揭开美军JADC2背后的BUG，只是看上去很美？
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打一个不恰当的比喻：能不能想象一下把种地、捕鱼和抓鸟这三件事整合到一起？好像有些古怪？是的，美军正在做这样一件大事。
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JADC2是美军的未来之钥还是会“中道崩殂”？
作者：学术plus军事观察员 解兵
军迷们最关注的往往是最新型的武器装备，但藏在这些各式各样酷炫耀目的兵器背后的，平日里看不见摸不着的指挥与控制系统，才是军事领域里真正的大脑和神经中枢。由各种武器所提供的火力，必须通过它的组织和调度，才能形成有效的打击。本文主要内容与关键词
1. JADC2概念剖析：官方定义，作战域，不对称竞争方式；
2. JADC2落地的七个组成部分：国防部战略牵头，5G技术研发应用，FNC3研发，马赛克战争，空军ABMS，陆军融合项目，海军超越项目；
3. JADC2面临的五个主要问题与挑战：打通平台系统，恶劣环境通信能力，人工智能应用，军队结构变化，军种联合项目协调；
4. JADC2前景预测：一方面步子太大可能拉胯，看上去很美但负担沉重，工程风险提高，装备更加昂贵，另一方面则可以给战略对手施压，并为社会创造更多新兴产业与发展空间。
内容主要整理自外文网站相关资料
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近年来，随着计算机、通信技术和互联网为代表的各种高科技的飞速发展，使军事领域的“上层建筑”——指挥与控制的组织架构面临着越来越大的挑战。
想象一下我们平日里经常使用的在线叫车系统吧：一套由手机硬件设备、高速移动互联网和App软件所构成的系统，一端连接乘客的用车需求，另一端连接附近的空闲车辆，由系统在每一个瞬间同时响应大量需求，将两者进行最优匹配，并引导车辆准确寻找到乘客，再沿着一条最优路径将乘客运送到指定的目的地，然后自动开始下一循环。
图：一个在线叫车服务的系统架构图。
在这整个流程中，系统取代了传统的调度员完成资源调度任务，并且比人类做得更快、更准确、更优化、更有效、有着更好的时效性和交互性，使用到的技术包括移动计算设备、移动互联网、云计算、基于卫星的定位导航和软件算法等等。
这实际上意味着，民用市场上的一套基于最新技术的新型智能指挥控制系统，在很短时间内就已经完成了从出生到发展成熟的全过程。
当然，民用市场所面临的非对抗环境比军事需求要简单得多，变化速度没有那么快，而且具备很强的可预测性。但是假如类比思考一下，把陆海空天不同军种所能提供的火力都看作是一种资源，把需求简化为对指定目标的打击，那么对于指挥控制系统的要求就演化为对不同的目标组织最优化的火力资源来进行打击。
随着武器技术的发展，对于同一目标现在各军种可能都具备了相应的打击能力，而技术的发展也为综合调配这些资源提供了可能性，也就是说，对同一个目标，陆军（种地的）也能打，海军（捕鱼的）也能打，空军（抓鸟的）也能打，能不能一起打？怎么一起打？如何达成最佳效果？这就是美军面向未来的“联合全域指挥控制（JADC2）”概念出台的背景。
1.是什么
什么是“联合全域指挥控制”？
根据美国空军作战综合能力（AFWIC）办公室JADC2跨职能团队的定义，联合全域指挥与控制是指，将来自全域内所有部队的分布式传感器、武器平台、作战人员和数据相连接，通过分布在不同规模、速度和层级的任务指挥，来实现指挥官的意图。
