和要求的概念化

• 機會2：需要創新決策分析和社會文化博弈理論的修正

在JADC2的核心中，有三個行動，即感知、理解和對從傳感器收集和處理的數據采取行動，這些行動是相互交織的。感知和整合提供了從所有領域和來源發現、收集、匯總和處理數據的能力。然后使用機器學習（ML）和人工智能（Builder等人，1999），數據得到融合、分析和驗證。最后一步涉及一個關鍵的決策過程，這是關于機會2的建議的重點。

在行動階段，聯合部隊參與制定并向聯合部隊和任務伙伴傳播決策。這個階段的很大一部分任務是結合以下內容：

• 決策的人的因素
• 感知、理解和預測對手的行動和意圖并采取行動的技術手段。

博弈論解釋了決策者互動的情況下的動態（Priebe等人，2020），并在決策過程中使用了幾十年。博弈論的科學重點主要涉及政治、經濟和生物主題和現象（Priebe等人，2020）。博弈論的第一個重大進展是由Borel（1927年；Alkire等人，2018年）在20世紀20年代與馮-諾伊曼一起取得的，他后來還出版了博弈論的里程碑式出版物之一《游戲與經濟行為理論》（Spirtas，2018年）。最近，經濟學中的博弈論在兩位諾貝爾獎得主約翰-F-納什（Michael等人，2017）和約翰-C-漢薩尼（1967）的推動下取得了巨大的進步。

在博弈論中，模型被建立起來以代表整體情況和動態，其中有四個主要方面被定義：第一，決策者，通常被認為是玩家；第二，每個玩家/決策者可以選擇的策略和行動；第三，可能的結果和成果，這與玩家的行動和策略選擇有關；第四，每個玩家的回報與結果/成果有關（Rapoport，2012）。除了這些方面，情景中的參與者和決策者被認為是單獨的理性的，這意味著在每個參與者的角度對回報的判斷是理性的和有序的，此外，每個參與者都假設其他參與者是理性的（Rapoport，2012）。因此，博弈中的玩家可以將他們的知識和對其他玩家的假設納入他們的策略，并可以做出相應的選擇。博弈論允許對利益沖突情況以及合作進行邏輯分析，因此定義了沖突情況下的理性決策理論（Lawlor，2007）。

然而，目前決策分析和博弈論的方法在JADC2中的整合和使用方面存在不足。博弈論假定理性和一致的行為者/對手是沖突局勢中戰略和決策分析建議的基礎。然而，博弈論中并非所有的行為者/對手都是 "理性的"。在社會文化博弈論的修改中，亟需進行新的研究。這門新的決策分析科學應該考慮到來自不同社會文化背景的對手中的非理性和不一致的參與者，并創建一個修正的博弈理論，根據新的信息制定策略。

與修正博弈論的需要一致，還需要對對手的文化規范、傳統和思維方式進行藍圖/系統了解，如《孫子》中提出的基本文化規范和戰略（Bass等人，2014；JNT-501S聯合行動簡介： 課程，2019），并找到考慮到文化差異、價值觀和方法的最佳決策分析方法。孫子兵法》在遠東地區作為權威的軍事和政治指南已有好幾個世紀，在過去的一個世紀里，西方國家也在翻譯和使用。有必要進行學術研究，將《孫子兵法》的原則轉化為抽象的規則和啟發式方法，并創建一個框架，以便能夠深入了解對手的行動，并為JADC2提出行動中的最佳戰略。作為一個例子，《孫子》中關于勝利的五個要領可以解釋如下：

1）戰斗的時機至關重要（關于盡量減少交戰和優化決策點時機的建議)

2）處理優勢力量和劣勢力量的能力（與不同規模和能力的對手交戰的可伸縮性和能力）

3）在部隊的各個等級中應用相同的作戰原則

4）準備和在毫無準備的情況下對付對手（這將指向監視和情報以及積累模式和作戰藍圖）。

5）軍事能力和行動的可擴展性。

圖5. 修正博弈論中需要推進的概念化

促成這些進展的學術研究包括但不限于：組織理論、激勵聯合的激勵措施、博弈論和對非理性和不一致的行為者/對手的修正，以及提取和理解各種行為者/對手的操作原則，這些原則是有文化依據的，如孫子。

