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在作戰環境日益復雜的時代，先進機器和自主系統的集成有可能重塑未來戰爭的實施方式。隨著軍事理論轉向多域作戰，以應對多極世界和大規模沖突的回歸，軍隊必須創新其維持戰略，以滿足現代戰爭的復雜需求。這一發展對于增強軍隊的機動性、應變能力以及在有爭議和動態沖突地區支持分散、聯合和技術一體化部隊的能力至關重要。在這方面，人機協同（HMT）和人機自主協同（HAT）這兩個新興范例尤其具有發展前景，它們將人類的適應性與自動化和機器人技術的精確性和效率相結合，在各種軍事后勤和醫療活動中具有變革潛力。雖然這兩個概念涉及維持網絡的不同方面，但它們協同合作，有望更快地為關鍵支持功能提供更強大、更準確的解決方案。

因此，本文探討了這些范例在重新定義歐洲陸軍前方維持行動方面的潛力，強調了它們在軍隊（再）補給、戰場維修/維護和醫療支持服務方面的作用。本文強調，雖然這些創新會帶來挑戰，包括技術限制和行動整合障礙，但歐洲軍隊必須適應并為未來鋪平道路，在未來，人類專長和自主能力將相互促進，以維持任務并確保行動效力。

有關軍事人工智能（AI）系統的國際治理討論經常強調透明度的必要性。然而，透明度是一個復雜的、多層面的概念，在有關負責任地使用人工智能的國際辯論和文獻中，人們對它有不同的理解。它包括可解釋性、可解釋性、可理解性、可預測性和可靠性等方面。這些方面在國家確保系統透明和負責任的方法中的體現程度仍不明確，需要進一步調查。此外，在軍事人工智能應用中實現透明度還面臨一些挑戰。首先，該技術固有的不透明性會使決策過程難以追蹤和理解。其次，軍事機構更有可能采取自愿性的透明措施，重點確保操作人員對系統功能有一個總體的了解，而不完全涉及問責的細微差別。此外，各國技術能力的差異表明測試和培訓標準參差不齊，使對人的決策和問責的評估更加復雜。最后，鑒于國防和國際安全的敏感性，軍事人工智能系統預計將保持高度機密，使外部評估變得困難。本文提出了克服這些挑戰的途徑，并概述了一個全面透明的框架，這對于在軍事環境中負責任地使用人工智能至關重要。

在有關負責任地將人工智能用于軍事目的的國際討論中，透明度經常得到強調。透明度也是民用領域人工智能倫理原則的核心問題（Jobin、Ienca 和 Vayena，2019 年）。然而，透明度的概念差異很大。對一些政府來說，透明度意味著國家要披露一些有關各種系統的測試、評估和運作的信息。對另一些國家而言，這意味著軍事人工智能系統必須對本國軍隊足夠透明，并確保指揮官了解其運作情況，并能在這些系統產生錯誤或不可預測的輸出時進行干預。因此，對透明度的理解通常是 “系統的可理解性和可預測性”（Endsley, Bolte and Jones 2003, 146; National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine 2022）。然而，隨著各國開始實施負責任的人工智能原則，這些對透明度的不同解釋將變得更加重要，這仍然是一個挑戰。這些原則對于確保軍隊負責任地使用人工智能和自主系統尤為重要。

在烏克蘭和加沙等當代沖突地區的實踐中，讓軍事指揮官了解人工智能系統的承諾已經受到挑戰，原因在于技術的性質、現成技術的使用，以及缺乏明確的指導方針來說明需要在多大程度上了解人工智能系統。此外，對于正在使用的人工智能系統的類型和復雜程度及其如何運作，也缺乏更廣泛的披露。值得注意的是，以色列國防軍（IDF）在加沙使用的人工智能目標生成和決策支持系統引起了人們的關注，因為調查報告公布了這些系統的使用情況，導致人們對其功能產生了更多疑問（亞伯拉罕，2024；戴維斯、麥柯南和薩巴格，2023）。然而，以色列幾乎沒有提供關于這些系統如何運作的信息，而且該國一直辯稱，它沒有使用人工智能系統在沒有人類參與的情況下自主選擇目標（Varella 和 Acheson 2024, 5）。對有關以色列系統的報道感到震驚的人們認為這些保證并不充分。軍事領域人工智能和自主系統的透明度還涉及到一定程度上獲取系統信息的能力，理想的情況是讓這些系統接受評估或審計，最好是由信譽良好的第三方進行評估或審計。這種廣泛的評估和審計雖然可能在內部進行，但不太可能在外部進行。因此，需要創造性地制定全球層面的信息共享和建立信任措施。

