联合全域指挥控制机理与过程模型探析*
2023-10-26章华平黄松平冯建航施生生
章华平,赵 朔,黄松平,冯建航,施生生
(1.中国电子科技集团公司信息系统需求重点实验室,南京 210007;2.国防科技大学信息系统工程重点实验室,长沙 410073)
0 引言
2019 年,在多域作战的基础上,美军提出了联合全域作战JADO 的概念。联合全域作战是针对中国、俄罗斯等高端竞争对手提出的新作战概念,也是美军未来8~15 年,或更长的时间内进行作战的能力保证和基本原则指导。
指挥控制历来是作战的核心,也是决定部队组织形式和作战样式的重要逻辑线。同样的道理,联合全域作战的核心是联合全域指挥控制(JADC2)[1],高质量的联合全域指挥控制是基础,否则联合全域训练、联合全域演习、联合全域保障等都是空谈。最近几年,美不仅加快推动联合全域指挥控制理论发展,而且积极付诸行动使这一概念落地。除空军外,其他军种也纷纷效仿,不遗余力推进。2019 年11月,美联合参谋部组建联合跨职能团队推进联合全域指挥控制概念发展,确保美各军种同向而行,共同推动建设联合全域指挥控制网络。当前,美各军种正在有条不紊地推动联合全域指挥控制进一步发展,特别是空军力推“先进战斗管理系统”,并开展系列试验探索联合全域作战能力,是美各军种中推进联合全域指挥控制的先行者。
1 联合全域作战发展脉络与特点
1.1 联合全域作战的发展脉络
联合全域作战的发展可以追溯到美陆军提出的多域战(MDB),是对多域战、多域作战(MDO)等作战概念的继承、深化和创新。
2016 年10 月,美陆军在一个主题为“多域战:确保联合部队未来战争行动自由”的论坛上首次提出“多域战”概念,旨在扩展陆军在空中、海洋、太空和网络空间的作战能力,以及与其他军种的联合能力,以更好地应对“反介入/区域拒止”威胁。在以前,某个军种提出的作战概念很难得到其他军种的支持和附和。令人意想不到的是,多域战提出后得到众多美军高层的支持和力推,在理论和实践层面都得到了较大发展。2018 年多域战发展为多域作战,由MDB 到MDO,虽然只有一字之差,但内涵和深度上都有着本质的区别。
2019 年,美成立了由参谋长联席会议和陆、海、空、海军陆战队四大军种组成的联合委员会,开发出联合全域作战这一新的作战概念,旨在更好地体现未来联合作战所需的能力需求。2020 年2 月,美参联会副主席约翰·海顿提出,联合全域作战就是要打破军种界限,涵盖全部作战领域,融合太空、网络、电磁频谱、导弹防御等各种能力,实现同步跨越火力和全域机动,形成全维优势,美将努力推动联合全域作战的实现。
美各军种都在积极推进联合全域作战,相比较而言,美空军是联合全域作战开发与应用的急先锋。2020 年3 月,美空军将这一概念写入其条令中,并对这一概念进行了界定,认为联合全域作战是“为获得优势并完成任务,联合部队在包括陆、海、空、天、网和电磁频谱的全域实施的经整体筹划并协同实施的作战行动”[2]。这也是联合全域作战首次进入军种条令,具有标志性的意义。
2020 年6 月,美空军发布《联合全域作战中的空军部职责》,阐述了空军在指挥控制、信息、火力、后勤等领域的职责,进一步明确联合全域作战在指挥控制方面的愿景就是联合全域指挥控制。这也意味着联合全域指挥控制这一概念进入政策制定阶段。2020 年7 月,美参联会要求各军种分别开发联合全域作战总体概念中的某一特定部分,使联合全域作战呈现出空军引领,其他军种齐头推进的局面。
1.2 联合全域作战的特点
联合全域作战是一种新型作战样式,呈现出全域空间较量、体系融合制胜、跨域协同打击、信息环境支持等特点,一言以敝之,体现了“全”“融”“跨”“渗”的全新特点。
1.2.1 全域空间较量
联合全域作战的特点首先体现在“全”,意味着利用所属力量手段进行全领域、全纵深、全时空的较量,其进攻方向将来自多领域、多角度、多方向。从空海一体战、空地一体战到多域战,作战空间由两个域扩展到5 个域,呈不断拓展之势。
联合全域作战则不仅仅包括陆、海、空等传统域,太空、网络、生物、水下等新型域,还囊括认知域、社会域等“虚域”,以及将要涌进战场的一切未知域,实际上是无所不包、无域不用,企图形成以多域制少域,以多维制单维、以新域制传统域、以虚实结合制虚实分离的优势,打一场让对手无所适从、头晕目眩、错愕不已的战争。
