中国指挥与控制学会会刊 
1 基本概念及背景动因
为应对战争形态新变化和作战对手新挑战,2020年美军融合并提升了此前提出的跨域战、多域战、全域战等作战概念,提出了联合全域作战(joint all-domain operation, JADO)作战概念[1-2]。为支持联合全域作战概念发展,2022年美国防部发布了《联合全域作战指挥与控制战略概要》,提出了联合全域指挥控制(joint all-domain command and control, JADC2),意图通过人工智能技术,将陆、海、空等传统域与天、网、电、认知等新域新质战场整合为新的军事物联网,并在战场上使美各军种之间、美军与盟军间紧密联合,实现全球范围、全过程、全流程的战场指挥控制,提升美军指挥官指挥决策能力,确保美军“在必要时在全球任何地点、任何时间击败任何对手”。
美军联合全域指挥控制的提出有两点自身内在动因。
一是推动“第三次抵消战略”,保持美军对主要对手的绝对军事优势。为应对主要军事对手对美军全球主导地位的威胁,美国防部提出了“第三次抵消战略”[3],试图将先进人工智能技术应用于军事领域,提升美军军事实力,抵消对手的优势力量。联合全域指挥控制在美“第三次抵消战略”中扮演着重要角色,面对美军对手日益强大的“反介入/区域拒止”能力对美军绝对军事优势的威胁,联合全域指挥控制试图聚合美军在所有域的军事优势,抵消对手在某一域的相对军事优势,保持美军对对手的绝对军事优势。
二是突破现有作战模式,提升美军全球一体化作战能力。美军全球一体化作战是其顶层作战思想,通过使用美各军种及其盟军的一体化作战力量,在全球范围内具备实施作战行动与行动控制的能力。美军当前指挥控制能力难以适应未来全球化作战中跨域融合、高效指挥等特点,其意图是通过联合全域指挥控制支撑下的联合全域作战,提升美军在战场信息融合、联合指挥、战场决策等方面的能力[4],进一步提升美军全球一体化作战能力。
2 美军联合全域指挥控制核心能力
综合分析、理解美军作战条令,如图1所示,美军主要发展联合全域态势感知能力、联合全域智能辅助决策能力、联合全域指挥与行动控制能力以及联合全域保障能力等4方面14项核心能力,各项能力相辅相成、相互促进、相互补充,共同支撑联合全域指挥控制体系释能。
2.1 联合全域态势感知能力
在联合全域态势感知能力方面,美军重点发展全域全时战场态势感知能力、跨域多维战场态势融合能力、人机协同战场态势理解能力等态势感知核心能力,具体如下:
(1)全域全时战场态势感知能力。美军联合全域指挥控制通过建立多元化、多维度、立体化的战场信息感知体系,依托布设于战场的传感器、各类有人无人平台等,贯穿陆、海、空、天、网、电、认知等全域战场探测,覆盖全时全程感知,获取全域多维战场态势信息,为美军指挥官提供全面、可靠、精准的战场态势信息。
(2)跨域多维战场态势融合能力。美军联合全域指挥控制通过各军种、任务部队传感器,以跨域多维聚合为手段,融合传统域与新域新质等作战域战场信息,创造时间、空间、认知等维度战场态势信息差,形成对敌全域多维战场信息优势,为后续创造战场态势理解优势提供坚实基础。
(3)人机协同战场态势理解能力。美军联合全域指挥控制以人机协同、智能辅助的方式加强战场态势理解,机器智能通过大数据、云计算、智能算法处理等方式对战场态势关联分析,美军指挥官对智能理解后的战场态势洞察关系进行研判,将研判信息反馈给机器智能,加强智能算法对态势理解的调整。通过人机协同方式,战场态势理解能在物理域、虚拟域、信息域、认知域互通互联互享,可加深指挥官对战场态势的理解与判断。
2.2 联合全域智能辅助决策能力
