“作戰云”體系構建初探

羅金亮，宿云波，張恒新

(1.解放軍電子工程學院，合肥230037;2.空軍指揮學院，北京100091)

0 引言

“作戰云”是一種通過戰場通信網絡互聯的彈性作戰資源集群，是“云計算”理念在軍事領域的全新運用。自美國空軍空戰司令部邁克·霍斯蒂奇將軍于2013年1月首次提出“作戰云”一詞以來，美軍便開始著手對其進行研究，認為其是有效解決“跨域協同”問題的有力手段，且其具備虛擬化、連通性、分布式、易擴展和按需服務等特點，但美至今對“作戰云”的概念及構建方式均沒有統一、明晰的認識;我軍自“云計算”一詞于2006年出現以來，便試圖將“云計算”技術引入軍事領域，以應對信息化進程不斷推進所帶來的軍事信息“大數據”挑戰，2013年戴峰教授將“云計算”服務理念融入作戰行動，并撰文提出“云作戰”理論，認為其是一種將所有分散的相關作戰資源迅速、靈活地聚焦于一個或多個目標實施攻擊或防御，并在作戰任務完成后消散無形的作戰行為。但在這“云聚云散”間為“云作戰”提供物資基礎及力量支撐的是“作戰云”，但究竟何為“作戰云”，如何構建“作戰云”體系在其文中并未涉及。正所謂“皮之不存，毛將焉附?”因此，無論是為有效解決“跨域協同”問題，還是為發展“云作戰”提供物資基礎，進行“作戰云”體系構建問題研究顯得十分必要。

1 “作戰云”的基本內涵及特點

1.1 “作戰云”的基本內涵

“作戰云”是指綜合運用網絡通信技術、虛擬化技術、分布式計算技術及負載均衡技術將分散部署的作戰資源進行有機重組而形成的一種彈性、動態的作戰資源池。可被“池”化的作戰資源通常必須具備快速入網及快速部署能力，以便其在被使用過程中可實時、準確、快速地受領并完成任務，其通常包含數據類資源和實體類資源兩大類型。

“作戰云”并非是一種憑空創造出來的新興事物，而是綜合運用現代化的技術手段，將原有的作戰資源(如情報資源、火力資源及保障資源等)進行創新性的重組所形成的有機整體。它與美軍所提的“網絡中心化”及我軍所提的“基于信息系統的體系化”思想并無本質區別，而是在二者基礎之上對作戰資源的建設及使用方式進行了相應的繼承和創新的發展，主要體現在:一是建設理念上從為我所有到為我所用。隨著信息化進程的不斷推進，作戰方式已由原來的單一行動轉為現在的體系支撐、整體聯動，某一作戰力量的出動將需要其他各類情報、輸送、防護及保障等資源的支撐，以達成快速、精確、有效的作戰效果。但在當前的作戰行動過程中，作戰所需的各類資源絕大多數來源于上級配屬或本部所有，這種方式將導致資源重復建設、各軍種為建立健全相關資源耗費大量精力且各軍種間資源不能互通互用等問題出現，“作戰云”就是要將對作戰資源追求由“為我所有”向“為我所用”轉變，將各類作戰資源集約化、模塊化及池化，此時的部隊建設將從追求“合成化”轉變為“專業化、模塊化”，不再以自身功能全面化來應對未來挑戰，而是以專業力量模塊化動態組合的形式進行作戰，如未來的防空部隊甚至可以不配備制導雷達，而是由空中作戰飛機通過數據鏈對發射后的防空導彈實施控制引導;二是使用方式上從按能思用到按需索能。在當前的作戰行動過程中，指揮員或作戰行動人員往往是根據當前所配屬的部隊或裝備所具備的能力去籌劃如何將其運用的更好，使其作戰效能發揮到最大，當行動受阻或力量傷亡到一定程度時，便向上級申請并等待支援，但在這“一申一等”間作戰時機的錯失及力量的傷亡也是難以估量的，倘若隨著“作戰云”建設的不斷發展并完善，對作戰資源的使用方式將由“按能思用”轉變為“按需索能”，在作戰行動過程中指揮員或作戰行動人員可以根據自身需求較為便捷、快速地獲取相關作戰資源，其不再局限于自身所屬的資源去思量如何將作戰效能最大化，而是著眼全局、面向任務去思考為有效地完成任務需要何種資源并如何運用這些資源，在作戰實施過程中，“作戰云”甚至可以根據當前態勢，預測作戰發展趨勢并為指揮員或作戰行動人員主動推送作戰資源，從而實現作戰力量間的“自協同”;三是管理模式上從分建分管到統籌統管。當前，世界各國軍事力量均進行了相應的軍種劃分，各軍種為確保其在作戰行動中能夠形成對敵優勢，其通常根據自身需求建立相應的作戰資源，其中不乏資源重復建設、相似資源無法共享互通及資源緊張時以利己為主等問題出現，“作戰云”就是要將作戰資源的管理模式由“分建分管”向“統籌統管”轉變，以有效破除作戰資源各自建設的“壁壘”，實現作戰資源“分布一體化、動態共享化”。所謂“統籌”是指根據需求統一籌劃作戰資源的建設類型、數量及其所擁有的能力等，在統一籌劃過程中最為重要的便是全面、準確地估量對作戰資源的需求，及符合各軍種運用習慣和要求對作戰資源的進行虛擬化描述;所謂“統管”是指對通過網絡互聯的虛擬化作戰資源進行統一化、動態化及智能化的管理，管理的內容主要包括作戰資源建設、部署、關聯、調度及安全等方面的管理。

