美国陆军数字化的昨天、今天和明天
本文转自：环球军事（crihuanqiujunshi），原文来源：《世界军事》，作者：杜燕波，编辑：马瑛
美国陆军是世界上率先推动数字化建设的军队，早在2000年便建成世界上第一个数字化师。然而，从严格意义上讲，“建成数字化部队”的说法是不准确的——既然数字化建设是一个只有起点、没有终点的渐进过程，那么，何谈“建成”？对别的国家军队而言，如果参照美陆军“建成”后的数字化部队打造本国陆军数字化部队，岂不是犯了刻舟求剑的错误？为此，沿着发展脉络，本文作者和您聊聊美国陆军数字化部队建设的情况。
初级阶段：
三个“基本问题”
领跑全球数字化部队建设
美军数字化部队建设并非一蹴而就，从酝酿、试验到诞生，持续了约10年时间。1991年海湾战争结束后，以美军为首的联军取得大胜，但得胜归来的美军不忘在胜利中查找问题。尤其是美国陆军，对在海湾战场上出现的迷路、误伤、作战协同差等深层痼疾深刻检思。时任美国陆军训练与条令司令部部长的威廉·W.哈佐格将军，将这些问题归结为三个基本问题，即“我在哪里”“同伴在哪里”“敌人在哪里”，并指出“在未来战争中，谁能很好地解决这三个问题，谁就能对部队实施有效的指挥控制，进而凭借现代化武器的火力和机动能力消灭敌人”。可以说，突破这三个基本问题，既是美军数字化建设的初衷，也是其革命性成果的重要体现。
问题一，“我在哪儿”。历史上看，部队或士兵在战场上迷失方向是一种普遍现象。据统计，在实战中，即使最优秀的部队，通常也会有三分之一的士兵和武器装备因迷路无法及时投入战斗。指南针的出现代表着一个巨大进步，但其功用有限，而且使用起来受到很大限制。例如，士兵在背负枪械或乘坦克等装甲车行军过程中，受磁性影响，指南针必须置于较远的地方才能正确标示方位。这种状况得到极大改善。每台战车都配备AN/PSN-11，同时配以精确的数字地图，士兵们不仅能准确掌握自己在全球坐标中的绝对位置（即经纬度坐标），而且能观察到自己在作战环境中的相对位置。
问题二，“同伴在哪儿”。作战协同历来是一件复杂的事情。二战时期，各级指挥员都要随身携带1∶50000比例的地图，图上标注密密麻麻的作战分界线、进攻阶段线、战斗位置、检查点、目标参考点、各式各样的行军路线和坐标轴。每当穿越阶段线或经过检查点时，下级部队都会立即上报自身位置信息，指挥所参谋人员根据下级报告，不停地用图表、别针或者粘性纸片在地图上更新下级部队有关信息。一旦有部队出现迷路现象，双方就必须不断地进行电台联络，重新建立联系。一项研究表明，数字化转型后，这个数值对比发生了神奇的反转。在装配有蓝军跟踪系统（BTS）的战车内，士兵们便能通过屏幕清楚地观察到同伴的位置，指挥员也得以将更多的精力用于决策与指挥控制。
问题三，“敌人在哪儿”。自古以来，了解敌情态势便是作战的首要问题。然而，在瞬息万变的战场环境下，掌握敌情态势是十分困难的。进入20世纪，随着战场范围扩大、涉及领域增多及战场伪装技术的使用，敌情信息搜集愈加困难，情报误判、误读、误传与融合不好的问题屡屡出现。数字化转型后，战术计算机网络承担了大量复杂的情报处理与生成工作，而且装配了名为“全源分析系统”的情报分析软件。该系统可以将来自卫星、无人机、防空雷达、炮瞄雷达、远程战场传感器系统的各类侦察、监视与情报数据融合、集成在一起，形成完整的敌情态势图，并根据对象级别（如某级指挥所）与需求，加以裁剪、分发。可以说，在数字化转型的进程中，《孙子兵法》所追求的“知己知彼”境界，首次被无限接近。
2000年，美国陆军第4机步师全面实现数字化，成为世界上第一个数字化师。2003年前后，美国陆军展开轰轰烈烈的由以师为中心向以旅为中心的模块化体制变革。尽管冠以“模块化”的称谓，但此次改革的实质内容依然是“数字化”。与数字化师在原机械化师基础上配备数字化装备（设备）不同的是，新组建的地面旅战斗队不仅列装全套数字化装备（设备），而且完全围绕网络中心战理念与数字化信息流转过程编配，并采用新式数字化战术条令。2003年5月，作为美国陆军首支数字化旅战斗队，第2机步师第3旅（斯特瑞克旅战斗队）在国家训练中心与联合战备训练中心，进行了一系列严格的部署演练与实装实兵演习，演习邀请兰德公司进行战斗力验证性评估。兰德公司的评估结论为：与同等规模非数字化部队相比，数字化部队的作战能力提高约10倍。在随后赴伊作战中，该部队证明了非比寻常的强大战力。
