联合全域指挥与控制(JADC2)是一项在信息共享方面的巨大工作--感知、理解和行动,以增强联合部队指挥官的作战能力。这一工作将利用物质和非物质的解决方案,并修改现有的政策、权力、组织结构和操作程序。JADC2的目标是赋予美军联合部队夺取、维持、保护、获得信息和知识,以及保持决策优势和优越性的能力。美国防部专家提出了一些挑战和问题,包括但不限于:JADC2相关工作的组合管理的需要、JADC2内部的决策权力结构、可负担性和具体的预算分配、拟议技术的技术成熟度以及最佳技术系统设计和生命周期管理。本文从学术/科学的角度审视JADC2,以确定各领域(工程、科学和社会科学)的学术机构可以为创建一个最先进的联合全域指挥与控制系统做出贡献的多种机会。

1 引言

美国军队在一个不断变化的作战环境中运作,需要快速适应不断变化的环境。在这样一个动态环境中,实现和保持信息优势是最重要的。为此,美国国防部(DoD)建立了联合全域指挥与控制(JADC2),这是一个旨在提高联合部队C2能力的倡议和概念(Hoehn,2022)。然而,由于国防部内部各部门之间存在着巨大的差异,JADC2的发展和实施需要付出相当大的努力,以考虑所有利益相关者和参与机构的不同需求和观点。

为了指导和监督JADC2的开发和实施,已经成立了一个跨职能的团队,该团队将与国防部副部长相关的工作人员合作,该团队由来自不同机构的高级行政服务(SES)级别的成员组成,例如,国防部、国防部长办公室、国防高级研究计划局、空军、陆军和海军(Hoehn,2022)。这个团队的主要目标和重点是以实施计划的形式确定和实施指挥和控制的改进。

本文概述了JADC2倡议的现状,提供了一系列建议,并确定了几个机会来解决和改进JADC2在技术、组织和数据企业等多个领域的一些关键挑战。本文首先介绍并概述了与联合性和JADC2有关的重大挑战。它简要介绍了JADC2的历史,然后是JADC2的一般概念性概述。本文的下一部分提供了一套技术和概念解决方案,以及研究、开发和采购技术所需的方向,这些技术将使国防部实现一个有弹性和优雅的JADC2高级解决方案。

2 研究历史与进展

在JADC2倡议之前,独特的指挥和控制系统(C2)由每个部队独立拥有和运行(Hoehn, 2022; McInnis, 2021; Theohary, 2021; Woolf, 2021)。从历史上看,每个军种都开发和获得了自己独特的战术指挥和控制网络,在不同的武器系统、平台和操作领域往往不兼容。因此,决策的时间周期和决策所需的关键时间敏感数据的传输是缓慢的、冗余的和组织上的管道(高级战斗管理系统,2022),除了地理上分离的指挥单位外,空中、陆地、海上、太空和网络空间等领域也被分开处理(国防部,2022;费克特,2022;奥罗克,2021;西奥哈里,2021)(高级战斗管理系统,2022;国防部,2022;美国武装力量学说,2013)。虽然不同部队拥有的多个指挥和控制系统使得高度专业化和有效的解决方案得以开发和实施,但它也需要各方面的巨大努力,并限制了所有部队之间的威胁反应能力和信息共享(Feickert, 2022)。

传统的C2系统有一个缺点,就是可能容易受到对手的反介入和拒绝攻击。对手的反介入/区域拒止(A2/AD)战术,包括电子战、网络武器、远程导弹、先进的防空系统和GPS拒止,可以影响我们的作战能力和依赖传感器和技术的决策周期(先进作战管理系统,2022;弗里德曼,2019;联合学说出版物5指挥与控制,2012;克雷舍尔,2001)。此外,目前的威胁不再局限于个别领域,这使得我们很难用专门的和部分孤立的解决方案来应对。因此,国防部领导人表示需要以广泛的方式扩大信息的获取,以提高整体的灵活性和对来自不同方向的紧急情况的准备(Doctrine for the Armed Forces of the United States, 2013; Jointness - A Selected Bibliography, 1993; Kirtland, n.d.; Transforming the Joint Force, 2003; Woolf, 2021)。

