美軍作戰云概念淺析

吳宇航 彭振忠

智能化時代的基礎設施和核心架構，將基于物聯網、云計算、大數據和人工智能“四位一體”規劃設計。云計算是大數據智能分析處理的基礎支撐平臺，云中共享的軟硬件資源和信息可以連接各種物聯網終端和設備，云存儲為大數據提供記憶和存儲空間，同時云計算的并行計算能力又促進了人工智能技術的發展。“云概念”以其互聯、高效、共享等特質，正在推動軍事領域的重大變革。美空軍于2013年率先將“云概念”引入作戰領域，提出作戰云概念，并迅速得到美國防部、海軍及其他軍種的認可，以期解決其面臨的威脅和挑戰，保障美軍在未來戰爭中保持優勢。

提出背景

為應對美軍重回大國競爭之路的戰略需求，美軍提出作戰云這一概念，以期在未來戰爭中保持優勢。進入21世紀后，美軍參與的戰爭是在其掌握絕對制空權和制信息權的低對抗環境下進行的，未來倘若喪失絕對的空天和信息優勢，美軍將可能無法保持對戰場的控制。美軍認為，若想在未來戰爭中保持持續的戰場優勢，面臨著前所未有的威脅和挑戰。

重回大國競爭，對手反介入/區域拒止能力強大。在“對手反進入與區域拒止能力不斷提升”的背景下，面對大量“精確制導遠程巡航導彈和彈道導彈”威脅，以及中俄日益完善的防空反導體系建設，美軍依托天基信息系統、大型海上作戰平臺、聯合指揮控制中心等傳統平臺的優勢不可延續，且容易被對手通過關鍵平臺和關鍵節點的攻擊迅速癱瘓美軍作戰力量體系。美軍現行作戰概念相對陳舊，與F-22、F-35為代表的先進武器不相匹配，存在以21世紀的武器和20世紀作戰概念進行當下作戰的窘境。美軍急需新的作戰理論來激活新型信息化裝備的作戰潛能，在保持作戰力量同時應對國防預算緊縮的挑戰，重拾美軍與對手的全面優勢。

傳統采辦滯后，美軍武器裝備建設弊端凸顯不斷。在美國“金融危機”“國家安全需求不斷增長”等多重因素影響下，美軍國防預算逐年遞增，美國2021財年國防預算為7405億美元。首先，面對中俄對手，美軍認為國防預算不足以應對未來威脅。美空軍前情報主管、第一副參謀長大衛·德普圖拉在一份報告中指出，目前美軍空中力量主要由老舊的A-10、F-15/16、B-1、B-52飛機和B-2以及少量的F-22、F-35組成，不足以應對21世紀對手的反介入/區域拒止能力，并呼吁要改變方略以應對可用于國防的資源比重下降的挑戰。其次，美軍現有的采辦流程已經不適應當下武器裝備和技術發展的現狀，傳統武器平臺研制周期長，面臨著裝備部隊時部分技術落后的現狀，以及長周期下的高額研發費用。再次，以信息技術為代表的商用技術發展速度已經超過軍事技術的發展速度，更具有適應性和生命力。

“煙囪型”武器平臺，美軍武器裝備體系互通存壁壘。在大量裝備F-22先進隱身戰機后，美軍又先后迎來F-35戰機、DDG-1000導彈驅逐艦、福特級航母等高度信息化武器裝備，而美軍的作戰指揮與控制還停留在2003年“自由伊拉克”行動時，高度依賴衛星、預警機等核心裝備平臺的網絡中心戰時代。一個個“煙囪型”武器平臺形成的信息孤島是美軍進行作戰云建設的直接動力。由于F-22和F-35分別配備專用的隱身數據鏈，即飛行中數據鏈（IFDL）和多功能先進數據鏈（MADL），導致這兩種機型之間無法順暢地進行通信。2019年11月，美國空軍先進作戰管理系統（ABMS）的首席架構師在Defense One舉辦的會議上宣布，美空軍推出新型數據鏈，支持F-22與F-35共享數據，該數據鏈將把一個平臺發送的信息（比如位置、目標選取等）轉換成另一個平臺可以處理的格式，這種數據鏈將支持隱身飛機在不影響其隱身能力的情況下傳遞重要信息。該數據鏈每4個月將進行1次升級。但是，這種升級也只是改變了美軍兩型裝備中的互聯互通，信息融合的問題仍橫亙在各武器平臺、各軍種之間。