发展阶段
深挖数字化技术的作战潜力
借模块化转型的东风全面推进数字化后，美陆军发展的脚步并未停歇。作为数字化革命领头羊的美国陆军，比其他军队深谙数字化发展的巨大空间与潜在红利。受当时技术条件的限制，美陆军数字化部队最初装备的以单信道地面与机载无线电系统（SINCGARS，即“辛嘎斯”电台）、移动用户设备（MSE）为代表的战术互联网，存在带宽容量小、动中通差、数字信息链路只通到单车平台而未延伸至单兵等先天缺陷。鉴于旅及旅以下战术部队必将成为未来陆战场的中坚力量，因此，增强低层战术网络自然成为美陆军数字化发展的主攻方向。2003年，结合伊拉克战争实践，美国陆军基于现代快节奏、高强度信息化战争对信息保障能力的超高要求，开始打造等为代表的新一代战术网络系统，着力加强一线作战部队战术网络建设，力图打造具有高度移动通信和组网能力、可实时传输大容量信息的新一代战术网络系统。
从2004年开始，美陆军开始列装具有卫星网络通信能力的WIN-T“增量1”系统，作战部队首次具备了快速“驻停通”能力，通信容量和传输速率比上一代大幅提升。该系统可以为部队提供保密、可靠、稳定的语音、数据与图像传输服务，大幅提高了师以下部队的战术组网通信能力。至2010年左右，陆军十几个旅先后完成WIN-T“增量1”系统的列装，一线作战部队初步摆脱了对固定通信基础设施的依赖，构建起新一代骨干战术通信网络。2012年底，陆军开始列装具有初始“动中通”能力的WIN-T“增量2”系统。该系统实现了营以上地面骨干网节点在72千米/小时速度下256千比特至4兆比特/秒带宽、连以下节点具备在4千米/小时机动速度下64至128千比特/秒带宽的通信带宽。2014年10月底至11月初，开展的一次大规模移动战术通信网试验表明，这些新型战术通信系统能与炮位侦察雷达实现有效集成，从而大大缩短炮兵遂行火力任务的反应时间。此外，由于不再受限于视距调频无线电通信手段，更有利于地面部队实施大范围散布作战。
自2012年开始，陆军开始以“能力组件”（CS）的形式，对以WIN-T“增量2”系统为骨干的整套数字化网络软硬件，进行网络集成、鉴定、试验与测试。所谓“能力组件”，是指为提高地面部队网络中心战能力，将多项网络设备有机整合起来部署的“系统之系统”。该系统首次将无线电台、卫星系统、软件应用、智能电话之类的设备及其他网络组件完全集成在一起，实现了从固定战术作战中心到前线指挥官再到徒步士兵的一体化联通，极大地提高了一线部队的态势感知和信息化作战能力。2013年2月，“能力组件13”完成测试并开始小批量装备部队，第10山地师第3、第4旅战斗队成为首批列装的部队，并被派往阿富汗战场接受检验。实践表明，这套数字化系统具备空前的作战赋能。例如，装备“能力组件13”的巡逻队在通过阿富汗山区时，士兵们能通过“奈特勇士”终端用户装置（类似于安装安卓操作系统的智能手机），方便地查看自身与友邻的定位信息，并能看到头顶上方飞行的无人机实时下传的视频情况。巡逻队队长能通过战术互联网实时或近实时掌握战场态势，更好地掌控部队机动速度和开火时机。与此同时，位于远处战术指挥所内的指挥官，能通过全球卫星通信设备与巡逻队队长保持联络，并快速发布各种命令。
实战表明，陆军以WIN-T“增量2”系统为核心的新一代战术网络系统的设计理念与结构是成功的，能将美军强大的信息力量延伸至战术末端，为前沿战术部队、分队与士兵提供实时战场态势感知，同时能将地面战术平台、空中作战平台、传感器和士兵集成在一起，形成高效的指挥控制系统和功能强大的一体化武器装备体系。目前，在WIN-T“增量2”系统的基础上，陆军正在研发功能更为强大的“增量3”系统，以进一步满足一线部队对战术网络的能力需求。根据计划，以WIN-T系统为核心的新一代战术网络系统，将一直持续部署和升级至2025年。
