马赛克战：迈向互联互通的军事物联网（下）

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发表时间：2022-04-29 09:09来源：防务快讯网址：https://mp.weixin.qq.com/s/2JIN2sxUuxjNrTo5yo5uBQ

简介

军事物联网代表了陆、海、空、赛博和太空作战域的融合。本文调查了这种融合是如何推动向多域、以决策为中心的战略和战术作战行动转变。



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ABMS

美国空军（USAF）的军事物联网计划，即先进作战管理系统（ABMS），最初的设想是取代美国空军的E-3“哨兵”机载预警和控制系统（AWACS）平台。然而，随着空军部负责采购事务的前助理部长威尔•罗珀（Will Roper）指出2018版《美国国防战略》（NDS）所设想的对抗环境迫使空军重组ABMS时，该系统就具有了更广泛的应用范围。罗珀指示ABMS减少对指挥中心和飞行器的关注，而是重新专注于创建数字技术，例如安全的云环境，以在多个武器系统之间共享数据。

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图 1美国军事物联网（包括 ABMS）打算展示新的指挥控制能力，例如从美国陆军雷达和美国海军战舰到美国空军战斗机（如第五代 F-22 猛禽战斗机）的无缝互操作数据传输。

ABMS军事物联网现在拟包含一个系统系列，其中包括一些硬件和软件，旨在改进反介入/区域拒止（A2/AD）管理，并使美国空军部队能够与美国海军（USN)、美国海军陆战队（USMC）和美国陆军协调并开展联合作战行动。此外，美国国防部（DoD）在其2021财年（FY）预算中为ABMS申请了3.023亿美元，尽管在2021年美国国防部拨款法案中，由于其数字架构、传感器集成、安全处理、效果集成、数据和连通性以及应用程序方面的“不合理增长”和前瞻性融资，最终仅拨款了1.587亿美元。
据美国国会研究服务部（CRS）称，美国空军已经开展了五次活动，来展示其希望让ABMS部署的新指挥控制能力。2019年12月，美国空军展示了从美国陆军雷达（防空传感器和发射装置）和美国海军驱逐舰（“阿利•伯克”级导弹驱逐舰“托马斯•哈德纳”号，部署在墨西哥湾）向洛克希德•马丁公司的F-22“猛禽”和F-35A和F-35C“闪电”II联合攻击战斗机传输数据的能力，此外还有美国太空部队的统一数据库（UDL）（一个结合天基和地面传感器来跟踪卫星的云环境）。

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图 2美国海军“阿利•伯克”级导弹驱逐舰“托马斯•哈德纳”号参加了2019年12月的互操作性演示，其中包括美国陆军雷达；F-22、F-35A和F-35C战斗机；以及美国太空部队的UDL。
2020年9月，ABMS使用超高速武器探测到并击落一枚模拟飞往美国的巡航导弹。ABMS还展示了“检测和挫败破坏美国太空行动的企图”的各种能力。同月，美国空军在夏威夷珍珠港-希卡姆联合基地举行的“英勇盾牌”演习期间，使用KC-46加油机执行战术指挥控制，将第四代战斗机的数据传递给F-22“猛禽”等第五代战斗机。
2021年2月，美国空军在欧洲举行了一次简短的演示，将包括荷兰、波兰和英国在内的盟国连接到盟军空中作战行动中。据美国空军欧洲司令部指挥官杰弗里•哈里根（Jeffery Harrigan）上将称，此次活动通过使用F-15E战斗机发射AGM-158联合空对地防区外导弹（JASSM），同时使用美国和盟国的F-35战斗机执行空军基地防御任务，测试了美国及其盟国执行远程打击任务的能力。5月，美国空军表示，为KC-46采购一个通信吊舱将是ABMS项目的第一次能力发布。
英国国防部（MoD）的国防数字化战略工作组于今年4月份发布了一个与ABMS类似的项目概念。这个项目计划在2025年前创建一个安全、单一和现代的“数字骨干网”，将“跨军事和商业领域的传感器、效应器和决策器连接起来，并与合作伙伴一起，推动跨领域和跨平台的集成和互操作性”。英国国防部警告：“我们太过频繁地交换技术更新，并没有推动足够的集成和通用性。继续沿着这条道路走下去，将会阻止我们以实现国防目的所需的速度和规模来利用新兴技术。”