• 機會3：傳感器聯合異構網絡的通用轉譯系統：對不斷增長的互連傳感器、決策者和射擊者網絡的復雜性管理

JADC2的核心技術挑戰之一是整合由所有部隊/軍種管理和運作的高技術含量的傳統傳感器網絡。每個軍種都擁有最先進的情報、監視和偵察傳感器網絡，但這些網絡不一定能與其他部隊的戰術網絡互操作。感應和整合是指發現、收集、關聯、匯總、處理和利用來自所有領域和來源（友軍、敵軍和中立）的數據的能力，并為決策分享信息。有效數據整合的要求必須從數據共享和安全的最早階段開始考慮，并應用于整個作戰領域，以提供快速收集、融合和定制數據（Kirtland，n.d.）。

國防部的戰術網絡和資產的異質性給JADC2帶來了一些挑戰，同時也帶來了巨大的優勢。整合多個異質戰術網絡的技術解決方案有很多，而且很多是次優的。每個解決方案都使用特定的系統結構和技術硬件和軟件解決方案的組合。然而，在選擇整合傳感器網絡的最佳技術方案時，有兩個系統特性是至關重要的：靈活性和復雜性。靈活性是指系統以及時和具有成本效益的方式應對各種內部和外部變化的能力，因此對JADC2傳感器網絡至關重要，因為各種情況可能會出現，需要迅速重新安排相互連接的網絡。架構和技術方案的復雜性增加也會導致網絡脆弱，容易出現錯誤和對網絡的攻擊，因此應控制技術方案的復雜性（Chullen & Nilchiani, 2021; Nilchiani & Pugliese, 2017; Priebe等人, 2020; Pugliese等人, 2018）。

當JADC2尋找合并傳感器網絡的最佳技術解決方案時，有多種因素應予考慮：

• 需要對復雜的網絡進行分割和聯合，特別是要適應以文化為中心的互操作協作機制。

• 如果需要，需要對網絡的關鍵部分進行防火墻（通過與網絡的其他部分隔離來保護）和多層安全（例如，將特定服務功能與聯合功能分開，或者如果網絡受到對手的攻擊）。

• 傳感器集成網絡的所有權和管理權： 在所有互聯網絡上的平等所有權與由部隊保持每個網絡的主要所有權并在需要時共享（軍種、盟國和聯盟）之間進行選擇。

• 如何避免單一的聯合性帶來的脆弱性？每個網絡的異質性應該保持不變嗎？

• 如何隔離對手的破壞行為，為他們對我們網絡的攻擊設置防火墻，并作出反應？

• 如何避免和制止網絡中有意/惡意的傳播？噪聲傳播會延遲傳感器的讀取和對結果的解釋，影響有效的決策過程。

過度的網絡復雜性和連接性導致了錯誤（錯誤傳播和來自于跨服務的誤解）和容易受到對手攻擊的風險。技術解決方案應解決定期管理復雜性的問題，并納入靈活性和能力，以便在必要時重新配置傳感器的異質性網絡。與JADC2工作相關的多個國防部倡議一直在研究技術解決方案，包括馬賽克戰爭（DARPA）、高級戰斗管理系統（ABMS；空軍）、聚合項目（陸軍）、超配項目（海軍）、全網絡化指揮、控制和通信（FNC3；國防部長辦公室）和第五代（5G）信息通信技術（國防部首席信息辦公室）。DARPA的 "馬賽克戰爭 "項目特別關注對靈活性的需求和對不斷變化的環境和場景的反應，因此研究對局勢和環境的重新安排和變化做出快速反應的解決方案。

技術解決方案：用于傳感器聯合異構網絡的通用轉譯系統（Rosetta Stone）

連接所有部隊（陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰隊、太空部隊）網絡的技術解決方案需要實現一個系統的彈性、靈活性和對需求的響應，并在國防部面臨的不同情況下產生更大的信息和洞察力。通常情況下，過度連接所有部隊/軍種的所有傳感器和資產可能會帶來一些實質性的問題，包括但不限于：1）傳感器和信息傳輸速度減慢；2）數據收集和傳輸過程中出現錯誤和問題的風險增加；3）面對網絡攻擊時的網絡脆弱性以及失去迅速隔離和遏制攻擊的能力。