1.2 “作戰云”的特點

“作戰云”作為“云計算”理念在軍事領域的全新運用，其雖與“網絡中心化”、“基于信息系統體系化”理論一脈相承，但同時又具備“云計算”服務的典型特征，具體表現為:

(1)形散力聚。“作戰云”通過網絡通信技術及虛擬化技術將地理位置高度分散的作戰資源進行統一“池”化，通過分布式計算技術對戰場各類資源所獲取的情報、資源自身的當前狀態及資源內部所蘊含的信息等海量戰場數據進行關聯分析及趨勢預測，并利用負載均衡技術對作戰資源進行統一調度或按需推送。它能夠將戰場上大量分散的作戰資源迅速聚合以形成一個完整的資源網絡，并按照戰場當前態勢需求進行資源重組、調度、部署及釋放，從而有效實現了戰場上零散、小型、模塊化作戰資源的快速聚合、集中釋能。

(2)彈性可擴。彈性可擴是“云計算”中“云”的典型特征，這是用戶對“云計算”中各類資源需求變化無常的基本要求，同樣也是確保“云計算”服務穩固可靠的根本保障。所謂“彈性”是指柔韌、易彎曲，受外力不會被破壞，引申為可適應、可靈活改變的特征。

“作戰云”的“彈性”是指在作戰過程中，作戰資源能根據作戰進程的推進、當前的態勢及需求的變化等情況進行快速地調整，更多地展現出“作戰云”中作戰資源的靈活性、適應性及可塑性。“可擴”即為作戰資源可擴展，擴展不僅限于在原有的作戰資源之上進行同型累加，更多的擴展方式是在相對便捷且適用的位置進行同型異構資源補充，并將該資源進行虛擬化描述擴充進“作戰云”中，如需對空中對地突擊力量進行補充時，可采用空軍航空力量補充也可采用海軍航空力量補充。彈性可擴所追求的是作戰資源迅速、動態并最大限度地滿足作戰需求。

(3)面向服務。“云計算”按需服務的理念降低了人們對信息技術使用的門檻，更大程度地滿足了人們便捷獲取、分享和創新知識的需求，并極大降低了成本。“作戰云”有效的繼承了“云計算”按需服務的特點，將原有的“人找資源”、“人等資源”轉變為“資源為服務”、“資源等人”，使得作戰人員能夠更為便捷地獲取所需的作戰資源，分享所有的作戰資源以及創新作戰資源的運用方式，最大程度地發揚整體作戰效能。但同時出于“作戰安全”及“作戰保密”的考慮，“作戰云”中的作戰資源不可能實行“按需服務”，其必須在確保安全的前提下，按權限實行“有限服務”。由此可見，在面向不同的對象、不同的時機及不同的安全條件下“作戰云”將提供不同的服務，呈現出“面向服務”的特征。

(4)積木重組。“一個特定的組織結構是與在特定的條件下，在特定的時間執行特定的任務相匹配的”，為不斷滿足變化的任務需求則需要動態的調整其組織機構，但組織機構的重組往往帶來業務流程、信息流轉及數據交換等一系列問題，由此人們便希望組織機構的重組能像“搭積木”一樣選擇相應模塊進行動態組合。“積木重組”的關鍵在于其必須具備通用的拼插接口，而“作戰云”通過作戰資源虛擬化技術和跨機構互操作技術可有效屏蔽同類異構資源和跨機構業務流轉的差異，從而有效實現作戰資源的快速重組，來滿足不同的作戰行動的需求，甚至有可能引起作戰行動方式的變革。

2 “作戰云”體系架構設計

“作戰云”可以為依權按需提供彈性作戰資源，它的外在表現形式是一系列服務的集合。結合當前“云計算”的應用與研究，并根據軍事行動的實際需求，可將“作戰云”體系架構劃分為資源層、能力層、平臺層、應用層及管理層等5 層，如圖1所示。

圖1 “作戰云”體系架構圖

2.1 資源層

資源層主要通過虛擬化技術將分散部署的同型異構作戰資源進行抽象聚合，以形成各類簡明易用且彈性可擴的資源池。其內容主要包括存儲池、力量池、通信池等。

(1)存儲池主要包含虛擬聚合化的各類存儲資源。存儲池主要用于存儲各類作戰數據，既包括結構化數據也包括非結構化數據。

(2)力量池主要包含虛擬聚合化的各類軍事力量，主要包括作戰力量及保障力量。作戰力量資源化是“云計算”服務理念在軍事領域運用的重要體現，是全面實現跨域聯合作戰的必然選擇。但并非所有作戰力量均可被資源化，由于部分作戰力量存在聚集重組難、機動輸送慢、效能體現周期長等特點，導致其難以保證按需服務理念的時效性，因此可被資源化的作戰力量必須具備模塊化、快速化及高效化等能力。