在联合全域智能辅助决策能力方面,美军重点发展多维战场数据仿真关联能力、全域战场事件智能推理能力、智能快速推演辅助决策能力等智能辅助决策核心能力,具体如下:
(1)多维战场数据仿真关联能力。美军联合全域指挥控制通过先进计算机仿真技术、虚拟现实技术、元宇宙技术等,将战场多维数据进行仿真分析和关联处理,帮助指挥官对战场情况和战场环境进行关联分析,提升指挥官决策效率。
(2)全域战场事件智能推理能力。美军联合全域指挥控制运用大数据、深度学习、强化学习等先进人工智能技术,对战场全域信息进行归纳总结,从时空关系上对战场事件进行分析与推理,从复杂的战场环境中降低战场迷雾,从复杂的战场事件群中预测研判战场进展,为指挥官提供战场辅助决策信息。
(3)智能快速推演辅助决策能力。美军联合全域指挥控制通过构建战役战术级推演体系,建立跨域跨维跨军种作战推演平台,根据主要对手特征构建对手模型,面向战役筹划进行机机、人机等博弈对抗快速推演,并通过人工智能技术分析推演数据结果,加深指挥官对筹划效果的整体把握。
2.3 联合全域指挥与行动控制能力
在联合全域指挥与行动控制能力方面,美军重点发展跨域联合指挥能力、分布式任务指挥能力、全球快速打击能力、作战力量灵活弹性编成能力、兵力跨域协同控制能力、武器全域联动控制能力等指挥与行动控制核心能力,具体如下:
(1)跨域联合指挥能力。美军联合全域指挥控制构建军种间联合指挥体系框架,增强各军种间物理域、时域、空域等互通互联性,通过联合全域指挥控制系统在联合司令部中实现对各军种的联合指挥,以跨域联合指挥实现全域聚合释能,增强指挥体系优势。
(2)分布式任务指挥能力。美军联合全域指挥控制是扁平式指挥层级结构,以决策为中心,以任务为牵引,减少了对集中式指挥的依赖,减少了指挥层级,下放指挥官任务权限,降低军种、作战力量间协同指挥复杂性,保证指挥官意图更快地实现与落实。
(3)全球快速打击能力。美军联合全域指挥控制利用全域联合的非对称优势,将跨域多维的信息优势、决策优势转化为行动优势,构建一体化全球快打体系,意图达成“1小时打遍全球”的作战优势,并依托“星链”等系统实现精确打击,形成对主要对手的战略威慑施压。
(4)作战力量灵活弹性编成能力。美军联合全域指挥控制打破军种间壁垒,促进军种间链接与结合,遂行全域作战任务,面向作战场景构建多兵种小规模灵活的作战编成,使作战编成灵活、高效,使作战体系开放、鲁棒。
(5)兵力跨域协同控制能力。美军依托联合全域指挥控制系统,依据美军作战计划,对陆、海、空、天、网、电等作战兵力进行协同控制,全域协调优化兵力部署、调动、遂行作战等,实现按照统一计划进行兵力跨域协同控制的能力。
(6)武器全域联动控制能力。美军依托联合全域指挥控制系统,以数据链技术为支撑,接入陆、海、空、天、网、电等武器作战系统与平台,依据打击计划对各域武器平台进行联合火力打击与协同控制,实现武器全域联动控制。
2.4 联合全域保障能力
在联合全域保障能力方面,美军重点发展远程精确、弹性控制的全域后勤保障能力和信息化投送、军民一体的全域装备保障能力的全域保障核心能力,具体如下:
(1)远程精确、弹性控制的全域后勤保障能力。为满足美军全球远征作战目标,美军联合全域指挥控制采用远程精确保障策略,实现后勤补给力量的远征能力;美军联合全域指挥控制通过人工智能技术进行后勤力量战时模拟等,构建后勤力量弹性控制机制,建立后勤物资预置应急储备,实现对全域战场后勤保障的有效预测和弹性控制。
(2)信息化投送、军民一体的全域装备保障能力。美军使用联合全域指挥控制系统,实现信息化装备保障,构建投送型装备保障体系,实现远域精确装备保障;美军构建军民一体联合装备保障机制,依托装备制造厂、承包商等当地民用力量,提升装备运输、维修、保障效率,提升装备敏捷保障能力。
3 关键支撑技术及系统
