美国陆军研究实验室《支持C2互操作性和传感器融合的全球信息网络架构评估》2022年技术总结报告

2022 年 7 月 15 日 专知

全球信息网络架构（GINA）是一个语义建模框架，旨在促进特设传感器资产和指挥与控制系统的整合，因为它们可以通过被称为矢量关系数据建模的实施方式提供给战斗空间中的操作人员。为了评估GINA的互操作性和推理能力，开发了一个概念验证评估，并在真实世界的传感器数据上进行测试。

正如美国陆军的多域作战（MDO）概念所指出的，美国的对手试图通过在政治、军事和经济领域的分层对峙来实现他们的战略目标，而不是通过冲突来对抗美国军队和联盟伙伴。此外，MDO概念指出，对手可能采用多层跨域对峙--跨越陆地、海洋、空中、太空和网络空间，在时间、空间和功能上威胁美国和联盟部队。反击这些战略的中心思想是快速和持续地整合所有领域的战争（即融合），跨越时间、空间和能力，以战胜敌人。

为了实现MDO的执行，联合军种、政府机构和多国伙伴之间的互操作性是一个关键要求。战术行动已经越来越依赖于信息网络的传感、通信、协调、情报和指挥与控制（C2）。因此，美国陆军不断寻求提高其整合网络系统的能力，并在不同的作战节奏水平上实现同步效果。从历史上看，由于没有足够的能力来支持现有的和新兴的技术和进程，这种整合在以无处不在的物联网（IoT）和军事C2系统为特征的不断发展的网络化战斗空间中带来了技术挑战。这种限制因不同系统的孤岛而进一步加剧，限制了战术、技术和程序的跨系统使用，以及支持硬件和软件组件。这些限制使作战人员面临不一致和缺失的关键任务数据，促使作战功能在孤立中运作。例如，行动和情报之间的数据交换是有限的，范围也受到限制，增加了指挥官决策过程中的风险和延误。

为了实现陆军网络现代化，陆军未来司令部网络跨职能小组（N-CFT）正在调查通过创新、整体和适应性的信息技术解决方案来实现网络互操作性的颠覆性方法，以满足既定的C2互操作性挑战。根据NCFT的指示，美国陆军作战能力发展司令部（DEVCOM）陆军研究实验室（ARL）的研究人员评估了一项名为全球信息网络架构（GINA）的技术，作为多源传感器数据融合的系统解决方案，以支持决策。根据其软件规格，GINA的目的是减少在互操作和集成方面存在的技术挑战，并支持及时的共同情报/作战图景和决策的情报分析。

目前，语义互操作是一个活跃的研究领域；近十年来，已经开发了一些军事技术解决方案。语义互操作提供了促进快速整合来自临时传感器资产和异质C2系统的信息的手段，因为它们为战斗空间中的操作人员所了解。这项初步评估表明，GINA能够整合不同的传感器系统，并对数据进行同质化和协调，以便在本次评估的实验场景下提供解释、分析和推理。在这一评估的基础上，在与MDO的规模和复杂性相匹配的实地演习或实验中进行进一步的评估可能是有意义的。具体来说，进一步评估的能力是：1）来自多个部门的传感器和通信设备之间及时的互操作性；2）连接来自不同结构和标准的盟国、合作伙伴或商业数据流系统；3）丰富、数据分析、推理或增强其他决策支持C2系统；以及4）与其他技术解决方案的比较。

这项评估的综合分析已经在DEVCOM ARL技术报告ARL-TR-9100中记录和公布。

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