1 簡介

最佳的飛行員-飛機互動一直被認為是實現有效操作性能的基石，同時在任務或使命中保持高水平的安全。隨著飛行任務越來越復雜，越來越多的信息到達機組成員手中。市場上有新的技術解決方案，任務中的表現是可以衡量的。當考慮到基于神經科學進步的人機互動時，就有可能衡量和評估任何人機接口（HMI）的有效性。為了支持空勤人員的表現，必須利用現有的創新，如數據融合或人工智能（AI）輔助決策和任務管理，以成功執行軍事任務。人工智能和大數據管理與機器學習相結合，是改善和運行現代作戰場景的關鍵因素。以網絡為中心的綜合武器系統為聯合部隊指揮官提供了靈活性，有助于當前和即將到來的聯合任務的成功。

在聯合行動中，當兩個或更多的國家使用所有可用的領域時，盡可能快速有效地利用所有的資產和能力，以獲得戰斗空間的最佳總體情況將是至關重要的。因此，解決和驗證為機組人員優化的下一代駕駛艙的創建是很重要的。先進的指揮和控制系統，為執行任務提供安全和可互操作的支持，將確保獲得一個綜合和同步的系統，并將實現戰場上的信息優勢。在未來，各級指揮官對戰場的可視化和理解方式，利用某些輔助手段來指導和引導他們的部隊，將成為勝利的決定因素。

2 行動背景

根據JAPCC在2021年發布的聯合全域作戰傳單，全域作戰包括 "快速處理數據和管理情報，以及實現高效作戰所需的技術能力和政策，包括所有貢獻的資產"。其他北約出版物使用術語多域作戰（MDO），主要描述任務環境的相同挑戰。找到一個連貫的、共同使用的術語是不斷發展的，但它不會改變HMI定義背后的含義。此外，重要的是開發一個連接的、復雜的接口，能夠協助指揮官和他們的下屬軍事人員同時和毫不拖延地分享信息，并迅速做出決定和采取行動。

正如Todd Prouty在他的一篇文章中所認識到的，"聯合全域指揮與控制（JADC2）正在形成，成為連接行動的指導性概念"，"將使用人工智能和機器學習，通過以機器速度收集、處理和計算大量的數據來連接聯合部隊"。兩種類型的態勢感知（SA）都同樣重要，因為它們不僅可能影響任務的成功完成，甚至還可能影響戰略層面的意圖。定義SA的最簡單方法是對周圍環境的徹底了解。戰術上的SA意味著機組人員知道這個場景，知道自己在任務中的任務和角色，以及所有參與同一行動區域的部隊。他們知道如何飛行任務，也知道成功或失敗的目的和后果。飛行SA主要關注的是飛行的性能和參數，空間和時間上的位置，以及飛機的性能。這兩個SA是不同的，需要在飛行過程中不斷監測。通常情況下，兩者在任務的不同階段需要不同程度的關注，如果有能力的話，可以由機組成員共享。一些技術上的改進可以只提高一個SA，但最好是同時提高兩個SA，以滿足要求并提高整體SA。這些發展也必須支持戰略層面的意圖，并提供其在決策過程中需要的SA。

現代機體和駕駛艙應支持機組人員的機載工作量，戰斗飛行員需要這種支持以保持有效。這可以通過人工智能自動管理，使機組人員能夠將更多的精力放在他們的任務和使命上。可以說，用算法來增強機體的基本需要，以補充機組人員處理飛行期間增加的信息流的能力。

在開展行動期間，預計情況可能會迅速變化，指揮官必須立即采取行動，重新安排部隊的任務。在地面或飛行中，飛行員可能會在短時間內收到一個新的任務。這個新命令不應該被格式化為純粹的基本信息；當整個更新包也能被可視化時，支持將是最佳的。一個例子是數字移動地圖系統，它描述了關于友軍和敵軍的詳細信息，包括協調信息。當飛行員改變飛行計劃時，駕駛艙及其所有設置都將自動更新。正如《國防雜志》所指出的，"從無限的資源中收集、融合和分析數據，并將其轉化為可操作的情報傳遞到戰術邊緣的能力，需要前所未有的移動處理能力"。為了符合這些要求，推動下一代人機接口的整合應該在所有現代駕駛艙中實現標準化。

HMI-Cockpit的演變。左至右：Ramon Berk, Comando Aviazione dell'Eercito, Leonardo

3 優化民用飛機的人機接口

值得注意的是，最近飛機駕駛艙的技術發展已經出現了巨大的轉變。在短短幾年內，駕駛艙已經從帶有模擬象限的 "經典飛行甲板 "過渡到現代的 "玻璃駕駛艙"，其中經典的儀表通過復雜的多功能顯示器呈現。大多數信息在儀表、飛行管理系統和自動駕駛功能之間是相互聯系的。在現代駕駛艙中，傳統的 "旋鈕和表盤 "已經被拋棄，取而代之的是電子可重新配置的顯示器和多功能可重新配置的控制，即所謂的 "軟鍵"。

傳統上，駕駛艙設計和信息顯示方式的發展是由安全和性能提升驅動的，而現在似乎更多的是由效率和競爭力標準驅動。5例如，在全狀態操作和創新駕駛艙基礎設施（ALICIA）項目中，來自14個國家的41個合作伙伴正在合作進行研究和開發活動，旨在實現一個能夠提供全狀態操作的駕駛艙系統。考慮到在不久的將來商業航班數量的增加，該項目旨在通過使用新的操作概念和駕駛艙設計來實現更高水平的效率和競爭力。

ALICIA承諾新的解決方案能夠為機組人員提供更大的SA，同時減少機組人員的工作量并提高整個飛機的安全性。這是對HMI概念的徹底反思，尋求技術的整體整合。在設想的概念中，ALICIA利用多模態輸入/輸出設備，提供一個集成在增強的機組接口中的全條件操作應用程序。

4 優化軍用飛機的人機接口

改進軍用飛機的人機接口是一項更為復雜的任務。與商業飛行相比，需要分析的情況很多，也更復雜。在軍用駕駛艙中，與飛行本身相關的任務與完成戰斗任務所需的任務合并在一起，而且往往是在危險地區和退化的環境中飛行。此外，軍用飛機配備了更多的設備，旨在處理綜合戰斗任務和軍備系統管理。

軍事飛行的典型任務可分為兩類：

• 駕駛和導航：在整個飛行過程中執行。

• 戰斗任務：只在飛行任務的某些階段執行。

當戰斗任務發生時，它們必須與駕駛和導航任務同時進行，這是軍事和商業航空的主要區別。根據自己的經驗，軍事飛行員必須判斷在任何特定的飛行階段哪一個是優先的。因此，他們將大部分資源用于該任務，而將那些經常被誤認為不太重要的任務留給機載自動系統或利用他們的注意力的殘余部分來完成。

不幸的是，軍事飛行在任務、風險、威脅、持續時間、天氣條件等方面的復雜性和不可預測性，常常使機組人員很容易超過他們的個人極限。一旦發生這種情況，風險是任務無法完成，甚至可能被放棄。在最壞的情況下，飛機和機組人員可能會丟失，或者機組人員可能會在沒有適當或最佳SA的情況下采取行動，導致附帶損害的風險增加。

新興和顛覆性的技術可以改善未來軍用飛機上的人機接口。它們可以引入基于人工智能、深度學習或實時卷積神經網絡（RT/CNN）的新解決方案，以整合新的能力，如具有認知解決方案的系統。作為一個例子，認知人機接口和互動（CHMI2）的發展和演變，用于支持多個無人駕駛飛行器的一對多（OTM）概念中的自適應自動化，也可以被利用來支持完成 "軍事駕駛艙的多項任務 "的自適應自動化。

同樣地，研究和開發CHMI2來監測飛行員的認知工作量并提供適當的自動化來支持超負荷的機組。這些先進的系統應該能夠閱讀到達駕駛艙的命令，分析相關的威脅，并提出最 "適合任務 "的任務簡介和操作概念。同時，它們應該計算所有任務所需的數據，如燃料消耗、目標時間、"游戲時間"、路線、戰斗位置、敵人和友軍的部署、武器系統和彈藥的選擇、附帶損害估計以及適當的交戰規則等。然后，考慮到船員的認知狀態，將動態地選擇自動化水平和人機接口格式及功能。