作者建議探索一個新的概念，即通用翻譯器基礎設施。這個通用翻譯器將包括一個嵌入式硬件和軟件分布式節點的組合，它將作為所有五個部隊/軍種以及所有國防部機構的聯合網絡傳感器和資產之間的接口翻譯器。圖6顯示了通用翻譯器的網絡概念。

通用翻譯器的特點如下：

• 不同的傳統系統之間的翻譯發生在某些物理硬件和軟件節點上，這些節點位于兩個或多個異質的傳感器網絡之間，屬于不同的部隊。

• 沒有必要投資使來自不同部隊的所有傳感器資產成為一個統一的頻率和標準。通用翻譯器將提供網絡之間的翻譯，而傳統系統可以繼續其正常功能而不會中斷。

• 通用翻譯器可以由多個節點以及冗余組成，可以作為翻譯器的分體式網絡運行，并且可以很容易地擴展、現代化，并在未來用最新的最先進的技術進步進行升級，并根據需求重新安排以創建新的網絡功能和地形。這一概念將提供高度的靈活性、適應性和可升級性，并為所有部隊的所有資產和傳感器增加一層安全和保護。

• 通用翻譯器節點將作為兩個獨立網絡之間的瓶頸，可以作為防火墻機制。如果有必要關閉或隔離受到攻擊的傳感器網絡，可以關閉某些翻譯器節點，這將使被隔離的網絡恢復到其原有的功能。

• 通用翻譯器網絡可以嵌入各種安全層，給每個部隊的網絡提供額外的保護和馬賽克戰爭（DARPA）的新型網絡重新排列和協議的能力。

• 每支部隊還可以作為資產的主要擁有者指揮他們的原始資產（傳感器網絡），以及通過許可和激活通用翻譯機與其他部隊分享他們的數據。來自不同部隊的數據可以被共享，而不需要共享每個網絡背后的詳細藍圖和架構。

圖6. 通用轉譯機/Rosetta Stone基礎設施的概念，以及通用轉譯機基礎設施和軟件在兩個機構/部隊之間轉譯數據的詳細視圖（Nilchiani，2022）。

建議： 投資于一個通用轉譯系統，用于傳感器的聯合異構網絡，該系統可以保留特定服務的功能，同時與聯合功能無縫對接，如果受到攻擊，也可以獨立于網絡的其他部分運行。

• 機會4：與JADC2相關的采購計劃的組合管理

在《聯合全域指揮與控制： 國會的背景和問題》（Hoehn, 2022）中，提出了幾組關于管理JADC2-相關工作、預算、成本估算和需求的問題。在這些問題中，有JADC2的支出重點、倡議以及JADC2相關工作的管理。管理與JADC2相關的多項工作的解決方案是采用行業中組合管理的最佳做法，并創建一個全面的國防部組合管理框架來管理多項工作。通過研究工業界在組合管理方面的最佳創新，可以創建創新的系統和企業級框架，使JADC2的聯合工作人員能夠管理、優化、整合和資助JADC2。

JADC2由數據、人力和技術企業的多種努力組成，適合于硬件、軟件、商業和主要采購。處理多個同時進行的能力采購需要一個基于系統的框架來整合多個項目，以及一個組合管理方法來資助、管理和整合JADC2的多個潛在的非同步采購項目。組合管理框架將需要納入JADC2相關項目的共享治理結構（治理架構）。

學術研究： 多個采購項目的組合管理框架, 共享治理架構

圖7. 對所有與JADC2相關的采購計劃進行組合管理的必要性的構想

• 機會5：JADC2作為一個系統的需要、要求和MBSE

聯合全域指揮與控制（JADC2）是一個在物資、非物資、政策、權力、組織結構和操作程序等領域運作的系統，因此需要系統工程工具和方法來保證最優化的系統。基于模型的系統工程（MBSE）可以幫助以最佳方式回答有關單個技術/項目的采購、生命周期管理、定期升級和向JADC2注入新技術，以及JADC2中各種傳感器和資產的所有權和管理等問題。

MBSE可以幫助確定聯合特定的系統、需求和要求，并指導項目和技術組合的采購過程。關于各種部隊和服務的傳感器網絡如何連接、結構和操作概念的技術問題都可以通過系統方法來實現。MBSE還可以為JADC2的生命周期相關問題找到最佳解決方案，包括識別新的顛覆性技術和與當前遺留系統的整合，以及對JADC2不斷增長的互連傳感器和資產網絡的復雜性管理。

