《反潜作战背景下的信息发掘、分配和使用》54页技术报告，加拿大国防研究与发展部

将数字资源信息整合形成系统对这些资源的利用至关重要。这种信息的形式可能是谁负责该资源，该资源可用于什么，该资源在哪里，如何获得该资源，以及该资源如何与其他资源结合。总的来说，这些信息代表了当前信息环境中各要素态势感知的组成部分。对这些要素的了解使数字资源的利用更有能力。在实践中，这种感知可以帮助以一种更适应的方式分配资源，考虑到诸如信息消费者的要求以及提供者和消费者之间的通信渠道所带来的限制。这里介绍了与自适应处理有关的概念，在基于云的联盟反潜作战（ASW）的背景下。在与北大西洋公约组织（NATO）合作伙伴的合作中，一个云基础设施被用来构建与虚拟平台相关的计算能力，包括虚拟平台之间的模拟通信渠道。对基础设施适应性性质的测试依赖于与 ASW 中的信息分发和利用相关的已定义用例。这里，这些用例被详细描述。这些用例显示了支持这样一个适应性系统所需信息快速增长的复杂性。这些用例还指出了许多未来的研究途径。

引言

在加拿大皇家海军（RCN）的作战任务中，海上信息和衍生物的收集、处理和传播主要集中在平台的自主性上，无论是船只还是飞机。这种以平台为中心的观点部分是由于在作战中必须成为一个自给自足的实体，有能力收集和处理对平台重要的所有信息。尽管实验已经显示了无缝连接和利用外部信息的能力[1][2]，但在依靠外部资源进行数据和信息处理方面存在着一种谨慎的做法。

这种谨慎的做法部分是由于不愿意依赖外部伙伴，因为与该伙伴的通信可能很差或不存在。遇到诸如缺乏带宽、大延迟或质量下降等问题的通信渠道通常被称为 "弱势网络（disadvantaged network）"[3]。这种网络确实抑制了盟军中其他人或海上平台与总部所在地之间对任何收集的数据或信息的分发和使用。

当然，处理通信问题的标准对策是构建通信机制，允许更大的信息量通过通信渠道。这种解决方案有效地解决了 "给我更多带宽"的要求。然而，另一种有效的方法则侧重于更好地利用现有带宽。这里，"更好地使用 "意味着以更全面的方式使用，通过考虑以下因素考虑到整个处理周期：

正在使用的信息。
该信息的位置。
对该信息采取行动所需的处理算法、模型等。
处理算法或模型的位置。
完成处理所需的计算能力。
参与平台之间的带宽连接。
最终产品的使用地点。

这些因素认识到信息是一种资源，要被移动并与处理算法相结合，然后形成一个新的产品。这些组成部分的重要性，以及这些组成部分与历史信息科学的关系，在[4]中有所描述。

对这种描述来说，重要的是认识到信息资源有多种形式。在数字空间中，资源可以是输入数据、软件形式的处理算法，或可以许多形式表示的输出产品（例如，一个数字文件，一个图像）。还要注意的是，在许多情况下，输出可能成为另一种算法的输入。

然而，通过诸如上述（即清单）的考虑来利用信息资源，需要对资源本身有广泛的了解。请考虑一下，一个信息系统如何确定它所拥有的数字模型是否与一个独立的、不同的信息系统上存在的输入数据集兼容。创建资源层面的元数据是一项艰巨的任务，而这一层面的资源知识是需要的。

尽管资源级元数据的编译是有问题的，但第二个问题很可能更困难--使用资源级数据来自动调整信息系统所需的分配和处理。事实上，如果不做大量的假设来降低问题的复杂性，这种适应性系统方法是非常困难的[5]。

北约的自适应系统研究

北约信息系统技术组168（IST168）成立于2018年[6]，研究一种基础设施，允许对自适应信息处理和分配技术进行实验。IST168下进行的研究重点是允许数据或应用程序在联盟网络内流动，从而促进该网络内不同位置的自适应处理和信息创建。其目的是考虑到数据存储、处理能力和平台间通信连接的本地和当前可用性。简单地说，IST168的口号是："把数据移到代码上；或者把代码移到数据上；或者把两者都移到别的地方？"

为了将IST168的工作建立在军事背景下，该小组正在通过为陆地和海洋领域设计的军事场景来探索这种架构的预期应用。这些场景旨在为这种适应性基础设施的使用方式提供一个作战背景、故事情节或叙事说明。这些场景在IST168的研究中被广泛使用[7-10]。