1.2.2 信息环境支持
在联合全域作战中,获取信息是至关重要的,因此,高度重视电磁领域的作用。联合全域作战核心在信息环境的“渗”。需要在复杂多变的作战环境中能够又好又快地融合来自不同作战域的多源传感器的数据,并将其转换为支持决策和行动的情报,为指挥官的决策提供持续的信息支持。同时,各种武器平台的深度互联、跨域协同也高度依赖稳定可靠的信息环境。
连续的信息支撑是全域作战的核心能力需求,能够起到粘合剂和融通各域的作用。美高度重视发展太空和网络领域的力量,大力发展“满天星辰”等新型天基弹性基础设施,就是为了构建优于对手的信息环境支撑。太空用于俯瞰,全面收集信息,网络则快速传输信息至末端平台和射手,共同形成了一个泛在、分布、协同的网络环境,以便在竞争和冲突中占据作战和信息优势。
1.2.3 体系融合制胜
联合全域作战重点在“融”。联合全域作战体系交互、体系支撑、体系对抗特征非常显著,这体现了联合全域作战各要素和能力“融”的特点。从多域战到多域作战,再到联合全域作战,体系制胜一直是美军孜孜追求的一个目标。
联合全域作战体系制胜主要通过弹性网络,实现各类作战单元的逻辑连接、信息交互、敏捷协同与灵活编组,构建分散部署、形散神聚、重心动态变化的柔性作战体系,重塑重心与边缘、集中与分散、成本和能力等新平衡,最终实现“你中有我、我中有你”的协同“多体”“融体”“共同体”对抗孤立“单体”的体系制胜优势,强调打让对手看不清、猜不准、摸不透的体系之仗,以较小的代价快速达成作战目的,甚至不战而屈人之兵。
1.2.4 跨域协同打击
全域作战强在“跨”。跨域行动可跨不同作战域投射力量,实现跨军种、跨部门,乃至跨国部队之间的互联通、互操作、互更换,具有非线性与不对称作战效果。
在跨域协同打击中,海军的部队可以召唤空军、陆军、海军陆战队的部队(分队),反之亦然。如美未来水下部队可利用单向透明、快速联通的态势感知优势,快速召唤网络、天基、空中、水面、水下力量,进行跨域协同快速打击陆地和空中目标,形成以隐蔽打公开、以多打少的打击优势,使对手无法预判攻击力量来自哪个域和哪个方向,进而难以有效防御,造成“处处防,处处弱”的局面。
2 联合全域指挥控制机理
在各种联合作战理论中,指挥控制问题无疑都是最核心的问题[3]。联合全域作战的核心支撑是联合全域指挥控制(JADC2)。联合全域指挥控制希望把所有传感器和射手以实时方式连接起来,从而建立一个体系云解决方案的框架,最终令美军各军种内部及之间顺畅、无缝隙地通信[4]。联合全域作战以任务为中心,要求下放指挥权限、信息和资源,实行以任务式指挥为代表的去中心化指挥,指挥控制能力向“动态”“分布”和“认知”发展[5],指挥控制也呈现出新的制胜机理。
2.1 面向任务的全面观察
联合全域作战需要持续的感知能力为指挥官决策提供信息。以前,感知全域战场的能力主要依赖于少量昂贵、高科技、专门建造的系统。在联合全域指挥控制中,美军利用更广泛的收集平台和方法来改善情报收集能力,提高观察感知能力,实现信息优势。
美军依靠先进战斗管理系统、战术情报目标接入点、下一代太空体系架构等,无缝、实时链接陆、海、空、天、网等作战域,基于统一时空下的多域平台数据分发域信息处理,形成联合全域作战空间统一态势,初步实现战场各作战力量、作战单元和系统资源实时信息获取、态势感知、高效互联,能够做到一域观察即全域观察,一点发现即全部发现、一方打击即八方联动支撑打击。
2.2 打破边界的快速链接
联合全域指挥控制不针对单个军种,单个领域进行感知、调整、决策和行动,而是打破域的边界,围绕着任务来组织不同域的资源,不断动态调整,实现不同军种、不同域的兵力和武器快速链接,达到其提高适应能力,同时降低对手适应能力的目标。
2.2.1 打破边界
由于历史、文化和技术等原因,美各军种指挥信息系统和战术网络长期独立发展、各自为政、互不兼容,存在着巨大的技术鸿沟和差异,难以实现信息的有效融合和综合集成。通过联合全域作战打造的新型指控链、杀伤链,各军种能够很便捷地融入联合全域作战。联合全域指挥控制可使陆军装甲车辆、海军舰艇、空军战机、海军陆战队步兵、轨道卫星、网络空间力量等,能够不仅仅向各自域提供目标数据和各种支持,而且能向任何其他军种提供目标数据和各种支持,真正打破军种边界,确保对威胁作出最有效、最快捷、最致命的反应。
