数据：联合作战的新弹药

科技 2024-11-22 14:25 北京

有时候，现有的技术会融合、变异，或者创造性地应用于战场，创造出一种独特的制胜组合。融合大量数字数据并通过作战网络进行可靠传输，是现代战场的关键要素。谁能更好地管理数据，谁就能获胜。许多新兴军事技术都与数据管理密不可分。多域作战（MDO）这一新兴概念的核心是跨域无缝传输数据的能力。因此，跨域数据传输能力将成为加固设备和网络的一项重要能力。为了克服这些问题，武装部队应实施基于云计算和边缘计算的现代数据管理概念。为了在数字连接的战场上游刃有余，有必要制定国防数据政策框架，建立三军数据云和跨域连接网络协议。

技术一直影响着作战。随着新兴技术的出现，新的作战概念也应运而生。其中一些概念及其在战场上的应用深刻影响着战争的结果。学者们将其称为军事革命（RMA）。在人类战争史上，这样的例子比比皆是。

无论是印度河流域的马驱动战车，还是匈奴人、土耳其人和蒙古人从战车升级到骑马，抑或是中国的火药让火枪手能够远距离发射子弹，人们很快就意识到，当同等价值的人在不平等的条件下作战时，拥有更好武器的一方会获胜。然而，改变战场天平的并不总是那个时代最新或最先进的技术。有时，是现有技术的综合、变异、创造性应用或融合创造了独特的制胜法宝。16 世纪欧洲航海家的 “巨舰 ”就是一个成功的例子，他们成功地将造船技术与使用火药的齐射大炮结合在一起；造船、大炮和火药是当时众所周知的技术。它们在战舰上的融合改变了海战和欧洲殖民主义的历史进程。

正是当今的融合技术促使一些学者相信 “未来比我们想象的更快”。融合技术改变了企业、行业甚至我们的日常生活。我们口袋里的智能手机就是一个很好的例子，它速度快、体积小，功能也比十年前强大得多。在军事领域，技术将继续产生巨大影响。然而，要预测以战争为基础的技术，任务就变得复杂了。战争是对技术的最大考验。战争也是技术的试验田。哈米什-麦克雷（Hamish McRae）在其著作《2050 年的世界》中就如何思考技术及其对未来的影响提出了自己的建议。他认为，技术进步可以是渐进式的，也可以是革命性的。他说，渐进式进步一般受物理定律的限制。但是，当人类的欲望被添加进来（这正是战争的目的）时，革命性的变化也可能发生。革命性技术属于 “未知领域”，因此不在本文讨论范围之内。

迄今为止，人类各方面的数字数据及其处理一直遵循 “摩尔定律”。当今平台产生的大量数字数据的融合及其可靠传输就是这样一个领域，它有可能使力量应用的天平向管理得更好的一方倾斜。

数据：新弹药

信息和通信技术（ICT）、5G/6G 无线网络、人工智能（AI）、大数据分析、机器学习（ML）、自主无人驾驶车辆、传感器融合、C4ISR 网以及更多此类新兴技术都与数据管理密不可分。事实上，多域作战（MDO）、联合全域指挥与控制（JADC2）和先进作战管理系统（ABMS）等新兴概念的核心是跨域无缝传输数据的能力。因此，跨域数据传输能力将成为未来战场的一个重要因素。

数据在国防情报和 ISR 中发挥着至关重要的作用。各种 ISR 平台、卫星、互联网、社交网络和数字通信都会产生大量数据集。对于国防情报机构来说，筛选这些数据是一项挑战。在将数据用于指挥与控制（C2）功能或传感器-射击环路之前，还必须跨越质量保证、机构间安全和法律合规等其他障碍。当然，数据需要标记时间戳。当今信息时代的情报数据 “保质期 ”有限。因此，只有采用数据科学技术，才能以现代战争所需的速度提供定制化的直观产品。

人工智能（AI）有望帮助国防情报机构克服 “3V 挑战”（数量、种类和速度），并降低有关 “2V”（真实性、价值）的风险。然而，如果人工智能算法暴露给对手，也会被利用。除了逻辑之外，更好的算法还需要更大的数据集。因此，随着人工智能从愚蠢发展到智能，对大数据的需求将永不满足。