1.2 三大作战域这里的“域”，是指作战空间。2001年美国防部率先将作战空间进行了重新划分，将其分为物理域、信息域和认知域三类。现代战争，将是双方在所有这些空间展开的激烈对抗。
物理域就是传统的陆海空天等实体存在的物理空间； 信息域则是信息产生和流动的场所，包括电子和网络空间等； 认知域指的是战争的主体——人的意识空间，包括思想、情感、认知等。
图：下一代联合全域指挥控制系统示意图。
随着技术的发展，传统的以物理域来划分的军种界限逐渐模糊。例如，现在陆海空三军的行动都离不开来自太空中的卫星和电子、网络空间的支持，而陆海军的行动更是早已不能脱离空中掩护和支持。客观上形成了对于联合全域指挥控制的需求。但这只是美军所谓“联合全域指挥控制”概念出台的一部分原因。
1.3 不对称竞争方式作战概念的更新，除了技术的推动，也离不开潜在对手和战略形势的变化。转向“大国对抗”战略的美军，发现潜在对手利用“不对称竞争”的方式，重点发展电子战、网络战、远程导弹以及先进防空系统等方面的装备水平，正在迅速提升自己在“反介入”和“区域拒止”等方面的实力。与此同时，美军现有的指挥和控制体系，如空中和太空作战中心、E-8联合监视和目标攻击雷达系统以及E-3机载预警和控制系统等，已显老旧，无法容纳新一代的技术。
为了重新在战场上获得绝对优势，美军也有必要全面整合各方面的资源，利用“联合全域指挥控制”这个作战概念的重大革新，在战场信息的获取和处理方面全面超越对手，以便自己的指挥官能够比对手掌握更多的资源，更加快速地决策，从而可以发起出其不意的攻击并给对手施加连续不断的压力。
从对手这个角度来看，由于新的作战概念强调“联合”、“全域”、“分布式”和“去中心化”，打击可能来自各个方向和各个层级，对手将面临形势判断和攻击目标选择方面的极大困难。同时，美军依托联合全域指挥控制所带来的战场信息优势，可以将“战争迷雾”强加给对手，努力使对手始终处于被动境地。
2.如何实现
“联合全域指挥控制”如何变成现实？
这个全新的作战概念涉及到美军从上到下各个军兵种的改变和调整，对于美军现有的体制和结构是一次巨大的冲击和变革，所涉及到的工作千头万绪，种类繁多，牵涉重大，为了稳妥可靠地将作战概念逐步变为现实，并且不影响当前任务的执行，美国防部针对这个概念的几个重点和难点问题分头组织攻关和推进。
2.1由国防部下属的联合参谋部负责牵头实施JADC2战略
联合参谋部C4（指挥、控制、通信和计算机/网络）局已被确定为制定JADC2战略的牵头部门，统一数据标准，以实现各部门、各军种之间的联合行动。除了制定战略，它还组织了一个JADC2跨职能小组，协调各军种和国防部相关机构的实验和计划。
图：用一个平台连接所有的传感器、武器平台、作战人员和数据。
2.2由国防部首席信息官负责5G技术的研究和应用
5G无线通信技术提供了更大的数据吞吐量和更低的延迟，可以用来处理来自众多传感器（如卫星、飞机、舰船、地面雷达）的海量数据，并在接收时同步处理这些信息。5G技术的频谱共享功能，还可以在存在干扰的情况下传输数据，这对于军事应用非常重要。2020年9月，国防部首席信息官向企业界公开征集动态频谱共享的JADC2应用需求。到2021年1月21日，已经收到了67份回复。
2.3由国防部副部长办公室研究与工程局负责全网络化指挥、控制和通信（FNC3）的研发
目标是为JADC2提供安全的超视距通信，这是新作战概念整合“全域”、连接所有传感器的基础。2020年3月，研究与工程局就FNC3下属的三个方面向企业界征集解决方案：（1）安全的超视距无线通信；（2）多用户/多点并发高数据传输率的激光通信；（3）与水下设备的通信。这个征集是与太空发展局共同进行的。太空发展局准备在近地轨道建立一个卫星通信网络，为JADC2提供低延迟和抗干扰的通信。