在2009年的一項研究中，Cezary J. Szczepanski提出了一種不同的HMI優化方法，其依據是任務成功的關鍵因素是飛機操作員的工作量。如果工作量超過了一個特定的限度，任務就不能成功完成。因此，他提出了一種客觀衡量機組人員在執行任務期間的工作量的方法；具體來說，就是在設計人機接口時，要確保即使在最壞的情況下，工作量也不能超過人類操作員的極限。

將近11年后的2020年，北約科技組織成立了一個研究小組，以評估空勤人員是否有能力執行其分配的任務，并有足夠的備用能力來承擔額外的任務，以及進一步應對緊急情況的能力。該小組旨在確定和建立一種基于具體指標的實時客觀方法，以評估人機接口的有效性。

通過對神經生理參數的實時測量來評估認知狀態，有望支持新形式的適應性自動化的發展。這將實現一個增強的自主水平，類似于一個虛擬的機載飛行員，這將協助機組人員進行決策，并將他們從重復性的或分散注意力的任務中解放出來。自適應自動化似乎是實現最佳人機接口的一個重要組成部分。它有望支持高水平的自主性，以減少人類的工作量，同時保持足夠的系統控制水平。這在執行需要持續工作量的任務時可能特別重要。這預示著要全面分析與自主決策機相關的倫理和道德問題。然而，這已經超出了本文的范圍。

5 建議

未來的戰斗將變得越來越快節奏和動態。新興的和顛覆性的技術有望徹底改變各級指揮官計劃和實施戰場行動的方式。人工智能、機器學習、增強的指揮和控制系統以及先進的大數據管理將大大有利于指揮官，改善SA，并極大地加快決策過程。現代軍隊設想未來的行動是完全集成的、連接的和同步的，這催生了MDO概念，以完善指揮官在多個領域快速和有效地分派/重新分派所有部隊的能力。

在概念和規劃階段的這種明顯的動態性也必須反映在執行階段。因此，必須假定，雖然指揮官能夠在很少或沒有事先通知的情況下重組和重新分配部隊任務，但機組人員也必須能夠快速、有效和安全地處理和執行這些新命令，很少或沒有時間進行預先計劃或排練。

這些新要求無疑將影響下一代軍用飛機駕駛艙的設計和開發。有必要采用一種新的方式來構思下一代人機接口，更加關注飛行員的真正認知能力。此外，需要新的解決方案來為機組人員提供更大的安全空間，同時將他們的工作量減少到可以接受的最大水平，使他們保持高效。他們應該結合任務優先級原則，審慎地考慮機組人員可以將哪些任務交給自主程序或系統。

本文重點討論了空中力量和飛行員在飛機上的工作量。可以預見，在現代情況下，所有平臺都將面臨同樣的挑戰。在行動的各個層面，所有的軍事人員都應該發展一種新的思維方式，以反映人機接口的更多整合和使用。要做到這一點，需要重新認識到人的因素的重要性。與民用航空類似，北約將需要制定和采用新的標準來指導未來軍用航空接口的設計。人機接口的改進必須包括所有的航空任務，并著重于實現實時規劃和執行。如果不仔細關注軍事飛行員所面臨的壓力，人機接口的改進只會讓飛行員更加安全，而在任務執行過程中的效率卻沒有類似的提高。開發通過實時測量神經生理參數來評估機組人員的認知狀態的方法，以及隨后開發新形式的適應性自動化，對于實現符合未來戰場要求的人機接口至關重要。

作者

Imre Baldy，中校，于1988年加入匈牙利國防軍，并在匈牙利的'Szolnok'軍事航空學院開始了他的軍事教育。1992年，他作為武器操作員/副駕駛獲得了第一個少尉軍銜。1997年，他得到了他的第一個更高級別的任命，他加入了位于韋斯普雷姆的匈牙利空軍參謀部，在那里他獲得了國際關系和空軍防御規劃方面的經驗。2007年，他被調到塞克斯費厄爾，在那里建立了新的匈牙利聯合部隊司令部。除與直升機業務有關的其他職責外，他還負責空軍的短期規劃。他曾駕駛過米24、米8和AS-350直升機。從2018年7月開始，他成為JAPCC的載人空中/攻擊直升機的SME。

利維奧-羅塞蒂，中校，于1993年在意大利軍隊中被任命為步兵軍官。三年后，他轉入陸軍航空學校，并于1998年畢業，成為一名旋翼機飛行員。他曾擔任過排長、中隊指揮官和S3小組長。他曾駕駛過通用直升機。AB-206，AB-205，AB-212，AB-412，以及AW-129 Mangusta戰斗直升機。他曾多次作為機組成員或參謀被部署到巴爾干半島（阿爾巴尼亞，科索沃），中東（黎巴嫩，伊拉克）和中亞（阿富汗）。他還是一名合格的CBRN（化學、生物、輻射和核）專家，一名空中機動教官，他目前駐扎在JAPCC，擔任戰斗航空處的空地行動SME。

澳大利亞海軍能力主管奎因少將強調了快速交付能力的必要性，以應對澳大利亞海軍在一個動態和不確定的戰略環境中所面臨的挑戰。他還明確指出，海軍需要通過 "常青"過程不斷地尋求優勢。該計劃提出了一個可執行的過程來實現這一目標。

圖1. 工作路線

工作路線（LOE）

RAS-AI 2040戰略提出了四個LOE（人、發掘、開發和交付），作為海軍實現RAS-AI愿景的手段。海軍的RAS-AI戰略計劃確定了一個將發掘活動與交付聯系起來的過程。該計劃中涉及的這些LOE的關鍵方面是：

人（people）：未來的澳大利亞海軍勞動力正在進行大量的工作，以預測對RAS-AI系統的需求，然后由合格和有經驗的人員來操作和維護。此外，澳大利亞海軍將繼續通過第二條工作路線，即 "發掘"，增加我們對人機協作的理解。

發掘（discover）：發掘活動是工業界和學術界與海軍在RAS-AI領域進行合作的絕佳方式。發掘活動與海軍正在尋求解決的差距和機會直接相關。參與這些活動是工業界了解海軍RAS-AI優先事項的一種方式。“自主戰士” 將繼續作為海軍發掘的旗艦項目，并將持續開發。

開發（develop）：隨著海軍繼續開發和使用RAS-AI，它將促進知識體系（BOK）不斷增長，這些知識將被收集起來，形成RAS-AI協作環境（RACE）。RACE由 "發掘"提供信息并支持交付。RACE已經包括了諸如RAS-AI架構的元素，它為海上力量提供了一個客觀的設計，不受具體任務場景的影響。這些架構指導能力開發，同時提供對海軍RAS-AI優先事項的理解。它還包括提供共同控制環境（CCE）的路線圖和海軍開發成熟度模型的概要，以及許多其他仍在開發的資源。盡管RACE包含不同級別的人工制品，但其目的是為交付海軍RAS-AI提供資源。

交付（deliver）：海軍的能力項目發起人將繼續與交付機構一起，通過海事項目和計劃來支持RAS-AI的交付。除了支持現有的IIP項目和計劃外，鑒于技術發展的快速步伐，海軍還可能在IIP下實施專門的RAS-AI計劃。

有目的的創新

海軍是一個負責解決海洋領域中復雜、動態問題的組織。海軍面臨著許多復雜的挑戰，這些挑戰造成了差距和機遇，需要創新。盡管本計劃規定了對差距、風險、問題和機會（GRIO）清單的補充，但 "有目的的創新 "是本計劃的核心所在。因此，它規定了一個過程，以確定RAS-AI可以解決的現有的GRIO；實施發掘活動來解決這些問題；并支持能力開發者和用戶來實施這些活動。

“SEA 1905海上防雷措施和軍事調查”，代表了海軍對RAS-AI能力的重大投資。作為海軍最大和最復雜的RAS-AI項目之一，SEA 1905項目將被用作實施這一活動計劃的典范。支持SEA 1905的GRIO將在創新浪潮的第一次執行中被優先考慮。