JADC2倡议和拟议的共享基础设施将加强和提高所有武装力量和服务的有效性。这样一个共享的基础允许同时和连续的行动,以及所有领域的能力的持续整合。近年来,为了联合特定的行动领域并利用联合信息和技术的优势,已经做出了重大努力,如空地战概念(Kirtland,n.d.)、DARPA的马赛克战争计划、空军先进作战管理系统(ABMS)、海军的超配项目和陆军的融合项目(Congressional Research Service,2021b)。在其他国家,如荷兰和印度,也有不同形式的联合工作报告(Birch等人,2020;国会研究服务,2022;Nardulli等人,2003)。此外,在2019年和2020年进行了JADC2测试(McInnis,2021)。由于复杂性不成比例的增加,传感器网络的连接性越来越强,以及超过人类认知能力的新颖而复杂的联合技术,到今天为止,还没有任何特定的解决方案被广泛实施。

已确定的几个挑战如下:

  • 需要更多的批准步骤来整合多个领域(Builder等人,1999)。
  • 规划者在相关的多领域操作方面没有足够的专业知识,也无法获得相关的信息(Builder等人,1999)。
  • 对多域作战通信系统的依赖性增加(Builder等人,1999)。
  • C2遗留系统的不相容性
  • 存在单一领域或以服务为中心的思维方式,以及文化和组织偏见(Builder等人,1999)。
  • 整合多个领域增加了统一工作的风险
  • 管理方面和预算分配(Alberts & Hayes, 2006)。
  • 部门间的冲突和竞争(Alberts & Hayes, 2006)。
  • 重叠的组织结构(Hoehn, 2022)。

这些挑战不仅影响到JADC2的技术或文化可行性,而且也对国会在预算和资助这一重大努力方面构成挑战(国会研究服务,2021b)。JADC2计划将解决和应对这些挑战。

3 联合全域指挥与控制概念和框架

JADC2设想了未来联合部队的指挥和控制能力。它的目标是建立一种作战能力,能够在战争的各个层次和阶段,在所有领域,与合作伙伴合作,有效地感知、解释和回应。最终目标是以前所未有的速度和相关性提供信息优势(Alberts & Hayes, 2003; Kirtland, n.d. )。JADC2战略采用了系统方法,整合了各种能力、平台和系统,旨在加速实施联合部队C2的必要技术进步和理论变革。JADC2将使联合部队能够使用大量的数据并将其转化为信息和知识,采用自动化和人工智能,利用安全、有弹性和可适应的基础设施,并在对手的决策周期内采取行动(Builder等人,1999)。为了解决这些问题,已经制定了一个实施计划,并任命了一个团队来监督这个过程。该小组由来自作战司令部、各军种、国防机构以及联合和OSD工作人员的跨职能SES级成员组成。

3.1 感知、理解和行动

感知(Sense):为了确保联合数据对所有部队/军种和联合部队指挥官的可用性和有用性,需要一个共同和共享的感知方法和信息管理技术。该方法要求在作战环境中可以进行信息收集和提供,并交付给接收者。JADC2结合先进的信息管理技术,实施了一种新颖的数据共享方法。这些网络是在联合数据 "结构 "的基础上建立的,并使联合部队能够实现可用于决策的信息。通过传感和整合,有可能 "发现、收集、关联、聚合、处理和利用来自所有领域和来源(友好、敌方和中立)的数据",并 "分享信息作为理解和决策的基础"(Kirtland, n.d.)。

理解(Make Sense):理解的过程包括分析、理解和预测作战环境以及对手和友军的行动。在这个阶段,数据被转化为信息,而信息又被转化为知识。理解需要有能力融合、分析和呈现来自所有领域和电磁频谱的有效信息。这一阶段的一个主要要求是提供安全以及可访问的信息执行。JADC2开发的能力将利用人工智能和机器学习(ML)来加速联合部队指挥官的决策周期(Builder等人,1999;Kirtland,n.d)。技术和程序上的进步也将大大增强联合部队在C2降级环境中的作战能力。

行动(Act):行动是指作出并向联合部队及其任务伙伴传播决策。这一阶段将决策的人的因素与技术手段相结合,以感知、理解和预测对手的行动和意图,并采取行动。这一步骤包括决策分析、传达决策和执行阶段。新颖的决策支持应用将通过先进的、有弹性的和冗余的通信系统、可利用的和全面的运输基础设施以及灵活的数据格式在联合部队之间实施,以实现决策的快速、准确和安全传播。"行动 "还意味着为联合部队提供适当的培训。使用任务指挥的方法,下级指挥官通过了解高级指挥官的行动意图,被赋予了信心和权力,同时在通信联系中断或行动的紧迫性排除了寻求指导的必要时间时,保留了采取行动的能力。任务指挥部为联合部队提供了夺取主动权、保持信息和决策优势所需的敏捷性和信任(Kirtland,n.d.)。

