马赛克战对指挥与通信领域的启示分析.docx

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1、马赛克战对指挥与通信领域的启示分析为保持与主要竞争对手的领先优势，DARPA在2017年提出并发展了马赛克战的作战理念。马赛克战作为一种全新的作战概念，将对未来指挥与通信领域的发展变革产生深远的影响。在对其概念、内涵以及对未来战争形态影响和塑造深入分析的基础上，总结提炼了马赛克战在军事应用过程中需要解决的关键技术。针对马赛克战的技术特点和作战模式带来的挑战，提出未来指挥与通信领域中指挥控制架构应从“集中式”向“弹性分布式”转变，通信网络方面应重点构建全新的弹性信息网络架构，这对未来指挥与通信领域的发展和研究具有一定的指导意义。内容目录：1马赛克战内涵1. 1马赛克战概念的提出与发展2. 2马赛

2、克战内涵3. 3马赛克战主要特征4. 3.1分布5. 3.2协同6. 3.3智能7. 3.4跨域2马赛克战应用中的关键技术问题8. 1弹性灵活的分布式网络化协同操作系统8.2 机器一机器的敏捷智能认知交互技术8.3 强对抗空间内的智能进化网络技术8.4 分布式智能决策控制技术3对指挥与通信领域发展的思考3.1推动指挥控制和战场管理发生变革3.1.1架构从“集中式”向“弹性分布式转变3. 1.2模式从“网络中心”向“决策中心”转变9. 1.3处理从“人”向“人机智能”转变9.2 推动通信网络发生变革9.3 .1构建全新的弹性信息网络架构3.2.2采用基于任务驱动的自适应组网技术3.2.3提升强对

3、抗环境下的通信传输技术水平3.2.4使用智能信息认知交互技术4结语美空军在2035年愿景中提出了“作战敏捷”的核心理念，通过提高灵活性、速度、协同、平衡及力量几个要素，产生比对手更快地适应变化环境的能力。近年来，随着编队协同、有人/无人协同以及蜂群/群集等新型作战样式的出现，未来战场呈现出了前所未有的动态复杂性，“分布、协同、智能、跨域机动”成为此类作战概念的主体特征，各分布式功能要素的有机组织与相互作用形成了该作战概念的基本体系架构。伴随作战环境的变化，体系中各要素间关系遵循建立一取消一和谐一冲突一再平衡的自适应演进的过程。这种新的概念和样式来自认知范式的转变。机械还原论范式正在被有机体的网

4、络进化范式所取代，从关注作战系统射程、投送能量、生存力等物理域静态指标参数，到关注平台、信息共同构成的信息物理系统的综合能力，再到关注分布式功能单元自组织的动态博弈进化能力。未来战场，要控制与适应由对手敏捷性塑造的动态变化、强不确定性的空战场，按照固定任务模式，依赖单一杀伤环路中机动性和生存力强的少量平台难以达成目标。唯有基于有效协同的、大量分散的功能单元，通过不断创建空中、空间、网络等多域的组合能力，产生数量众多的候选OODA价值链和任务聚合体，并经过优胜劣汰，才能应对瞬息变化的环境。由这些分散的功能单元主宰的领域将成为未来战场的基本形态。在此背景下，美国国防高级研究计划局(DefenSeA

5、dvancedResearchProjectsAgency,DARPA)战略技术办公室(StrategiCTechnologyOffice,STo)于2017年公布了马赛克战的概念和构想并持续推进该项目。本文首先对美军马赛克战的概念、内涵以及其对未来战争形态影响和塑造进行深入分析；其次对马赛克战在军事应用过程中需解决的关键技术问题进行总结提炼；最后在此基础上，进一步探讨马赛克战对未来指挥与通信领域发展的影响。1马赛克战内涵1.1马赛克战概念的提出与发展马赛克战概念最初由DRPASTO在2017年8月公布，旨在发展动态、协同、高度自主的作战体系，逐步并彻底变革整个装备体系和作战模式。2018年9

