美海軍聯合全域指揮控制發展研究

2020年以來，美海軍正以“對位壓制工程”為牽引構建海上聯合全域指揮控制能力，重點開發可抵御對手網絡攻擊的“網絡之網絡”，“將射手從特定平臺的傳感器中解放出來，利用制式和非制式傳感器融合數據，比對手更快地閉合殺傷鏈”。

發展背景

2019年，美參聯會提出聯合全域指揮控制概念，旨在構建連接“所有傳感器、所有射手”的軍事指揮控制網絡，整合陸、海、空等各域作戰資源，實現跨域、跨軍種的無縫信息傳輸，在對的時間、用對的武器、打擊對的目標。

2020年10月，為響應美國防部“聯合全域指揮控制”建設工作，解決“美海軍對通信帶寬和移動數據需求呈指數級增長”“現有作戰網絡和基礎設施難以滿足無人化作戰需求”等現實問題，美海軍啟動“對位壓制工程”，提出采取類似“海軍反應堆”“宙斯盾”作戰系統的工程化研發模式，聯合作戰部隊、政府、工業界、學術界等各方力量，圍繞作戰網絡、基礎設施、數據架構、分析工具等四大領域開展研究工作，加速構建新型“海戰體系架構”，確保海軍有人-無人艦隊能在海上組網，可以從空中、水面、水下等領域同步提供致命和非致命作戰效應，維持海上優勢。“對位壓制工程”是目前美海軍除調整戰略核力量外，優先級最高的工作。

頂層規劃

“對位壓制工程”啟動以來，美海軍連續發布多項頂層戰略文件，進一步細化、明確了工程的目標定位、發展規劃、技術手段，自上而下指導相關工作。

2021年1月，《海軍作戰部長發展指南》中提出，“海軍作戰概念要求用‘海戰體系架構’連接所有平臺、武器、傳感器”，“2025年左右初步部署‘海戰體系架構’，并與‘聯合全域指揮控制’系統集成”。

2021年10月，《海軍航空兵愿景2030—2035》中提出，要“發展靈活、強適應性的通信網絡，具備動態作戰管理與指揮控制能力，可將任意傳感器或射手彈性集成至殺傷鏈，實現遠程火力打擊”，通過“對位壓制工程”實現“現有或未來平臺跨艦載機聯隊、跨域集成組網，為所有聯網平臺提供持續、多節點探測信息”，“提供多條網絡路徑以確保數據流的彈性、可靠、冗余、及時”。

2022年9月，《制信息頂層設計概念》提出“實現任意信息在任意兩點間的安全傳遞”的發展愿景，將打造“網絡之網絡”升級為海軍的戰略目標。

組織模式

“對位壓制工程”采用“集中式管理、分布式研發”的組織管理模式，實現技術的快速創新集成，重點采取六大舉措。

組建“對位壓制工程”項目經理辦公室。由海軍信息戰系統司令部司令領導，擁有海軍所有與作戰網絡研發、采辦、維護相關項目的管理權限。

建設集成快速創新實驗室。依托“對位壓制軟件庫”，建成岸上虛擬實驗環境，已完成2次“先進海上技術演習”專項挑戰賽。

舉辦“對位壓制工程”工業日。季度舉辦，首個工業日邀請了180家公司，海軍信息戰系統司令部介紹了工程的愿景、技術現狀、未來挑戰、機遇等，并強調了政府與工業界合作支撐“對位壓制工程”的重要性。

建立軟件“鑄造廠”。向國防工業部門、小型企業、政府機構、學術界等廣泛征集創新解決方案，探索新型軟件開發和部署生態系統。

挖掘行業人才。2021年2月，“對位壓制工程”負責人斯莫爾表示，“必須從系統司令部、作戰中心、各行業中挖掘優秀人才，利用他們的專業知識改進對人工智能、機器學習、信息和網絡等技術的使用”。