为支撑联合全域指挥控制指挥决策、链路互联、跨域通信、数据处理等关键能力,如图2所示,美军发展了先进体系架构技术、作战云技术、军事物联网技术、军用5G技术、大数据技术;美军陆、海、空、太空、网络等军兵种也发展“先进战斗管理系统”“融合计划”“超越计划”“下一代太空体系架构”“联合网络作战架构”等系统,在军兵种层面对联合全域指挥控制进行体系支撑。
3.1 关键支撑技术
支撑美军联合全域指挥控制的关键支撑技术有先进体系架构技术、作战云技术、军事物联网技术、军用5G技术、大数据技术等,具体如下:
(1)先进体系架构技术支撑美军快速分布式指挥决策。美军采用开放式体系架构技术、分布式体系架构技术、自适应体系架构技术等,为联合全域指挥控制构建先进的体系架构,面向战场态势的快速变化,支撑动态快速接入军种指挥系统及其他新开发作战指挥系统,支撑作战域和作战职能空间拓展和分布式指挥能力,支撑快速增加体系节点,调整体系结构,适应作战编成结构调整。
(3)军事物联网技术,支撑美军指挥控制全域互联共享。美军将云计算、传感器技术、生物特征识别、感应定位等技术应用于作战领域军事物联网中,建立全域互通、多维共享、动态接入、安全高效的联合全域物联平台,将多域多维战场的传感器网络、武器装备、人员物资等连接到一个大的网络之中,通过作战云平台,实现不同作战系统、平台的互联互通,支撑陆、海、空、天、网、电、认知等各域战场信息的互通互享。
(4)军用5G技术,支撑美军指挥控制跨域通信。美国防部与地方高科技公司合作开发高带宽、低延迟、频谱共享的军用5G通信技术,军用5G技术支撑美军联合全域指挥控制可以在地上、海上、空中等各域实现无缝跨域通信,美军已实现军用5G和战术无线电网络的互通,扩大了美军联合全域指挥控制网络系统,减少美军作战兵力的通信盲区。
(5)大数据技术,支撑对美军全域多维数据的处理、关联与挖掘。美军通过深度学习等人工智能算法,利用大数据技术在战场数据处理与分析的优势,对美军全域多维大量战场数据进行挖掘,提升美军对战场情报发现与关联、态势融合与认知的能力,增强战场事件与战场环境变化预测的能力,加强敌方指挥官性格与指挥风格的判断,通过大数据技术从多维战场的信息海洋中获取对敌信息优势,破解多维战场迷雾。
3.2 关键支撑系统
为支持美军联合全域指挥控制,美军各军种都开发本军种的支撑系统,主要有美空军“先进战斗管理系统”、美陆军“融合计划”、美海军“超越计划”、美太空军“下一代太空体系架构”、美网军“联合网络作战架构”,具体如下:
(2)美陆军“融合计划”。为在陆上作战方面支撑联合全域指挥控制,美陆军实施了“融合计划”,聚焦指挥控制、士兵、地形、信息、武器系统等5方面,聚合美陆军分散力量和设施,构建陆上作战层面的联合全域作战网络。为支撑融合计划发展,美陆军发展了“战术情报目标定位访问节点”(tactical intelligence targeting access node,TITAN),融合陆、空、天等态势数据,成为融合计划的数据保障。
(3)美海军“超越计划”。为在海上作战方面支撑联合全域指挥控制,美海军发展了“超越计划”,根据分布式海上作战需求,利用军用5G、人工智能等技术构建从通信到服务的海军作战架构[10],通过将基础设施网络、数据处理和分析工具集成,将无人系统、舰船、武器平台等联结成一个全域作战网络并构建全域作战态势图,建立高杀伤、快互联的全域作战海上作战集团。
(4)美太空军“下一代太空体系架构”。为在太空作战方面支撑联合全域指挥控制,美太空发展局发展“下一代太空体系架构”,该架构依靠美国国防部高级研究计划局的21点计划,拥有空间传输层、导航层、作战管理层、支援层、跟踪层、威慑层、监管层等7层网络结构,该结构由大量小型卫星组成,用于低轨道的数据传输与通信,避免了太空战场大型航天器一旦被打击将严重影响太空体系的问题。“下一代太空体系架构”计划支撑联合全域指挥控制在全球范围内的导弹预警与监视、快速态势感知、目标监控等功能。