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图 3一枚JASSM与F-15E战斗机分离，开始朝目标飞行。2月，西方盟国之间进行了一次演示，看到从F-15E战斗机发射JASSM，同时使用F-35战斗机执行空军基地防御任务。
《英国数字化战略》强调，对电磁频谱（EMS）的访问权和控制权对于数字骨干网的所有操作和正常运行至关重要，此外，随着5G和物联网的出现，赛博域将在“接下来的几年里，以更快的速度在更广的范围内增长。因此，数据和架构标准，以及对EMS的管理，将确保作战优势和机动自由。”
其他欧洲军事物联网计划包括用于城市局部区域监控的“无线传感器网络”（WINLAS）和用于决策支持和分析的“云智能”（CLAUDIA）项目，这些项目都属于欧洲防务局（EDA）的范围。WINLAS项目研究用于城市战、能源系统和大规模士兵现代化系统中信息管理的大型异构设备传感器网络。这个项目的研究将部分建立在欧洲防务局的统计、智能体、推理和语义方面的信息互操作性和情报互操作性（IN4STARS）项目的成果之上，该项目拟通过使用人工智能、传感器和能量采集来延长网络作战时间，从而提高在城市地区的态势感知。
CLAUDIA项目的主要目标是开发模块化的软件分析平台，以支持对军事场景的分析和评估，尤其是在混合战中对军事场景进行的分析和评估。CLAUDIA项目旨在支持指挥官在分析、决策和规划方面的需求。其平台将收集、处理和分析来自异构信息源的数据，以提供态势感知和全面的通用作战图（COP)，为欧盟成员国的规划、决策过程与协调提供支持。



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    JADC2

美国空军的ABMS是美军创建联合全域指挥控制（JADC2）概念这一更广泛计划的组成部分，美军希望通过将美国各军种的传感器连接到一个单一的协作网络中来构建一个军事物联网。之前的工作使每个军种都开发了各自的战术网络，但这些网络彼此互不兼容。

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图 4战术空中控制组（TACP）专家在8月进行侦察训练，为JADC2和纵深精确打击行动做准备。

美国国会研究服务部称，通过基于通用多域军事物联网的互操作性，美国国防部寻求将“当前耗费数天的、分析操作环境和发布指令的过程”转变为在未来的冲突和作战环境中仅需“数小时、数分钟或可能数秒钟”的过程。美国国防部也表示，现有的指挥控制架构不足以满足《美国国防战略》的需求。



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运行层面的脆弱性

实施军事物联网并非不存在实质性的挑战。其复杂性源于联网元素的规模、功能和相互依赖性增加，以及源于数据收集和新信息生产的速度和数量。新的战争速度由自动化战斗网络和更高的计算能力驱动，是赛博速度（cyber speed），其中网络攻击和电子战将在信息领域占据主导地位。此外，尽管军事物联网为国防应用提供了各种能力，但运行层面的脆弱性仍是最关键的问题。
斯坦福国际研究院在宣布参与ARL项目时表示，“新出现的关键战场挑战之一是赛博物理系统的安全性”。斯坦福国际研究院在IoBT REIGN项目上的一个工作重点是，通过“快速识别异常情况，并使用数据驱动的归纳学习和演绎推理技术的组合，发现反射性适应策略以确保安全”，来解决自主平台和设备与人类作战人员在战场上协同的挑战。
斯坦福国际研究院的密码工程师唐克雷德•莱普特（Tancrède Lepoint）在公告中表示：“战场本质上是快节奏的对抗环境，这些赛博物理环境产生的安全性挑战都将在每个研究任务中得到解决。”
将不同类型的武器和作战人员相互连接所带来的另一个挑战是，战场场景需要实时决策和响应。容错性低，并且通信节点中的故障将是灾难性的。必须建立并确保备份、数字孪生体和替代通信途径。除了部队拥有和控制的“物”和军事物联网外，他们可能还需要使用他们未拥有或未完全控制的军事、商业、工业或对手的物联网。身份验证需要容纳欺骗性数据，并对抗高级持续性威胁（APT)。需要定期保护和更新各种新元素，以防止日益频繁、复杂和微妙的APT入侵。
此外，随着军事物联网的实施，组成“物”之间的战场交互数量，将随着时间的推移而增加。对扩展有帮助的商业和工业协议，在吞吐量可能有限的战场资源受限环境中不太可能有效。处理和计算的要求也可能增加，这使得实时响应和输出更不可能。
互操作性、能源效率和服务质量也是考虑因素。互操作性的动态性——无论在美国部队之间还是在欧盟成员国之间——不仅受到战场上使用的不同应用和设备的挑战，而且还受到来自不同盟国不同制造商设备的不同操作和设备标准的挑战，所有这些设备可能不会以相同的技术进步水平运行。
在不降低用户体验的情况下开发小型可穿戴设备是另一个挑战，特别是由于减小尺寸和重量，通常也会降低电池容量以及充电和冷却能力。美国陆军对用于执行多样化和动态任务的军事物联网已表示了兴趣，这些任务将需要在高度机动、资源受限以及非常密集和稀疏的极端异构环境中进行快速部署和适应。传输质量或实时分析的下降都将表明整个矩阵出现故障。
尽管存在所有这些复杂情况，但迈向互联互通的步伐势不可挡。
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