6、月DARPA在其60周年研讨会上，对马赛克的作战概念作了深入阐述和全面推进。2019年3月2日，DARPA发布马赛克战跨部门公告，该公告指出，美军几十年来依靠绝对先进和高水平的武器装备而取得的领先于世界的态势，正受到来自势均力敌的对手的挑战，而研发更大、更快、更强的新型装备来保持军事领先地位的做法已经难以维持。由此，一种新的作战能力生成范式应运而生，快速、灵活、自主地组合各战斗要素，形成满足特定任务需求的体系作战能力，这就是马赛克战。与此同时，公告对马赛克技术、试验以及基础战略等进行了研讨，是该作战概念的全面落实。2019年9月11日，米切尔航空航天研究所(MitChellInstitutef

7、orAerospaceStudies)发布了关于马赛克战的研究报告恢复美国的军事竞争力：马赛克战，报告对马赛克战的概念以及如何实施进行了阐述。2020年2月26日一28日，美国空军协会空战研讨会在奥兰多举行，其中一个议题是“马赛克战：实施多域战”。参加研讨的嘉宾包括美国空军米切尔航空航天研究所所长DaVidDePtUla、米切尔航空航天研究所高级常驻研究员HeatherPenny.DARPASTo主任TimGrayson,他们就如何在马赛克战概念下实施多域战，如何更好地闭环“杀伤链”，进而构建“杀伤网”等发表了各自的观点。目前，马赛克战概念已经牵引了一系列技术项目的发展，在DARPA的2020

8、财年预算中，相关项目占到总项目数的21%,经费占比高达35%。1.2马赛克战内涵马赛克战一词由DARPASTO的ThomasJ.Burns和DanPatt最先创造并使用，最初的构想是把作战平台中的各项作战能力进行抽象，并比作马赛克片，作战指挥官在遂行任务过程中可以根据需要任意组合和调用，以满足任务需求，如图1所示。图1马赛克战内涵按照DARPA描述，马赛克战的目标是提供快速、可扩展、自适应的联合多域杀伤能力，它将杀伤链的发现、确认、跟踪、瞄准、交战、评估（F2T2EA）功能分布在所有域中的有人或无人平台上，并通过信息网络对这些能力进行快速的重组和连接，进而形成快速、可扩展、自适应联合多域杀伤力

9、，支持快速重构。该策略将使对手面临大量、可自由组合的杀伤能力威胁，使得战场态势更加复杂，加重了敌方认知负担，从而实现不对称优势。现有作战系统中，杀伤链较多集中在少量平台，一是容易遭受敌方破坏，二是任务适应性不强，难以升级扩展。相比而言，马赛克战则充分利用了分布式协同概念，将各种传感器、通信网络、指挥控制系统、武器系统或平台抽象为杀伤链上的各个能力单元，并通过网络信息系统将这些单元连接起来，然后单元之间动态协同组合和进化，形成一个极具弹性、灵活机动的作战效果网，达到先敌发现、先敌攻击的效果，并且具有风险分散、可快速重构的特点，单一杀伤链和多域自适应杀伤网的对比如图2和图3所不O图2单一杀伤链和多

10、域自适应杀伤网的对比图3当前杀伤链时效和马赛克战图4描述了杀伤链演进过程，从“自闭环”发展到“系统之系统”，再到“杀伤网”，最后一直到“马赛克战”，呈现出从集中到分布再到分散的趋势。相应的，杀伤链本身的灵活性、扩展性、适应性和复杂性不断增强。图4杀伤链的发展演进马赛克战一方面代表了作战概念的发展演进，另一方面也诠释了一种装备体系发展的全新范式，即从发展“强平台”向构建分散、分布式能力系统”转变。就美空军而言，其核心武器装备，如F35、F22等战机平台，开发周期长、费用高、升级维护也比较复杂，全体系运行主要依靠核心装备的正常运转。在作战过程中，一旦核心装备遭到攻击，就可能会面临杀伤链体系性崩溃风

11、险。而马赛克战概念中，杀伤能力是通过抽象和协同“简单”能力单元构成的，而能力单元的承载平台，可以是一些开发周期更短、价格更为低廉的装备。同时，这种去中心化设计，也增加了体系的鲁棒性。1.3马赛克战主要特征通过对马赛克战的内涵分析可知，其主要具备分布、协同、智能、跨域的特征。1.3.1分布分布的基础是多个作战单元共同行动。分布除了指物理空间的分散，还包括各单元任务功能、所处作战领域的不同，更有有人、无人的类型差异。在马赛克战体系中，杀伤链的功能被分布在大量、多样的装备平台上。由于这些平台分散部署，处于不同的空间位置，给作战带来了很多新变化，分散了杀伤链的系统性风险，同时提升了系统的复杂性。1.3