(5)美网军“联合网络作战架构”。为在网络作战方面支撑联合全域指挥控制,美网军加速推进新版网络空间作战联合条例,提出联合网络作战架构,其主要由网络传感器、联合访问平台、网络训练环境、网络作战工具箱、联合网络指挥控制、统一作战平台等6个平台组成,实现贯穿军种间、各级网络装备体系间的网络体系架构,支撑全域多维信息快速无缝互通互享,提升美网络战场认知速度和决策能力,增强美网军联合全域作战行动能力[11]。
4 未来发展趋势
为促进联合全域指挥控制发展,美军未来将采用四边发展、实战验证、智能赋能等方式,快速提升联合全域指挥控制能力建设。
一是“四边”发展,迭代提升全域指控能力。美军联合全域指挥控制是一个复杂、庞大的体系,沿着研制—产出的直线型过程管理很难快速形成能力。未来,美国防部联合美各军种、研究机关、科技公司将继续采用“边研发、边试验、边部署、边改进”的“四边”研制过程管理模式,聚焦架构节点、传感器联结、数据交互、应用效果等方面,投入数亿美元资金,沿着研发一个系统、试验一个系统、改进一个系统的准则,快速迭代提升美军联合全域指挥控制能力建设。
二是实战演习,验证补缺体系核心问题。美军坚持通过实战化演习演训验证武器装备发展核心问题,尤其是美军未来战争的核心指挥模式——联合全域指挥控制,美军更是严格遵守实战验证、查漏补缺的原则。在美国防部统一规划下,美空军、陆军、海军、太空军、网军等已对各军种内全域指控支撑系统进行多次实战演习验证活动,如“先进战斗管理系统”作战试验、“跨域杀伤链”演示验证、“融合计划”“无人系统综合作战问题”“全球哨兵”等。未来演习验证设计中,美军将更加聚焦针对军种联合、全域支撑的联合全域指挥控制体系的演习验证活动,对各军种支撑系统在联合支撑层面的问题查漏补缺并寻求改进对策。
三是智能赋能,紧前推进武器装备建设。美军联合全域指挥控制聚焦发展战场态势智能感知、战场事件智能推理、战场决策智能辅助等能力,这些能力的形成需要相关武器装备的支撑,尤其需要人工智能技术对武器装备的强大赋能。未来在武器装备支撑方面,美军将聚焦大模型、云技术、大数据等先进人工智能技术,加强智能赋能的知识导向型人工智能推理模式(knowledge-directed artificial intelligence reasoning over schemas,KAIROS)、建设型机器学习作战模拟项目(constructive machine-learning battles with adversary tactics,COMBAT)、突击破坏者(assault breaker II,ABII)、联合作战云能力(joint warfighting cloud capability,JWCC)等项目建设,全面提升“星链”[11]、无人作战平台、任务规划系统等对联合全域指挥控制的支撑能力。
5 结束语
本文主要论述美军联合全域指挥控制的核心能力和支撑这些能力的关键技术和系统。首先,介绍了联合全域指挥控制的基本概念,以及美军提出该概念的背景动因;其次,介绍了联合全域指挥控制在联合全域态势认知、联合全域智能辅助决策、联合全域指挥与行动控制、联合全域保障等4方面14项关键能力;然后,介绍了为支撑以上能力,美军发展的先进体系架构、作战云、军事物联网、军用5G、大数据等关键技术,以及美各军种的关键支撑系统;最后,介绍了未来美军“四边”发展、实战验证、智能赋能等快速提升联合全域指挥控制能力建设的发展趋势。