“作战云”体系构建初探

罗金亮，宿云波，张恒新

(1.解放军电子工程学院，合肥230037;2.空军指挥学院，北京100091)

0 引言

“作战云”是一种通过战场通信网络互联的弹性作战资源集群，是“云计算”理念在军事领域的全新运用。自美国空军空战司令部迈克·霍斯蒂奇将军于2013年1月首次提出“作战云”一词以来，美军便开始着手对其进行研究，认为其是有效解决“跨域协同”问题的有力手段，且其具备虚拟化、连通性、分布式、易扩展和按需服务等特点，但美至今对“作战云”的概念及构建方式均没有统一、明晰的认识;我军自“云计算”一词于2006年出现以来，便试图将“云计算”技术引入军事领域，以应对信息化进程不断推进所带来的军事信息“大数据”挑战，2013年戴峰教授将“云计算”服务理念融入作战行动，并撰文提出“云作战”理论，认为其是一种将所有分散的相关作战资源迅速、灵活地聚焦于一个或多个目标实施攻击或防御，并在作战任务完成后消散无形的作战行为。但在这“云聚云散”间为“云作战”提供物资基础及力量支撑的是“作战云”，但究竟何为“作战云”，如何构建“作战云”体系在其文中并未涉及。正所谓“皮之不存，毛将焉附?”因此，无论是为有效解决“跨域协同”问题，还是为发展“云作战”提供物资基础，进行“作战云”体系构建问题研究显得十分必要。

1 “作战云”的基本内涵及特点

1.1 “作战云”的基本内涵

“作战云”是指综合运用网络通信技术、虚拟化技术、分布式计算技术及负载均衡技术将分散部署的作战资源进行有机重组而形成的一种弹性、动态的作战资源池。可被“池”化的作战资源通常必须具备快速入网及快速部署能力，以便其在被使用过程中可实时、准确、快速地受领并完成任务，其通常包含数据类资源和实体类资源两大类型。

“作战云”并非是一种凭空创造出来的新兴事物，而是综合运用现代化的技术手段，将原有的作战资源(如情报资源、火力资源及保障资源等)进行创新性的重组所形成的有机整体。它与美军所提的“网络中心化”及我军所提的“基于信息系统的体系化”思想并无本质区别，而是在二者基础之上对作战资源的建设及使用方式进行了相应的继承和创新的发展，主要体现在:一是建设理念上从为我所有到为我所用。随着信息化进程的不断推进，作战方式已由原来的单一行动转为现在的体系支撑、整体联动，某一作战力量的出动将需要其他各类情报、输送、防护及保障等资源的支撑，以达成快速、精确、有效的作战效果。但在当前的作战行动过程中，作战所需的各类资源绝大多数来源于上级配属或本部所有，这种方式将导致资源重复建设、各军种为建立健全相关资源耗费大量精力且各军种间资源不能互通互用等问题出现，“作战云”就是要将对作战资源追求由“为我所有”向“为我所用”转变，将各类作战资源集约化、模块化及池化，此时的部队建设将从追求“合成化”转变为“专业化、模块化”，不再以自身功能全面化来应对未来挑战，而是以专业力量模块化动态组合的形式进行作战，如未来的防空部队甚至可以不配备制导雷达，而是由空中作战飞机通过数据链对发射后的防空导弹实施控制引导;二是使用方式上从按能思用到按需索能。在当前的作战行动过程中，指挥员或作战行动人员往往是根据当前所配属的部队或装备所具备的能力去筹划如何将其运用的更好，使其作战效能发挥到最大，当行动受阻或力量伤亡到一定程度时，便向上级申请并等待支援，但在这“一申一等”间作战时机的错失及力量的伤亡也是难以估量的，倘若随着“作战云”建设的不断发展并完善，对作战资源的使用方式将由“按能思用”转变为“按需索能”，在作战行动过程中指挥员或作战行动人员可以根据自身需求较为便捷、快速地获取相关作战资源，其不再局限于自身所属的资源去思量如何将作战效能最大化，而是着眼全局、面向任务去思考为有效地完成任务需要何种资源并如何运用这些资源，在作战实施过程中，“作战云”甚至可以根据当前态势，预测作战发展趋势并为指挥员或作战行动人员主动推送作战资源，从而实现作战力量间的“自协同”;三是管理模式上从分建分管到统筹统管。当前，世界各国军事力量均进行了相应的军种划分，各军种为确保其在作战行动中能够形成对敌优势，其通常根据自身需求建立相应的作战资源，其中不乏资源重复建设、相似资源无法共享互通及资源紧张时以利己为主等问题出现，“作战云”就是要将作战资源的管理模式由“分建分管”向“统筹统管”转变，以有效破除作战资源各自建设的“壁垒”，实现作战资源“分布一体化、动态共享化”。所谓“统筹”是指根据需求统一筹划作战资源的建设类型、数量及其所拥有的能力等，在统一筹划过程中最为重要的便是全面、准确地估量对作战资源的需求，及符合各军种运用习惯和要求对作战资源的进行虚拟化描述;所谓“统管”是指对通过网络互联的虚拟化作战资源进行统一化、动态化及智能化的管理，管理的内容主要包括作战资源建设、部署、关联、调度及安全等方面的管理。

