空军工程大学防空反导学院,李森、王刚、姚小强、张涛

综合多方消息,日前,美加联组的北美空天防御司令部、美军北方司令部已完成“基于云的指挥控制系统(CBC2)”基线型列装工作,成为美首套实战部署的云指控系统,标志着其空天防御(防空反导)正式开启了“云网智能”指控的现代化转型建设,预期在“联合全域指挥控制(JADC2)”战略规划下,CBC2将持续定义与塑造美军未来指控形态。

一、基本情况

CBC2是美空军“先进战斗管理系统(ABMS)”重点工程体系的新增项目(2021年9月启动论证设计,2023年1月正式立项,预算1.12亿美元),用于取代美国土防空现役的“固定式作战控制系统(BCS-F)”,主要担负联合作战中心(JOC)空天态势监视、目标识别、作战管理、数据运维及武器控制等任务。CBC2按照《国防部云战略(2019)》等确定的“软件即服务,服务云迁移”原则,基于ABMS“平台一号(PlatformOne)”提供的全新“开发、安全及运维一体化(DevSecOps)”工具与方法,研发了一套指控“微服务”应用程序集,部署于ABMS“一号云(CloudOne)”计算环境之中,并通过持续迭代、弹性集成、在线交付,大幅提升CBC2的敏捷演进能力。

CBC2研发任务包括:针对多域防空反导需要,适配开发规模可调、功能可拓的云架构,以支持人工智能(AI)、机器学习(ML)等赋能指挥控制;设计并建立支持云指控的基础设施,构建不受计算与存储限制的跨域安全云环境,支撑多源信息获取、融合和分析等,并生成通用作战态势图(COP);实现多源信息数据处理、共享及可视化;开发基于“微服务”的指控前后台软件应用。

从公开信息看,CBC2初步实现了“解耦、上云、引智”的指控转型目标,为后续敏捷能力升级提供了技术验证与原型基础。①解耦。打破将各功能模块封闭于指控软件系统内部的传统模式,按照JADC2“全域指控”能力愿景,重新梳理、定义、分解防空作战指控功能,形成更细粒度、相互适配的“元功能”集合,并将各“元功能”编程映射为可独立运行、并行交互、低环境依赖的一系列“微服务”软件模块,以灵活支撑不同作战场景、跨域系统调用等指控需求。②上云。通过部分指控功能服务由“本地”至“云端”的迁移,实现数据的云网泛在互联,大幅拓展作战指控系统的信息空间边界。依托“云边端”架构,推动指控功能“微服务”与运行环境的“云原生”,重塑由传感器到决策者的信息流转逻辑与链路,提升多域多源数据、异质作战信息融合处理与多安全权限分发共享的效率,(帮助)提高战术边缘指控的杀伤链闭环质效。③引智。发挥云指控的“富信息环境”优势,引入人工智能手段,实现AI驱动的战场情报分析、实时数据馈送、早期预警和威胁检测等,以应对海量数据高动态、低时延、强关联处理面临的复杂性挑战,辅助提高决策者的战场空间态势认知能力,并允许指控人员审查、修改、加载由AI创建的作战行动方案。

二、综合分析

目前,美正通过装备功能解耦、广域分布部署、力量敏捷机动、云网智能指控等,不断创新作战体系与力量的运用模式,推升攻防作战场景的复杂性、动态性与不可预测性,全面压制对手感知、决策与行动能力,以达成其声称的“打一场让对手看不懂的战争”高端战争目标。“云指控”在复杂作战场景创设与应对中发挥着中枢性作用,CBC2的实战部署正成为美高端战争准备的重要里程碑,其“云网智能”架构与能力将持续辐射、发挥影响。