合作關系

當海軍總司令發布RAS-AI戰略2040時，他明確表示，這個活動計劃將是非保密的，并可向工業界發布。發掘、開發和交付過程比海軍要大，需要國防、聯盟、工業和學術界的合作。有一些內容，由于它們的分類，將是內部的人工制品。然而，本計劃旨在創造機會，使聯合部隊、聯盟、工業和學術界能夠在一個促進創新的環境中進行合作，同時適當地管理安全和知識產權。重要的是，本計劃還描述了海軍將使用的各種活動，以使合作伙伴更好地了解海軍的優先事項，從而使他們反過來支持海軍實現這些優先事項。

這個戰略計劃構成了海軍準備海軍力量的任務的一個重要組成部分，以使聯合部隊成為可能。例如，戰爭創新性海軍處（WIN）與整個聯合部隊密切協作，并主持澳國防部的RAS-AI圓桌會議，這是一個分享前沿思想和確定聯合活動機會的論壇。海軍創新處還贊助了一個專門的聯盟聯絡功能，以了解伙伴國的計劃，并向盟友通報進展。該計劃的關鍵支柱，特別是CCE、成熟度模型和架構，代表了海軍的思想領導力。它們將成為互操作性的基礎，并將為聯合能力的發展提供信息，同時也為其提供信息。

行動計劃

最后一章 "執行"是一個行動計劃，列出了海軍將用來收集和定義差距和機會的行動節奏，對發掘活動進行優先排序和安排，并將其與海上能力的交付聯系起來。在這一過程中，為不斷增長的RAS-AI知識體系提供信息，并從中獲得信息。這種行動節奏是以 "行動研究"模式為基礎的，并被表述為 "創新浪潮"，它捕捉到了發掘、開發和交付的間斷性但持續重復的性質。

創新浪潮將提供一個有資源的前瞻性工作計劃；整合整個國防、工業、學術界和聯合聯盟伙伴；與海軍的優先事項保持一致；最重要的是，直接告知并加速RAS-AI能力。

海軍將繼續發展這一行動計劃，這包括開發支持性的程序和產品，其中一些將是保密的，包括：

1.RAS-AI路線圖，確定具體的聯系和依賴性（由CASG提供）。

2.RAS-AI的聯合工作

3.有資源的前瞻性工作計劃

4.分類級的RAS-AI架構

5.海軍RAS-AI成熟度評估

6.以SEA1905-1為例，實施戰略計劃。

執行摘要

為提高北約成員國作戰部隊的戰備狀態和有效性，需要對軍事行動研究、分析和規劃工作進行同步化。分析性兵棋推演是評估概念、探索分析性問題，和預演作戰戰略、作戰方案、作戰規劃、戰術以形成決策的成熟方法，是這些工作的一個重要組成部分。

北約SAS-139研究任務組（RTG）的目標是通過提高分析性兵棋推演能力來推進北約兵棋推演方法，以便更好地支持北約軍事決策過程。該RTG任務組成立于2018年5月，持續到2021年5月。三年來，SAS-139將分析性兵棋推演定義為一種獨特的研究方法，并確定了其創新挑戰，研究了可用于推進分析性兵棋推演實踐的補充研究方法以及工具和技術的進展。

SAS-139還建立了一個北約兵棋推演興趣社區和合作中心。成員們表示在RTG結束后繼續保留這個社區。在2021年，北約決定開發一種“大膽”的兵棋推演能力，該能力將支撐和擴展團隊工作，并補充完善的聯結兵棋推演（Connections Wargaming）系列會議。

本報告為確保分析性兵棋推演方法的嚴謹性和重要的數據采集提供了指導方針，確定了補充兵棋推演的其他分析方法，并研究了實用工具和創新應用。該小組的主要發現包括以下內容，報告中對這些內容進行了更詳細的討論：

1）專業分析性兵棋推演人員使用規范的流程和標準操作程序（SOPs）來具體說明兵棋研究問題，來設計、開發和執行兵棋，并收集兵棋推演中產生的數據。

2）在分析性兵棋推演過程的每個階段都有創新的機會。有必要發展一門兵棋推演科學，以納入更廣泛的分析方法。討論產生了兩個視角，通過它們來看待分析性兵棋推演中的創新想法。人們應該問，創新的想法是否會給制定更好的軍事規劃和決策帶來價值，以及創新是否有助于提高分析性兵棋推演結果的有效性和可靠性。

3）多年來，兵棋推演人員一直在嘗試分布式游戲形式，然而，分布式流程給分析性兵棋推演帶來了一些控制和玩家體驗的挑戰。研究小組調查表明，雖然很容易認為分布式兵棋推演比現場兵棋推演成本低、效果好，但沒有經驗證據來支持這一假設。需要大量的創新和投資來開發一種方法，以便在戰術、戰役和戰略作戰層面設計和執行嚴格的分布式軍用兵棋。

第1章 - 引言

為了提高北約成員國的戰備和戰斗力，需要努力使軍事行動分析、研究和規劃同步進行。分析性兵棋推演是評估和演練作戰戰略、作戰概念、作戰計劃和戰術決策的成熟方法，是這些努力的一個重要組成部分。

本章介紹了SAS-139研究任務組（RTG）研究分析性兵棋推演創新的方法，該小組的研究活動，COVID-19的緩解工作，以及本報告的組織方式。

1.1 背景

北約系統分析與研究小組認為有必要重振北約社區的兵棋推演能力。雖然北約組織和一些國家正在執行兵棋推演，但北約的兵棋推演實踐是臨時性的，沒有總體的工作計劃。認識到國家和組織的工作人員有很多個人經驗，小組認為有必要分享最佳做法、經驗教訓和潛在的能力改進。SAS-ET-DN由北約盟軍司令部轉型（ACT）和美國在2017年組織和共同領導，并為本報告中描述的工作制定了技術建議。ET的重點是分析性兵棋推演的創新，以解決北約軍事規劃的廣泛要求。該小組旨在調查數據采集和分析實踐方面的進展，這些進展可以有效地應用于改善北約分析性兵棋推演的做法。北約科學技術組織委員會于2017年11月批準了擬議的為期三年的研究任務組活動，題為NATO SAS RTG-139北約分析性兵棋推演--數據捕獲、分析和利用的創新方法（RTG）。該RTG于2018年5月開始，發出呼吁北約成員參與的信息。九個成員國、三個北約組織和澳大利亞同意贊助代表。該RTG在2021年5月結束。

1.2 SAS-139的科學目標和成就

北約SAS-139研究活動的目標是通過提高分析性兵棋推演能力來推進北約兵棋推演方法，以更好地支持北約軍事決策過程。RTG旨在為確保分析性兵棋推演方法的嚴謹性和有意義的數據采集提供指導方針，確定和分享兵棋推演的分析方法，并研究實際的工具和應用。

第一年的重點是明確研究問題和組織研究團隊。RTG調查了分析性兵棋推演的能力，以確定最佳實踐領域以及數據采集和分析方面的差距、不足和挑戰。RTG成員最初于2018年5月在巴黎的北約合作科學辦公室舉行會議，組織研究項目和任務，并同意通過每年召開兩次的現場會議--一次在歐洲，一次在美國--以及每季度召開的虛擬會議來繼續他們的工作。在2018年10月由美國空軍在弗吉尼亞州阿靈頓的基礎研究創新與合作中心主辦的會議上，該團隊制定了一個框架來描述分析性兵棋推演過程，并開始調查能力，以確定兵棋推演數據采集和分析的最佳實踐領域、差距和挑戰。

在第二年，RTG對推進分析性兵棋推演方法和工具的機會進行了研究，尋求確定創新方法和解決方案，并觀察這些解決方案的演示。該小組于2019年3月在意大利拉斯佩齊亞的海洋研究與實驗中心（CMRE）舉行會議，并于2019年12月在美國俄亥俄州代頓的萊特兄弟研究所的美國空軍研究實驗室主辦的會議上舉行會議。在這一年中，該小組確定了改進兵棋推演數據采集和分析的分析進展和方法，聽取了關于可以為分析性兵棋推演的創新提供信息的專題簡報，并觀察了相關工具和技術的演示。CMRE會議與北約IST-141探索性視覺分析聯合舉行，以交流信息并確定協同作用和合作研究的機會。此外，SAS-139的一名成員組織了一次用于兵棋推演的工具和技術的互動演示，并在2019年9月在英國倫敦舉行的連接英國兵棋推演會議上舉行。