1.2 “作战云”的特点

“作战云”作为“云计算”理念在军事领域的全新运用，其虽与“网络中心化”、“基于信息系统体系化”理论一脉相承，但同时又具备“云计算”服务的典型特征，具体表现为:

(1)形散力聚。“作战云”通过网络通信技术及虚拟化技术将地理位置高度分散的作战资源进行统一“池”化，通过分布式计算技术对战场各类资源所获取的情报、资源自身的当前状态及资源内部所蕴含的信息等海量战场数据进行关联分析及趋势预测，并利用负载均衡技术对作战资源进行统一调度或按需推送。它能够将战场上大量分散的作战资源迅速聚合以形成一个完整的资源网络，并按照战场当前态势需求进行资源重组、调度、部署及释放，从而有效实现了战场上零散、小型、模块化作战资源的快速聚合、集中释能。

(2)弹性可扩。弹性可扩是“云计算”中“云”的典型特征，这是用户对“云计算”中各类资源需求变化无常的基本要求，同样也是确保“云计算”服务稳固可靠的根本保障。所谓“弹性”是指柔韧、易弯曲，受外力不会被破坏，引申为可适应、可灵活改变的特征。

“作战云”的“弹性”是指在作战过程中，作战资源能根据作战进程的推进、当前的态势及需求的变化等情况进行快速地调整，更多地展现出“作战云”中作战资源的灵活性、适应性及可塑性。“可扩”即为作战资源可扩展，扩展不仅限于在原有的作战资源之上进行同型累加，更多的扩展方式是在相对便捷且适用的位置进行同型异构资源补充，并将该资源进行虚拟化描述扩充进“作战云”中，如需对空中对地突击力量进行补充时，可采用空军航空力量补充也可采用海军航空力量补充。弹性可扩所追求的是作战资源迅速、动态并最大限度地满足作战需求。

(3)面向服务。“云计算”按需服务的理念降低了人们对信息技术使用的门槛，更大程度地满足了人们便捷获取、分享和创新知识的需求，并极大降低了成本。“作战云”有效的继承了“云计算”按需服务的特点，将原有的“人找资源”、“人等资源”转变为“资源为服务”、“资源等人”，使得作战人员能够更为便捷地获取所需的作战资源，分享所有的作战资源以及创新作战资源的运用方式，最大程度地发扬整体作战效能。但同时出于“作战安全”及“作战保密”的考虑，“作战云”中的作战资源不可能实行“按需服务”，其必须在确保安全的前提下，按权限实行“有限服务”。由此可见，在面向不同的对象、不同的时机及不同的安全条件下“作战云”将提供不同的服务，呈现出“面向服务”的特征。

(4)积木重组。“一个特定的组织结构是与在特定的条件下，在特定的时间执行特定的任务相匹配的”，为不断满足变化的任务需求则需要动态的调整其组织机构，但组织机构的重组往往带来业务流程、信息流转及数据交换等一系列问题，由此人们便希望组织机构的重组能像“搭积木”一样选择相应模块进行动态组合。“积木重组”的关键在于其必须具备通用的拼插接口，而“作战云”通过作战资源虚拟化技术和跨机构互操作技术可有效屏蔽同类异构资源和跨机构业务流转的差异，从而有效实现作战资源的快速重组，来满足不同的作战行动的需求，甚至有可能引起作战行动方式的变革。

2 “作战云”体系架构设计

“作战云”可以为依权按需提供弹性作战资源，它的外在表现形式是一系列服务的集合。结合当前“云计算”的应用与研究，并根据军事行动的实际需求，可将“作战云”体系架构划分为资源层、能力层、平台层、应用层及管理层等5 层，如图1所示。

图1 “作战云”体系架构图

2.1 资源层

资源层主要通过虚拟化技术将分散部署的同型异构作战资源进行抽象聚合，以形成各类简明易用且弹性可扩的资源池。其内容主要包括存储池、力量池、通信池等。

(1)存储池主要包含虚拟聚合化的各类存储资源。存储池主要用于存储各类作战数据，既包括结构化数据也包括非结构化数据。

(2)力量池主要包含虚拟聚合化的各类军事力量，主要包括作战力量及保障力量。作战力量资源化是“云计算”服务理念在军事领域运用的重要体现，是全面实现跨域联合作战的必然选择。但并非所有作战力量均可被资源化，由于部分作战力量存在聚集重组难、机动输送慢、效能体现周期长等特点，导致其难以保证按需服务理念的时效性，因此可被资源化的作战力量必须具备模块化、快速化及高效化等能力。