在尋求建立對透明度的更深入理解，以滿足國際管理機構以及技術和操作要求時，會出現幾個問題。軍事指揮官是否需要了解人工智能系統的每個節點是如何連接的？是否可能或需要足夠深入的了解？人類操作員或作戰人員對什么程度的理解才足以確保他們對人工智能系統輔助或執行的行動承擔明確的責任？此外，各國政府之間需要共享哪些信息，以確保人們對負責任地使用人工智能和自主系統充滿信心？

隨著軍隊越來越多地在征兵、訓練、后勤、設備維護、監視和瞄準等各種功能中使用人工智能系統，這些問題變得更加重要（Grand-Clément，2023 年）。不同的用途對透明度會有不同的要求，這些要求服務于不同的功能，并滿足不同治理層面的道德和法律要求。對于某些用途，如招聘等被描述為 “后端 ”辦公功能的用途，其要求將主要集中在確保公平和隱私，以及滿足有關雇用個人的各種國內法律（Taddeo 等，2019 年）。在另一端，也是本文最關注的是高風險應用，如在與武力部署相關的決策支持中或在武器系統中使用人工智能系統，具有不同程度的自主性。這些要求將更加嚴格，需要符合內部和國家標準以及國際法律要求和管理機制。后一個問題雖然對國際安全尤為重要，但由于固有的安全考慮，仍然是最難解決的問題。

在全球范圍內，人工智能和自主性軍事應用的透明度面臨幾個關鍵障礙。首先，技術本身的復雜性，特別是隨著系統變得越來越先進、不斷學習和發展，確保其可理解性在實踐中具有挑戰性。關于系統在多大程度上需要可被人類解釋和解讀，以及部署系統的人員需要在多大程度上理解系統，目前正在進行積極的討論。此外，人工智能的雙重用途性質以及商業現成技術和工具的使用（如在烏克蘭使用的情況），可能會引入未經國防背景充分測試的系統。其次，雖然軍方更傾向于承諾采取透明措施，確保操作人員了解系統，但更廣泛的透明度或允許對這些系統進行外部評估仍然具有很大的挑戰性。第三，與此相關的是，出于國家安全的考慮，軍事人工智能系統往往受到嚴密保護。這種保密性會阻礙各國分享有關各種系統能力的信息的意愿。這種趨勢在對抗性較強的國家尤為明顯，因為由于擔心泄露機密技術可能為其他國家行為者提供技術優勢，有關軍事人工智能系統運作的透明度不太可能被共享。因此，透明度往往與國家安全相沖突（Etzioni，2018 年）。

本文探討了實現軍事人工智能系統透明度的可行性，明確了相關挑戰，并提出了開發有效透明度機制的途徑。本文首先探討了透明度的不同定義，從技術理解到國際安全治理。然后討論了這些不同的方法是如何在軍事人工智能治理的討論中出現的。根據這些不同的觀點，本文提出了國際治理機制應考慮的全面透明度方法的要素。最終，在最令人關注的軍事人工智能應用（如與使用武力有關的決策）中，透明度機制還需要一套分層的治理承諾和建立信任措施。這些措施應包括具有法律約束力的明確承諾、自愿措施和信息交流。最后，人工智能的許多軍事應用很可能仍處于保密狀態。然而，在對全球安全具有最重大影響的應用方面達到令人滿意的透明程度，將大大加強全球穩定。

北約一直在調整美國陸軍的多域作戰（MDO）概念，使其能力更好地適應 21 世紀第二個十年國家對國家沖突威脅的回歸。雖然多域作戰的定義需要時間來整合，但這些定義在尋求一種能力方面是一致的，這種能力可以在需要作戰的情況下開展行動，而這種作戰不僅僅涉及三個傳統領域（海、陸、空），還包括太空和網絡空間作戰。反過來，北約的這兩個新領域也意味著不僅要與北約各國的軍事部門合作，還要依靠其他政府部門、機構和社會的能力。據估計，在這些領域，與其他行為體的接觸已經超過了國家間良性競爭的門檻。如何指揮和控制這些行動，同時也困擾著聯盟，甚至其聯合部隊司令部的 “聯合性”也仍在不斷成熟。現有的概念，如 “支持/支援相互關系”（SSI），已被認為是在一定程度上支持 MDO 的手段，因為它提供了一種機制，可使在單個領域但往往在更多領域行動的能力擁有授權的同級指揮部以一種可在多個領域同步的方式進行互動。