一是联合全域指控项目群的“协同推进”,支撑体系作战能力重构。CBC2并不是一套独立系统,其根植于JADC2转型需要、纳入ABMS项目体系,ABMS通过广泛吸纳大数据、云计算、AI、5G等前沿技术,打造军事物联环境与数智支持架构,在上层开发类似CBC2的一系列指控新应用。ABMS围绕科技赋能“传感器→射手”链路,一体布局指挥、控制、通信和战斗管理(C3BM)建设,包括体系架构与系统工程(CloudOne全球云、EdgeOne边缘云、PlatformOne集成开发平台、FuseOne信息融合、OmniaOne态势感知、CommandOne多域指控、AISmartOne智能原型等)、数据基础设施(DataOne数据池等)、软件应用程序、空中联网(GatewayOne网关、MeshOne通信等)4大领域,约50余项在研在试。其中,体系架构与系统工程、数据基础设施是ABMS技术底座的主要构成,而软件应用程序和空中联网则是直接支撑作战的可用能力(型号平台),目前美空军只批准了两项:“空中联网”的KC-46加油机数据链吊舱(实现F-35、F-22以及其他机型之间的战术数据共享),代号“能力发布CR-1”;“软件应用程序”的CBC2(形成北美空天防御司令部云指控初始能力),代号“能力发布CR-2”。可看出,目前ABMS项目群呈明显“冰山模型”分布,大量基础、全局、隐性的支撑能力开发潜于水下,少量上层、局部、显性的指控应用研发稳健布局,反映出美军“先数智体系架构、后软件应用平台”发展理念与定力,CBC2能够在一年内完成开发部署亦突显了ABMS技术底座的日趋成熟与坚实的体系支撑力[4],预期将持续支撑其他作战领域指控的规模开发与智云转型。

二是云网架构与人工智能的“科技赋能”,形成数智作战新质能力。CBC2并不是传统指控系统或软件的简单云迁移,伴随着功能解耦、数据拓容、智能引入等并发过程,协同生成一系列新质能力。①依托云网架构,CBC2初步展示了强大的跨作战域、跨安全域的实时数据引接集成能力,主要包含:军用雷达、军民飞行计划、美联邦航空局(FAA)空管数据、合作飞行器ADS-B数据、天气数据以及其它开源情报、商业民用数据等。而在传统指控中,上述数据通常需要一系列不同安全级别网络、系统与终端进行孤立引接、处理与显示,难以发掘多维数据流间的关联关系,支撑形成AI应用所需的大数据环境。②依托云端计算,CBC2初步展示了规模算力对全域指控的支撑能力,主要包括:异构数据的高通量低时延处理、关联数据的动态发掘与自动融合、节点数据的定向敏捷推送以及对AI“微服务”群的算力支持等。北美空天防御司令部司令格伦·范赫克上将9月份曾表示,CBC2已具备超过750部异型雷达信号的融合处理能力,并生成统一的COP态势供指控人员使用。③依托多域数据支持,CBC2初步引入了AI和机器学习算法,并提供可持续迭代升级的开放式接口,以辅助指控人员处理复杂态势与作战问题。结合格伦·范赫克1月份的公开谈话等有限信息研判,目前CBC2的AI应用主要集中于大场景下的多源数据处理、态势评估与行动建议等层面,并未下沉到目标识别、火力分配与交战控制等层面。考虑到北美空天防御司令部属于“战区级”范畴,CBC2的(智能)指控不会越位接管“战术级”任务或权限,而是重点发挥云网优势,强化对下属区域/职能司令部、任务部队指控的“智能信息推送”,对接并引领战术边缘指控的智能转型(如陆军IBCS指控系统、海军NIFC-CA/宙斯盾系统等,对应ABMS规划的“EdgeOne边缘云”)。

三是支撑快速优化与升级的“敏捷迭代”,布局未来作战潜力开发。CBC2对表《国防部软件现代化战略(2022)》《国防部企业DevSecOps战略指南(2021)》提出的“加速软件弹性交付,支撑大国竞争”要求,率先采用软件“微服务”解耦设计、云部署架构以及DevSecOps工具方法等革命性手段,为新指控能力的快速开发、在线交付、迭代集成与安全运维等打下坚实基础。客观看,CBC2目前所具备的原型能力仅是“云网智能”指控运用的开端,其支持敏捷迭代、快速进化的架构设计与拓展潜力才是根本的、持久的威胁,而这种支持同样是“智能算法”嵌入指控并持续进化的重要保证。2022年,美空军曾表示将以“季度”为单位发布CBC2“最小可行性产品(MVCR)”增量,但在CBC2尚未正式部署的情况下,于2023年7月18日又追加授予AI公司Hypergiant一份6100万美元为期三年的新合同,以开发“联合指控效应实时集成(JERIC2O)”功能,重点利用数据驱动、AI技术帮助指控人员理解多决策选项的成本、风险与优势,同时为CBC2提供“无以伦比的、游戏级的智能用户界面与体验(UI/UX)”,并将该功能MVCR周期压缩至“两周”。上述动作从侧面反映出美CBC2对“全新架构加速软件升级”“人工智能加速决策行动”双重敏捷能力的重视。