(4)通信池主要包含虚拟聚合化的各类战场通信网络。通信池可根据用户通信等级及当前各网路使用状态，运用负载均衡技术以提高战场通信的稳定性、可靠性以及战场通信网络的利用效率。

2.2 能力层

能力层主要依托资源层所提供的各种作战资源，以作战为目的将其封装成相应的作战能力。具体包括随遇网络接入、分布式数据存储、分布式计算框架、快反式力量部署、网络化集群作战等能力。

(1)随遇网络接入能力主要依托通信池所提供的战场基础通信网、战术互联网及战场Ad Hoc 网络等战场网络通信链路及设备，从而在作战过程中实现快速展开且能以任意方式接入战场通信网络的随遇接入能力。

(2)分布式数据存储能力主要依托存储池所提供的去差异化的存储介质，运用多介质混合存储管理、存储器结构感知的数据管理以及大数据分布式协同存储等技术以实现战场海量数据的存储和管理。

(3)分布式计算框架主要采取面向服务架构(SOA)的设计方法，运用协同分配、同步计算及负载均衡等技术实现大数据分析与计算。

(4)快反式力量部署能力主要依托力量池中作战力量和保障力量的快速机动能力，改变原有的作战力量部署慢或作战力量部署快而保障力量无法迅速跟进的现状，从而实现作战系统的整体快速部署，满足指挥员实时、按需获取作战力量的需求。如2014年5月美军太平洋司令部在阿拉斯加埃尔门多夫空军基地已成功验证了“急速猛禽”的快速部署概念。

(5)网络化集群作战是实现“破敌制胜”这一终极目标的实质性行动，其是在上述四种能力的支撑之下，以作战目标为中心，按需调度空间上分散配置的各种作战资源实现基于速度优势的、多方向的非线式作战。

2.3 平台层

平台层将能力层封装好的能力按作战阶段及流程组合成具体的作战功能，具体包括情报分析、方案生成、态势推送、指挥控制、作战及保障等功能。

(1)情报分析主要通过“云计算”技术将大量情报数据进行情报印证及数据挖掘，从而得到更为真实有效的情报。

(2)方案生成主要根据战场各类传感器所获取的战场综合布势对作战方案库中的方案进行优选重组，并为用户实时主动推送方案。作战方案库中的作战方案主要来源于作战实验、演习及实战等经过实践检验的作战方案，既可收入成功的作战方案也可囊括失败的作战方案，在方案优选重组时，可根据情况类比进行寻优避劣。

(3)态势推送主要运用分布式计算框架对所获取的作战区域内敌情、我情及战场环境等数据进行综合分析，从而形成统一的战场综合态势，而后根据各用户权限、申请、当前状态及其作战行动发展趋势进行态势数据分发。

(4)指挥控制主要通过战场通信网络及随遇网络接入能力，可实现同步式多线指挥、便捷式越级指挥及委托式作战控制以达成自适应协同作战。

(5)作战及保障主要通过快反式力量部署实现作战及保障力量的快速部署，并通过网络化集群作战实现作战行动过程中各种力量的分布式集中释能。

2.4 应用层

应用层由基于平台层提供的作战功能来按作战行动的类型需求进行动态组合所形成的业务模块构成。应用层可进行的业务主要包括战争行动、非战争军事行动及其他业务。

(1)战争行动主要包括进攻和防御等两大类型作战行动。

(2)非战争军事行动主要包括反恐维稳、抢险救灾、维护权益、安保警戒、国际维和、国际救援等行动。

(3)其他业务分析主要包括作战实验、兵力推演及战法验证等。

2.5 管理层

管理层主要对“作战云”各层服务实施管理。所包含的管理功能主要包括安全管理、服务组合、质量管理、部署管理及服务监控等。

(1)安全管理提供对服务的授权控制、用户认证、审计、一致性检查等功能。

(2)服务组合提供对已有“云计算”服务进行重组以形成全新服务的功能。

(3)质量管理提供对服务的性能、可靠性及可扩展性进行管理等功能。

(4)部署管理提供对作战资源的位置实时感知及统筹部署等功能。

(5)服务监控提供对服务的运行状态进行记录的功能。

3 结束语

“作战云”以虚拟化形式存在于战场，具备快速部署能力的作战资源扮演了“云”来“云”往的角色，为作战按需获取资源提供可能、为达成“跨域协同”提供支撑、为实现“云作战”奠定基础。目前“作战云”概念还处于探索阶段，其有效实现还亟待提升战场通信的随遇接入、海量数据的分布存储、异构信息的数据挖掘、作战力量的快速部署等相关能力。

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