(4)通信池主要包含虛擬聚合化的各類戰場通信網絡。通信池可根據用戶通信等級及當前各網路使用狀態，運用負載均衡技術以提高戰場通信的穩定性、可靠性以及戰場通信網絡的利用效率。

2.2 能力層

能力層主要依托資源層所提供的各種作戰資源，以作戰為目的將其封裝成相應的作戰能力。具體包括隨遇網絡接入、分布式數據存儲、分布式計算框架、快反式力量部署、網絡化集群作戰等能力。

(1)隨遇網絡接入能力主要依托通信池所提供的戰場基礎通信網、戰術互聯網及戰場Ad Hoc 網絡等戰場網絡通信鏈路及設備，從而在作戰過程中實現快速展開且能以任意方式接入戰場通信網絡的隨遇接入能力。

(2)分布式數據存儲能力主要依托存儲池所提供的去差異化的存儲介質，運用多介質混合存儲管理、存儲器結構感知的數據管理以及大數據分布式協同存儲等技術以實現戰場海量數據的存儲和管理。

(3)分布式計算框架主要采取面向服務架構(SOA)的設計方法，運用協同分配、同步計算及負載均衡等技術實現大數據分析與計算。

(4)快反式力量部署能力主要依托力量池中作戰力量和保障力量的快速機動能力，改變原有的作戰力量部署慢或作戰力量部署快而保障力量無法迅速跟進的現狀，從而實現作戰系統的整體快速部署，滿足指揮員實時、按需獲取作戰力量的需求。如2014年5月美軍太平洋司令部在阿拉斯加埃爾門多夫空軍基地已成功驗證了“急速猛禽”的快速部署概念。

(5)網絡化集群作戰是實現“破敵制勝”這一終極目標的實質性行動，其是在上述四種能力的支撐之下，以作戰目標為中心，按需調度空間上分散配置的各種作戰資源實現基于速度優勢的、多方向的非線式作戰。

2.3 平臺層

平臺層將能力層封裝好的能力按作戰階段及流程組合成具體的作戰功能，具體包括情報分析、方案生成、態勢推送、指揮控制、作戰及保障等功能。

(1)情報分析主要通過“云計算”技術將大量情報數據進行情報印證及數據挖掘，從而得到更為真實有效的情報。

(2)方案生成主要根據戰場各類傳感器所獲取的戰場綜合布勢對作戰方案庫中的方案進行優選重組，并為用戶實時主動推送方案。作戰方案庫中的作戰方案主要來源于作戰實驗、演習及實戰等經過實踐檢驗的作戰方案，既可收入成功的作戰方案也可囊括失敗的作戰方案，在方案優選重組時，可根據情況類比進行尋優避劣。

(3)態勢推送主要運用分布式計算框架對所獲取的作戰區域內敵情、我情及戰場環境等數據進行綜合分析，從而形成統一的戰場綜合態勢，而后根據各用戶權限、申請、當前狀態及其作戰行動發展趨勢進行態勢數據分發。

(4)指揮控制主要通過戰場通信網絡及隨遇網絡接入能力，可實現同步式多線指揮、便捷式越級指揮及委托式作戰控制以達成自適應協同作戰。

(5)作戰及保障主要通過快反式力量部署實現作戰及保障力量的快速部署，并通過網絡化集群作戰實現作戰行動過程中各種力量的分布式集中釋能。

2.4 應用層

應用層由基于平臺層提供的作戰功能來按作戰行動的類型需求進行動態組合所形成的業務模塊構成。應用層可進行的業務主要包括戰爭行動、非戰爭軍事行動及其他業務。

(1)戰爭行動主要包括進攻和防御等兩大類型作戰行動。

(2)非戰爭軍事行動主要包括反恐維穩、搶險救災、維護權益、安保警戒、國際維和、國際救援等行動。

(3)其他業務分析主要包括作戰實驗、兵力推演及戰法驗證等。

2.5 管理層

管理層主要對“作戰云”各層服務實施管理。所包含的管理功能主要包括安全管理、服務組合、質量管理、部署管理及服務監控等。

(1)安全管理提供對服務的授權控制、用戶認證、審計、一致性檢查等功能。

(2)服務組合提供對已有“云計算”服務進行重組以形成全新服務的功能。

(3)質量管理提供對服務的性能、可靠性及可擴展性進行管理等功能。

(4)部署管理提供對作戰資源的位置實時感知及統籌部署等功能。

(5)服務監控提供對服務的運行狀態進行記錄的功能。

3 結束語

“作戰云”以虛擬化形式存在于戰場，具備快速部署能力的作戰資源扮演了“云”來“云”往的角色，為作戰按需獲取資源提供可能、為達成“跨域協同”提供支撐、為實現“云作戰”奠定基礎。目前“作戰云”概念還處于探索階段，其有效實現還亟待提升戰場通信的隨遇接入、海量數據的分布存儲、異構信息的數據挖掘、作戰力量的快速部署等相關能力。

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