IST168的陆地场景是基于北约先前创建的名为Anglova vignette No.3的场景[11]。这集中在一次城市行动中，涉及到士兵捕捉过往车辆的视频片段，对该片段进行处理，然后由远程总部制作成产品。对陆地场景感兴趣的人可以参考[11]。

IST168的海上场景是本文件的重点。由于以前没有满足参与国需求的海上场景，因此努力开发一个场景，并说明北约构建的基础设施将如何支持该场景。因此，根据参与的北约国家和众多加拿大CRACCEN团队成员所表达的需求，在此创建了一个海上情景。该场景的主题是反潜作战（ASW）。

海上反潜作战方案利用了IST168的优势，也为IST168做出了贡献。作为IST168努力的一部分，多个北约国家提供了云计算基础设施，包括加拿大的云计算基础设施。每个贡献的云都在东道国的完全控制之下。这些国家基础设施然后与其他国家部分共享，产生一个国家控制但国际共享的信息空间。在这个空间内，对信息的资源级理解得到了发展。

自适应的云基础设施--虚拟实验室

国际云基础设施以及单一的国家基础设施代表了大量的工作，但也是研究信息问题的高度灵活资源。一个单独的国家云或一个国际云，可以被配置成代表战斗空间中物理实体上存在的信息系统。例如，云基础设施可以被重新配置为众多的虚拟计算单元，这些单元代表了单个平台，如一艘船、一架直升机、一架无人驾驶飞行器（UAV）、一个总部等。然后，这些虚拟平台可以用来容纳存在于真实物理平台上的信息系统。在虚拟环境中使用仿真通信信道可以使虚拟平台通过现实的通信信道连接起来。在这里，通信信道是使用可扩展移动特设网络仿真器（EMANE）[12], [13]来模拟的。

从本质上讲，可以构建一个虚拟实验室来代表整个物理平台连接中可用的计算、通信和信息资源。

与加拿大研究的关系

指挥部侦察区协调和控制环境网络（CRACCEN）活动[14]是由加拿大国防研究和发展部正在执行的一项研究活动。CRACCEN被设想为一个整体的社会技术系统，所有指挥小组的决策和反潜战任务的相关信息都将被汇集起来，以发挥作战和战术优势。

CRACCEN打算彻底改变加拿大水下战争[15]。CRACCEN的工作支持这一变革，其研究方向是解决一个全面的人类/信息系统，以满足未来反潜作战的需要。在这方面，CRACCEN有一个庞大而重要的反潜队伍，该队伍可以在地理上分散在海上平台和岸上的组件中。

CRACCEN下调查的概念与IST168的活动部分地相互联系。实际上，IST168正在开发的互连云基础设施和模拟通信渠道与支持的反舰导弹海上场景相结合，提供了与CRACCEN相关的信息发现和共享环境。这种相关性包括展示云基础设施在ASW环境中支持数字信息发现、共享和使用的能力。

在这方面，与IST168相关的发展可以被视为具有几个与信息相关的特点，这些特点对CRACCEN是有用的，分别是（非广泛的清单）：

a. 可访问性--信息环境的共享区域允许其他各方访问共享区域内的信息资源。
b. 可调整性--信息环境中的隔离区域可以被创建，这些区域允许一个特定的国家在环境中独立于其他国家行事。
c. 灵活性--它考虑到了信息环境中共享区域之间不同的通信连接和断开。
d. 可发现性--共享信息环境中的信息资源可以被有机会进入该环境的国家发现。
e. 有效性--在信息环境中的一个共享区域向另一个共享区域转移资源之前，有能力评估信息资源的潜在用途。

信息环境的上述特征是可以通过生成元数据来实现的，元数据具体描述了信息环境中可用的个别信息资源。这些元数据描述，作为一个完整的集合，允许单个信息系统对该系统内可用的信息资源形成一种 "态势感知"。这种感知有效地建立了对当前情况下的元素（即数字资源）的感知，这是态势感知（SA）的第一个构建模块[16]。对这种类型的态势感知的研究是DRDC海上信息电子化（MIX）活动的一部分[17]。

总之，MIX为理解和形成信息领域的态势感知提供了研究基础，然后将其应用于反舰导弹的场景。这种联系为更好地理解如何利用信息领域进行军事行动提供了一个现实的背景。