如何将海量数据在近实时内转化为可行动的情报是国防界面临的一大挑战。美军近年来一直在数据集成和分析领域开展各项工作,期望将战场数据以获取决策优势所需的速度和精度转化为可行动的情报。本文梳理了美军目前采取的几种主要作法。

正如俄乌冲突中所见,无人战争日益频繁,对军事力量提出了新的迫切要求:在分秒必争的情况下快速识别并拦截敌对的无人武器系统。这也揭示了一个更深层次的需求:收集并分析多种数据流,以超越人工处理的速度做出响应,也就是说,将海量数据近实时转化为可行动的情报。

问题分析

从空中、海上和地面侦察遥测数据,到复杂的后勤数据,整个国防领域产生的信息量是惊人的。然而,将这些数据以获取决策优势所需的速度和精度转化为可行动的情报,仍然是一个关键的障碍。

美国防务专家认为,最大的挑战不在于数据收集,目前已经有很多现代化的数据收集工具。最大的问题是,由于数据分属不同的作战职能,并且密级分类不同,加上数据标准不一致、延迟问题以及数据量庞大,造成了严重的互操作性问题,阻碍了信息从传感器到决策者的及时传递。因此,需要各军种和机构协同努力,使现有及未来的系统能够无缝协作,并将数据从收集端沿价值链向上移动,最终在需要的时间和地点转化为近实时的洞察。

现行解决方案

针对上述问题,美国防务界当前采用的主要解决方案有以下几种。

(1)开放式数据编织(data fabrics)平台

有专家认为,应对数据碎片化最有前途的策略之一是采用基于开放数据标准和高级分析平台的联邦化数据编织系统。代表性开放数据架构和高级分析平台有:美国防部“政府所有的开放式共用数据与应用存储库”(Open DAGIR)和Advana数据分析平台、美陆军Vantage数据决策平台以及美海军“木星”(Jupiter)数据分析平台,这些架构和平台利用数据治理措施,整体性地协调全局应用、数据和基础设施,以实现更大规模的互操作性、速度和灵活性。它们与传统专有架构的不同之处在于其运作方式,遵循将数据留在数据创建者或数据源头的原则,同时保证以他人能够发现并从中获取价值的方式将数据公布出来,而不是让用户想方设法地去收集数据。

随着开放标准和规范,如开放地理空间联盟网络服务、开放传感器中心(Open Sensor Hub)和开放应用程序接口的广泛使用,上述数据架构和分析平台正获得越来越多的认可,从而让不同的系统无缝地交互数据。

(2)高速数据流处理平台

高吞吐量、低延迟的分布式数据流处理平台的兴起,使近实时的数据处理成为可能。Kafka、Pulsar等平台可以同时从数千个数据源摄取、存储和处理大量快速移动的动态数据。美国防部多个数据编织项目,如2021年10月启动的美空军部首席架构师数据编织解决方案即采用了Kafka分布式数据流处理平台,据称能够在一天内处理上万亿个事件。

数据流管理系统如NiFi实现了系统间数据流的自动化。NiFi由美国国家安全局创建,能够融合以不同格式创建并受不同政策约束的数据,同时减少了延迟,极大地简化了数据分析。

(3)人工智能辅助分析

美军正将人工智能和机器学习更深入地集成到数据编织和任务平台中,而不仅仅是开展孤立的试点项目。这些技术正在跨域数据产品上进行训练,并部署到更靠近战术边缘的地方。这种日益深入的整合使军方能够将重点从仅仅评估人工智能和机器学习工具的准确性,转向更深入地理解人工智能的输出是否可信、是否可解释以及如何发挥这些工具在高对抗环境中的作用。

事实证明,这些新技术在管理军方日益增长的数据复杂性和增强洞察能力方面带来了改变游戏规则的重要变化,以下3个领域的实践可作为例证。

1)融合多种传感器以获取通用作战图:通过人工智能技术整合雷达轨迹、声学传感器、光电或红外信号,指挥官可以更早地识别敌对无人机并更快地采取行动。这种基于人工智能的数据融合已将决策周期从几分钟缩短到几秒钟。

2)预测性维护:将机器学习应用于战斗机和其他装备的遥测及维护,有助于识别部件可能失效的早期迹象。这种主动维护的方法延长了装备的可用性,避免了计划外停机,从而防患于未然。

3)优化后勤和供应链:利用人工智能技术整合有关运输和燃料消耗、库存等数据,使规划人员能够模拟和预测供应链中的瓶颈,有助于在对抗性后勤环境中重新开展补给并维持行动节奏,防止可能阻碍行动的延误。

(4)零信任架构

零信任架构实施持续身份验证和最小权限访问,能够实现更快速、流畅、稳健的跨域数据共享。零信任架构正在逐步解决数据所有权问题以及固有的共享阻力,提供了强大的安全数据共享机制,打破了“如果数据是受限的,你就无法访问”的限制。

观点变革

展望未来,专家建议美国防部重新构建“将数据武器化”的概念。洞察才是真正的武器,而数据只是这些武器的构建模块。收集和连接数据需要简便快捷,以便技术专家和分析师能够专注于数据分析、获取战略洞察并做出快速决策。

虽然数据的安全分类和敏感性仍然是合理的考量,但无法共享数据只会对军方不利。为了让美国防部门释放其数据储备的全部潜力,专家认为,数据必须被视为共享资源,并建议美国防部尽快制定促进互操作性、开放标准等方面的政策。

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