推動國際協作。2023年2月，斯莫爾表示，“‘對位壓制工程’已在‘五眼聯盟’中（美國、澳大利亞、加拿大、新西蘭、英國）達成共識，我們做的每一件事都應考慮與合作伙伴間的互操作性”。

作戰實驗

“對位壓制工程”啟動以來，美海軍以實現聯合全域作戰為目標，以構建有人-無人艦隊分布式海上作戰能力為核心，以論證未來海戰“網絡之網絡”基礎架構、可拓展性為重點，以加速新技術植入為主要驅動，開展了系列作戰實驗，聚焦三大問題：如何快速縫合一張覆蓋全海軍的“網絡之網絡”，使海軍能在強對抗環境中無縫傳輸數據；如何實現類似手機APP的作戰軟件遠程快速研發、測試、部署、更新和管理模式；哪些創新和新興技術有助于實現“對位壓制”優勢？

作戰網絡集成實驗 2023年2月，美海軍航空系統司令部、太平洋海軍信息戰中心、海軍研究署、諾格公司、BAE系統公司聯合開展了海上網絡集成實驗，旨在依托“實況-虛擬-構造”手段，探索實現跨網絡、跨戰域無縫傳輸數據。

實驗實施上，利用海上作戰中心、無人機任務控制站、岸上作戰中心的模擬器，模擬海上編隊的F-35戰斗機、E-2D預警機、阿利·伯克級驅逐艦、尼米茲級航母等裝備平臺。利用MQ-4C無人機搭載無人網關設備，作為高空情報監視偵察和網關節點，實現在不同平臺和網系間共享第五代傳感器的數據。

實驗效果上，初步驗證了“網絡之網絡”的數據傳輸和融合能力。美海軍作戰部長吉爾迪表示，“網絡集成實驗使我們能將更多的網絡集成到‘網絡之網絡’中，這意味著能在更多網絡上測試更多數據，并引入更多的作戰管理輔助工具，使終端用戶能更好地觀察戰場空間”。

“數字地平線”演習 2022年11月23日至12月15日，美海軍在巴林舉辦了為期3周的“數字地平線”演習，首次將無人系統集成至“網絡之網絡”，并基于人工智能技術進行數據融合和分析。

實驗實施上，構建由海鷗無人艇、數據探索者無人艇、V-BAT無人機等多型商用無人系統節點組成的“網絡之網絡”，收集情監偵傳感器數據；通過海岸警衛隊快速巡邏艇部署“彈性旋翼”無人機，在阿拉伯灣上空將其他平臺視頻、圖片等數據中繼至海上和岸上指揮中心；利用埃塞森公司的“集成指控通信和響應式防御”模塊，匯集了來自15型無人系統數據（40個視頻流、9個自動識別系統數據源、4個實體檢測/跟蹤源等），并轉換為通用格式；建立一種基于網頁的“單一管理平臺”，將所有相關數據集中顯示；利用人工智能和機器學習技術篩選海量數據，識別海上異常活動。

實驗效果上，展示了更完整的無人系統作戰圖像，提升了無人系統操作員的數據可視性和指控能力。演習中，操作員通過“單一管理平臺”直接控制了5種不同類型的無人艇，提升了無人系統的互操作性。第59特遣部隊指揮官表示，“演習的數據集成顛覆了傳統傳感器的通信思維，數據不需要標準化，就可實現系統互操作”。

先進海上技術演習專項挑戰賽 2021年6—11月，美海軍信息戰系統司令部組織開展了“先進海上技術演習-網絡”和“先進海上技術演習-人工智能”專項挑戰賽，是“對位壓制工程”啟動以來首次舉辦的先進技術演習挑戰賽活動。該挑戰賽強調在虛擬數字環境中，探索如何在強對抗和絕大多數通信鏈路拒止的戰術環境下，快速嵌入與應用人工智能、網絡等新興技術，解決作戰網絡降效、智能目標識別與軌跡預測能力不足等問題。

