美军作战云概念浅析

吴宇航 彭振忠

智能化时代的基础设施和核心架构，将基于物联网、云计算、大数据和人工智能“四位一体”规划设计。云计算是大数据智能分析处理的基础支撑平台，云中共享的软硬件资源和信息可以连接各种物联网终端和设备，云存储为大数据提供记忆和存储空间，同时云计算的并行计算能力又促进了人工智能技术的发展。“云概念”以其互联、高效、共享等特质，正在推动军事领域的重大变革。美空军于2013年率先将“云概念”引入作战领域，提出作战云概念，并迅速得到美国防部、海军及其他军种的认可，以期解决其面临的威胁和挑战，保障美军在未来战争中保持优势。

提出背景

为应对美军重回大国竞争之路的战略需求，美军提出作战云这一概念，以期在未来战争中保持优势。进入21世纪后，美军参与的战争是在其掌握绝对制空权和制信息权的低对抗环境下进行的，未来倘若丧失绝对的空天和信息优势，美军将可能无法保持对战场的控制。美军认为，若想在未来战争中保持持续的战场优势，面临着前所未有的威胁和挑战。

重回大国竞争，对手反介入/区域拒止能力强大。在“对手反进入与区域拒止能力不断提升”的背景下，面对大量“精确制导远程巡航导弹和弹道导弹”威胁，以及中俄日益完善的防空反导体系建设，美军依托天基信息系统、大型海上作战平台、联合指挥控制中心等传统平台的优势不可延续，且容易被对手通过关键平台和关键节点的攻击迅速瘫痪美军作战力量体系。美军现行作战概念相对陈旧，与F-22、F-35为代表的先进武器不相匹配，存在以21世纪的武器和20世纪作战概念进行当下作战的窘境。美军急需新的作战理论来激活新型信息化装备的作战潜能，在保持作战力量同时应对国防预算紧缩的挑战，重拾美军与对手的全面优势。

传统采办滞后，美军武器装备建设弊端凸显不断。在美国“金融危机”“国家安全需求不断增长”等多重因素影响下，美军国防预算逐年递增，美国2021财年国防预算为7405亿美元。首先，面对中俄对手，美军认为国防预算不足以應对未来威胁。美空军前情报主管、第一副参谋长大卫·德普图拉在一份报告中指出，目前美军空中力量主要由老旧的A-10、F-15/16、B-1、B-52飞机和B-2以及少量的F-22、F-35组成，不足以应对21世纪对手的反介入/区域拒止能力，并呼吁要改变方略以应对可用于国防的资源比重下降的挑战。其次，美军现有的采办流程已经不适应当下武器装备和技术发展的现状，传统武器平台研制周期长，面临着装备部队时部分技术落后的现状，以及长周期下的高额研发费用。再次，以信息技术为代表的商用技术发展速度已经超过军事技术的发展速度，更具有适应性和生命力。

“烟囱型”武器平台，美军武器装备体系互通存壁垒。在大量装备F-22先进隐身战机后，美军又先后迎来F-35战机、DDG-1000导弹驱逐舰、福特级航母等高度信息化武器装备，而美军的作战指挥与控制还停留在2003年“自由伊拉克”行动时，高度依赖卫星、预警机等核心装备平台的网络中心战时代。一个个“烟囱型”武器平台形成的信息孤岛是美军进行作战云建设的直接动力。由于F-22和F-35分别配备专用的隐身数据链，即飞行中数据链（IFDL）和多功能先进数据链（MADL），导致这两种机型之间无法顺畅地进行通信。2019年11月，美国空军先进作战管理系统（ABMS）的首席架构师在Defense One举办的会议上宣布，美空军推出新型数据链，支持F-22与F-35共享数据，该数据链将把一个平台发送的信息（比如位置、目标选取等）转换成另一个平台可以处理的格式，这种数据链将支持隐身飞机在不影响其隐身能力的情况下传递重要信息。该数据链每4个月将进行1次升级。但是，这种升级也只是改变了美军两型装备中的互联互通，信息融合的问题仍横亘在各武器平台、各军种之间。