2.2.2 自由链接
联合全域作战高度依赖太空和网络域的能力。通过布局在天基上的数万颗数据传输卫星,以及无所不在的网络信息环境,各军种的指挥控制系统,如空军的先进战斗管理系统、海军的一体化防空火控系统等,实现了集成,兵力和武器实现了自由链接,构建起基于“满天星辰”的杀伤网,如海洋深处的潜艇可以读取空中、陆地武器平台的传感器数据,实现了传感器到射手的自由链接。
2.2.3 按需聚合
在联合全域指挥控制中,美军的愿景就是将分布的传感器、射手和来自所有域的数据与联合部队相连,通过自主任务规划系统实现从传感器到“射手”的跨域连接,针对任务同步构建最优杀伤方案。在“先进战斗管理系统”作战试验中,美联通四大军种所有传感器资源及作战单位,共享战斗资源,实时协调所有作战域的军事行动,按需聚合,建立所谓的“军事物联网”,抵消对手各种战略威慑。美军“各种无人作战系统通过在共用‘武器池’统一注册,实现身份认同和敌我识别”[6]。联合全域作战部队一旦需要调配无人机时,即可从武器池中快速调配无人机,实现资源和能力的瞬时按需聚合。
2.3 依托数据的智能决策
联合全域指挥控制将利用大数据、人工智能、机器学习等前沿技术,为联合作战部队提供一个类似云的环境,解决高效智能决策问题。
2.3.1 云环境提供全域决策数据
联合全域作战需要持续的感知、传输和处理能力,为各级指挥官的决策提供信息。联合全域指挥控制设想为所有参与全域作战的部队提供一类“云环境”,各种传感器收集的数据都上传至这朵唯一的“云”(cloudONE),融合所有域的感知信息,类似于一个信息池,以共享情报、监视和侦察数据。同时可以跨越多个通信网络传输,使各级指挥官在决策需要的时候很容易获得这些感知信息,改进需求点的决策信息支撑,从而实现更好更快的决策。
2.3.2 依托计算智能算法提升决策效能
指挥决策是指挥控制链路的核心活动。在联合全域作战中,智能自主系统在人工智能、机器学习等技术的支撑下,能够独立完成战场态势感知、作战意图领会、行动方案生成与优选、火力打击与评估等活动,以“机-机”配合方式进行平台间的信息收集、处理、分发、交互和协作,其观察、判断、决策、行动的速度将极大加快,大幅缩短了从观察到行动的时间,可能使对手难以跟上美军节奏,陷于决策困境。
2.3.3 发展智能辅助实现人机混合决策
联合全域指挥控制中智能辅助装备比重提升,人机混合决策成为重要的决策方式。人机混合决策是由人、机、指挥控制系统相互作用而产生的新型决策模式,是未来军事智能发展高级阶段。早在2015 年DARPA 推出“半马人”的研究计划,发展人机协同作战体系。美海军为发展分布式海上作战概念,推进濒海协同作战能力建设,核心也是人机混合决策能力。在联合全域指挥控制中,“行家”(Maven)“指挥官虚拟参谋”等态势理解和智能辅助决策系统得到深度应用。在这里,人和机器发挥各自的优势,人优则用人,机器优则用机器,是典型的人机混合决策。大量自主无人系统的出现,传统以人为中心的辅助决策模式已难以应对全域作战的复杂性和快速性。在军事对抗中最大限度地发挥人工智能的作用,取决于能否在特定的问题背景下找到人工智能和人类智能的最优组合,发挥好两者各自独特的优势。人机混合决策,适合人决策的地方由人决策,适合机器决策的地方由机器决策将是未来指挥决策系统发展的趋势。
2.4 面向目标的敏捷打击
联合全域作战不再是一个军种包打天下,而是依靠异质军种力量快速链接组合,依靠异构武器集群网络化资助协同打击技术、基于通用数据接口、数据链网络,打通作战平台中的信息“孤岛”,实现多域平台的任务互操作,实现面向任务的全维度可敏捷重构和快速打击。
美军的自主系统能够独立完成态势感知、意图判读、行动方案生成、计划制定和火力打击等一系列活动。“普罗米修斯”(Prometheus)人工智能系统能够迅速获得目标精确定位,“火力风暴”(FireStorm)人工智能系统能够实现快速弹目匹配。谁在最前沿,谁最接近对手,谁的资源和能力最能给对手造成威胁,就用最快的速度把这些能力聚合起来完成这个任务。类似Uber 根据打车者的位置、距离和路线等综合信息,快速为其提供最便捷的网约车,将OODA 环的周期由之前的10 min 缩短至秒级。首批打击任务完成后利用天基监视层卫星和加装在武器平台的感应系统,实时回传图像评估打击效果,并根据评估情况,实时控制尚在执行任务的武器平台优化火力分配,实施补充打击。