三、发展启示

一是云网与智能的一体布局。从路径特点看,美同样秉持信息化、智能化深度融合的发展理念,智能化虽是未来,但信息化亦永无止境,没有云网架构的信息化就没有高质量发展的智能化,应一体布局。2019年,美国防部联合人工智能中心(JAIC)主任杰克·沙纳汉中将就曾表达过“离开云环境,AI将只能维持小规模的孤立状态、分散发挥有限作用,无法真正服务作战”的观点;2022年,为强化“数智”融合,美国防部将JAIC与先进数据分析平台办公室、首席数字官办公室、国防数字服务局等机构合并,组建新的“国防部首席数字与人工智能办公室(CDAO)”,以同步推动人工智能创新与数字化转型;2023年,CDAO取代北美空天防御司令部/北方司令部,牵头组织“全球信息优势实验(GIDE,连续3年、已进行了6轮)”,结合ABMS研发与JADC2验证,迭代测试跨军种、跨军地的数据信息整合能力与部分AI运用场景,通过构筑信息优势谋取新的决策优势。因此,应深刻理解ABMS将“平台是最后一个被考虑因素”作为首要开发原则的现实用意,改变“重应用平台、轻架构设计,先上功能、后组环境”的思维,才能厚积而薄发。

二是跨域与安全的审慎平衡。ABMS与CBC2追求系统解耦、军事物联、大体系闭环杀伤等意味着作战网络规模尺度与复杂性的激增,云网跨域安全成为关乎作战体系存灭的核心问题,主要涉及防护敌对的网电攻击、满足新架构内生的多安全级别数据共存交互需求等方面,而基于网络边界认证、系统物理隔离等传统方法难以奏效,需要审慎平衡“跨域优势”与“安全风险”。为此,美军给出了“零信任”解决方案,并发布《国防部零信任战略(2022)》,贯彻“永不信任、始终验证”理念,变基于网络边界的“前沿防御”为面向数据业务的“纵深防御”,安全验证与作战功能的耦合加深。客观看,上述“平衡”仍需要一定程度的捆绑,例如CBC2承研方SAIC公司于2023年11月2日又获得了国防部的追加合同,提供“零信任”服务,反映出美将特定领域指控能力与网络安全捆绑开发的现实(可能)考量,也意味着美未来的云指控、零信任解决方案将存在领域差异性。总体看,目前美“零信任”战略对CBC2这类战区级云指控CloudOne应用适配较好,但对高动态的战术边缘云(EdgeOne)而言,大量分布式节点的身份配置仍面临较多技术与机制上的挑战,需要持续观察分析。

三是防御到挫败的前置思维。CBC2专注空天防御,为准备高端战争,近年来美内部推动“导弹防御(Defense)→导弹挫败(Defeat)”“被动抗击、溯源反击→先发制人、瞰源打击”转变的呼声渐起。特别是作为CBC2首个用户,北美空天防御司令部/北方司令部司令格伦·范赫克更是这一思想的坚定支持者,其于2021年声称“国土防御从海外就已开始,而不是在华盛顿击落巡航导弹,那已经为时已晚,应该通过打击或威慑”,强调军方需要“更加主动的前置思维”进入敌人OODA 循环,通过综合的“主动抑制发射”手段打乱对手预期、干扰对手决策、慑止对手行动,以保护北美免受高端威胁。综合各方信息研判,CBC2应并不局限于“空天抗击”作战指控层面,至少包含或引入了对北美以外重点区域的新质瞰制能力。例如,2021年GIDE的3轮实验中,北美空天防御司令部聚焦战略战役应用,从全球(不限于本级责任区 [AOR])卫星、雷达、海底设施、网络、情报及商用系统中收集数据至云端,利用AI实时跟踪、综合分析对手行动早期迹象,并实施以“天”为量级的预测,一旦AI判情结果超过人工设定阈值将触发预警,从而为指挥员“提前创造了全新决策空间”,支撑“从纯粹的国土防御转向冲突之前的威慑和拒止行动”决策。因此,上述基于“云网智能”应用的能力验证准确契合了美“一体化威慑战略”对军队的新要求,其验证成果通过进入CBC2实现能力落地几乎是必然事件。

四是局部到全局的先行先验。从作战领域看,美CBC2实践强化印证了“最早的自动化始于防空,智能化也一定率先用于空天防御”的论断,CBC2探索验证的思路、方法与技术也必然为其他作战领域借鉴,从而形成局部带动辐射全局的效果。目前,CBC2已表现出初步的示范与溢出效应,继北美空天防御司令部/北方司令部之后,加拿大防空分区、印太司令部(太平洋空军司令部)已确认后续列装,其技术与能力验证成果预期将扩展至其他作战司令部与作战领域。

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