2.4由美国国防部高级研究计划局（DARPA）落实“马赛克战争”的概念
这个概念包含三方面内容：首先旨在利用人工智能将传统上相互隔离的系统和网络结合起来；其次是使用人工智能生成的软件，令不同的无线电设备能在一小时内相互通信；第三是一个专门用于战场空域管理的项目。
图：DARPA的“马赛克战争”概念，可以实时创建全域攻击模式。
2.5空军负责为JADC2开发高级战斗管理系统（ABMS）
这个系统最初的设想是取代E-8联合监视和目标攻击雷达系统，后来演变为整个JADC2概念的核心系统，将成为各军种的统一平台。根据美国空军的阐述，该系统将在传感器集成、数据、安全处理、连接、应用和效果集成这6个方向展开研发。
到目前为止美国空军已经举行了四次里程碑演示：
2019年12月举行的第一次演示，展示了该系统利用F-22战斗机的安全通信链路向陆军和海军传输数据的能力； 2020年9月的第二次演示，使陆军的榴弹炮击落一枚训练用巡航导弹； 该月下旬，美空军又在珍珠港-希卡姆联合基地的“勇敢之盾”演习中组织了第三次演示，使用KC-46加油机通过加装通信吊舱，将数据从较老的第四代战斗机转发到较新的第五代飞机如F-22，来提供战术指挥控制功能； 2021年2月，在欧洲举行了第四次演示，将包括荷兰、波兰和英国在内的盟国联系起来，进行联合空中行动，测试了美国和盟国用F-15E战斗机发射AGM-158联合空对地防区外导弹（JASSM）执行远程打击任务的能力，并同时利用美国和盟国的F-35战斗机执行空军基地防御任务。
空军曾计划于2021年春季在太平洋战区进行第五次演示，但由于预算限制而取消了这次活动。
2020年11月，美国空军设立了首席架构师办公室，负责评估和整合企业数字架构。同时，空军确定快速反应办公室作为该系统执行办公室，工作重点是快速向现场交付项目，标志着高级战斗管理系统已经从试验转向系统开发。
图：内利斯空军基地的影子行动中心是美国空军联合全域指挥控制的试验场，使数据和信息传输给操作人员的速度比以往任何时候都快。
2.6陆军：融合项目
美国陆军在项目中展示了人工智能、自动设备和机器人技术，以测试指挥和控制地理上分散的部队的新方法。陆军计划将空军和海军的系统作为2021年项目融合的一部分，并打算在2022年项目融合中纳入盟国军队。
图：2020年10月31日，美国印第安纳州陆军国民警卫队的士兵们在印第安纳州阿特伯里营的“大胆探索”20.2演习中执行野战炮火任务。在联合参谋部的领导下，“大胆探索”是一项多国演习，展示了将传感器与射手在空中、陆地、海上、太空和网络空间连接起来的联合能力。
2.7海军：超越项目
超越项目是美国海军为建立全新的海军作战架构，将舰艇与陆军和空军的装备联系起来而设计的项目。据报道，美国海军打算在2023年使该项目达到初始作战能力。
3.问题和挑战
面临的重大问题和挑战
作为一个全新和跨越性的作战概念，“联合全域指挥控制”试图有史以来第一次通过设备和网络连接和整合所有的传感器、武器平台和作战人员，这无疑是一个巨大的挑战，必然面临种种艰难险阻。
3.1 打通各种操作平台和系统的挑战
由于JADC2是用来同时指挥多个领域的部队，就必须将各种不同类型的部队连接在一起。而美军目前拥有多种通信系统，每个系统都使用不同的无线电频率、标准和数据链路，这些系统往往不能相互连通。另外，将来盟友和合作伙伴的加入也增加了系统之间互联互通的难度。
目前来看，这个问题可以通过三种方式来解决。
一是使用可以兼容多种协议和安全级别的通信网关，以实现通信。这种方式允许信息共享，可能会降低开发成本，因为网关可以是飞机/舰艇/地面系统的一个子系统，可能会比较快地投入使用。