图1. JADC2行动链和过程

3.2 工作路线(LOEs)

JADC2战略是围绕五个LOE组织的,以指导该部在提供能力方面的行动,包括数据事业、人力事业、技术事业、与核C2和C3整合,以及使任务伙伴的信息共享现代化。每个LOE都由一个主要责任办公室指导,该办公室由高级旗帜/SES人员代表,可以通过联合能力委员会提出问题,与联合需求监督委员会互动并提供支持(国会研究服务,2021a)。

LOE 1: 建立数据事业 - 第一个LOE涉及数据结构和基础设施。作为一种战略资产,数据必须由JADC2有效管理,以使其能够抓住、保持和保护信息和决策优势。为了加速决策过程,联合部队必须能够发现和获取所有战争级别的所有作战领域中的任何数据和信息。以下关键的数据标准化目标已被确定为对JADC2至关重要:

  • 建立最低限度的元数据标记标准
  • 采用和使用标准化的数据接口
  • 实施共同的数据可用性和访问实践
  • 纳入数据安全的最佳实践
  • 建立符合JADC2的信息技术(IT)标准
  • 继续应用数据战略目标(可见、可得、可理解、可联系、可信赖、可互操作、可安全)。(Kirtland, n.d.)

LOE 2:建立JADC2人力事业--第二个工作重点涉及利用人工智能和机器学习等创新工具在指挥和控制能力方面的人类和组织表现。这个LOE的任务还包括改革、调整或创建具有结构、敏捷性和资源的组织,以更有效地结合联合部队及其任务伙伴的物质和信息力量,从而能够对联合信息优势(JIA)行动进行有效控制(Kirtland,n.d.)。人力企业还将解决领导者的专业发展和培训问题,并指导和支持JADC2的政策、行动概念(CONOPS)、理论以及战术、技术和程序(TTPs)的发展,以优化通过JADC2新能力获得的优势。

LOE 3:建立JADC2技术事业--第三个目标任务涉及增强共享态势感知、同步和异步全球协作、战略和作战联合规划、实时全球部队可视化和管理、预测部队准备和后勤、实时同步和整合动能和非动能联合和远程精确火力,以及增强评估联合部队和任务伙伴表现的能力(Kirtland, n.d.)。技术企业需要提供安全的、具有足够速度和带宽的全球通信网络,以满足战争需要。LOE 3还涉及JADC2的运输基础设施,以及确保连续C2能力所需的基本最低功能(通信系统的弹性和多样性,多级安全,消除单点故障)。

LOE 4: 将NC2/NC3与JADC2结合起来--JADC2将具有与核C2通信协作的能力,因此应在技术和人力企业层面考虑对NC2的要求(Kirtland,n.d)。

LOE 5: 使任务伙伴信息共享现代化--最后一个LOE描述了JADC2的机构互操作性需求和组织架构。联合部队指挥官将通过与任务伙伴共享态势感知,建立并保持对作战环境的共同理解。当每个伙伴的C2系统的数据可以被其他每个被批准的伙伴访问、查看和采取行动时,这种整合就实现了(Kirtland, n.d.)。然而,这个LOE中的一些挑战性任务包括新出现的任务、大型联盟和不断发展的技术,这些都是实现这一目标的持续障碍。

图2. JADC2的工作路线

图3. JADC2的指导原则、能力和提出的问题摘要

3.3 JADC2的系统性和生命周期观点: 未来机遇和所需的研究

联合全域指挥与控制(JADC2)概念建议将所有军种--空军、陆军、海军陆战队、海军和太空部队--的传感器连接成一个网络。为了实现这一目标,国防部正在追求一些新兴技术的整合,包括自动化和人工智能、云环境和新的通信方法。然而,要将多种新技术整合并注入大型遗留系统(SoS),系统和生命周期方法是必不可少的,以确保一个复杂的、具有成本效益的、低风险的、高能力的、独特的系统,为我们的军事部门提供一套无与伦比的独特能力。