高级阶段：
制定远景规划
瞄准更前沿未来
尽管新一代数字化系统尚未在实战中得到充分验证，但美国陆军已经开始致力于规划下一代数字化建设。日前，美陆军发布，作为陆军网络现代化进程的长期战略指导。同时，美陆军依据未来国防科技发展预测，对年陆战场可能出现的作战场景进行构想与展望。透过这份规划报告与未来陆战场展望，可以清楚地看到美陆军在可预见未来的主要发展动向。
一是，增强战场网络的适应性、覆盖性、敏捷性与智能性。按照美军设想，2025年及以后的美国陆军，规模将进一步缩小，而且大部分部署于美国本土。这就意味着无论全球任何地区发生冲突，美陆军部队都必须快速接入作战网络。鉴于商业网络异军突起与陆军作战日益扩张的网络带宽需求，美陆军计划开发动态信息传输构架，借助本国、盟国与东道国先进的商业网络基础设施，并配以陆军网络安全加固措施，确保为前沿部队提供安全、可靠、大容量、不间断的网络服务。同时，借鉴地方商业信息技术领域“物联网”的概念，美陆军致力于将装备平台、士兵携带的设备及战场上的各类传感器联通起来，实现更大范围的互联互通互操作。相关作战计算将实现软件定义构架，可以采用云服务模式迁移至网络内最合理的计算终端进行计算，既摆脱对固定节点的依赖，又能高效利用各类计算资源。
另一方面，陆军认为，未来在各种信息喷涌式爆发的战场态势下，为更迅捷地提取与分析高价值信息，应着重提高战场网络的敏捷性与智能性。也就是说，未来除部署各种传感器外，还将集成适当的智能化处理软件，自动或在较少人工干预的情况下对海量战场信息进行过滤、融合与分析，最终向指挥员或决策者提供易于理解与操作的决策依据或选项。从美陆军2040年陆战场想定看，未来，美陆军部队可能会对作战地区范围内的商业通信系统信息流进行自动化分析，再用网络地图绘制软件确定敌对武装分子活动的中心，以便实施歼灭。
二是，增强战场网络的防护性与弹性。随着信息技术的全球性普及，美军逐渐意识到，数字化不再是美军的专利，越来越多的国家、非国家组织正在努力开发与利用网络化、数字化带来的强大潜能。特别是一些技术先进的国家与军队，已经掌握或正在寻求先进的网络攻防技术与手段。去年底，美国著名智库新美国安全中心在题为《：网络能力与脆弱性之间的矛盾》的研究报告中指出，数字技术在赋予美军强大战力的同时，也给美军带来很大的脆弱性。在《塑造陆军网络（2025-2040）》中，美陆军将加强网络空间安全和弹性列入未来发展重点。该文件强调，未来战场网络应当具备自我保护、自我修复、远程数据备份甚至必要的“自毁”能力，从而对可能影响网络运行连续性、弹性与安全性的所有武器系统形成防御能力。
事实上，美陆军已经在这方面展开一些积极探索。2016年底，美陆军和“黑客一号”在线网站共同发布一项名为“入侵陆军”的漏洞赏金计划。该计划旨在采用邀请黑客尝试渗透陆军在线资产和数据库的方法，发现和解决美陆军计算机和网络系统存在的安全管理隐患。此次“入侵”行动共有317名黑客参与，向陆军提交416份漏洞报告，其中118份被确认为有效报告。据悉，美国陆军部计划使这项活动制度化、经常化。细心的人还会发现，陆军目前重点发展的，也具备网络管理、网络入侵探测与拦截等功能。特别值得一提的是，联合区域安全堆栈可以使美陆军网络易受攻击的端口从1000多个减少至不超过50个。