MBSE還可以為各種資產的網絡所有權和架構提供建議和解決方案。例如，在尊重每個部隊對其資產/傳感器的主要所有權的同時，能否成功實現和實施聯合？利用通用翻譯器的概念，每個部門可以保留其對資產和傳感器的主要所有權和指揮權，并根據需要分享所有資產的第二所有權。在極端情況下，主要所有者可以將他們的資產與網絡的其他部分分開，以保護他們的資產或其他部門的資產，并在需要時獨立運作。

4 總結

本文概述了聯合全域指揮與控制的現狀，并通過學術研究與開發（R&D）的視角提出了一系列建議和機會。這套機會強調了研發的必要性以及在知識、技術、程序和能力方面的差距，可以使JADC2成為一個有彈性的、敏捷的、適應性強的共享指揮與控制平臺。

文件中提出了以下機會：機會1：部隊之間以文化為中心的新型互操作協作機制（組織和文化研究）；機會2：決策分析和博弈論創新的必要性（根據對手的社會文化細微差別進行修改）；機會3： 機會3：需要為日益增長的相互連接的傳感器、決策者和射手網絡進行復雜性管理和最佳系統架構設計（作者提出了一個由硬件和軟件組成的通用翻譯網絡概念，以連接國防部所有現有和未來的異質傳感器和資產網絡，這將授權重新安排、重組、擴展和注入最新的先進技術，因為它們可用）；機會4： 機會4：需要一個新的、強大的JADC2采購計劃組合管理框架（管理、優化、整合和資助JADC2相關的項目和采購計劃）；機會5：需要基于模型的系統工程（MBSE），將JADC2作為物資、非物資、政策、授權、組織結構和操作程序等領域的一個系統。

美國空軍研究實驗室（AFRL）在技術開發方面的主要目標之一是將技術轉移給 "客戶"，以滿足能力需求。這種轉換可以是在AFRL內部，也可以是向工業界，向系統項目辦公室（SPO），或直接向作戰人員。每個 "客戶 "類別都描述了一個潛在的 "過渡伙伴"。技術開發可以發生在支持客戶要求的成熟期（"技術拉動"），即客戶提出他們的需求（"要求"），AFRL用為滿足該需求而定制的技術發展來回應。當AFRL開發新技術或根據其作為關鍵技術領域的科學和技術（S&T）領導者的角色為舊技術找到新用途時，技術發展也可以在沒有具體要求的情況下發生。這被稱為 "技術推動"，當AFRL科學家進行的基礎和/或應用科學研究發現了以前未知的軍事能力的潛力時，就會發生這種情況。技術拉動 "和 "技術推動 "項目都可以改變AFRL其他項目、工業、SPO或作戰人員的可能性，創造出潛在的破壞性能力，如果沒有相應的科技研究活動，對手是很難對付的。任何轉型所面臨的挑戰是，技術的價值可能沒有被更廣泛的社會所理解，在新技術的情況下，也沒有被進行研究的科學家所理解。

科學家和潛在的過渡伙伴之間的討論往往不能準確地確定一項技術的成熟度、潛在的軍事用途，以及一項技術的合理和可靠的使用時間表。在 "技術拉動 "和 "技術推動 "的情況下，對技術成熟度的準確描述是必要的，以告知科技領導層和潛在過渡伙伴開發的進展。成熟度，通常被稱為技術準備水平（TRL），是一個時間快照，它描述了演示或測試環境的特點，在該環境下，一項特定的技術被成功地測試。美國國防部（DoD）對TRL有一個標準的定義，從1到9，范圍從基本原理到實際任務操作中證明的實際系統。 從歷史上看，官方的TRL評估只在正式的采購過程中被系統地分配，然而，在AFRL項目開發的各個層面，通常都會要求進行技術成熟度評估。

目前缺乏一種系統的方法來評估AFRL技術，也缺乏對任何評估的文件驗證。雖然這并不是轉型失敗的原因，但有條不紊、準確和可驗證的TRL評估過程有助于為其他多個過程奠定基礎；支持與其他科技專業人士、管理機構和潛在的轉型伙伴進行有意義的合作；并支持提高AFRL技術轉型的概率。這些其他過程包括技術成熟計劃（TMP）、推進難度（AD2）、制造準備水平（MRL）、集成準備水平（IRL）、系統準備評估和水平（SRA和SRL）、空軍未來（HAF/A57，正式的空軍作戰人員集成能力（AFWIC））。技術、任務、資源、組織（TMRO）方法，AFRL過渡指標（ATM）和項目管理審查（PMR）。