美軍認為自身的現行作戰概念相對陳舊，與F-35為代表的先進武器不相匹配

核心內涵與發展歷程

根據美國空軍空戰司令部對作戰云的初步構想，將其定義為“作戰空間內用于數據分發和信息共享的總體網狀網絡，每個授權用戶、平臺或節點透明地貢獻和接收基本信息，并能夠在整個軍事行動范圍內利用這些信息”，在這個問題上，作戰云本身非常先進——可能是最先進的，作戰云并不包括外包數據存儲和托管應用程序，也不包括服務器虛擬化，這是商業云的特征，即使這些元素可以實現。最重要的是，它要存儲和訪問大量的數據，在一個共同的環境中托管在多個不同的數據源上，并提供工具來提取數據傳達的相關含義，從多個領域關聯數據，特別是使用大數據技術和人工智能。

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，具備虛擬化、連通性、分布式、易擴展和按需服務等特點，為作戰按需獲取資源提供可能，為達成“跨域協同”提供支撐，為實現作戰云奠定基礎，其核心理念是海、空、天、網絡層的跨域協同，強調多域虛擬存在、高度融合與自然聚散，是實現作戰空間內用于數據分發和信息共享。

2014年，美國《航空周刊》發布了作戰云構想圖，描述了由在軌太空偵察/通信/導航衛星，空中預警機、F-15/16戰斗機，海上航空戰斗群，與深入對方綜合防空系統區的F-22/35隱身戰機、RQ-180無人偵察機、新型遠程轟炸機(LRS-B)等多維作戰單元，共同構建的空中優勢云發展遠景，更加清晰地展現了美軍作戰云概念全貌。

2019年12月，法國戰略研究基金會對作戰云進行了系統性的研究，發表《作戰云：未來空中作戰系統的關鍵要素》研究報告，報告對云概念對“未來作戰空中系統”的作用，與當前的網絡技術的異同，以及它即將呈現潛在的附加值，同時面臨的實現它的挑戰進行了闡述。

2019年，微軟的Azure擊敗了亞馬遜云服務AWS，在公共云資源的激烈競爭中拿下了美國國防部的合約。成為其價值100億美元、為期10年的JEDI云合同的獲勝者。

主要特點與挑戰

作戰云作為云計算理念在軍事領域的全新運用，具備戰場信息跨域融合、群組力量分布作戰、跨代平臺協同增效等典型特征，其主要特點主要表現為以下幾點。

一是戰場資源動態化、虛擬化。作戰云將地理分散的各作戰平臺、傳感器、武器系統、各類數據等戰場資源相互鏈接，構建一個網絡化戰場資源池。資源池具備分布網絡化、虛擬化、動態自組織接入、按需訪問等特征，節點之間網絡拓撲存在高機動性，每個節點可自由出云入云，且具備輸入輸出特性，既向云端提供信息與服務，也從云端獲取信息與服務，且可根據特定作戰任務需求，進行動態資源分配。因此，云端呈虛擬形態，不存在具體形式，但又無處不在。

二是態勢信息云融合。作戰云的本質是融合，通過網絡通信技術及虛擬化技術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，基于云技術實現戰場資源整合管控，實現地域、空域、時間域分散的各有源、無源傳感器協同探測，完成戰場態勢實時共享和決策支持，縮短戰術決策時間，提升單元要素間的協同能力與整體殺傷效能。

三是作戰資源彈性可擴。作戰過程中作戰資源能根據作戰進程的推進、當前態勢及需求的變化等情況進行快速調整，更多的展現出作戰云中作戰資源的靈活性、適應性及可塑性即彈性；可擴即為作戰資源可擴展，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。彈性可擴追求的是作戰資源迅速、動態并最大限度的滿足作戰需求。

四是作戰資源面向服務。作戰云將原有的人找資源、人等資源轉變為資源為服務、資源等人，使得作戰人員更為便捷的獲取所需作戰資源，分享所有作戰資源以及創新作戰資源的運用方式，最大程度的發揚整體作戰效能。但出于“作戰安全”和“作戰保密”的考慮，作戰資源不可能實行“按需服務”，必須在確保安全的前提下，按權限實行“有限服務”。