信息技术也在改变现代防空架构。强大的防空能力是众所周知的。约翰-沃顿曾说过：“自 1939 年德国进攻波兰以来，没有一个国家在面对敌方空中优势时赢得过战争”。为了不让对手获得空中优势，所有现代空军都在跨领域整合防空要素，以实现综合防空系统（IADS）。现代综合防空系统包括空中监视、武器控制和战斗管理功能。通过整合各种地空导弹（SAM）系统，这些综合防空系统采用了 “系统簇”方法。作为战斗管理中的 C2 功能，它们甚至能将数据无缝传递到最后一个梯队，从而改进冗余、通信深度和控制范围。多域集成和多效应方法以及灵活的通信是现代 IADS 的关键要素。

为了实现有效的 “杀伤链”，这些 IADS 越来越依赖于威胁评估和武器分配（TEWA）等功能，作为决策辅助工具。除了技术数据，这些工具还需要大量的历史数据集来提供预测建模能力。随着防空威胁扩展到近太空（20-100 公里），这些 IADS 的作用也将扩大到包括弹道导弹防御（BMD）能力和空域感知（SDA）功能。因此，数据整合、关联、分发和基于数据集的决策将变得至关重要。

只有建立了完善的跨域数据传输协议，这一切才有可能实现。因此，数据及其存储和分析，以及通过相关作战网络的传输，都是新的战争弹药，可在 “信息化 ”战争中有效使用。同样，拒绝向对手提供数据以及破坏/摧毁其相关网络，也使其成为整个战争中的合法目标。

数据：军事事务

军事数据及其相关信息和通信技术设备具有某些属性。军事组织投入了大量的 ICT 资源来确保数据的保密性。在竞争激烈的战场上，他们还需要确保数据传输不受干扰。扩频技术和加密技术的使用可确保数据安全，并为最终用户提供数据保证。随着传感器、处理和决策元件的数字化，通信元件也日益数字化。对于通信链路而言，除了要求能够抵御干扰、欺骗、拦截和破坏之外，延迟也成为一个重要因素。通信网络需要近乎实时的数据传输，这是设计通信架构的一个重要因素。高延迟会使通信失效。通过地球静止轨道（GEO）运行的卫星通信实现了 0.5 秒的高延迟，就是一个很好的例子。

信息和通信技术设备及相关网络的坚固性是所有军事组织必须满足的先决条件。此外，陆、海、空、天等不同领域的 ICT 设备都需要具备适合其介质的加固功能。例如，陆基设备必须耐高温、防尘，海基设备需要海水保护，而空基设备则必须耐高震动和零下几度的温度变化。空间 ICT 设备需要特殊的加固，以适应恶劣的空间环境。因此，除非经过加固处理，大多数现成的商用 ICT 设备都不适合军事需求。

军用设备与民用设备不同，在决定工作场所方面别无选择。他们的运行环境从冰天雪地的山顶到偏远的丛林，从数千英尺的高空到数米深的海洋。这些运行环境还很容易根据形势需要频繁搬迁。由于地处偏远，缺乏现成的信息和通信技术基础设施，终端用户的数据传输率很低。因此，全球工商业目前采用的许多现有 ICT 解决方案都需要进行调整，使其与军事用途相匹配。为了克服终端连接的挑战，全球各国军队都在尝试使用 WiFi 和 SATCOM（卫星通信）链路。然而，与支持光纤电缆（OFC）的网络相比，这两种技术的带宽都很低。然而，随着技术的逐步发展，5G/6G WiFi 网络和低地球轨道 (LEO) 卫星星座支持的 StarShield 网络（Elon Musk 的 StarLink 的军用版本）有望实现高达 610 Mbps 的高速低延迟数据吞吐率。

21 世纪的信息技术（IT）继续保持着上升趋势。随着存储、网络和数据处理速度的提高，再加上制造成本的下降和芯片小型化的增加，每年都在为新的信息技术产品铺平道路。云计算就是这样一种前景看好的技术。通过云计算，可以实现数据存储、应用、服务、安全、管理甚至基础设施等流程的后端外包。私营企业从中受益，因为这些云服务可以租用，从而降低了维护和维持这些服务的成本。这一想法也引起了国防工业的注意，许多知名公司，如泰雷兹，都在为军事用途提供国防云服务。美国国防部（DoD）已于 2018 年以 “国防部云战略 ”的形式发布了详细的指导方针，以利用该技术为美国军队服务。2020 年，美国陆军也以 “陆军云计划 ”的形式发布了独立文件。