本文將分析這些發展的歷史，重點關注用于推動變革的機制，以及聯盟為在條令和流程中成熟和實現 MDO 和 SSI 而必須面對的挑戰。將指出 SSI 的一些局限性，表明 MDO C2（因為它似乎依賴于 SSI 的應用，并涉及非軍事行為體）仍是一個持續的挑戰。分析將表明，北約 MDO C2 的成熟受到教育和培訓、任職周期的變化、組織文化等因素的限制，以及阻礙深度合作的因素，而深度合作可使多領域行動者之間的互動模式無縫銜接。為此，本研究為 C2 能力治理提供了一個有價值的用例。

本文是對 “C2 能力生命周期治理 ”的又一貢獻，該文件即使不能提供最佳實踐準則，至少也要提供此類準則的原則，以便將 C2 作為一種能力進行治理。自 2021 年以來，該 RTG 已在本論壇上發表了多篇論文，內容涉及 C2 的定義、未來戰略環境、C2 能力建設者的觀點以及此類治理所面臨的挑戰等多個方面。本文提供了一個案例研究，在其中反思了北約在多大程度上成功轉變了其 C2 安排，以實現 “多域作戰”。本文認識到，北約的這一變革仍在進行中，因此本文只是這些發展的一個有時限的縮影。但這與作為 RTG 一部分提出的其他案例研究是一致的，所有這些研究仍是未完成的項目。RTG 存在的理由是探討為什么北約和伙伴國的 C2 現代化項目進行了幾十年，卻鮮有成功案例。然而，其中許多國家內部都在積極尋求從過去的經驗中吸取教訓。因此，記錄這些案例研究--即使是未完成的項目--將有助于深入了解 C2 治理最佳實踐守則的原則。

本文結構如下。下一節將回顧多域作戰（MDO）的歷史及其前身概念，包括聯合概念。然后，將解釋支持/支援相互關系（SSI）概念，北約正尋求通過該概念實現多域作戰的 C2 安排，即多域作戰 C2。

北約作戰頂點概念，北約向 2040 年轉型

2023 年 5 月，北約發布了北約作戰頂點概念（NWCC）的非機密版本，機密概念已于 2021 年獲得批準。該概念有助于北約加強威懾和防御態勢，并提出了通過不斷調整軍事力量工具來維持和發展北約決定性軍事優勢的愿景。“北斗星”（North Star）是對 2040 年理想狀況的展望，其指導下的戰爭發展詳述于以下五個所謂的戰爭發展要務：認知優勢、分層復原力、影響力和力量投射、跨域指揮和多域綜合防御。這些要務共同為盟國提供了一種手段，使其國家概念和能力發展努力與聯盟的政治和軍事戰略目標保持一致。戰爭發展議程（WDA）為這一發展提供了方向和凝聚力。該議程為期二十年，與北約防務規劃進程密切相關。戰爭發展議程將按 5 年規劃增量執行，并將由盟軍司令部轉型管理，由軍事委員會控制和北航監督。該世界發展議程于 2022 年獲得批準。

跨域指揮概念，改變 C2 直到 2040 年

因此，從長遠來看，跨域指揮概念（CDCC）將成為北約內部 C2 變革的主要推動力，以促進有效的 MDO。其目的是協調成功，并為 2040 年的 C2 提供一個長期的概念視角。目前的概念草案摒棄了集中控制模式，強調跨域協作。倡導任務式指揮文化，使指揮官能夠協調跨域活動，并賦予作戰人員更接近行動的決策權。該概念還完善了 “協調 ”和 “同步 ”這兩個 MDO 概念中的關鍵術語。最新的概念草案版本提出了以下愿景： 跨域指揮提供最有效的決策，以應對復雜、動態和有爭議的情況。這種與領域無關的指揮演變強調授權和指揮靈活性，在這種情況下，跨作戰領域的協調行動將是無縫和迅速的。