五是作戰資源分布式指揮控制。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，有效實現作戰資源的快速重組來滿足不同作戰行動的需求。通過戰場資源的高效管控、目標數據的實時處理分發共享，在云端完成目標探測跟蹤、數據融合、目標指派、火力分配、火控制導、毀傷評估等作戰流。作戰云打破了作戰平臺、傳感器、武器系統之間的硬鏈接，以松耦合方式構建“探測-跟蹤-決策-打擊-評估”的完整“云殺傷鏈”，從而實現對超視距目標的先敵發現、先敵攻擊、先敵摧毀。

作戰云的挑戰主要表現為以下幾點。

一是信息安全挑戰。作戰云面臨的最主要的一個挑戰是網絡電子攻擊的威脅，即電子戰和網絡戰的融合，這已經在理論上和技術發展上得到廣泛認可和關注。必須區分對通信網絡和傳感器的干擾威脅和可能影響整個“云”的攻擊性網絡戰。以目前美軍主要數據鏈Link-16為例，一直以來Link-16被認為是非常安全的抗干擾設備。然而，在這方面，信息技術的快速發展可以重新洗牌。C2和ISR領域的功能分布確實有助于對抗特定系統上的干擾行動，并減少這些行動對給定節點的影響。使用低檢測截獲概率（LPD/LPI）戰術數據鏈將增加干擾這些通信的難度。另外，這些新的戰術數據鏈不能依賴于來自全球導航衛星系統（GNSS，如GPS）的授時，因為GPS作為同步工具容易受到干擾。在任何情況下，“云”的使用都將成為電磁環境中的一個挑戰，而競爭對手自己也采用了靈活分配工作的自適應電子戰程序。

2014年，美國《航空周刊》發布了作戰云構想圖

進攻性網絡戰的威脅，長遠來看是一個不容忽視的問題。美國國防部作戰測試與評估主任的報告定期反映了許多美國系統的“網絡漏洞”，包括理論上考慮到這一威脅的最新系統，如F-35。互連終端的倍增增加了電子侵入“云”層的可能性，并增加了系統性影響的風險。此外，通過將空中力量的競爭優勢的很大一部分耦合到這種深度和廣泛的網絡中，“云”也增加了這種脆弱性的嚴重性。換言之，由于作戰云對有效對手的防御能力不足，有可能導致空中力量系統癱瘓。

二是信息連接形式挑戰。作戰云面臨另一的挑戰是它在這種極為有限的電磁環境中工作的能力，在這種環境中，作戰行動常常會被降級甚至被拒止，而這些條件與電話網絡下面的光纖和中繼塔的堅固網格相去甚遠。作戰程序必須適應這種間歇性連接，例如，通過搜索戰術數據鏈吞吐量進行補償，加強異步傳輸，在任務規劃中大量存儲數據，以及可以在沒有連接的情況下執行協同作戰模型。

三是邊界問題挑戰。作戰云面臨的又一挑戰是“云”的邊界問題和共享政策問題。大衛·德普圖拉將軍提出的愿景是多域云，不僅致力于空軍，可能還包括太空和網絡（許多其他空中力量參與者的跨域方法），而且也致力于陸軍、海軍。當技術和標準已經到位，相互依存就需要一種對稱和開放的信息共享政策，特別是在建立在國際伙伴關系基礎上的FCAS這種情況下。然而，促進獲取情報產品將是一個永久性的挑戰，來自不同國家的飛機上的傳感器之間的融合戰爭也將是一個永久性的挑戰。

典型軍事應用

與傳統的多平臺協同相比，作戰云概念采用類似云計算技術，從體系層面實現陸、海、空、天各作戰域的戰場資源整合，匯聚成“云”，完成戰場數據的網狀交互，具備全域性、分布式、網絡化特點，未來的作戰體系將逐漸朝向云端信息共享、分布式常態作戰模式、有人/無人協同成為常態編隊形式、多樣化協同作戰樣式等方向發展。下面介紹軍事行動中作戰云的典型應用。

聯合火力和火力支援協調作戰云通過利用火力支援協調措施（FSCM）來實現更高效的聯合火力。由于某些FSCM缺乏靈活性、應用不當和傳達過程冗長（如火力支援協調線位置、殺傷盒狀態），容易造成聯合火力不足，從而影響未來聯合作戰能力。作戰云將使聯合火力將更加靈活、FSCM更加及時，提升多域戰打擊能力、增強非線性戰場作戰能力和減小誤傷的風險。