核心内涵与发展历程

根据美国空军空战司令部对作战云的初步构想，将其定义为“作战空间内用于数据分发和信息共享的总体网状网络，每个授权用户、平台或节点透明地贡献和接收基本信息，并能够在整个军事行动范围内利用这些信息”，在这个问题上，作战云本身非常先进——可能是最先进的，作战云并不包括外包数据存储和托管应用程序，也不包括服务器虚拟化，这是商业云的特征，即使这些元素可以实现。最重要的是，它要存储和访问大量的数据，在一个共同的环境中托管在多个不同的数据源上，并提供工具来提取数据传达的相关含义，从多个领域关联数据，特别是使用大数据技术和人工智能。

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，具备虚拟化、连通性、分布式、易扩展和按需服务等特点，为作战按需获取资源提供可能，为达成“跨域协同”提供支撑，为实现作战云奠定基础，其核心理念是海、空、天、网络层的跨域协同，强调多域虚拟存在、高度融合与自然聚散，是实现作战空间内用于数据分发和信息共享。

2014年，美国《航空周刊》发布了作战云构想图，描述了由在轨太空侦察/通信/导航卫星，空中预警机、F-15/16战斗机，海上航空战斗群，与深入对方综合防空系统区的F-22/35隐身战机、RQ-180无人侦察机、新型远程轰炸机（LRS-B）等多维作战单元，共同构建的空中优势云发展远景，更加清晰地展现了美军作战云概念全貌。

2019年12月，法国战略研究基金会对作战云进行了系统性的研究，发表《作战云：未来空中作战系统的关键要素》研究报告，报告对云概念对“未来作战空中系统”的作用，与当前的网络技术的异同，以及它即将呈现潜在的附加值，同时面临的实现它的挑战进行了阐述。

2019年，微软的Azure击败了亚马逊云服务AWS，在公共云资源的激烈竞争中拿下了美国国防部的合约。成为其价值100亿美元、为期10年的JEDI云合同的获胜者。

主要特点与挑战

作战云作为云计算理念在军事领域的全新运用，具备战场信息跨域融合、群组力量分布作战、跨代平台协同增效等典型特征，其主要特点主要表现为以下几点。

一是战场资源动态化、虚拟化。作战云将地理分散的各作战平台、传感器、武器系统、各类数据等战场资源相互链接，构建一个网络化战场资源池。资源池具备分布网络化、虚拟化、动态自组织接入、按需访问等特征，节点之间网络拓扑存在高机动性，每个节点可自由出云入云，且具备输入输出特性，既向云端提供信息与服务，也从云端获取信息与服务，且可根据特定作战任务需求，进行动态资源分配。因此，云端呈虚拟形态，不存在具体形式，但又无处不在。

二是态势信息云融合。作战云的本质是融合，通过网络通信技术及虚拟化技术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，基于云技术实现战场资源整合管控，实现地域、空域、时间域分散的各有源、无源传感器协同探测，完成战场态势实时共享和决策支持，缩短战术决策时间，提升单元要素间的协同能力与整体杀伤效能。

三是作战资源弹性可扩。作战过程中作战资源能根据作战进程的推进、当前态势及需求的变化等情况进行快速调整，更多的展现出作战云中作战资源的灵活性、适应性及可塑性即弹性;可扩即为作战资源可扩展，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。弹性可扩追求的是作战资源迅速、动态并最大限度的满足作战需求。

四是作战资源面向服务。作战云将原有的人找资源、人等资源转变为资源为服务、资源等人，使得作战人员更为便捷的获取所需作战资源，分享所有作战资源以及创新作战资源的运用方式，最大程度的发扬整体作战效能。但出于“作战安全”和“作战保密”的考虑，作战资源不可能实行“按需服务”，必须在确保安全的前提下，按权限实行“有限服务”。

