DARPA推进马赛克战再出新招——异构平台互连难题即将破解

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来源：航天防务作者：佘晓琼

近日，美国防高级研究计划局（DARPA）战略技术办公室主任蒂姆·格雷森透露，DARPA资助远地点研究公司（Apogee Research）研发的“用于异构电子系统的系统之系统技术集成工具链”（STITCHES），能够自动生成“翻译器”，高效转换不同类型的数据，进而连通各类异构平台。由于马赛克战、联合全域作战等新型作战概念均依赖于异构平台的高效互连，STITCHES工具链将成为这些作战概念的关键赋能器。

一、基本情况

STITCHES是一种纯软件工具链，通过在系统之间自动生成低延迟和高吞吐量的中介软件，在不需要升级硬件或破坏现有系统软件的情况下，就可快速集成跨任何领域的异构系统。STITCHES工具链不强制采用通用接口标准，而是基于已经部署的能力快速创建需要的连接，避免为了互操作而升级的需要。

（一）背景

STITCHES工具链是远地点研究公司在DARPA“系统之系统集成技术与实验”（SoSITE）项目的资助下发展而来。SoSITE项目由DARPA于2014年4月启动，旨在开发空中系统之系统架构，来维持美国在对抗环境下的空中优势。SoSITE项目要求开发的架构能够快速集成新兴技术，而不需要对现有能力、系统或系统之系统进行重大改变。为实现SoSITE项目的目标，DARPA于2014年9月授予远地点研究公司价值1710万美元的合同，用于开展STITCHES工具链研发工作。

图1 系统之系统集成技术与实验

（二）技术要点与运行流程

远地点研究公司总裁埃文·福尔图纳托表示，STITCHES工具链的关键创新是“字段与转换图形”（FTG），即一组用于对子系统及其连接进行建模的可扩展语言标记文件，能够有效捕获实现互操作性需要的信息。

STITCHES工具链的主要特点包括：一是在任何两种格式良好的规范之间自动生成翻译；二是独立于现有子系统标准；三是将基于图形的数据库与为集成专门设计的计算机语言相结合；四是使用现代编译理论以优化翻译。

STITCHES工具链运行快捷，以将雷达与瞄准吊舱相集成为例，仅需要四个步骤：一是将需要集成的子系统在FTG中建模；二是子系统的接口被写入，以将STITCHES工具链与子系统核心软件隔离，并处理信息流量；三是转换被写入，以将新的子系统连入现有FTG；四是通过搜索FTG中已有的信息对，自动生成系统之系统信息翻译软件。

图2 STITCHES工具链示例

（三）发展历程

自获得DARPA合同之后，STITCHES工具链成功进行多次快速集成实验：

1. 2018年1月，FE-2飞行实验，集成多架军机。这次飞行实验也是STITCHES工具链进行的首次飞行实验。

2. 2018年6月，“铁手套”-4飞行试验，构建实时空中任务指令杀伤链，将新任务的派遣时间压缩到10分钟以内。

3. 2018年9月，“铁手套”-5飞行试验，自主分布式电磁防护。

4. 2018年12月，“铁手套”-6实验室试验，集成若干指控系统之间的关键威胁与禁飞数据。

图3 “铁手套”-6实验室试验

5. 2019年2月，“铁手套”-7实验室试验，集成海军电子展系统以实现共享探测。

6. 2020年8月~9月，美空军“先进战斗管理系统”（ABMS）演示验证，STITCHES工具链通过支持机器到机器通信，实现分布式火控。

尽管DARPA与远地点研究公司的合同于2020年12月到期。但早在2020年8月，美空军研究实验室就已经授予远地点研究公司价值4800万美元的合同，以将STITCHES工具链过渡给美空军。根据合同，远地点研究公司将于2025年7月前完成相关工作。

二、几点认识

（一）机器数据类型的“有限”和软件速度的“无限”，使STITCHES工具链成为现实

人类历史上使用的机器数据类型，尽管种类繁多，但仍然是“有限”的。而软件能够实现的速度近乎“无限”。正是这种“有限”对“无限”，STITCHES工具链能够枚举各类作战系统的数据，搭建知识库。知识库的搭载是一劳永逸性质的，针对某类系统建成后。后续碰到相同系统便可快速集成。

（二）实现数据层面的互操作性，兼容老旧系统与新研系统

STITCHES工具链实现了数据层面的互操作性，不论是服役几十年的老旧系统还是即将投入使用的新研系统，都能被有效兼容。STITCHES工具链强大兼容性的重要优势包括：一是发挥各类系统的最佳性能。STITCHES工具链不会对系统本身进行重大改造，能够最大限度保持原有性能；二是显著降低装备提前退役的成本损耗。已有的老旧系统可能因为不兼容而被迫退役，STITCHES工具链可以使这些系统继续服役；三是随时吸收最先进系统以维持战力。技术发展日新月异，STITCHES工具链能够吸收各类最先进系统。

（三）破解异构集成难题，支持马赛克战等新型作战概念

美军目前重点发展的马赛克战、联合全域作战等新型作战概念，均强调跨域异构平台的集成。为实现异构集成，一种方法是开发适于所有平台与系统的通用接口，但是这种方法由于复杂性、工作量等原因难以实现。远地点研究公司开发的STITCHES工具链，成为各类平台与系统的“翻译器”，有效解决了复杂性和工作量的问题。随着远地点研究公司研发工作的推进，STITCHES工具链将具备实战能力，直接支持马赛克战等新型作战概念。

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