預計軍事委員會將在 2024 年底前批準 CDCC。如前所述，CDCC 和 NWCC 都需要管理。或者說得更好些：需要對整個 WDA 進行管理，確保 WDI 并行發展，并作為一個整體結合在一起，從而將北約轉變為其希望在未來成為的作戰系統。在目前的設置中，北約的盟軍指揮作戰（ACO）方面似乎沒有過多地參與其發展。這表明當前的作戰人員與戰爭發展進程脫節。

MDO 概念，改變 C2，直至 2030 年

在較短時期內，北約正在制定多域作戰聯盟概念（MDO 概念），該文件于 2023 年 3 月獲得批準。該概念的重點是在 2030 年之前實施多域作戰。在 MDO 概念本身中，關于多域指揮與控制的一段也提到了 CDCC，但也提到了 “綜合多域架構概念”。MDO 概念中指出，（MDO）C2 要求以更靈活的跨域方法處理 C2 關系，并在軍事指揮官和非軍事行動者之間開展更廣泛的合作。如果軍隊要了解、利用和同步不直接隸屬于北約 C2 的能力，這種方法被視為至關重要。MDO 概念包含一個 MDO 實施路線圖，展示了到 2030 年實現 5 個目標的路徑，其中之一是多域 (MD) 指揮與控制。這一目標將通過一系列活動來實現，包括起草北約范圍內的 “C2 建議”、改變目前 SHAPE 的組織結構、有意識地利用演習進行戰爭開發，并使 SHAPE 做好準備，發揮其作為作戰總部的作用。然而，由于種種原因，MDO 的實施路線圖并不總是得到充分的管理或治理，不過可以從北約的現有資料中找到一些最新信息。

2022 年夏天，SHAPE 質疑自己是否已準備好 “保衛每一寸領土”。這個令人不安的問題引發了一個 “老虎小組 ”的成立，從而使轉型的規模超出了總部（SHAPE）的范圍，擴展到整個 ACO。所開展的活動包括編寫 C2 評估報告，以及舉辦一系列信息靈通的研討會，如由國家指揮中心和國家空軍代表參加的 ACO 作戰會議。參謀部副參謀長（VCOS）的高層參與旨在正確識別、知情討論和迅速實施所需的變革。在 SHAPE 內部，計劃管理小組（PMT）負責監督、管理實際進展情況，并通過這些變革發現新的挑戰。最近，項目管理小組與 SHAPE 的其他項目小組合并為戰略行動小組 (SIG)。SHAPE 和 NCS 的緊迫感促進了變革的快速實施。因此，就短期變革而言，治理和管理已經到位。但反復出現的問題是，如何克服遺留的 C2 結構和觀念，如何實施持久變革并使 C2 治理制度化。

軍事后勤是一個專門領域，涉及軍事力量的調動、供應和維護的規劃和執行。它涉及物資的設計、開發、采購、儲存、分配、維護、疏散和處置以及人員運輸等行動。軍事后勤還包括設施的購置、建設、運行、維護和處置，以及衛生和醫療服務的提供。從本質上講，軍事后勤包括物資和人員的生成、運輸、重新部署或重新分配所涉及的所有流程和系統。

人工智能及其負責任和合乎道德的軍事使用

人工智能和 ML 不僅在減輕后勤挑戰方面具有巨大潛力，而且在將后勤轉變為高效、準確和具有成本效益的運作方面也具有巨大潛力。根據其能力和發展，人工智能可分為以下幾個階段：

• 人工智能（Artificial Narrow Intelligence，ANI）：在人工智能階段，機器被訓練來執行特定或單一的任務，就像今天的機器一樣。例如，經過訓練的機器學習模型可將胸部 X 光片分為肺結核陽性和陰性。

• 人工通用智能（AGI）： 在 AGI 階段，機器被訓練來執行一般任務，因此表現出與人類相同的智能水平。

• 人工超級智能（ASI）： 在人工智能階段，機器的認知和推理能力超過人類。

機器學習（ML）是對計算機算法的研究，這些算法可通過經驗和數據使用自動改進自身。ML 算法基于樣本數據（也稱為訓練數據）創建模型，以便在沒有明確編程的情況下進行預測。ML 算法主要分為以下幾種類型：

• 監督學習： 監督學習是 ML 的一種類型，涉及學習一個函數，該函數利用輸入輸出對實例將輸入轉換為輸出。它從包含一組訓練實例的標記數據中推導出一個函數。

• 無監督學習： 相反，無監督學習是從無標簽數據中學習模式的一種算法。

• 深度學習： 深度學習（Deep Learning，DL）是基于人工神經網絡（Artificial eural etworks，As）的多種 ML 技術之一，它模仿人腦中的生物神經網絡。深度學習尤其適用于從非結構化數據（包括圖像、視頻、音頻和文本）中學習復雜的模式。