RTG在第三年的工作重點是提取研究結果并制定最終的技術報告，目標是專業的兵棋推演和其他作戰分析人員、軍事從業人員和決策者。荷蘭應用科學研究組織（TNO）和美國海軍戰爭學院提出在2020年主辦會議，然而團隊的工作因2020年初COVID-19大流行的發生而中斷。RTG成功地轉向了完全虛擬的會議，并使用內部同行評審程序來討論和審查工作產品。COVID前的面對面會議提供了一個機會，以建立作為一個虛擬研究團隊有效運作所需的關系。COVID-19影響了SAS-139展示更多兵棋推演技術的努力，但它也為研究分布式兵棋推演提供了一個獨特的機會，這種做法在2020年之前在北約幾乎聞所未聞，但隨著親臨現場的兵棋推演幾乎在一夜之間轉變為虛擬兵棋推演，兵棋推演從業者迅速熟悉起來。最后，SAS-139建立了一個 "北約兵棋推演"合作網站，以覆蓋整個北約更廣泛的兵棋推演社區。

在SAS-139活動結束時，建立了北約大膽的兵棋推演倡議，以促進北約內部的兵棋推演能力和能力，并協調北約各司令部的努力。SAS-139兵棋推演的利益共同體將通過這一努力繼續存在。

該小組的主要發現包括以下內容，在報告中會有更詳細的討論。

專業的分析性戰爭專家使用規范的流程和標準操作程序（SOPs）來指定兵棋推演的研究問題，設計、開發和執行兵棋推演，并在兵棋推演中捕獲和生成數據[1]，[2]。如圖1-1所示，這個過程包括初步分析、明確任務、指定問題、目的、目標和研究假設或問題、設計和開發兵棋推演以解決研究規范、管理和控制執行以實現研究規范。團隊在分析性兵棋推演過程的每個階段都發現了創新的機會，這在第一部分有更詳細的描述。

圖1-1：分析性兵棋推演過程。

許多分析性兵棋推演者將作戰計劃和概念視為關于決策的理論，并設計游戲來研究這些理論的可行性和適合性。分析性兵棋推演是決策方面的準實驗，幫助我們了解人們為什么會做出這樣的選擇，他們在特定的環境中面臨什么樣的限制，以及他們看到了什么機會來創造新的方法來解決特定的問題集[3]。然而，SAS RTG-139發現關于兵棋推演科學的文獻非常少。大多數戰爭博弈文獻將戰爭博弈視為一種實用藝術，而不是一種與其他軍事研究相結合的科學研究方法，并將其置于當代決策或復雜性科學的學科中。雖然現有文獻為如何設計、開發和執行兵棋推演提供了有用的建議和框架，但它并沒有為重振北約分析性兵棋推演的創新提供嚴格的基礎。因此，研究小組的第二個發現是，北約需要投資于發展兵棋推演的科學，并確定了兩個視角來看待創新的想法。

1）人們應該問，創新想法是否會給制定更好的軍事計劃和決策帶來價值；以及

2）人們應該問，創新是否有助于提高戰爭演習分析結果的有效性和可靠性。

SAS-139團隊沒有時間探索的其他方法論機會包括使用政策分析工具，如制度分析和發展（IAD）框架，作為指定兵棋推演設計的指導[4]。同樣，計算和數據科學的工具和方法也可以在兵棋推演中使用，如可以爬行 "大數據 "的人工智能分析、網絡分析、多維可視化工具和數據模擬方法[5] 。例如，戰爭玩家可能會發現數據挖掘和網絡分析工具對分析兵棋推演數據很有用；蒙特卡洛和圖論對診斷問題很有用；蜂窩自動機和基于代理的模型可用于數據建模；遺傳算法和粒子群優化可能對合成有用。

最后，SAS-139團隊發現，一些兵棋推演者多年來一直在嘗試分布式游戲的形式。COVID的大流行引起了人們對不見面的兵棋推演方式的新興趣。分布式兵棋推演的主要特點是參與者不在同一地點，他們依賴于虛擬的通信渠道。玩家和游戲控制器可以是地理上孤立的，也可以是集群的，他們可以在同一時間（同步）或間隔（異步）游戲。分布式進程給分析性兵棋推演帶來了一些控制和玩家體驗方面的挑戰。該小組的調查表明，雖然很容易認為分布式兵棋推演比現場兵棋推演成本低、效果好，但商業和軍事兵棋推演的目標是完全不同的。商業生產商的目標是盈利；他們尋求使他們的游戲具有娛樂性和上癮性的方法。他們指望玩家嘗試游戲，一旦上癮就會回來購買新版本。相比之下，分析性兵棋推演制作者的目的是教育，提供決策和指揮方面的基本經驗，并建立有關復雜戰爭問題的知識。此外，雖然現場和分布式兵棋推演的成本結構不同，但對這些差異的研究不足，無法支持對相對成本和收益的假設。

盡管如此，利用網絡游戲收集經驗證據以支持戰略行為理論的學術成功，如查爾斯-霍爾特的Veconlab，顯示了創建分布式分析性兵棋推演的前景。然而，要開發一種方法來設計和執行戰術、作戰和戰略戰爭層面的嚴格的分布式軍事兵棋推演，需要大量的創新和投資。

1.3 涵蓋的科學課題

RTG最初追求的是九個重疊的研究課題，并組織成小組來追求每個課題。這些研究課題包括

1）將分析性兵棋推演定義為一種獨特的實踐，確定分析游戲的創新方法和工具，并收集和記錄相關定義和術語。

2）將分析任務映射到兵棋推演過程中。

3）研究能夠支持分析性兵棋推演的自動化和人工智能的發展。

4. 匯編分析性兵棋推演的最佳實踐。

5. 識別和觀察支持分析性兵棋推演的最先進的工具和技術的演示。

6. 繪制利益相關者的地圖，建立一個可持續的實踐社區。

7）為分析性兵棋推演過程中的技術制定指導方針，并為嚴謹性制定實用的評估標準。

8. 識別偏見的來源和緩解策略。

9）調查分析性兵棋推演的決策科學方面。

在工作過程中，RTG確定了他們研究主題領域的問題、挑戰和冗余，并將他們的工作集中在兵棋推演分析和游戲的差距、不足和挑戰上；利用兵棋推演的結果為決策提供信息；可用于兵棋推演的分析方法和技術；確保兵棋推演的分析嚴謹性；以及北約成員國之間的合作機會和最佳實踐，以推進兵棋推演分析的先進性并為聯盟提供一種能力。

1.4 協同性和互補性

北約SAS-139RTG的目的是通過為確保兵棋推演中分析的嚴謹性和有意義的數據采集提供指導方針來提高北約的分析性兵棋推演能力。在工作過程中，RTG發現了與SAS-130 RTG "21世紀的行動方案分析"、NATO IST-141 "探索性視覺分析 "和SAS-170 "分布式兵棋推演"的協同和互補性。

SAS-139 RTG的工作提供了一個總體框架，可以補充并納入SAS-130關于行動過程分析的工作。我們的發現為分析性戰爭行動過程分析的最佳實踐提供了信息，并確定了在培訓、流程、工具、設施和產品方面的創新和投資機會。

SAS-139 RTG發現了與北約IST-141的協同作用，IST-141旨在研究、開發和應用探索性視覺分析，以利用和理解大量復雜的數據，幫助使隱性知識顯性化；并在網絡、海事和社交媒體領域提供急性情況意識和決策支持。聯席會議的目的是討論如何應用可視化和視覺分析的進展來改善分析性兵棋推演。與會者指出，需要不斷開發工具，以改善兵棋推演執行之前、期間和之后對相關信息的感知、理解和交流。兩個工作組還確定了交互式可視化和可視化分析是從數據中提取知識和支持分析性兵棋推演的潛在有用方法。