三是，进一步增强战场网络的赋能性与进攻性。在美国，“网络赋能”“数字化赋能”并不是一个新词。美军早就将伊拉克战争（主要指前期高强度作战阶段，不包含后来漫长的稳定作战阶段）的胜利归因于依靠GPS系统、蓝军跟踪系统、精确制导弹药等高技术装备的“数字化赋能”。当前，在“多域战”指导思想的促动下，陆军更加强调数字化战场网络对陆、海、空、天等传统作战力量的融合、铰链、催化与赋能作用。从更宽泛的视角看，作为当前美军大力推行的国防大战略，“第三次抵消战略”的成果在未来陆战场上，将更加体现为地面机器人、空中蜂群式无人机等颠覆性技术，在先进战场网络支持下所迸发出的强大战力。例如，根据“2040年陆战场构想”，在未来城市作战中，美陆军士兵可以将啮部署至敌藏身建筑内，探测并绘制建筑物内部地图。啮齿类微型机器人回传的情报信息，与本土基地任务数据库积累信息比对后，可以用专用模拟软件创建目标区虚拟影像。这样，士兵们穿戴多功能作战头盔，便能在虚拟现实环境下展开突袭行动演练，查找作战预案漏洞。此外，美军正在发展的蜂群式无人机集群（《世界军事》2016年第18期《无人作战飞机：走向成熟的颠覆性力量》一文有详细介绍），同样有赖于高度敏捷、智能化的数字网络的强大赋能。
目前，距离2000年美陆军建成第一个数字化师已经过去近20年了。在这近20年里，美陆军深入推进数字化的脚步一直没有停歇。更值得关注的是，美陆军已经根据未来科技发展预期，制定了数字化长远发展规划，试图继续占领未来陆战场制高点。《孙子兵法》曰，“知己知彼，百战不殆”。尽管数字化属于看不见摸不着的“软性”战斗力，但由于其极端重要性，因而我们必须持续关注。
一网打尽系列文章，请回复以下关键词查看： |
创新发展：习近平 | 创新中国 | 创新创业 | 科技体制改革 | 科技创新政策 | 协同创新 | 成果转化 | 新科技革命 | 基础研究 | 产学研 | 供给侧 |
热点专题：军民融合 | 民参军 | 工业4.0 | 商业航天 | 智库 | 国家重点研发计划 | 基金 | 装备采办 | 博士 | 摩尔定律 | 诺贝尔奖 | 国家实验室 | 国防工业 | 十三五 | 创新教育 | 军工百强 | 试验鉴定 | 影响因子 | 双一流 |
预见未来：预见2016 | 预见2020 | 预见2025 | 预见2030 | 预见2035 | 预见2045 | 预见2050 | |
前沿科技：颠覆性技术 | 生物 | 仿生 | 脑科学 | 精准医学 | 基因 | 基因编辑 | 虚拟现实 | 增强现实 | 纳米 | 人工智能 | 机器人 | 3D打印 | 4D打印 | 太赫兹 | 云计算 | 物联网 | 互联网+ | 大数据 | 石墨烯 | 能源 | 电池 | 量子 | 超材料 | 超级计算机 | 卫星 | 北斗 | 智能制造 | 不依赖GPS导航 | 通信 | MIT技术评论 | 航空发动机 | 可穿戴 | 氮化镓 | 隐身 | 半导体 | 脑机接口 |
先进武器：中国武器 | 无人机 | 轰炸机 | 预警机 | 运输机 | 战斗机 | 六代机 | 网络武器 | 激光武器 | 电磁炮 | 高超声速武器 | 反无人机 | 防空反导 | 潜航器 | |
未来战争：未来战争 | 抵消战略 | 水下战 | 网络空间战 | 分布式杀伤 | 无人机蜂群 | 太空站 |反卫星 |
领先国家：俄罗斯 | 英国 | 日本 | 以色列 | 印度 |
前沿机构：战略能力办公室 | DARPA | Gartner | 硅谷 | 谷歌 | 华为 | 俄先期研究基金会 | 军工百强 |
前沿人物：钱学森 | 马斯克 | 凯文凯利 | 任正非 | 马云 | 奥巴马 | 特朗普 |
专家专栏：黄志澄 | 许得君 | 施一公 | 王喜文 | 贺飞 | 李萍 | 刘锋 | 王煜全 | 易本胜 | 李德毅 | 游光荣 | 刘亚威 | 赵文银 | 廖孟豪 | 谭铁牛 |
全文收录：2016文章全收录 | 2015文章全收录 | 2014文章全收录 |
其他主题系列陆续整理中，敬请期待…… |
“远望智库”聚焦前沿科技领域，着眼科技未来发展，围绕军民融合、科技创新、管理创新、科技安全、知识产权等主题，开展情报挖掘、发展战略研究、规划论证、评估评价、项目筛选，以及成果转化等工作，为管理决策、产业规划、企业发展、机构投资提供情报、咨询、培训等服务，为推动国家创新驱动发展和军民融合深度发展提供智力支撑。