• 強化學習： 強化學習（RL）是人工智能和優化的一個跨學科領域，研究的是智能體如何在動態環境中運作，以最大限度地提高累積獎勵。

數據是 ML 算法的燃料。優質、干凈的數據，包括結構化數據（表格）和非結構化數據（文本、圖像、音頻、視頻），對于訓練和評估 ML 模型至關重要。印度陸軍的后勤數據由不同的組織/局掌握，如信息系統總局（DGIS）： 管理信息系統組織 (MISO)、武裝部隊醫療服務總局 (DGAFMS)、電子和機械工程師總局 (DGEME)、供應和運輸總局 (DGST) 以及軍械服務總局 (DGOS)： 計算機化庫存控制組（CICG）。這些自有數據可進行系統化處理和轉換，供用于預測分析的 ML 算法使用。這將推動物流決策過程從流程驅動轉變為數據驅動，從而提高準確性、效率并節約成本。

負責任的人工智能（RAI）被描述為以合乎道德、值得社會信賴的方式開發和使用人工智能（Rouse，2023 年）。它包括一系列技術，可確保以合乎道德和法律的方式構建、部署和使用人工智能系統。因此，合乎道德地使用人工智能與負責任地使用人工智能密不可分。負責任的人工智能是人工智能治理的一個新興領域，“負責任 ”一詞涵蓋了道德和民主化兩個方面（Gillis，2021 年）。負責任的人工智能遵循公平、透明、非惡意、問責、人類監督和道德等原則。公平意味著人工智能系統不帶偏見，不歧視個人。透明的人工智能系統向所有利益相關者提供可解釋的輸出和預測，而不僅僅是一個黑盒子。這些系統的數據是透明的，包括數據來源、收集機制和開發方法。人工智能系統的設計和開發不應有任何有害意圖，并應由人類監督，必要時可進行干預。RAI 系統必須遵守數據隱私、許可證合規性和社會價值觀等原則。RAI 指的是指導設計、開發和維護 RAI 系統的框架和原則。

人工智能幾乎在軍事的每一個領域都有廣泛的應用。已經部署的幾個軍事人工智能系統徹底改變了其目標領域，而許多變革性系統仍在開發之中。至關重要的是開發這些系統背后的動機，以及這些人工智能系統是否遵循負責任和合乎道德的使用準則。雖然軍事人工智能系統可能沒有固有的偏見，但區分敵方和友軍是一個基本的設計要求。軍事人工智能系統必須對數據的完整性及其收集來源保持透明。收集到的數據必須由軍事領域專家進行清理、轉換和標注，然后再輸入 ML 算法。軍事人工智能系統的所有利益相關者都應對系統做出的決定和采取的行動負責。在設計軍事人工智能系統時，應設置 “人在環內”的檢查機制，以便在必要時進行嚴格控制。軍事指揮官根據人工智能系統的建議或預測所采取的行動或做出的決定必須由指揮官本人負責。最后，軍事人工智能系統應尊重并遵守國際人道主義法，包括數據隱私問題（使用匿名數據集可在一定程度上緩解這一問題），盡管維護社會價值觀仍將是一項挑戰。

結構

本文分為五個部分。每個部分都總結了在軍事后勤相關子領域開展研究的收獲。第 1 節討論了印度陸軍從預防性維護過渡到預測性維護的必要性。它強調了預測性維護在延長設備正常運行時間和降低維護成本方面的益處。第 2 節探討了將人工智能納入軍事供應鏈管理的潛在好處，重點是需求預測和運輸路線優化。第 3 節探討了人工智能改造軍事醫療系統的潛力，重點關注臨床決策支持系統 (CDSS)、疾病診斷決策支持 (DDDS)、傷員分流、心理健康和自我保健。第 4 節強調了在印度陸軍中建立數據驅動文化對改善軍事后勤支持行動決策的意義。它強調了數據驅動決策（DDMM）的重要性，以及如何將其納入軍事決策過程（MDMP），以提高決策準確性、資源利用率和節約成本。最后，第 5 節包含了將人工智能融入軍事物流若干子領域的關鍵建議，如預測性維護、需求預測、運輸路線優化和醫療保健。它還就在印度陸軍后勤保障行動中建立數據驅動決策的支持基礎設施提出了建議。