SAS-139對分布式兵棋推演做了一些初步的研究，并與SAS-170分享，其目的是創建一個關于這個主題的最佳實踐指南。

1.5 開發和影響

SAS-139 RTG的工作通過創建北約分析性兵棋推演興趣社區，發展北約許多組織和國家的分析性兵棋推演能力，分享最佳實踐，并確定和鼓勵使用創新的數據采集和分析方法，來推進北約的戰略和行動決策及同步化。

SAS-139的工作已經在連接兵棋推演會議和北約作戰研究和分析會議上進行了介紹。未來有機會在會議上介紹特定的章節或將其改編為期刊文章。

隨著SAS-139 RTG的逐漸結束，北約大膽的兵棋推演能力正在建立中。北約大膽兵棋推演將繼續SAS-139的努力，以保持一個活躍的分析性兵棋推演社區，它的成員將繼續滿足和擴大基于該研究任務組開發的關系網絡，并通過連接兵棋推演會議。北約大膽的兵棋推演將通過建立兵棋推演的能力，教育和培訓，在北約建立兵棋推演的專業學科。

1.6 報告結構

本報告分為四個部分，十一個章節，以及兩個附件。第一部分為后續部分和章節奠定了基礎。各章討論了分析性兵棋推演在軍事規劃中的使用，以及與實現嚴格性相關的挑戰。總的來說，這一部分的各章提供了兩個視角來看待分析性戰爭博弈的創新理念--建議在多大程度上改善了軍事規劃和決策，以及建議在多大程度上提高了戰爭博弈結果的有效性和可靠性。第二部分側重于將人工智能（AI）和自動化的進展應用于分析性兵棋推演。第三部分的章節討論了一系列補充分析性兵棋推演的分析方法，第四部分的兩章則反映了與分布式分析性兵棋推演相關的問題和挑戰。介紹性章節和各章討論了團隊對工具和技術的調查結論。附件A包含了一份作為分析性兵棋推演從業者的持續發展指南：兵棋推演專業指南北約版。附件B提供了一份本研究工作組使用的其他背景參考資料的清單。

雖然本報告篇幅較長，但每一章都可以作為獨立的文件來閱讀，所以讀者可以自由跳到他們最感興趣的領域。

執行摘要

目的和目標

本文件的目的是總結北約STO HFM探索小組（ET）184所進行的研究，其重點是觀察北約國家在改善國防指揮和控制（C2）能力方面的重大挑戰。它試圖通過采取一種新的方法來實現這一目標，即從整個系統、整體和生命周期的角度來看待觀察到的問題。

為探索小組（ET）設定的目標如下：

1）審查潛在的問題空間，并在未來的研究任務組（RTG）中確定哪些專題領域可以在盟軍C2能力的背景下進行有益的探索，以使北約國家受益。

2）探索制定軍事利益相關者指南的可能性，為C2能力的發展提供更全面的設計方法和管理過程，并作為其中的一部分，考慮是否有可能創建一個 "北約C2能力生命周期管理的最佳實踐準則"。

次要目標是：

1）探索國防和研究挑戰的性質。

2）確定它們是否適合于未來的研究調查。

3）確定北約國家是否有價值和興趣通過進一步的研究來解決所確定的挑戰。

4）如果3）被證明是積極的，建議如何通過組建一個新的北約RTG來解決這些挑戰。

主要結果/結論

研究的結果是確定了五個主要的挑戰主題，即:

主題1：評估C2能力的能力有限。為了客觀地判斷已經啟動的變革計劃效果，以及達到的C2能力水平，需要有適當的知識和能力來評估復雜的社會技術系統，如C2。然而，這可以說是大多數軍隊的情況，因此，我們在評估我們的C2能力狀況方面仍然很差。這包括對預期變化和實際結果的評估，以及對短期和長期變化影響的評估。

主題2：管理C2能力的能力有限。治理和管理C2尤其具有挑戰性，因為它是由許多不同的組成部分組成的，它們以復雜的方式相互作用，提供我們所觀察到的整體能力。然而，這種挑戰并不能為大多數國防組織似乎缺乏有效的C2管理安排提供借口。部分原因可能是，直到最近，C2還沒有被視為或作為一種需要治理的能力，與軍事體系的大多數其他部分不同。

主題3：C2發展的挑戰。與許多其他領域的發展相比，C2的發展需要人類和技術組件之間相對較高的協調程度。此外，人的結構是復雜的，包括多個決策者之間大量豐富的人際互動，每個人都可能有競爭的利益和/或對正在進行的行動和正在采用的C2實踐有不同的看法和信念。綜上所述，協調組織和技術發展的要求，及使用模糊術語描述的不明確的目標典型性，必須應對利益相關者的競爭，對行動和C2實踐有不同的看法和信念，以及C2使能器也需要為其他目的服務的事實，都對C2能力的發展和管理構成了巨大的挑戰。

主題4：對變革的抵制。任何改變和發展C2的意圖都必須預期并考慮到對改變的可能阻力。這種阻力部分來自于組織內的個人，他們認為變革會對他們產生負面影響。阻力也是制度化的，即通過傳統、培訓和教育系統、公認的規范等手段建立在系統中。雖然人員輪換是向組織注入新思想的一種方式，從而促進變革，但變革也高度依賴于推動變革的個人，這就是為什么在角色輪換率高的組織中，變革可能是短暫的。

主題5：缺乏組織學習。對當前C2實踐的觀察表明，組織的學習并沒有實現。在改變C2的發展實踐以改善個人學習方面，有很多事情可以做；例如，通過行動學習和反思實踐。非正式的知識共享也很重要，通過社會網絡和系統，可以在消除組織的一些知識生產和保留的缺陷方面發揮關鍵作用。然而，這些并不一定會導致整個組織的學習。在C2組織中，缺乏頒布組織學習的能力，這反映在類似的問題和錯誤反復出現的事實上。

為上述所有的挑戰制定解決方案超出了本工作的范圍。盡管如此，我們對文獻和記錄的經驗的審查還是產生了一些建議和教訓。因此，我們列出了一份減輕影響的解決方案的指示性清單。然而，在開始的時候，為ET設定的范圍并不是制定減輕影響的解決方案，而是確定可能存在適當的、相關的和可行的解決方案，可以由隨后的RTG進一步開發。

以下是對研究的主要結論的總結。

1）盡管C2概念已經隨著安全環境的重大發展而發生了相當大的變化，但C2實踐仍然與20多年前的觀察非常相似，特別是與其他戰爭領域的發展相比。盡管我們盡了最大的努力去改變它，但C2似乎仍然頑固地保持著靜態。這種說法的證據來自于以前的許多C2轉型嘗試，其中絕大多數都沒有實現其承諾的結果。

2）C2轉型舉措失敗的原因有很多，本報告討論了其中的一些原因，并提出了相應的初步解決方案。然而，似乎還需要一個更基本的解決方案，特別是國防組織需要采取類似于 "生命周期的觀點"，試圖理解、決定、塑造和凝聚有助于C2能力的多種因素和組成部分。這種觀點的重點不能完全放在開發過程上，因為還需要接受生命周期的反饋方面，在這方面包括組織學習和對當前和新出現的C2能力的適應性管理等主題。

3）這項研究的另一個引人注目的觀察是參加研究的各個國家所面臨的問題和挑戰非常相似。這表明，有一些基本的力量在起作用，超越了國家差異。因此，我們建議，北約和伙伴國家對這些挑戰的反應可能有利于幫助指導、刺激和推動國家和聯盟的反應。

4）然而，我們對待轉型方式的任何改變本身將是一個長期過程，需要國防組織的適應性和長期承諾。同樣重要的是，在整個組織內建立一個共同的愿景，并闡明實現該愿景的戰略，同時也要獲得組織內所有相關部門的支持。如果沒有足夠程度的長期變革承諾，那么C2能力的任何重大轉變都不可能實現。理想情況下，在實踐中需要發生的是，根據C2是一種需要有效管理的能力的原則，建立國家和聯盟的變革計劃。然而，這些計劃需要得到很好的建議。