實驗實施上，利用集成快速創新實驗室虛擬環境，在節點連接稀疏、鏈路傳輸速率低于千比特/秒、網絡需求超過可用資源等苛刻等實驗條件下，測試新興技術對提升作戰網絡彈性、帶寬、敏捷性的影響。通過“對位壓制軟件庫”岸上虛擬桌面基礎設施，實現參賽系統/軟件直接利用海軍作戰數據集開展訓練。在模擬強對抗作戰環境下，驗證人工智能、機器學習等技術在目標識別、軌跡預測、彈目匹配、環境測繪等方面的運用。

實驗效果上，首次基于虛擬數字環境驗證了人工智能、網絡等技術在強對抗作戰環境下的應用前景。美海軍信息戰系統司令部科技總監稱，“這種數字平臺驅動的新型先進海上技術演習能快速識別和部署新興技術”，可將新技術的演示、集成、部署周期從傳統的36個月縮短至10個月。

作戰軟件部署測試 2021年8月，美海軍在夏威夷太平洋地區網絡作戰中心部署了“對位壓制工程”云端數字環境“對位壓制軟件軍械庫”的首個“應用兵工廠”，并在“林肯”號上進行了測試。

實驗實施上，利用符合美國防部“信息影響等級6”的云端數字研發和測試環境，保障艦載作戰軟件從初始設計到集成、測試、部署整個周期的安全保密；利用敏捷核心系統，實現作戰軟件的快速集成與存儲；利用軟件工程快速評估與集成流程，完成新作戰軟件的快速認證；利用“應用兵工廠”商店，實現艦載作戰軟件的遠程檢索、下載、安裝、更新；引接新版“統一海上網絡企業服務”艦載網絡系統，利用標準化網絡基礎設施和通用化機柜構建統一的艦載計算環境，通過企業服務實現所有作戰軟件的“托管服務”。

實驗效果上，初步驗證了作戰軟件的云端開發、部署、更新、管理能力。美海軍海上戰術網絡項目辦公室項目經理表示，“這是一個顛覆性的范式轉變，以前海軍作戰軟件安裝必須手動上艦操作，而‘應用兵工廠’允許用戶以有線或無線的方式遠程自動下載應用程序”。

重點項目

2025財年，美海軍為“對位壓制工程”申請1.398億美元預算，未來5年預算計劃達到7.167億美元。海軍預算文件中明確支撐“對位壓制工程”的共有5個項目/項目包，分別是“數字戰爭”“先進作戰系統技術”“建模與仿真保障”“自動測試和分析”“情報任務數據”。

“數字戰爭”項目包是“對位壓制工程”的核心，項目包中的具體項目均為機密。綜合多方信息推測，該項目包將重點發展支撐“網絡之網絡”的通用數據鏈、機載網關系統等，提升網絡帶寬、彈性、敏捷性。具體項目包括：“通用武器數據鏈”“輔助決策工具和人工智能研發”“數字化戰爭”。

“先進作戰系統技術”項目包旨在促進美海軍發展集成建模環境、原型演示、技術轉換，以及相應的標準和接口，加速基于開放架構的數字環境建設；推動開放架構在戰斗管理、任務規劃、戰術決策等基于人工智能/機器學習技術的輔助工具中的運用。具體項目包括：“協調海軍企業跨域實施開放架構”“在數字化戰爭平臺實施開放架構”“用于開放架構和數字戰爭平臺的系統工程保障”。

“建模和仿真保障”項目包旨在重點發展通用服務、工具和數據庫，制定能提升模型和數據復用性和互操作性的方法和標準，支持全海軍的工程設計需求。具體項目包括：“核心服務”“通用服務”“實驗與原型”。

“自動測試和分析”項目旨在擴展當前美海軍系統測試的方法和工具，提升海軍對單個系統和系統之系統的研發、評估、作戰分析能力；實現在云端數字環境中，軟件代碼的實時分析與性能測試，進一步縮短海軍作戰軟件的部署周期。