圖：預測性維護： 總體架構

隨著人工智能（AI）領域的飛速發展，這些技術的變革潛力對國家和國際安全產生了深遠的影響。因此，全世界的政策制定者和監管者越來越認識到，迫切需要超越國界和個人利益的共同理解，尤其是在人工智能應用于安全和國防領域的情況下。

然而，國家和非國家行為者之間在人工智能、安全和防衛方面缺乏既定的全球合作框架，這構成了一項重大挑戰。這種共同治理的缺失導致技術進步不協調和各自為政，給國際和平與安全、穩定和繁榮帶來嚴重后果。然而，各國與非國家行為者合作的愿望日益強烈。各國認識到，這種參與至少可以為治理方法和解決方案提供信息，并確保其制定、采納和實施都有據可依。此外，它還可以確保行業、民間社會組織、研究、技術和科學界以及學術界的認識和支持。

高層也有同感：聯合國秘書長在其《和平新議程》中強調，必須 “確保工業界、學術界、民間社會和其他部門的利益攸關方參與 ”制定 “關于通過多邊進程設計、開發和使用人工智能軍事應用的規范、規則和原則”。因此，迫切需要建立、促進和支持一個獨立、中立和可信賴的平臺，該平臺將促成多方利益攸關方對話，并為軍事領域負責任地開發、獲取、部署、整合和使用人工智能技術孵化治理途徑和解決方案。

• 優先領域 1：建立知識庫

通過跨地區、跨學科和多方利益相關者的投入，在軍事領域建立一個共享的、堅實的人工智能知識庫。

• 優先領域 2：建立信任

建立對技術和他人的信任

• 優先領域 3：人的因素

解讀人工智能系統在軍事領域的開發、測試、部署和使用中的人的因素

• 優先領域 4：數據實踐

了解和解讀軍事領域負責任人工智能的數據實踐

• 優先領域 5：生命周期管理

了解人工智能系統的生命周期影響（包括生命周期的終結），在軍事領域推廣負責任的人工智能

• 優先領域 6：不穩定

了解與人工智能有關的破壞穩定問題的驅動因素、手段、方法和應對措施，包括人工智能系統促成、誘發和倍增的破壞穩定問題

什么是 DMO？

分布式海上作戰（DMO）是美國海軍的作戰概念。然而，各軍種對這一概念的解釋不盡相同，需要更具體地說明它側重于哪些作戰方法。雖然該概念將大規模火力和決策優勢作為核心主題，但 DMO 缺乏足夠的連貫性和具體重點，無法有效指導海軍的發展。

DMO 偏離了海軍的傳統運作方式。在過去幾十年中，海軍會將部隊集中編隊應對高端威脅，或將編隊分解為獨立資產應對低端威脅。DMO 中的分布是指將戰艦向外擴散，范圍更廣，但仍要統一行動，主要以高端作戰為重點。DMO 是一種艦隊級別的作戰概念，與近幾十年來以打擊群為中心的作戰規范相比，其核心是在更廣闊的地域范圍內進行更高級別的指揮。

為什么是 DMO？

分散海軍力量的愿望既是防御性反應，也是進攻性演變。

從防御角度看，分布旨在通過對打擊前的瞄準過程施加更多摩擦來提高生存能力。大國擁有大量的傳感器和反艦火力，而分布則是為了防止這種感知最終導致決定性的打擊。分布是一種非對稱方法，通過采用非傳統的機動和兵力態勢計劃來規避對手的感知和火力。

在進攻方面，分布式作戰能使美軍更好地利用聯合部隊正在出現的新型反艦能力。各軍種目前都在采購遠程反艦導彈，并將新發現的反艦火力引入尚未開發的廣泛兵力結構，包括水面戰艦、潛艇、轟炸機和陸基部隊。這將在關鍵方面與大國展開競爭，并為聯合部隊提供大規模火力攻擊的新選擇。

通過海上欺騙削弱決策

欺騙是針對決策進行分配的天然伙伴。欺騙行動和能力應成為 DMO 方法的基石。這些能力可包括無人系統和誘餌導彈，幫助對手超負荷感知。通過夸大與敵方接觸的次數，欺騙可以幫助彌補部隊組建方面的挑戰。這些能力比它們所復制的平臺更經濟實惠，而且可以廣泛分布于現有的部隊結構中。