5）由ET-184進行的研究表明，有相當多的文獻包含了關于組織變革的有益和基于證據的建議，這將有助于應對許多已確定的挑戰。這一初步探索還表明，已確定的材料可以充分結合實際情況，使其與軍事C2組織相關。因此，我們建議，未來的C2能力發展計劃可以通過創建一個C2能力轉型的良好實踐指南而得到很大的幫助，該指南匯集、整合了這些材料并對其進行了適當的背景分析。該指南的重點應放在改進變革/轉型的實際 "方法 "上，以便未來的C2變革活動能夠產生更大和更持久的有益效果。請注意，這并不是說C2應該轉變為一種新的固定形式，而是說我們需要轉變為一種更可持續的適應性形式，能夠更迅速、更有效地應對不斷變化的環境。

6）從本質上講，C2和C2發展的主要挑戰是那些與人類個人和組織有關的挑戰。因此，在很大程度上，任何未來的北約STO對這個問題的研究最好是在一個以人為因素為中心的小組內進行，即HFM。然而，由于該問題集的某些方面也與 "系統 "有關，未來研究的某些方面也可能與SAS小組有關。

本報告的一個較短版本已經發表在一個同行評審的研討會上，ICCRTS 2020 [1]。

建議

我們建議在2020年底或2021年初開始一個新的北約C2能力治理RTG。由于RTG的結果只能由我們的國防利益相關者來評估和利用，我們還建議RTG應該努力與一些參與國的相關利益相關者團體建立更緊密的聯系，最好是在北約內部。

1.0 引言

本節簡要介紹了指揮與控制（C2）能力及其在過去30年中的發展情況。

1.1 北約能力生命周期管理探索小組的背景

在組建探索小組之前，所有三個派遣國的潛在成員在1990年代至2000年代初參與了許多負責發展C2能力的國家和國際項目，并提出了一些看法。人們普遍注意到，這些項目和倡議中有許多已經消失了，幾乎沒有留下明顯的痕跡。人們還注意到，今天的困難與大約20年前的困難非常相似，而且與國防的其他領域相比，C2實踐在同一時期基本沒有變化。

因此，根據這些觀察，人們認為值得探討以下廣泛的問題。

a) 出現這些問題的主要原因是什么？

b) 是否有任何現有的科學和相應的文獻可以幫助解釋它們？

c) 是否有任何跡象表明存在可以利用的潛在緩解方案？

d) 進一步的研究是否有必要并可能是有益的，如果是的話，它應該關注什么？

請注意，關于上面的c)項，最初的意圖并不是要開發緩解的解決方案，只是確定可能存在適當的、相關的和可行的解決方案，可以由隨后的RTG進一步開發。

1.2 什么是C2能力？

在最廣泛的意義上，能力是做某事的力量或能力[2]。Lindbom, Tehler, Eriksson和Aven[3]根據在與危機管理有關的出版物中發現的15個能力定義確定了趨勢，其中能力可以被看作是。

1）等同于資源，或至少受到資源的強烈影響。

2）等同于能力（例如，準備能力，或進行培訓的能力）；或

3）能力是影響結果或目標的一個因素。

很難找到一個包含在明顯相關的北約文件中的北約定義。例如，以下定義載于北約標準化辦公室的一份出版物中。"通過使用一套綜合的、分為理論、組織、訓練、物資、領導力發展、人員、設施和互操作性的方面來創造效果的能力"，縮寫為DOTMLPFI[4]。因此，這種能力定義主要符合Lindbom等人[3]提出的第三類能力定義，即資源和這些資源的能力使某種能力得以實現。

在這種情況下，C2被定義為 "一套組織和技術屬性和流程，企業通過這些屬性和流程調集和運用人力、物力和信息資源來解決問題和完成任務"[5]。

因此，在本報告中，C2能力被定義為 "調動和使用人力、物力和信息資源來解決問題和完成任務的能力。C2能力是通過一系列的組織和技術屬性及過程來完成的。"

1.3 過去30年中C2的發展

最近國家軍事理論和概念的變化是為了修訂或調整C2方法以更好地適應不斷變化的國防環境。近年來，C2的一個決定性時刻是90年代所謂的 "軍事事務革命"，它預示著新信息技術對C2的許多有益影響。這引發了北約和其他國家對新的C2實踐的一系列發展和投資，包括諸如網絡能力（NEC，英國）、基于網絡的防御（NBF，瑞典）、聯合能力指揮（JCC，加拿大）、以網絡為中心的戰爭（NCW，美國）和北約網絡能力（NNEC，北約）。這些努力設想了一個完全連接的戰斗空間，不同部門的操作人員能夠以無縫的方式進行互動，以實現主導戰場意識的概念，并有能力利用所獲得的假定的信息優勢來迅速完成任務部隊和武器系統。

本報告的作者在20世紀90年代至21世紀初參與了這些發展C2能力的國家和國際計劃和努力。這是我們作為國防研究人員的角色，對我們中的一些人來說，也偶爾在軍隊中擔任參謀職務。從這些早期的日子到今天，我們觀察到許多這些大膽的計劃和倡議，以及它們的一系列優雅的術語和縮寫，已經消失得無影無蹤。要找到這些項目早期階段的參考資料相對容易，但要找到后期階段的出版物則難得多。因此，很難評估這些項目是否達到了最初的期望。一個例子是2000年左右啟動的先進概念技術演示（ACTD）"21世紀的總司令--CINC 21"[6]。CINC 21由一個框架、一套軟件應用程序和硬件應用程序組成，旨在通過利用先進的可視化技術和決策支持系統、協作能力以及知識和企業管理來改善部隊的指揮和控制。最初的CINC 21是美國的倡議，后來擴展為四國倡議的聯盟CINC 21（C-CINC 21），其中包括美國、澳大利亞、加拿大和英國[7]。在谷歌學術界搜索CINC 21（Commander-in-Chief 21，C-INC等），發現2001-2006年間的點擊率非常有限[6]，[7]，[8]。可以找到的文獻描述了CINC/C-CINC 21的倡議和愿景，以及在整合異構技術和實現信息共享方面的技術示范成功。然而，卻找不到任何關于后續項目的信息，也找不到任何關于技術示范中獲得的成果的實施情況。

作者還指出，觀察到C2的操作困難與支持性研究中的困難存在相似之處。這兩組困難似乎都與二十年前的困難驚人地相似；盡管它們可能用不同的詞來描述；例如，二十年前，以網絡為中心的方法占主導地位。我們很容易聲稱，我們已經從以前的錯誤中吸取了教訓，遠離了無法實現的愿景，現在專注于開發真正可行的概念。然而，看看昨天的愿景和提法，我們發現今天寫的未來概念中包含了非常相似的內容。例如，二十多年前（2001年）撰寫的美軍作戰目標之一指出，"利用信息技術和創新概念，開發一個可互操作的聯合C4ISR架構和能力，包括一個可定制的聯合作戰圖景"[9]。七年前，信息優勢是一個熱門話題[10]，最近又出現了一個非常類似的概念--信息優勢[11]。我們經常體驗到似曾相識的感覺!

結合21世紀初提到的國家倡議對以上幾點進行反思，我們判斷其中包含的許多C2發展項目并沒有完全實現其開始時提出的愿景。盡管已經實施了一些變化，但許多事情仍然相對固定，結果也許不那么 "革命性"。與其他戰爭領域的發展相比，比如武器技術，C2的實踐，包括目前的培訓和教育、組織形式和啟用技術的使用，與20年前相比基本沒有變化[12]（第14-15頁）。附件A提供了一些來自加拿大、瑞典和英國的C2能力發展問題的例子。

在應對C2轉型的挑戰方面，并不缺乏努力，例如，陸軍指揮與控制評估系統 - ACCES[13]和美國海軍總部效能分析工具HEAT[14]。此外，不同的最佳實踐守則，如GUIDEx[15]、北約C2評估最佳實踐守則[16]、實驗[16]、實驗運動[17]和審查規定了由合格的科學家團隊及其工作人員進行評估的基本原則。現有的方法和準則提供了充分的指導和信息來源，但同時它們往往要求或假定有高水平的科學控制，而這在軍事實踐中是難以獲得的。不過，在作戰需要和感知到的有效性問題的驅動下，作戰實踐不斷對新技術、支持系統、新的工作方式、新的組織結構等進行探索和試驗，以適應當前或變化的條件。輕率地這樣做可能會導致錯過機會，或者只是錯誤的結論和事后的代價[18]。