12、.2协同协同是指能够敏捷地组合杀伤链上多个能力单元和过程，从而最有效地创建预期的能力。协同除了指作战单元在时间、空间上的配合，还包括多种功能的有机组合，以及任务过程不同阶段的紧密衔接。在马赛克战概念中，需要根据战场上的态势，动态地统筹、调度和协同各种资源；然后通过协同和组合，实时地进行杀伤链的“动态”装配；再在任务过程中，动态进化，形成最优的自适应杀伤网络；最后通过协同，使得体系能力能够在不断的动态博弈中获得对地优势。1.3.3智能在马赛克战概念中，作战系统需要具备在对抗环境中创建杀伤能力组合并不断自我进化的能力，这要求系统具备强大的智能自主能力，包括单体、系统以及博弈对抗3个方面的能力。单体

13、智能是指个体应具备的环境感知、判断与行动能力；系统智能强调以任务价值网络为核心进行系统构建；对抗博弈智能是指产生领先于对手的行动方案和任务组合，并快速筛选出有效策略。1.3.4跨域马赛克战的概念强调杀伤链的灵活性、扩展性、适应性和复杂性，应用在空、陆、海、天、电磁、赛博等不同作战领域，根据任务需要的配置和组合能力，支持产生多域连接的价值网络，形成高维制衡低维的优势。2马赛克战应用中的关键技术问题马赛克战是一个新型的战争形态设计，要将该理念在军事行动中进行部署和应用，还需要突破如下4个方面的关键技术。2.1弹性灵活的分布式网络化协同操作系统在马赛克战概念中，杀伤网络的能力形成离不开如下几个部分：

14、(1)对各类型作战平台上的能力单元抽象，如感知能力、处理能力、攻击能力等；(2)智能跨域协同组织、决策控制与管理；(3)高效的跨域协同处理算法；(4)对抗性空间内高性能数据链网络。整个系统的杀伤效能由上述要素在整个作战活动时空内通过相互作用达成，如图5所示。其中，作战单元的能力模型、数据链网络是系统的主要资源；智能化协同管理是整个体系的核心控制面，完成智能化协同管理、资源最优配置以及跨域协同处理。图5杀伤能力形成原理而如何高效组织各个部分，进而构建完善的作战系统则首先需要具备一套跨域、分布式、通用化的多平台协同操作系统。本文给出了该系统的一个基本构想，如图6所示。图6弹性灵活的分布式网络化协同

15、操作系统整体上，该系统分为平台能力抽象层、协同控制处理、应用服务层3个层次。(1)平台能力抽象层。该层通过互操作规范定义和映射处理，支持对各类平台的能力进行建模，并将其抽象为杀伤上分布的能力单元，包括感知能力、处理能力、攻击能力等，并进行统一表征和发布，如图7所示。(2)协同控制处理层。该层提供了控制和处理两个方面的算法能力集合，支持根据任务需求，对抽象的能力单元进行调度、分配和重构控制，支持为能力单元间的协同提供算法处理，进而为杀伤链各环节的能力形成提供支撑。(3)应用服务层。该层提供典型协同应用生成与运行环境，支持根据当前任务需求和作战环境构建对应杀伤链各环节能力需求的应用服务。分布式网络

16、化协同操作系统是马赛克战应用的基础和核心，是体系能力发挥的重中之重。其中，能力抽象表征层需要重点关注效率、开放性、可扩展性，这将成为未来接入体系的任何平台的基准规范；协同控制处理层需要重点关注适应性、完备性；应用服务层的构建则需要考虑灵活性、鲁棒性和系统的弹性。图7多域平台的能力抽象、表征与发布1 .2机器一机器的敏捷智能认知交互技术实现机器一机器的敏捷认知交互是马赛克战提供快速、分布式、可扩展、自适应联合多域杀伤能力的重要支撑。近年来，随着智能认知技术的发展，从数据形成知识再到用于认知理解的环路基本清晰，为解决机器一机器的认知交互，形成意图一致的共同体提供了契机。感知一知识一认知交互的过程如图8所不O因此，一是需要聚焦马赛克战中跨域组合构建