3 联合全域指挥控制过程模型
联合全域指挥控制是一种以决策为中心的指挥控制模式。在JADC2 的智能化决策下,各有人、无人作战平台(编队)根据战场任务快速组合与重组,整个作战体系表现出极强的战场适应性、韧存性和杀伤力。
联合全域作战的关键原则是集中控制和分散执行,需要更高程度的授权、更大程度的自主决策,减少对上级集中规划和任务指挥的依赖。为实现这一点,指挥官必须清晰地传达意图,且下属应被授权在没有进一步指导的情况下根据该意图自主采取行动。此外,在联合全域作战中,支持与被支持关系将会在不同的部队和领域之间迅速切换,目前相对静态的支持关系可能不足以支持未来的作战行动。各部队都应有人员长期驻于联合全域作战中心,这将有助于各领域部队之间支持关系角色的快速切换。
联合全域指挥控制过程既不同于PREA 环(筹划:Planning→准备:Readiness→执行:Execution→评估:Assessment),也不简单是经典的OODA 环,其本质是围绕快速决策构建的一种自适应、分布式、开放式体系架构,可以简单地用一个SOAR 模型来刻画,即激励—观察—干预—反思(stimulus-observeact-reflection,SOAR)模型,如图1 所示。
图1 SOAR 指挥与控制模型示意图Fig.1 Schematic diagram of SOAR command and control model
联合全域指挥控制SOAR 指挥与控制模型由4个相互动态影响的部分组成,其结构如图1 所示。
激励:决策过程的开始。提供当前态势的信息和当前态势的不确定性。观察:及时掌握战场上各作战域的情报信息,保持持续的全域态势感知。干预:决策者采取行动。反思:对行动进行评估。
联合全域作指挥控制的SOAR 模型是经典行为主义心理学刺激反应(SR)模式的基本延伸,提供了在不确定性决策过程中必须要处理的3 个范畴。
1)信息输入的庞杂性和不确定性,以及空间、时间、博弈对抗等多个方面的复杂性,产生了对观察的需要[7]。
2)利用跨域和瞬时聚优的优势破解“反介入/区域拒止”体系的挑战,产生了干预的需要。这种干预需要一种极高的整合度,且这种整合必须在更低的战术层级进行,并将太空战、网络战更为全面灵活地融入到陆、海、空战场[8]。
3)行动结果的不确定性,产生了反思的需要。在联合全域指挥控制中,遂行作战任务的指挥官实际上扮演了“买方”的角色,各作战能力是“卖方”,买方可以向众多卖方提出能力“竞标”,“交易物”为作战能力,“交易平台”就是指控系统和指控平台,而操作“交易平台”的任务交给人工智能[9]。指控系统主要起到解析、翻译买方需求的作用,同时起到甄别和筛选“卖方”的作用。作战过程中,预料不到的机会和冲突会随时出现,卖方的资源和能力很可能与不断变化的需求不相适应,行动结果与预想情况会存在差距,必须不断对其进行评估和重新调整。
该模型描述军事问题的求解和进行判断的依据是数据驱动的相应方法,而不是目标驱动的方法。SOAR 模型中的数据融合和决策支持如图2 所示。
图2 SOAR 模型中的数据融合和决策支持Fig.2 Data fusion and decision-making support in SOAR model
4 结论
未来冲突特别是大国之间的冲突,将越来越呈现出跨域、全域、边缘、无人和智慧的特点,是一种网络信息化条件下的全域作战。美军联合全域作战正是适应这种趋势而提出的新型作战概念,其呈现出的特点、指挥控制机理和指挥控制过程模型,与以往的作战形式有很大不同,值得高度关注。它将突破工业时代以来建立的条块分割的部门、职能和领域的限制,建立跨域协同,实现联合部队的火力和机动自由。当然,联合全域作战所需关键技术瓶颈有待突破,法规制度尚需完善,作战体系并不完备,作战能力尚未完全形成,距离真正的实践转化还有相当长的路要走[10]。创建一个真正的联合全域指挥控制网络,消除军种间武器系统之间的冲突,实现跨军种的无缝联合协作能力更是需要一个漫长的过程。下一步,我们将把准军事科技的发展趋势和作战概念的演进升级,持续关注美联合全域作战的发展演化,注重从科技视角加强联合全域指挥控制机理和过程模型研究,为应对未来挑战提供有益借鉴。