1.4 各國對未來C2發展的看法

在很大程度上，我們目前的C2方法仍然是圍繞工業式戰爭的概念和需求設計的。雖然這些內置的功能可能仍然需要，但近期、當前和未來情況的多樣性和復雜性可以說需要對C2的設計、操作和啟用方式進行重大改變。然而，這種變化的需求并不是突然出現的；它至少在過去幾十年里一直伴隨著我們。

盡管上面討論了轉型的困難，C2仍然是北約繼續發展和維持的重要能力。新興技術已經以一種挑戰傳統軍事方法的方式改變了我們的世界，因此需要對C2采取更加創新的方法。鑒于它是我們應對新出現的沖突和危機的主要手段，C2必須能夠對快速變化的環境作出有效反應，而未來的盟軍行動將在這種環境中進行。由于新出現的對手已經以比任何傳統國家更容易、更靈活和更有想象力的方式使用強大、廉價和免費的技術，未來的C2系統必須是靈活的，有可能是部分自主的，并且能夠適應它們所處的環境[19], [20]。

加拿大、瑞典和英國制定的國防政策的例子說明了C2轉型的必要性。加拿大最新的國防政策聲明[21]預測了一個日益復雜的安全環境，并提出了一個靈活和適應性的C2方法。加拿大已承諾向加拿大武裝部隊（CAF）提供更多資源，以投資于具有綜合信息和通信技術的新C2系統。在瑞典，其目的是在未來的一段時間內加強國防能力。除了重組和加強武裝部隊的組織，它還包括重新建立最初在冷戰期間建立的全面防御概念，但在最近的幾十年里，這一概念基本上已經退役。全面防衛的概念包括軍事和民事防衛，以全社會的方式處理安全問題。對于C2來說，這需要在不同的軍事和民事部門之間制定共同的合作和聯合規劃概念。英國還確定，需要一種更加靈活的C2方法來應對未來更加多樣、新穎、復雜和模糊的威脅[22]。鑒于這種需要，關于指揮與控制的未來的JCN 2/17號文件主張改變文化，在軍隊和政府內部創造更大的靈活性和C2的一致性。這就要求在適當的新技術的幫助下，采用新的思維方式和組織C2。總之，所有這三個國家，以及許多其他國家都同意，繼續發展C2是應對不斷變化的外部環境的迫切需要。

加拿大。加拿大最新的國防政策聲明 "強大、安全、參與"[21]，是基于對未來日益復雜的安全環境的預期，包括不對稱的威脅、失敗和失效的國家，以及非傳統的對手。作為回應，該政策設定了一個目標，即加拿大軍隊將采用一種現代的C2方法，這種方法是靈活的和適應性的。新的國防政策重申了加拿大空軍發展C2系統的目標，以實現聯合運作以及整合情報和信息收集能力。加拿大已承諾向中央空軍提供更多資源，以投資于具有綜合信息技術和通信的新C2系統。

瑞典。在不久的將來，瑞典國防委員會指出，應該對指揮和控制進行全面審查，在技術、方法、人員配備、教育、組織和資金方面設定現實的優先事項[23]。此外，瑞典需要在信息和網絡安全領域采取適當的預防措施，并發展在計算機和網絡操作的整個范圍內對網絡環境中的合格對手采取防御和進攻的能力。在國防方面，重新確立了全面防御的概念，并制定了不同軍事和民事部門之間的協作和聯合規劃的共同概念。瑞典武裝部隊（SwAF）的中央和區域C2功能在2025年的理想最終狀態是，武裝部隊應在方法和組織上努力做到簡單、清晰和靈活，使任務指揮和基于責任的文化成為可能[24]。有幾項舉措旨在加強與其他國家和聯盟合作的能力，這也解釋了為什么現在要與芬蘭進行聯合行動規劃。將尋求與挪威、丹麥、英國、美國和北約加強協調。最近發布了一個新的聯合行動理論，該理論與北約保持一致，將網絡與海陸空一起作為一個領域，并強調了多領域的觀點[25]。

為了支持SwAF的長期規劃，已經開發了一個未來的C2概念[26], [27]。這個概念的特點是敏捷性和彈性，包括方法和人員能力以及組織和任務問題。它包括從短期和長期的角度學習和適應新情況的能力。未來的C2概念指出，C2需求將因情況而異，沒有一種C2解決方案能適用于所有情況。在所有參與方之間分享信息和協調計劃的能力是必不可少的。這個概念假定瑞士空軍有能力利用技術上的創新。最后，后備解決方案需要到位，并進行實踐，以便在競爭日益激烈的信息環境中保持C2能力。

英國。英國關于2035年未來作戰環境的出版物指出，未來的威脅將更加多樣、新穎、復雜和含糊。為了應對這種情況，它建議可能需要一種更加靈活和激進的方法，以適當地使未來的指揮官有能力。基于這一背景，DCDC關于未來部隊概念的第1/17號聯合概念說明（JCN）提出了如何可能實現這種更加敏捷的指揮和控制，以便在面對日益復雜的行動時發展和保持優勢。作為對這一問題的回答的一部分，關于指揮與控制的未來的JCN 2/17號文件主張改變軍事文化，以便在軍隊內部和政府之間創造更大的靈活性和C2的一致性。它還建議，這將需要采用新的思維方式和組織C2，并輔以適當的新技術。最后，它指出了一個主要的發展挑戰，即為了有效地解決C2問題，它需要被視為一種能力本身，這意味著在所有適當的發展領域改善管理，并更好地理解國防部可能承擔的C2風險。

1.5 報告的目的和范圍

鑒于上述背景，本報告的目的是詳細探討管理、發展和改造C2能力的挑戰的性質。它還旨在找出與國防其他領域相比，在改變C2實踐方面缺乏進展的一些原因。首先，我們概述了通過文獻調查發現的與C2能力發展相關的挑戰。隨后，我們確定了一些暫定的解決方案，然后進行了討論，我們認為各國需要采用 "生命周期的觀點 "來成功地修改所有有助于C2能力的因素。在附件A中，介紹了一些沒有達到預期的C2項目的例子。

《軍事中的人工智能和自主:北約成員國戰略和部署概述》報告以及相關文件《附錄A -國家概況》提供了人工智能和自主技術在北約盟國軍事中的作用的高層視圖。這是第一個專門針對北約國家軍事人工智能的學術研究。

該報告概述了每個北約國家在軍事人工智能方面的觀點和雄心，并概述了它們目前對人工智能技術的使用。在附錄A中，報告探討了每個國家在軍事和國防背景下與人工智能的接觸程度，審查了國家人工智能戰略和當前人工智能技術使用的公開來源。

本研究的策略含義如下:

鼓勵負責任的人工智能規范:作為一個基于共識的聯盟，北約在促進安全和軍事人工智能討論方面處于獨特地位，并有機會協調成員國之間的規范建設活動。

人工智能的采用:北約是一個有價值的機制，通過該機制，可以按需向成員國提供能力建設指導和更廣泛的援助。

協作增強抵御能力:加強聯盟合作可能使各國能夠利用能力建設努力，更好地應對與人工智能技術相關的安全挑戰。

維持集體防御:人工智能技術的能力差距不斷擴大，可能導致一些成員國在應對更快的沖突環境方面裝備相對不足，在這種環境中，對手越來越多地利用人工智能和自主系統。

關注未來的互操作性: 豎井式創新為聯盟提出了未來的互操作性挑戰，例如在跨國運營中共享數據和AI應用。

引言

本文件是北約 IST-151 研究任務組 (RTG) 活動的最終報告，題為“軍事系統的網絡安全”。該 RTG 專注于研究軍事系統和平臺的網絡安全風險評估方法。 RTG 的目標如下：