在JADC2中有多个组织、技术、社会文化和企业层,它们之间存在着长期的相互作用。对JADC2系统的要求是将遗留系统整合成新颖的、颠覆性的和尖端的技术,这些技术需要以高度可靠、高效和具有成本效益的方式顺利地共同工作。因此,作者提出了一个系统的方法来确定这样一个复杂系统的机会和风险,以确保这一伟大事业的成功。在这一节中,作者提出了JADC2所面临的多个系统性和生命周期的机会和风险群,并为每个确定的机会提供研究方向和解决方案。

本文讨论了五组机会。第一个机会是需要在各军种/部队之间建立以文化为中心的新型互操作协作机制,以确保在空军、陆军、海军、海军陆战队、太空部队和其他国防部门之间形成最佳的协作实践。第二个机会讨论了对决策科学、情景分析和社会文化上的博弈论修改的创新和研究的迫切需求。目前的博弈论应用仅限于理性和一致的行为者,而美国经常面对的对手是部分理性和/或非理性的,其行为的一致性可能有限。第三个机会讨论了对日益增长的相互连接的传感器、决策者和射击者的网络进行复杂性管理的必要性。随着来自所有部队的传感器网络的遗留系统被联合起来,过剩的网络复杂性的风险上升,因此,对连接遗留网络的弹性架构的需求至关重要。作者建议建立一个由硬件和软件组成的通用翻译机灵活网络,以连接所有现有和未来的异质传感器和资产网络。第四个机会讨论了为JADC2采购项目建立一个新颖而强大的组合管理框架的必要性(以管理、优化、整合和资助JADC2相关的项目和采购项目)。JADC2由软件、硬件和组织层面的多个采购项目组成,这些项目与当前的遗留系统和现有系统不同步地注入,因此需要高水平的组合管理来协调JADC2生命周期内的多个项目和任务。最后,机会5讨论了JADC2作为SoS在以下领域的需求和MBSE的必要性:物资、非物资、政策、权力、组织结构和操作程序(Nilchiani, 2022)。

  • 机会1:在服务机构之间建立新的以文化为中心的可操作的合作机制

美国防部的所有部门和部队都拥有独特的文化和组织遗产、历史和沟通方式,他们的资产由遗留系统和各种技术的最新进展组成。JADC2的工作重点(LOEs)之一是人力企业,它涉及JADC2实施的人力和组织方面。然而,问题仍然是什么是JADC2中部队之间最理想的合作和协作的最佳组织结构?为了满足JADC2的要求,有哪些潜在的部队结构变化是必要的(Congressional Research Service, 2021b)?

国防部需要一个独特的独一无二的方法来加入部队,承认每个加入组织的个性和组织身份,独特的传统,以及各部队和部门的价值观。一个成功的合作解决方案要求不同部门和部队的有机和最佳合作,同时尽量减少部门间的冲突。这样一个新颖的解决方案将需要基于最先进的组织身份研究、对每个部队的价值观和传统的历史和人类学研究,并提出在自愿和相互同意的合作中出现的有机解决方案。JADC2的联合因素和人类企业需要提供一个独特的组织解决方案/蓝图,这不是单靠技术就能解决的。图4总结了第一个机会和相关建议。

建议: 投资于一个独特的、长期的、文化上的解决方案/组织蓝图的联合,它具有动态的持久性,而不是有限的、短期的 "解决方案",不能解决核心的平等、角色和功能。

需要的学术研究: 组织理论,激励联合的动机,组织人类学和心理学,以找到最佳和独特的联合和协作架构。

图4. 组织解决方案/蓝图的需求和要求的概念化

  • 机会2:需要创新决策分析和社会文化博弈理论的修正

在JADC2的核心中,有三个行动,即感知、理解和对从传感器收集和处理的数据采取行动,这些行动是相互交织的。感知和整合提供了从所有领域和来源发现、收集、汇总和处理数据的能力。然后使用机器学习(ML)和人工智能(Builder等人,1999),数据得到融合、分析和验证。最后一步涉及一个关键的决策过程,这是关于机会2的建议的重点。

在行动阶段,联合部队参与制定并向联合部队和任务伙伴传播决策。这个阶段的很大一部分任务是结合以下内容:

  • 决策的人的因素
  • 感知、理解和预测对手的行动和意图并采取行动的技术手段。

博弈论解释了决策者互动的情况下的动态(Priebe等人,2020),并在决策过程中使用了几十年。博弈论的科学重点主要涉及政治、经济和生物主题和现象(Priebe等人,2020)。博弈论的第一个重大进展是由Borel(1927年;Alkire等人,2018年)在20世纪20年代与冯-诺伊曼一起取得的,他后来还出版了博弈论的里程碑式出版物之一《游戏与经济行为理论》(Spirtas,2018年)。最近,经济学中的博弈论在两位诺贝尔奖得主约翰-F-纳什(Michael等人,2017)和约翰-C-汉萨尼(1967)的推动下取得了巨大的进步。

在博弈论中,模型被建立起来以代表整体情况和动态,其中有四个主要方面被定义:第一,决策者,通常被认为是玩家;第二,每个玩家/决策者可以选择的策略和行动;第三,可能的结果和成果,这与玩家的行动和策略选择有关;第四,每个玩家的回报与结果/成果有关(Rapoport,2012)。除了这些方面,情景中的参与者和决策者被认为是单独的理性的,这意味着在每个参与者的角度对回报的判断是理性的和有序的,此外,每个参与者都假设其他参与者是理性的(Rapoport,2012)。因此,博弈中的玩家可以将他们的知识和对其他玩家的假设纳入他们的策略,并可以做出相应的选择。博弈论允许对利益冲突情况以及合作进行逻辑分析,因此定义了冲突情况下的理性决策理论(Lawlor,2007)。

然而,目前决策分析和博弈论的方法在JADC2中的整合和使用方面存在不足。博弈论假定理性和一致的行为者/对手是冲突局势中战略和决策分析建议的基础。然而,博弈论中并非所有的行为者/对手都是 "理性的"。在社会文化博弈论的修改中,亟需进行新的研究。这门新的决策分析科学应该考虑到来自不同社会文化背景的对手中的非理性和不一致的参与者,并创建一个修正的博弈理论,根据新的信息制定策略。

与修正博弈论的需要一致,还需要对对手的文化规范、传统和思维方式进行蓝图/系统了解,如《孙子》中提出的基本文化规范和战略(Bass等人,2014;JNT-501S联合行动简介: 课程,2019),并找到考虑到文化差异、价值观和方法的最佳决策分析方法。孙子兵法》在远东地区作为权威的军事和政治指南已有好几个世纪,在过去的一个世纪里,西方国家也在翻译和使用。有必要进行学术研究,将《孙子兵法》的原则转化为抽象的规则和启发式方法,并创建一个框架,以便能够深入了解对手的行动,并为JADC2提出行动中的最佳战略。作为一个例子,《孙子》中关于胜利的五个要领可以解释如下:

1)战斗的时机至关重要(关于尽量减少交战和优化决策点时机的建议)

2)处理优势力量和劣势力量的能力(与不同规模和能力的对手交战的可伸缩性和能力)

3)在部队的各个等级中应用相同的作战原则

4)准备和在毫无准备的情况下对付对手(这将指向监视和情报以及积累模式和作战蓝图)。

5)军事能力和行动的可扩展性。

图5. 修正博弈论中需要推进的概念化

促成这些进展的学术研究包括但不限于:组织理论、激励联合的激励措施、博弈论和对非理性和不一致的行为者/对手的修正,以及提取和理解各种行为者/对手的操作原则,这些原则是有文化依据的,如孙子。

  • 机会3:传感器联合异构网络的通用转译系统:对不断增长的互连传感器、决策者和射击者网络的复杂性管理

JADC2的核心技术挑战之一是整合由所有部队/军种管理和运作的高技术含量的传统传感器网络。每个军种都拥有最先进的情报、监视和侦察传感器网络,但这些网络不一定能与其他部队的战术网络互操作。感应和整合是指发现、收集、关联、汇总、处理和利用来自所有领域和来源(友军、敌军和中立)的数据的能力,并为决策分享信息。有效数据整合的要求必须从数据共享和安全的最早阶段开始考虑,并应用于整个作战领域,以提供快速收集、融合和定制数据(Kirtland,n.d.)。