因此，云计算似乎可以解决军事数据处理的所有难题。事实并非如此。云计算解决了数据处理和存储问题，避免了战场战术端所需设备的尺寸、重量和功率要求。然而，云计算战略在很大程度上依赖于长距离、高吞吐量、低延迟的数据链路，而这些链路在偏远地区和高度竞争的 IEW（信息与电子战）环境中很难建立。计算频谱的另一端是另一种技术，即边缘计算。不同之处在于进行计算的地点。在这种情况下，计算地点与产生数据的地点非常接近。这一概念可应用于不受尺寸、重量和功率限制的传感器。因此，经过预处理或可呈现的数据可以传输给终端用户，从而缩短数据处理时间，并减少需要传输的数据总量。边缘计算正被广泛应用于太空领域，KaleidEO 和 SkyServe 等印度太空初创公司就展示了这种能力。

云计算和边缘计算等新的变革性架构技术有其固有的优势。它们对军事作战网络需求的适用性因领域而异。数据优化将是军事网络采用 “以数据为中心 ”方法的关键。

数据：联合战略

当今数字平台产生的大量数据集已成为一种战略资产。因此，数据的主权、标准化、安全、存储以及根据国家需要进行开发利用就显得尤为重要。在武装部队中，各种传感器和武器平台每天都会产生数千千兆字节的数字数据。不规范的存储管理、不充分的格式标准化、不明确的数据访问协议以及缺乏数据问责制，都可能导致这些重要数据的大量丢失。整个武装部队可能缺乏对数据重要性的认识。数据是所有分析工具、机器学习 (ML) 算法和人工智能软件的重要组成部分。基于神经网络的预测建模（模式识别是关键）需要大量的训练数据。数据质量在为预测建模提供高保证率方面也起着至关重要的作用。因此，数字数据的归档、存储、格式标准和质量都非常重要。

作战网络的互操作性是武装部队必须全面考虑的一个关键领域。互操作性需要成本。互操作性要求传感器、射手、后端服务器、处理单元、网络等数据标准化，而这最终可能并不可行。然而，互操作性并不是二元对立的。互操作性的程度是可以定义的。同样值得理解的是，网络不同层面的互操作性将面临不同的挑战。后端数据共享与战术边缘数据共享有着本质区别。因此，武装部队可能会考虑特定数据的访问协议，而不是过于雄心勃勃的全面互操作性。

国防通信的互操作性是另一个新兴的数据驱动环境。随着数字通信无处不在，全球武装部队现在都在选择软件定义无线电（SDR）。这些 SDR 具有固有的灵活性、互操作性、安全性和频谱效率优势。在印度，各领域的武装部队也在根据其服务需求采购 SDR。国防研究与发展组织（DRDO）也在进行 SDR 的本土化。SDR 技术需要标准化的操作软件环境和相关应用程序，即波形。只有实现了这种标准化，SDR 之间的可移植性和互操作性才有可能实现。

由于对数据及其相关网络的依赖程度如此之高，反作战网络作战将成为对手最有可能采取的行动方案（COA）的首要目标。因此，武装部队需要制定战略，以减轻对手可能对其作战网络使用的动能和非动能武器的影响。然而，这种威胁感决不能导致近乎偏执的行动。对数据和网络的安全保密过于敏感，会对战场效率产生反作用。因此，必须根据数据和网络的优劣对其进行隔离。因此，跨网络的加密标准必须根据数据类型而有所不同，从而提高非关键数据所需的互操作性。

英国国防部在其题为 “国防数据战略 ”的文件中将数据描述为仅次于人员的第二大重要资产。因此，这份文件描述了为国防相关数据制定 “道路规则 ”的历程。美国国防部（DoD）也制定了自己的《国防部数据战略》。该文件的关键重点领域是联合全域作战、为高级领导层提供决策支持和业务分析。该战略旨在使国防数据可见、可访问、可互操作、可信和安全。

需要制定一个联合国防数据策略框架。该框架应包括国防数据管理战略、国防数据网络协议、国防数据加密标准、国防数据存储和检索政策、国防数据分析和人工智能工具应用协议等。这些都可以从总体国防数据战略中产生。这样一份文件可以成为未来信息和通信技术采购、网络和软件设计、国防工业伙伴关系标准、合作甚至促进本土化的指路明灯。

结论

在战争中，并不总是最新的技术能为一方带来优势。有时，几种现有技术的融合才能为胜利创造必要条件。随着数据中心战（DataCentricity）、多域作战（Multi-Domain Operations）和信息化战争（Informationised War）等术语进入军事词典，人们对数据及其作战网络提出了更高的要求。武装部队的数据管理亟需关注。它将是许多新兴技术的生命线。制定联合数据战略是跨领域数据管理的好方法。

本文来源：专知智能防务

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