TRL可以通過各種方式得出，但通常是通過技術準備評估（TRA）來確定。技術準備評估是在對技術的形式、與系統其他部分的集成程度以及操作環境等方面的保真度逐步提高的基礎上確定TRL的。TRA是一個系統的、以證據為基礎的過程，評估關鍵技術要素（CTE）的成熟度，這些要素可以是硬件、軟件、過程或它們的組合。一個技術要素是 "關鍵 "的，如果被收購的系統依賴于這個技術要素來滿足操作要求（在可接受的成本和進度限制內），如果該技術要素或其應用是一項新技術，以一種新的方式使用舊的/更新的技術，或者該技術要素或其應用在詳細設計或演示期間被用于構成重大技術風險的領域。正式的TRA最常被用來支持一個采購項目的確定階段，如美國法典第10章第2366b條詳細規定的要求，即在里程碑B批準之前，一個項目必須在相關環境中進行演示；然而，非正式的，或 "知識建設TRA"，也可以用來評估技術成熟度，為開發人員、項目經理、管理機構和潛在的過渡伙伴提供有用的信息，以更有效地成熟關鍵技術，確定一個技術的準備程度，管理和解決當前和未來的發展風險。

今天，國防戰略和空軍參謀長和空間業務主管要求加速技術發展，并使能力更快地進入作戰人員手中。 一個可靠的、可重復的技術成熟度評估是后續和同步進程和方法的關鍵，如TMPs、AD2、MRLs、IRLs、SRAs和SRLs、TMRO、ATM和PMRs，并為支持AFRL內部、工業、SPO或在技術被證明達到適當水平后直接向作戰人員的快速過渡活動建立了基礎。本研究提出了進行這些TRA的建議程序和工具。

研究目標

本研究的主要目的是確定和推薦一個嚴格的、標準化的、可重復的程序和支持工具，以進行TRA，從伙伴的角度增加現有技術解決方案的可信度，并支持增加成功技術的過渡概率。因此，本研究將：

• 確定一個量身定做的、嚴格的、標準化的、可重復的TRA流程，以進行可靠的TRA，同時提供支持流程執行的工具。

• 將評估何時進行TRA的過程系統化，如何處理結果，以及如何確定下一步。

• 詳細說明識別CTE的系統方法

• 制作一個可定制的TRA模板，包括對可信度和客觀性至關重要的特征

• 確定支持技術成熟和TRL評估的RY能力

• 將技術要素納入建模、模擬和分析（MS&A）的方法。

• 確定數據工件和儲存庫，以證明所分配的TRL。

陸軍正在為未來的沖突做準備，作戰環境中充滿了使用人工智能的新技術，可以接觸到各種新的信息媒介，以及受到人口結構變化和勞動力需求挑戰的不斷變化的國內安全環境。如果國防部提高數字素養，那么 陸軍將更好地準備好在2035年的聯合行動環境中進行競爭。

基于互聯網的技術和社交媒體渠道迫使社會快速適應和改變。陸軍正在從這種變化中獲益，但仍然沒有為在自動化的未來主導沖突做好準備。除非早期入伍的士兵和軍官隊伍能夠獲得適合幫助明天戰斗的教育、項目和機構，否則它將無法趕上。為了做到這一點，組建網絡輔助部隊、國家數字后備軍團、美國數字服務學院以及中高級教育項目應促進數字掃盲的途徑，以增加而不是剝奪現有的現役、后備和國民警衛隊的委任場所。

作者利用DOTMLPF框架，根據對文獻的回顧、當前的戰略和科技界領袖的建議，提出了美國陸軍為有數字天賦的專業人員創建新的職業專業和職業途徑的論點。

想象力和對物理原理不斷發展的理解是未來技術能力的唯一界限，當美國陸軍將自己轉變為一支能夠在多域作戰（MDO）中占主導地位的部隊時，技術在建立和保持對敵手的優勢方面的作用就會增加。美國的政府機構包含了一些組織，負責資助、研究、開發并在新技術增長時將其納入部隊。本專著描述了目前正在開發的能力，這些能力將作為下一代概念的基礎，目前只存在于科幻小說中，但現實中卻有可能實現。它概述了這些進展中的技術所提供的潛在機會，以及它們如何能夠融入所有領域的未來作戰環境。