? 協作評估軍事系統的網絡安全，并在 RTG 的北約成員國之間共享訪問權限；

? 在 RTG 的北約成員國之間共享風險評估方法和結果；

? 將 RTG 的北約成員國使用的評估方法整合到一個連貫的網絡安全風險評估方法中，以使北約國家受益。

軍事平臺比以往任何時候都更加計算機化、網絡化和受處理器驅動。他們大量使用數據總線，如 MIL-STD-1553A/B、CAN/MilCAN、RS-422/RS-485、AFDX 甚至普通以太網，以及戰術通信的舊標準，如 MIL-STD-188C 和 Link 16。此外，捕獲器、傳感器、執行器和許多嵌入式系統是擴展攻擊面的額外無人保護的潛在輸入。結果是增加了網絡攻擊的風險。然而，這些平臺的持續穩定運行對于軍事任務的成功和公共安全至關重要。

軍事系統和平臺是網絡攻擊的首選目標，不是因為它們像消費電子產品那樣普遍，而是因為它們潛在的戰略影響。一旦受到影響，就可以實現各種短期和長期影響，從拒絕能力到秘密降低其有效性或效率。因此，軍隊必須在各個層面解決網絡安全問題：戰略層面，同時獲取平臺和系統；作戰層面，同時規劃軍事任務和戰術。

北約國家擁有大量可能面臨網絡攻擊的軍事平臺和系統。因此，北約將受益于利用當前的流程和方法來設計更安全的系統并評估當前系統的網絡安全。

本報告介紹了針對軍事系統和平臺量身定制的網絡安全評估方法，該方法由 RTG 團隊成員合作開發，并建立在他們的經驗和專業知識之上。團隊成員已經使用的流程被共享、分析、集成和擴充，以產生本報告中描述的流程。本報告的目標受眾是愿意評估和減輕其軍事系統的網絡安全風險的決策者。

圖一：網絡安全評估過程的五個主要步驟。

報告結構

第 2 節介紹了 RTG 團隊在其存在的三年中用于開發流程的方法。第 3 節列出了可以應用該過程的系統的一些特征。最后，第 4 節描述了評估流程，而第 5 節總結本報告。

執行總結

軍事平臺比以往任何時候都更加計算機化、網絡化和受處理器驅動。這導致增加了網絡攻擊的風險。然而，這些平臺的持續穩定運行對于軍事任務和公共安全的成功至關重要。

絕對的網絡安全是不存在的。必須通過迭代風險評估持續管理網絡安全。傳統 IT 系統存在許多網絡安全風險管理框架和流程。然而，在軍事平臺和系統方面，情況遠非如此。本文檔介紹了針對軍事系統量身定制的網絡安全風險評估流程。該流程由北約 IST-151 研究任務組 (RTG) 活動的團隊成員開發，該活動名為“軍事系統的網絡安全”。該過程可以應用于傳統的 IT 和基于固件的嵌入式系統，這些系統在軍事平臺和系統中無處不在。

工業人工智能 (AI) 是人工智能在工業中的應用，是第四次工業革命中價值創造的主要貢獻者。人工智能正被嵌入到廣泛的應用程序中，幫助組織獲得顯著的利益，并使他們能夠改變向市場提供價值的方式。

? 本文檔為支持人工智能的工業物聯網系統的開發、培訓、文檔編制、通信、集成、部署和操作提供指導和幫助。它面向來自 IT 和運營技術 (OT)、來自多個學科的業務和技術的決策者，包括業務決策者、產品經理、系統工程師、用例設計師、系統架構師、組件架構師、開發人員、集成商和系統操作員。

該文檔圍繞 IIC 工業互聯網參考架構中的架構觀點構建，即業務、使用、功能和實施觀點。該文件討論了推動人工智能采用的商業和價值創造考慮因素。它還詳細闡述了人工智能的使用、工業用例以及與之相關的道德、隱私、偏見、安全、勞工影響和社會問題。在技術方面，該文檔描述了與 AI 相關的架構、功能和數據注意事項，并討論了各種實施注意事項，例如性能、可靠性、數據屬性和安全性?。

人工智能的采用將在行業中加速。鑒于計算能力的快速增長、可用于訓練的數據的更廣泛可用性以及算法的日益復雜，人工智能技術將繼續發展。當前的 IT 標準和最佳實踐必須不斷發展，以解決 AI 本身的獨特特征以及與 IIoT 系統的安全性、可靠性和彈性相關的具體考慮因素。此外，人工智能技術的日益成熟將幫助人們認識到它的好處遠遠超過它的風險。 AI 標準生態系統也將繼續發展，例如 ISO/IEC JTC 1/SC42 正在進行的標準工作，為 JTC 1、IEC 和 ISO 委員會制定 AI 標準提供指導。

基于這些趨勢，毫無疑問，人工智能將繼續推動技術和功能上的可能性，因此預期合理的事情將同樣發展。對技術的態度和對其使用的商業期望也將繼續發展。

未來，我們可以期待使用人工智能技術成為常態，而不是例外，考慮到這項技術的社會效益，“不使用人工智能”最終可能會成為不負責任的做法。

美國軍方和情報界對開發和部署人工智能 (AI) 系統以支持情報分析表現出興趣，這既是利用新技術的機會，也是應對不斷激增的數據過剩的解決方案。然而，在國家安全背景下部署人工智能系統需要能夠衡量這些系統在其任務背景下的表現。

為了解決這個問題，作者首先介紹了人工智能系統在支持智能方面可以發揮的作用的分類法——即自動分析、收集支持、評估支持和信息優先級——并提供了對人工智能影響驅動因素的定性分析。每個類別的系統性能。

然后，作者挑選出信息優先系統，這些系統將情報分析師的注意力引導到有用的信息上，并允許他們忽略對他們無用的信息，以進行定量分析。作者開發了一個簡單的數學模型來捕捉此類系統的錯誤后果，表明它們的功效不僅取決于系統的屬性，還取決于系統的使用方式。通過這個練習，作者展示了人工智能系統的計算影響和用于預測它的指標如何用于描述系統的性能，以幫助決策者了解其對情報任務的實際價值。

報告指出，目前存在多種描述人工智能系統性能的標準方法，包括通常被稱為“精確度”、“召回率”和“準確率”等指標，但這些標準并未提及該系統對其所支持任務的影響。在準確率與情報任務成功之間沒有明確關聯的情況下，只能依據情報任務的完成水平對系統有效性作出臨時判斷。基于此，報告作者將人工智能系統在情報分析過程中可發揮的功能分為四大類，分別評估每項功能的錯誤輸出可能會對結果產生的影響，從而理解“人工智能系統性如何影響情報分析的有效性”。

按照情報周期的組織過程，報告將人工智能系統可在該過程中發揮的作用分為四大“系統功能模塊”，分別是提供評估支持、自動分析、優先信息和收集支持。報告為每個功能模塊設計了函數模型，以詳細推演其在情報過程中的作用。

通過對“從任務到系統”的追溯性推演評估，報告得出兩個一般性結論：首先，在部署人工智能系統前，制定與符合實際情況優先級的情報監測指標十分重要，這一工作應以評估系統部署的實際影響力為指導；其次，系統的有效性不僅取決于系統屬性，還取決于如何使用。

研究問題

• 人工智能系統的性能衡量指標如何與情報分析的有效性相關聯？
• 人工智能如何用于支持智能過程，既反映在真實系統的開發中，也反映在可能尚未開發的假設系統中？
• 研究人員如何對智能過程進行建模，以確定位于該過程中的人工智能系統如何影響它？
• 存在哪些衡量 AI 系統性能的指標？

主要發現

使用與實際優先級不匹配的指標會掩蓋系統性能并阻礙對最佳系統的明智選擇

• 度量選擇應該在系統構建之前進行，并以估計系統部署的實際影響為指導。

有效性，以及衡量它的指標，不僅取決于系統屬性，還取決于系統的使用方式

• 決策者需要考慮的一個關鍵因素是，除了用于構建系統的資源之外，還有多少資源用于任務。

建議

• 從正確的指標開始。這需要詳細了解 AI 系統的使用方式，并選擇反映該使用成功的指標。
• 定期重新評估（和重新調整）。由于系統周圍的世界在部署后繼續發展，因此系統評估必須繼續作為定期維護的一部分。
• 系統設計人員擁有一套完善的衡量 AI 系統性能的指標，熟悉這些傳統指標將在設計新系統或維護現有系統的過程中簡化與專家的溝通。
• 進一步研究評估人工智能系統有效性的方法。