五是作战资源分布式指挥控制。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，有效实现作战资源的快速重组来满足不同作战行动的需求。通过战场资源的高效管控、目标数据的实时处理分发共享，在云端完成目标探测跟踪、数据融合、目标指派、火力分配、火控制导、毁伤评估等作战流。作战云打破了作战平台、传感器、武器系统之间的硬链接，以松耦合方式构建“探测-跟踪-决策-打击-评估”的完整“云杀伤链”，从而实现对超视距目标的先敌发现、先敌攻击、先敌摧毁。

作战云的挑战主要表现为以下几点。

一是信息安全挑战。作战云面临的最主要的一个挑战是网络电子攻击的威胁，即电子战和网络战的融合，这已经在理论上和技术发展上得到广泛认可和关注。必须区分对通信网络和传感器的干扰威胁和可能影响整个“云”的攻击性网络战。以目前美军主要数据链Link-16为例，一直以来Link-16被认为是非常安全的抗干扰设备。然而，在这方面，信息技术的快速发展可以重新洗牌。C2和ISR领域的功能分布确实有助于对抗特定系统上的干扰行动，并减少这些行动对给定节点的影响。使用低检测截获概率（LPD/LPI）战术数据链将增加干扰这些通信的难度。另外，这些新的战术数据链不能依赖于来自全球导航卫星系统（GNSS，如GPS）的授时，因为GPS作为同步工具容易受到干扰。在任何情况下，“云”的使用都将成为电磁环境中的一个挑战，而竞争对手自己也采用了灵活分配工作的自适应电子战程序。

进攻性网络战的威胁，长远来看是一个不容忽视的问题。美国国防部作战测试与评估主任的报告定期反映了许多美国系统的“网络漏洞”，包括理论上考虑到这一威胁的最新系统，如F-35。互连终端的倍增增加了电子侵入“云”层的可能性，并增加了系统性影响的风险。此外，通过将空中力量的竞争优势的很大一部分耦合到这种深度和广泛的网络中，“云”也增加了这种脆弱性的严重性。换言之，由于作战云对有效对手的防御能力不足，有可能导致空中力量系统瘫痪。

二是信息连接形式挑战。作战云面临另一的挑战是它在这种极为有限的电磁环境中工作的能力，在这种环境中，作战行动常常会被降级甚至被拒止，而这些条件与电话网络下面的光纤和中继塔的坚固网格相去甚远。作战程序必须适应这种间歇性连接，例如，通过搜索战术数据链吞吐量进行补偿，加强异步传输，在任务规划中大量存储数据，以及可以在没有连接的情况下执行协同作战模型。

三是边界问题挑战。作战云面临的又一挑战是“云”的边界问题和共享政策问题。大卫·德普图拉将军提出的愿景是多域云，不仅致力于空军，可能还包括太空和网络（许多其他空中力量参与者的跨域方法），而且也致力于陆军、海军。当技术和标准已经到位，相互依存就需要一种对称和开放的信息共享政策，特别是在建立在国际伙伴关系基础上的FCAS这种情况下。然而，促进获取情报产品将是一个永久性的挑战，来自不同国家的飞机上的传感器之间的融合战争也将是一个永久性的挑战。

典型军事应用

与传统的多平台协同相比，作战云概念采用类似云计算技术，从体系层面实现陆、海、空、天各作战域的战场资源整合，汇聚成“云”，完成战场数据的网状交互，具备全域性、分布式、网络化特点，未来的作战体系将逐渐朝向云端信息共享、分布式常態作战模式、有人/无人协同成为常态编队形式、多样化协同作战样式等方向发展。下面介绍军事行动中作战云的典型应用。

联合火力和火力支援协调作战云通过利用火力支援协调措施（FSCM）来实现更高效的联合火力。由于某些FSCM缺乏灵活性、应用不当和传达过程冗长（如火力支援协调线位置、杀伤盒状态），容易造成联合火力不足，从而影响未来联合作战能力。作战云将使联合火力将更加灵活、FSCM更加及时，提升多域战打击能力、增强非线性战场作战能力和减小误伤的风险。