引言

隨著美國國防部（DoD）從大規模戰斗行動概念向多域作戰（MDO）和聯合全域作戰過渡，對跨領域技術整合的重視程度繼續提高。公共和私營部門的研究和開發組織已經從關注具體的能力轉向提供基本概念的創新，正如陸軍優先研究領域中所概述的那樣（見圖1）。雖然這些優先事項是陸軍特有的，但國防部的其他部門也在為技術創新投入大量資源。

圖 1. 美陸軍優先研究領域。美國陸軍，“2019 年陸軍現代化戰略：投資未來”。

2019年正式成立的美國太空部隊（USSF），在其預算撥款中包括89億美元用于發展天基系統技術。 作為領導將新技術納入空間領域當前和未來擬議戰爭概念的軍事機構，USSF占據了一個不斷發展以滿足作戰環境變化的角色。在短期內，其余領域的更多能力將依賴于空間領域的資產，并推動對技術能力和效率的要求呈指數級增長。美國防部或整個美國政府的任何作戰組織都沒有智力或財政能力來單獨管理這一巨大的任務。與私營企業的緊密合作提供了美國所需的優勢，以保持對其對手的相對優勢。

民用技術的軍事應用和軍用技術的民用應用通過連接兩個平行的研究軌道和匯集關鍵資源如突破、設施和資金來加速發展進程。美國的幾家私營公司已經有專門的部門與政府合作，使雙方受益。作為洛克希德-馬丁公司的一部分，臭鼬工廠負責開發標志性的軍用飛機，如F-117夜鷹和SR-71黑鳥，而雷神技術實驗室創造了愛國者導彈，至今仍是國家防空計劃的基石。私營企業和軍方官員之間的持續合作也改善了技術預測，使規劃者有能力建立起納入仍在開發管道中的概念的途徑，甚至在它們準備投入使用之前。

在本專著中，對未來軍事規劃者來說，最后也是最關鍵的難題是如何在中期和長期將預測能力整合到作戰方法中。等到概念經歷了研究、開發、測試、原型設計和規模生產的完整周期后再考慮其效果，會使美國部隊落后于曲線，并處于持續的反應狀態，特別是在與俄羅斯和中國這樣的全球技術大國競爭時。未來的鑄造過程必須是連續的和迭代的。適應性強的計劃，具有圍繞發展中的突然延遲或進展進行調整的靈活性，比依賴線性進展的概念保持優勢。將 "鞭打 "事件的可能性傳達給高級領導人和政治家，以緩和期望，并減少那些不熟悉技術的細微差別的人的摩擦。

研究問題

美國國防機構如何利用并迅速整合技術進步，以在多域作戰框架內獲得并保持競爭優勢？

論題

負責開發下一代全域聯合作戰概念的戰地級規劃人員需要采用一個反復的、持續的規劃過程，考慮到理論上可能的、但目前還沒有的、與所有領域相互依賴的技術，以集中資源分配和從目前到未來作戰環境的未來預測路徑。

方法論

本專著包括四個不同的研究和思考階段，大致遵循軍隊設計方法學的概念。因此，第一部分試圖了解創新技術的現狀，從而了解軌道和軌道外競爭的技術作戰環境。發展存在于整個美國戰爭機器從概念到原型生產的連續過程中，一些進步來自非軍事應用，如通信、金融和體育產業。第二，研究哪些非保密技術有待于相對迫切的實施。即使在起步階段，新概念的簡單應用也會在多領域的戰場上帶來作戰優勢，而來自真實世界的反饋和數據支持進一步的完善。

在已知的物理學和應用科學的限制下，對現在和可能的空間進行了略微緩和但雄心勃勃的介紹，為未來三十年設定了目標桿。計算能力、材料科學和效率的線性增長阻礙了這些崇高目標的實現。然而，如果能力的增長保持過去幾十年的指數增長（見圖2），本專著中所探討的所有概念都是可以掌握的。最后，本研究以一個簡短的未來戰爭的虛構場景作為結束，該場景展示了戰略和作戰能力在戰術領域的整合，加強了它們與未來戰士在MDO的五個現有領域以及未來可能存在的地外領域的相關性。該方案提出了一個可能的理論終結狀態，以在10到15年的規劃范圍內建立一個作戰方法。然而，這很可能只是物理學和想象力極限競賽中的一個快照。