利用分布式指揮強化決策

分布式部隊仍可能由高度集中的指揮結構指揮。海軍應考慮通過建立更多的遠征和海上作戰中心（MOCs）來分散指揮要素。海軍還可以通過使具有相當指揮控制（C2）能力的平臺在網絡有爭議時承擔某些指揮職能，從而更好地分散指揮力量。E-2、F-35 和 P-8 等空中平臺尤其適合擔當后備聯合火力整合者的關鍵角色。

作戰學習

海軍調查和實施 DMO 的能力在很大程度上取決于該軍種的作戰學習系統。該系統需要改革，以更好地將概念轉化為戰術發展計劃的具體更新，以及作戰人員的培訓和教育。這一系統也需要改革，以便在 DMO 的總體框架下，有意識地將海軍孤立群體的作戰發展融入艦隊層面的方法中。海軍各兵棋推演中心應專門開設強化兵棋推演課程，并增加人員編制，以在短期內顯著提高其作戰技能。

圖：在路易斯安那州巴克斯代爾空軍基地的彈藥儲存區，兩個微型空中發射誘餌（MALD）并排放置。MALD 上載到 B-52H “平流層堡壘 ”后，可在飛機飛行時重新編程。MALD 被編程為運行幾條不同的航線，以便機組人員在敵方領土飛行時有更多選擇

在有文字記載的歷史上，沖突一直不斷發生。沖突所需的基本政治目標和催化劑通常分為六大類：安全、宗教、意識形態分歧、自決、戰略目標和領土/資源。隨著技術的發展，進行沖突的戰術、技術和程序（TTPs）也相應地進行了調整。雖然戰術、技術和程序有所調整，但由此造成的對基礎設施的破壞和毀壞卻始終如一。美國的同級和近級競爭對手正在部署多層次系統，以同時在太空、網絡、空中、海上和陸地等多個領域作戰。為了維持友好作戰，美國面臨著擊敗這些旨在跨多領域作戰的多層系統的挑戰。人工智能和機器學習等新興技術有可能打敗這些多層系統，并從根本上改變沖突的進行方式。

本報告的第一部分解釋了多域作戰（MDO）以及多域作戰環境中的移動和機動。接下來，報告舉例說明了從第一次世界大戰以來的城市沖突和最近的自然災害對基礎設施造成的破壞和毀壞。無論在哪個時期，沖突和自然災害的結果都是相似的。人工智能/機器學習的討論貫穿始終。最后一部分定義了當前美國陸軍人工智能創新研究所（A2I2）的生態系統。

A2I2 將采取綜合戰略，加快陸軍 MDO 對人工智能的基本理解、開發、培訓、測試、實驗和過渡。該戰略旨在發展由以下人員組成的團隊：1）來自 ARL（包括開放校園和擴展校園）的陸軍 AI/ML 研究人員；2）來自學術界和工業界的研究人員；3）跨學科技術團隊，負責收集用于培訓和測試的獨特數據集；4）跨學科團隊，包括用戶社區，負責規劃和執行在現實環境中代表 MDO 的實驗；5）過渡合作伙伴，負責將 AI 模型部署到適當的平臺。

陸軍一直認為有必要將其決策建立在行之有效的作戰研究方法的基礎上，這些方法旨在為指揮部提供決策過程中的替代方案，從優化戰役到戰略評估和成本經濟學。戰斗傷亡是軍事行動研究的一個主題，它應用數學模型來量化勝利與失敗的概率。特別是，已經提出了不同的方法來模擬戰斗過程。然而，這些方法都不能為高層指揮提供足夠的決策支持。為了克服這種情況，本文提出了一個顛覆性的框架，它克服了傳統模型的大多數局限性，支持最高指揮層的決策：戰略層和戰役層，將確定戰斗力水平的衰減（通常稱為減員（損失））作為評估決策的機制。該框架采用自適應和預測控制工程方法，根據戰斗變化進行動態調整，同時考慮到對手的能力和演習以及產生的效果。此外，它還包括一個學習機制，以改進高不確定性條件下的決策。