火力支援协调线（FSCL）是提升大型战役中联合火力的最关键措施之一。由于战场是非线性的，地面部队位置会随着交战过程发生变化，若保持FSCL位置不变，容易发生空地误伤事故。作战云可以使FSCM随作战条件变化进行调整，并及时传达给相关部队。

近距离空中支援近距离空中支援（CAS）定义为打击靠近己方部队的敌方目标的空中行动，并要求在各类飞行任务中，对己方部队的火力和行动有详尽的整合能力。近距离空中支援的指挥与控制、优先级和执行历来是军种之间的难题。作战云允许发展多域指挥与控制系统，之前的“什么军种应该控制近距离空中支援资产”“什么是最好的近距离空中支援资产平台”问题将变为“如何优化近距离空中支援效能”“如何协调近距离空中支援、空中遮断与地面部队移动”。作战云架构可以帮助实现高效多域指挥与控制，而非专注解决特定平台的局限性。

人员救援作战云同样可以用于人员救援任务。作战搜索与救援（CSAR），如民事搜救、非战斗撤离行动和其他人道主义救援等具有自发性，需要不间断更新信息和动态连接以寻找救援机会，作战云可以减少救援任务中的迷惑和冲突。美国空军救援任务覆盖了陆海空3个领域，在多域环境内进行救援行动存在诸多挑战，恶劣和高危环境使得救援更加困难。救援中不同机构、预警机、飞机、无线电台等需要不同的通信链路，因此为信息和通信共享建立一个平台变得尤为重要。作战云利用网络技术可搭建共享平台，所有人可以看到救援现场画面，并且使人员救援机构的关键可用资产分配最优化，从而使搜救能力得到质的提升。

机构间协调米切尔研究所发布的一份政策文件指出：“21世纪的军事力量交锋，需要新的、更灵活的、综合作战框架，将陆、海、空领域作战分割开的传统观念需要及时转变”。将每个平台视作传感器，作战云多域指挥与控制模式将给决策者提供一个可靠、安全和动态系统，确保各个平台高效运转。军工企业内各种组织机构（如情报机构）日积月累的信息资料，需要在信息共享的基础上进行重新整合。21世纪，若美国军工企业仍要在后工业时代保持世界领先水平，那么各机构间相互竞争的关系必须由合作共赢来替代。美国各情报机构要做到信息共享，作战云可以提供这样的架构来施行此理念。

美国空军首先实行作战云框架，确保指挥与控制系统和情报、监视及侦察（ISR）系统对所有相关机构开放共享。这些平台的信息共享有益于挖掘有用情报信息，从而击败敌人。在打击暴力极端组织时，多领域内的实时通信和指挥与控制将成为有效控制战场的关键因素，而作战云可以达到这种效果。

结语

作战云将引发武器装备发展思维的巨大变革。未来新装备的设计理念将突破常规，采取模块化设计，搭载不同的任务载荷，配备不同功能的装备，并可按照作战要求自由组合，平台运用将突出融合化，平台性能的提升不再是重点，信息共享能力成为关键。未来每一种装备都可以处理信息，由过去的单一身份变成真正的多面手，或者由过去的多面手转为执行某种特定的单一任务。装备的种类、型号数量会大幅减少，而多功能特性将日益显著。只要装备间信息流保持通畅，保持网状交互，单装备间的作战使命就可以随时互换。

作战云将与新型作战概念融合支撑未来作战格局。以马赛克战、多域战为代表的新型作战概念正在加速推进，作战云作为各军种着力推动的未来基础性、关键性建设项目正在悄然发生改变。例如，作战云的核心是海、空、天、网络层的跨域协同，强调多域虚拟存在、高度融合與自然聚散，本身与多域战的基本内涵具有很大的重合度，其对于多域战和马赛克战将具有巨大的推动作用。

责任编辑：张传良