“情報任務數據”項目旨在研發數據分析工具方法和數據架構，實現數據可視化，提高復雜任務情報數據分析能力；對全海軍的情報數據進行集成、排序、分析，保障海軍所有海基、岸基系統的現代化、數字化轉型；將更多的情報信息集成到盟軍軟件環境中。

發展特點

通過系統梳理美海軍“對位壓制工程”的組織方式、關鍵項目、重點作戰實驗等情況，總結分析“對位壓制工程”具有以下發展特點。

采用敏捷開發、分布實施的發展理念。研發模式上，將任務分解為多個增量，并為每個增量制定“最小化可行產品”，包括網絡、基礎設施、輔助管理工具等的階段性成果，以快速實現所需的“最低限度能力”。每個增量分為研發和集成、平臺集成和測試、運行和維護3個階段；上個增量推進1年后，啟動后續增量，并行推進研發、集成和測試工作。部署方式上，采取“先航母編隊、再向艦隊和全海軍推廣”的模式，計劃2023年在航母打擊群上部署測試“對位壓制工程”初步成果，收集用戶反饋，以確定新的能力發展方向；確保研發的新工具可與“海戰體系架構”功能集成，并利用虛實結合的手段加快樣機的使用訓練。

通過現有網絡系統的快速無縫集成，提升網絡彈性、帶寬和敏捷性。在現有網絡基礎上快速縫合一張“網絡之網絡”，徹底改變現有“花園圍墻”式的網絡結構，打破傳統傳感器、武器、指控、通信網系間的信息流通壁壘，在“軟件定義的通信系統”中獲取所需數據并封裝，用軟件定義最佳的傳輸路線，實現“在正確的時間將正確的數據傳輸至正確的地點”。采用“通信即服務”架構，研發測試新型網關系統，或借助DARPA“縫紉針”等項目成果，簡化網系間交互，解決網絡集成面臨接口不兼容、標準不統一等難題，實現新能力的快速部署。引入多徑路由、零信任網絡訪問、云原生接入點、IPv6網絡通信等新興技術提升網絡彈性、帶寬、敏捷性，實現受到攻擊、節點故障/癱瘓、通信降級/拒止時，高優先級信息在不同網絡間的有效傳輸。

注重海軍信息基礎設施環境的現代化改造，大幅縮短作戰軟件部署周期。現代化改造海軍信息基礎設施，采用“與工業界相同的研發安全運維方法”設計作戰軟件；基于云處理和云存儲技術，構建符合美國防部不同“信息影響等級”的云端數字研發、測試、存儲環境；創建云端應用商店，使艦載操作員可遠程搜索、下載、安裝、更新作戰軟件，將軟件部署周期從傳統18個月縮短至數天內。

以數字平臺驅動演習加速新興技術落地。美海軍通過引入“集成快速創新實驗室虛擬環境”、“對位壓制軟件庫”岸上虛擬桌面等基礎設施，使技術研發人員能夠直接訪問海軍作戰數據集開展訓練，確保人工智能、深度學習等技術使用真實有效的訓練數據，大幅縮短了新興技術從研發、測試到最后部署的時間。同時，海軍計劃部署作戰軟件應用商店，可使艦艇操作員遠程搜索、下載、更新、管理新部署的作戰軟件。若成功部署和推廣，將大幅縮短新技術、新應用的部署周期。

結 語

美海軍聯合全域指揮控制著眼于未來高端海戰，致力于基于現有作戰網絡構建覆蓋全海軍、彈性、靈活的“網絡之網絡”，打破現有作戰網系間的信息壁壘。現代化信息基礎設施將徹底改變作戰軟件的部署模式，縮短作戰軟件部署周期。同時，引入人工智能等新興技術輔助指揮官決策，提升決策效率，加速閉合海上殺傷鏈，維持海上優勢。

責任編輯：王宇璇