引言

蘭徹斯特（Lanchester）在戰斗動力學建模方面的開創性工作[1]啟發了對戰斗抽象發展的重要研究，以支持不確定條件下的軍事決策，追求如何在戰斗中取得優勢。長期以來，蘭徹斯特的原始模型及其不斷演化的擴展模型[2]一直主導著常規陸軍力量平衡的動態評估，被主要機構（如美國陸軍、國防部長辦公室等）用于評估各種問題（如評估戰區平衡[3, 4]、指導武器裝備選擇決策[5]等）。

然而，值得注意的是，蘭徹斯特模型有其重要的局限性，例如，它們只進行了過于簡單的單面處理，而沒有考慮對手的能力，并且不能用于分類交戰[6]。

另一個需要考慮的問題是決策程序所支持的抽象層次。軍事理論通常將指揮層次分為以下三個等級：

1.戰略層次從最抽象的角度研究沖突，從整體上考慮戰爭的最終結果。它涉及軍事力量的整體規劃、資源分配和組織。此外，它還確定并支持國家政策。

2.戰役層面涉及戰役和主要行動的設計、安排和執行。

3.戰術層面在戰場上實施戰役行動。

有趣的是，大多數決策方法，包括非蘭徹斯特的決策方法，都集中在戰術指揮層面[6,7]。換句話說，現有決策系統對作戰和戰略指揮層面的支持不足。

本文提出了一個創新框架，它克服了蘭徹斯特模型的大部分局限性，并支持最高指揮層的決策：戰略層和作戰層。我們的框架應用了自適應和預測控制工程方法，以動態適應戰斗中的變化，同時考慮到對手的能力和演習以及產生的效果。此外，它還包括一個學習機制，以改進高不確定性條件下的決策。

最后，本文報告了我們的框架在克里特島戰役、硫磺島戰役和庫爾斯克戰役中的實證評估。這本身就是一個相關的貢獻，因為大多數關于軍事決策的文獻都缺乏足夠的實驗驗證。特別是，大多數驗證都是按照非現實的假設[8]或依賴于簡單化的編造例子[9]的數學程序進行的。

本文的其余部分按以下順序組織。第2節描述了我們的框架工作，第3節報告了其經驗驗證。最后，第4節提供了一些結論性意見并討論了未來的挑戰。

支持戰役戰略決策的框架

在經典的蘭徹斯特模型之外，還有兩種主要的戰爭分析機制：(i)隨機模型和(ii)確定性模型，其中一 些是傳統的蘭徹斯特模型[10,11]。目前，智能代理等其他方法正獲得巨大發展[12,13]。這些新模型的目的是擴展能力[6,9]和減少以前方法的缺點[14,15]。然而，它們無法成為高層決策的適當基準。

本框架克服了蘭徹斯特原著的局限性，[16, 6]中對這些局限性進行了深入探討，將戰斗視為一個因果過程，該過程根據蘭徹斯特方程的動態變化和外部行動而演變。為此，我們的方法應用了[17]中介紹的自適應和預測控制理論，并結合了不確定性建模技術。我們的方法架構由一系列模塊組成，這些模塊協同工作，確保按照軍事理論協調一致地進行決策。特別是，一組順序階段觸發了適用戰略的定義、不同可能行動方案（COA）的評估和選擇，以及模型對行動演變的適應。

圖中x(t)和y(t)分別表示每一瞬間x部隊和y部隊的戰斗員數量，x(t+1)e和y(t+1)e表示下一瞬間的估計戰斗員數量。

圖1. 我們框架的架構設計。每個模塊都代表了軍事思維的機制，即：(i)評估戰斗事件，以確定應遵循的戰略并選擇完成任務的COA；(ii)確定執行任務所需的資源；最后(iii)適應結果。

實施需要邏輯過程能力，并應模擬從預測到行動的決策過程。在此背景下，我們制定并測試了新的框架（如果其在實際對抗中的應用在性能和一致性方面符合預期，則該框架將是穩健的）。

圖2 新框架中通過順序模型觸發選擇特定COA的主要因素。

圖2顯示了迭代觸發特定COA選擇的基本要素。預測模塊產生預測演變。自適應模塊根據輸出信號（實際情況）與預測信號之間的差異調整組成模塊的參數，并根據最后執行的COA進行適當更新。專家模塊通過調度模塊試圖改變預測模塊所定義的趨勢，從而根據戰斗需要改變行動路線。值得注意的是，設定點與完成任務有關，行動發展時間是操作時間，在最好的情況下，可用的沖突信息數據庫通常以天為單位表示。

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。

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。