圖2. 隨著時間的推移，技術能力呈指數增長。

本專著主要關注軌道和軌道外的競爭，包括對所探討的能力有重大影響的地面節點和系統。最終的勝利或失敗，即使是在未來的沖突中，也將極大地影響地面人口，即交戰國的公民。他們將掙扎著在戰爭的附帶影響下生存，同時也會受到氣候變化、人口過剩、食物和水匱乏的日益嚴重的影響。

自1987年成立以來，美國貿易委員會一直是美國力量投射的一個重要的授權組織。對作戰人員的成功支持來自于對其流程的不斷完善和優化，以最大限度地提高運輸效率。在過去30年的戰爭中，美國運輸委員會的表現驗證了其模式的有效性，但未來的戰爭可能需要重新評估美國運輸委員會支持未來戰斗的能力。

聯合全域作戰（JADO）是用來描述美國未來戰爭方式的總稱。雖然JADO仍處于概念發展階段，但它從根本上改變了各領域之間的整合水平以及在戰斗空間產生效果的速度。JADO的革命性變化是為了應對美國對手開發的日益強大和擴散的反介入/區域拒止（A2/AD）系統。A2/AD的威力在于其目標是使美國目前的戰爭方式的執行成本過高。這些變化和威脅的結合是美國國防部關注的源泉，它已經優化了自己，以支持目前形式的戰爭。本專著的目的是分析聯合服務界所設想的新的JADO概念，以及A2/AD對運輸業務的威脅，并確定USTRANSCOM必須尋求協調的挑戰，以便在未來的沖突中保持償付能力和可靠性。

引言

不斷發展的聯合全域作戰（JADO）概念是美國未來戰爭方式的迷人發展，但其行動的性質和他們試圖擊敗的威脅使人質疑美國運輸司令部（USTRANSCOM）是否有適當的資源和組織來維持未來的行動。JADO遵循美國作戰理論的歷史進程，不斷發展各部門和各領域之間更多的整合力量。然而，JADO超越了單純的消除沖突、協調和整合。JADO尋求真正利用戰爭的時間性，為敵方部隊同時產生多個問題，并具有實時態勢感知能力，以識別并隨后從一個領域產生效果，從而利用固有的不對稱優勢。戰爭領域之間的整合將比美軍內部所見的更加緊密，而且行動的節奏將比目前的能力快得多。為了使JADO成為現實，必須進行技術投資并加以實現。除此之外，聯合部隊內的作戰理論將不得不被改寫，以反映在未來戰斗中釋放JADO潛力所必需的最佳實踐。所有這些都相當于一個革命性的舉措，專注于重塑美國的戰爭方式。所有領域的作戰單位將不得不調整他們的操作方法，以保持在該框架內的功能，并提供系統所需的效果。盡管許多文獻和討論都圍繞著作戰部隊將經歷和必須適應的變化，但為確保作戰部隊得到后勤支持而依賴的維持力量卻很少受到關注。

美國貿易委員會維持未來作戰行動的能力對美國的力量投射至關重要。這一任務的失敗將使美國的作戰能力失去效力。美軍所能帶來的戰斗力確實令人矚目，但這種力量只有在戰斗指揮官能夠將其移至對手的射程之內并在其就位后得以維持時才能使用。在美軍歷史上的絕大多數時間里，在北美和全球范圍內部署和維持作戰部隊的能力都取得了驚人的成功。這種成功在未來是不可能的，因為不祥的跡象表明，美國國防部的任務效率面臨著重大挑戰。反介入/區域拒止（A2/AD）的能力正在一些美國最強大的對手的軍隊中擴散開來。A2/AD試圖瞄準并破壞美國國防機構中對其功能效力至關重要的關鍵部分。 A2/AD對美國向國外投射力量的能力構成了嚴重威脅，而JADO是對這一挑戰的直接回應。從美國國防部的角度來看，它必須像聯合部隊的其他成員一樣，確保它對A2/AD的威脅保持彈性。