国防部的战术网络和资产的异质性给JADC2带来了一些挑战,同时也带来了巨大的优势。整合多个异质战术网络的技术解决方案有很多,而且很多是次优的。每个解决方案都使用特定的系统结构和技术硬件和软件解决方案的组合。然而,在选择整合传感器网络的最佳技术方案时,有两个系统特性是至关重要的:灵活性和复杂性。灵活性是指系统以及时和具有成本效益的方式应对各种内部和外部变化的能力,因此对JADC2传感器网络至关重要,因为各种情况可能会出现,需要迅速重新安排相互连接的网络。架构和技术方案的复杂性增加也会导致网络脆弱,容易出现错误和对网络的攻击,因此应控制技术方案的复杂性(Chullen & Nilchiani, 2021; Nilchiani & Pugliese, 2017; Priebe等人, 2020; Pugliese等人, 2018)。

当JADC2寻找合并传感器网络的最佳技术解决方案时,有多种因素应予考虑:

  • 需要对复杂的网络进行分割和联合,特别是要适应以文化为中心的互操作协作机制。

  • 如果需要,需要对网络的关键部分进行防火墙(通过与网络的其他部分隔离来保护)和多层安全(例如,将特定服务功能与联合功能分开,或者如果网络受到对手的攻击)。

  • 传感器集成网络的所有权和管理权: 在所有互联网络上的平等所有权与由部队保持每个网络的主要所有权并在需要时共享(军种、盟国和联盟)之间进行选择。

  • 如何避免单一的联合性带来的脆弱性?每个网络的异质性应该保持不变吗?

  • 如何隔离对手的破坏行为,为他们对我们网络的攻击设置防火墙,并作出反应?

  • 如何避免和制止网络中有意/恶意的传播?噪声传播会延迟传感器的读取和对结果的解释,影响有效的决策过程。

过度的网络复杂性和连接性导致了错误(错误传播和来自于跨服务的误解)和容易受到对手攻击的风险。技术解决方案应解决定期管理复杂性的问题,并纳入灵活性和能力,以便在必要时重新配置传感器的异质性网络。与JADC2工作相关的多个国防部倡议一直在研究技术解决方案,包括马赛克战争(DARPA)、高级战斗管理系统(ABMS;空军)、聚合项目(陆军)、超配项目(海军)、全网络化指挥、控制和通信(FNC3;国防部长办公室)和第五代(5G)信息通信技术(国防部首席信息办公室)。DARPA的 "马赛克战争 "项目特别关注对灵活性的需求和对不断变化的环境和场景的反应,因此研究对局势和环境的重新安排和变化做出快速反应的解决方案。

技术解决方案:用于传感器联合异构网络的通用转译系统(Rosetta Stone)

连接所有部队(陆军、海军、空军、海军陆战队、太空部队)网络的技术解决方案需要实现一个系统的弹性、灵活性和对需求的响应,并在国防部面临的不同情况下产生更大的信息和洞察力。通常情况下,过度连接所有部队/军种的所有传感器和资产可能会带来一些实质性的问题,包括但不限于:1)传感器和信息传输速度减慢;2)数据收集和传输过程中出现错误和问题的风险增加;3)面对网络攻击时的网络脆弱性以及失去迅速隔离和遏制攻击的能力。

作者建议探索一个新的概念,即通用翻译器基础设施。这个通用翻译器将包括一个嵌入式硬件和软件分布式节点的组合,它将作为所有五个部队/军种以及所有国防部机构的联合网络传感器和资产之间的接口翻译器。图6显示了通用翻译器的网络概念。

通用翻译器的特点如下:

  • 不同的传统系统之间的翻译发生在某些物理硬件和软件节点上,这些节点位于两个或多个异质的传感器网络之间,属于不同的部队。

  • 没有必要投资使来自不同部队的所有传感器资产成为一个统一的频率和标准。通用翻译器将提供网络之间的翻译,而传统系统可以继续其正常功能而不会中断。

  • 通用翻译器可以由多个节点以及冗余组成,可以作为翻译器的分体式网络运行,并且可以很容易地扩展、现代化,并在未来用最新的最先进的技术进步进行升级,并根据需求重新安排以创建新的网络功能和地形。这一概念将提供高度的灵活性、适应性和可升级性,并为所有部队的所有资产和传感器增加一层安全和保护。

  • 通用翻译器节点将作为两个独立网络之间的瓶颈,可以作为防火墙机制。如果有必要关闭或隔离受到攻击的传感器网络,可以关闭某些翻译器节点,这将使被隔离的网络恢复到其原有的功能。