作戰云的本質是融合，基于云技術實現戰場資源整合管控

作戰云架構可以被用在近距離空中支援行動中

火力支援協調線（FSCL）是提升大型戰役中聯合火力的最關鍵措施之一。由于戰場是非線性的，地面部隊位置會隨著交戰過程發生變化，若保持FSCL位置不變，容易發生空地誤傷事故。作戰云可以使FSCM隨作戰條件變化進行調整，并及時傳達給相關部隊。

近距離空中支援近距離空中支援（CAS）定義為打擊靠近己方部隊的敵方目標的空中行動，并要求在各類飛行任務中，對己方部隊的火力和行動有詳盡的整合能力。近距離空中支援的指揮與控制、優先級和執行歷來是軍種之間的難題。作戰云允許發展多域指揮與控制系統，之前的“什么軍種應該控制近距離空中支援資產”“什么是最好的近距離空中支援資產平臺”問題將變為“如何優化近距離空中支援效能”“如何協調近距離空中支援、空中遮斷與地面部隊移動”。作戰云架構可以幫助實現高效多域指揮與控制，而非專注解決特定平臺的局限性。

人員救援作戰云同樣可以用于人員救援任務。作戰搜索與救援（CSAR），如民事搜救、非戰斗撤離行動和其他人道主義救援等具有自發性，需要不間斷更新信息和動態連接以尋找救援機會，作戰云可以減少救援任務中的迷惑和沖突。美國空軍救援任務覆蓋了陸海空3個領域，在多域環境內進行救援行動存在諸多挑戰，惡劣和高危環境使得救援更加困難。救援中不同機構、預警機、飛機、無線電臺等需要不同的通信鏈路，因此為信息和通信共享建立一個平臺變得尤為重要。作戰云利用網絡技術可搭建共享平臺，所有人可以看到救援現場畫面，并且使人員救援機構的關鍵可用資產分配最優化，從而使搜救能力得到質的提升。

機構間協調米切爾研究所發布的一份政策文件指出：“21世紀的軍事力量交鋒，需要新的、更靈活的、綜合作戰框架，將陸、海、空領域作戰分割開的傳統觀念需要及時轉變”。將每個平臺視作傳感器，作戰云多域指揮與控制模式將給決策者提供一個可靠、安全和動態系統，確保各個平臺高效運轉。軍工企業內各種組織機構（如情報機構）日積月累的信息資料，需要在信息共享的基礎上進行重新整合。21世紀，若美國軍工企業仍要在后工業時代保持世界領先水平，那么各機構間相互競爭的關系必須由合作共贏來替代。美國各情報機構要做到信息共享，作戰云可以提供這樣的架構來施行此理念。

美國空軍首先實行作戰云框架，確保指揮與控制系統和情報、監視及偵察（ISR）系統對所有相關機構開放共享。這些平臺的信息共享有益于挖掘有用情報信息，從而擊敗敵人。在打擊暴力極端組織時，多領域內的實時通信和指揮與控制將成為有效控制戰場的關鍵因素，而作戰云可以達到這種效果。

結語

作戰云將引發武器裝備發展思維的巨大變革。未來新裝備的設計理念將突破常規，采取模塊化設計，搭載不同的任務載荷，配備不同功能的裝備，并可按照作戰要求自由組合，平臺運用將突出融合化，平臺性能的提升不再是重點，信息共享能力成為關鍵。未來每一種裝備都可以處理信息，由過去的單一身份變成真正的多面手，或者由過去的多面手轉為執行某種特定的單一任務。裝備的種類、型號數量會大幅減少，而多功能特性將日益顯著。只要裝備間信息流保持通暢，保持網狀交互，單裝備間的作戰使命就可以隨時互換。

作戰云將與新型作戰概念融合支撐未來作戰格局。以馬賽克戰、多域戰為代表的新型作戰概念正在加速推進，作戰云作為各軍種著力推動的未來基礎性、關鍵性建設項目正在悄然發生改變。例如，作戰云的核心是海、空、天、網絡層的跨域協同，強調多域虛擬存在、高度融合與自然聚散，本身與多域戰的基本內涵具有很大的重合度，其對于多域戰和馬賽克戰將具有巨大的推動作用。