必須盡早發現美國貿易委員會模式中的潛在缺陷，以確定可行的解決方案，并在JADO技術的開發和實戰中留出時間采用這些解決方案。這一挑戰不是小任務。JADO的作戰概念是非常不穩定的，在其框架發展過程中，已經在多個方面發生了實質性變化。對JADO將成為什么缺乏清晰的認識的一個重要原因是聯合軍種之間對它應該演變成什么沒有共識。每個部門都設想了一個版本的JADO，并在概念上將聯合伙伴的活動納入其框架。雖然JADO的愿景并非完全不相容，但各軍種的概念之間確實存在實質性的差異。因此，每一種模式都會給美國運輸司令部帶來獨特的挑戰，因為它必須與任何選定的概念完美銜接，為作戰指揮官提供必要的運輸支持標準。美國貿易委員會作為一個功能性作戰司令部，在任何未來的美國戰爭中都要發揮作用。因此，對于聯合部隊的有效性來說，USTRANSCOM作為一個組織的整合和發展必須被納入JADO的發展過程。在一個全新的結構下運作時，假設后勤支持的有效性和可靠性會給聯合部隊帶來黑天鵝式的失敗風險。納西姆-塔勒布（Nassim Taleb）將黑天鵝描述為產生巨大影響且無法預料的事件。美國空軍司令部的重點資本投資和理論變革必須與聯合部隊的發展保持同步，以確保司令部隨時準備在他們選擇的時間和地點支持未來的作戰人員。

下面的調查旨在確定USTRANSCOM必須評估哪些作戰要求，以便在未來的JADO概念中保持有效并在與同行對手的戰斗中保持彈性。調查將從對有關該主題的相關文獻的回顧、有關美國貿易委員會模式和處置的證據供參考、對JADO的不同服務概念的簡要描述、對美國貿易委員會與JADO的兼容性和對A2/AD的脆弱性的分析，以及解決新出現的問題的建議等方面展開。JADO和A2/AD的結合給美國貿易委員會帶來了一個與其當前運作框架和近期歷史相異的未來運作環境。由于其作為聯合部隊的分配和部署過程所有者（DPO）的不可或缺的作用，至關重要的是根據聯合部隊的擬議變化來評估USTR的部隊態勢和行動理論，以確定該組織必須如何共同發展。

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

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

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

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

對指揮官的認知要求正在增加。由于創新和變化的速度，指揮官做出良好風險決策的能力受到挑戰。未來的戰爭不太可能像以前的沖突或訓練演習那樣以常規戰斗為主。美國的對手避免使用既定的理論，這提出了難以預料或減輕的危險。鑒于指揮官不能僅僅避免風險，而是要接受風險以獲得并保持戰爭的主動權，指揮官及其參謀部應考慮陸軍的風險理論和陸軍風險管理中心的理論風險梯度法是否足以應對多域作戰概念中描述的未來戰爭。

從對認知的研究來看，"風險認知 "的概念為風險管理人員（通常是參謀人員或主題專家）和風險決策者（通常是指揮官）如何評價風險分析方法提供了啟示。風險感知，即對風險水平的主觀判斷，這種想法與提出事實和數據就一定有說服力的想法形成鮮明對比。風險感知的研究已經證明了背景、敘述和簡單性在風險交流中的重要性。在風險決策者中，不熟悉、不了解、以及深深的偏見或恐懼會導致對風險水平的認知與專家的認知相差甚遠。

另外三種風險分析方法與陸軍理論風險梯度進行了比較。這些工具源自民用方法，被用于項目管理、工程和其他與風險和預見有關的領域。它們是故障樹、場景假設和風險三要素。雖然它們都有一些量化的元素，但它們為風險管理人員提供了同樣多的空間，甚至更多的空間，以應用批判性思維和分享背景，如預測的不確定性或與規劃行動的聯系。

正如陸軍出版物和文章所描述的那樣，未來的戰爭預計需要指揮官掌握五個領域--包括不熟悉的網絡和空間領域--在作戰領域往往比以前更廣闊，在行動中趨向于提高機動速度和創新。在這樣的環境中，無論是競爭、沖突、反叛亂，還是大規模的地面作戰，所有軍事專業人員都應該使用盡可能好的風險分析來保護生命和實現目標。為此，本文對理論、領導人發展和參謀部行動提出了潛在改變方法。