  • 通用翻译器网络可以嵌入各种安全层,给每个部队的网络提供额外的保护和马赛克战争(DARPA)的新型网络重新排列和协议的能力。

  • 每支部队还可以作为资产的主要拥有者指挥他们的原始资产(传感器网络),以及通过许可和激活通用翻译机与其他部队分享他们的数据。来自不同部队的数据可以被共享,而不需要共享每个网络背后的详细蓝图和架构。

图6. 通用转译机/Rosetta Stone基础设施的概念,以及通用转译机基础设施和软件在两个机构/部队之间转译数据的详细视图(Nilchiani,2022)。

建议: 投资于一个通用转译系统,用于传感器的联合异构网络,该系统可以保留特定服务的功能,同时与联合功能无缝对接,如果受到攻击,也可以独立于网络的其他部分运行。

  • 机会4:与JADC2相关的采购计划的组合管理

在《联合全域指挥与控制: 国会的背景和问题》(Hoehn, 2022)中,提出了几组关于管理JADC2-相关工作、预算、成本估算和需求的问题。在这些问题中,有JADC2的支出重点、倡议以及JADC2相关工作的管理。管理与JADC2相关的多项工作的解决方案是采用行业中组合管理的最佳做法,并创建一个全面的国防部组合管理框架来管理多项工作。通过研究工业界在组合管理方面的最佳创新,可以创建创新的系统和企业级框架,使JADC2的联合工作人员能够管理、优化、整合和资助JADC2。

JADC2由数据、人力和技术企业的多种努力组成,适合于硬件、软件、商业和主要采购。处理多个同时进行的能力采购需要一个基于系统的框架来整合多个项目,以及一个组合管理方法来资助、管理和整合JADC2的多个潜在的非同步采购项目。组合管理框架将需要纳入JADC2相关项目的共享治理结构(治理架构)。

学术研究: 多个采购项目的组合管理框架, 共享治理架构

图7. 对所有与JADC2相关的采购计划进行组合管理的必要性的构想

  • 机会5:JADC2作为一个系统的需要、要求和MBSE

联合全域指挥与控制(JADC2)是一个在物资、非物资、政策、权力、组织结构和操作程序等领域运作的系统,因此需要系统工程工具和方法来保证最优化的系统。基于模型的系统工程(MBSE)可以帮助以最佳方式回答有关单个技术/项目的采购、生命周期管理、定期升级和向JADC2注入新技术,以及JADC2中各种传感器和资产的所有权和管理等问题。

MBSE可以帮助确定联合特定的系统、需求和要求,并指导项目和技术组合的采购过程。关于各种部队和服务的传感器网络如何连接、结构和操作概念的技术问题都可以通过系统方法来实现。MBSE还可以为JADC2的生命周期相关问题找到最佳解决方案,包括识别新的颠覆性技术和与当前遗留系统的整合,以及对JADC2不断增长的互连传感器和资产网络的复杂性管理。

MBSE还可以为各种资产的网络所有权和架构提供建议和解决方案。例如,在尊重每个部队对其资产/传感器的主要所有权的同时,能否成功实现和实施联合?利用通用翻译器的概念,每个部门可以保留其对资产和传感器的主要所有权和指挥权,并根据需要分享所有资产的第二所有权。在极端情况下,主要所有者可以将他们的资产与网络的其他部分分开,以保护他们的资产或其他部门的资产,并在需要时独立运作。

4 总结

本文概述了联合全域指挥与控制的现状,并通过学术研究与开发(R&D)的视角提出了一系列建议和机会。这套机会强调了研发的必要性以及在知识、技术、程序和能力方面的差距,可以使JADC2成为一个有弹性的、敏捷的、适应性强的共享指挥与控制平台。

文件中提出了以下机会:机会1:部队之间以文化为中心的新型互操作协作机制(组织和文化研究);机会2:决策分析和博弈论创新的必要性(根据对手的社会文化细微差别进行修改);机会3: 机会3:需要为日益增长的相互连接的传感器、决策者和射手网络进行复杂性管理和最佳系统架构设计(作者提出了一个由硬件和软件组成的通用翻译网络概念,以连接国防部所有现有和未来的异质传感器和资产网络,这将授权重新安排、重组、扩展和注入最新的先进技术,因为它们可用);机会4: 机会4:需要一个新的、强大的JADC2采购计划组合管理框架(管理、优化、整合和资助JADC2相关的项目和采购计划);机会5:需要基于模型的系统工程(MBSE),将JADC2作为物资、非物资、政策、授权、组织结构和操作程序等领域的一个系统。

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