图：美军E-11战场机载通信网关节点（BACN）。美国空军计划在目前的三架E-11A（最初的四架E-11A中的一架于2020年在阿富汗的行动中损失）和四架诺斯罗普-格鲁曼公司的RQ-4“全球鹰”无人机战场通信网关之外，再增加六架基于庞巴迪全球6000支线喷气机改装的E-11A。
2021年6月，诺斯罗普·格鲁曼公司和L3哈里斯公司在一次现场空中测试中为JADC2合作展示了一种新的网络能力，其中包括诺斯罗普公司的开放架构高级网关和L3公司的大容量骨干网。它可以将网络传输速度提高到原来的300倍。
图：JADC2依靠多种技术实现从“传感器到武器平台的杀伤链”和诺斯罗普公司所称的军事物联网。
二是为全军统一采购新的通信设备，但它可能需要大量的投资，并且新设备和系统的部署可能会延期。
三是开发软件来创建网络。DARPA的“马赛克战争”就是这种方式的一个例子。与其他互联互通解决方案相比，这种方式更加模块化。它的一个主要风险是技术上的不成熟，以及如何适应和处理网络中不同保密等级的信息。
3.2 在恶劣环境中的通信能力
满足JADC2要求的通信网络必须具备这三种相互矛盾的能力：高数据吞吐量、低延迟以及强大的抗干扰能力。
新的军事技术兴起，如人工智能、战术数据链和对手日益强大的电子战能力等，给未来的通信系统带来了明显的挑战。人工智能和信息操作可能需要传输大量数据，以实现预测性分析，并使指挥官对战场空间有一个准确的了解。数据链并不一定需要很高的数据传输速率，却对延迟性有很高的要求，特别是对于像巡航导弹和飞机这样快速移动的系统。最后，电子对抗的环境需要强大的抗干扰能力，以便在被干扰时也能保持通信。
图：现代战场环境里的电子战示意图。
通信系统不能同时提供这三种能力，优先考虑一项要求意味着其他两项就可能会受到影响。例如，像5G这样的技术可以提供高数据吞吐量和低延迟，但很可能受到对手的干扰。而依赖卫星的FNC3可以提供很强的抗干扰性，但延迟将会增加。
与传统的电磁波通信方式不同，激光通信因其在抗干扰性方面所具有的显著优势而被美军所关注。
另外，原来所使用的地球同步轨道卫星通信方式（距地面约36000公里），由于自身距离的原因无法克服延迟性的问题，因此将会由近地轨道部署的卫星通信系统取代其大部分功能。
3.3 人工智能所带来的问题
JADC2试图在一个统一的平台上整合所有的传感器，它所带来的海量数据肯定超出了人脑的处理能力，必须依赖人工智能来协助处理信息和决策。这个前所未有的应用将会带来很多问题：
第一，人工智能在决策中的作用应该达到什么样的程度？在使用致命武器时，人类的判断力需要发挥什么样的作用？
第二，如何确保用于人工智能算法协助决策的数据的安全性？错误的数据可能导致错误的决策。以及如何保护云环境中的这些数据，以防止对手操纵它们？安全措施是否足以防止对手的入侵？
图：人工智能是否将成为指挥和控制系统的主角？
3.4 JADC2所带来的军队结构变化
面对JADC2这样一种跨越式的作战概念，每个军种都将被迫改变其训练、组织和装备部队的方式。例如，海军陆战队已经宣布放弃自己手中的主战坦克，并将资金重新投入到其他更适合未来作战环境的项目中。同样，海军未来也将极大地改变自己的舰艇数量和类型。
部队结构变化的另一个方面是现役和预备役部队的能力平衡。预备役部队将如何应对JADC2所带来的对于全体作战人员的极高素质要求？
3.5 各军种联合项目开发所面临的组织协调问题
联合参谋部虽然是国防部JADC2工作的主要协调者，但如前所述，目前各军种和一些国防部下属机构都在各自开发相关项目，随着规模的扩大和军种间交互融合的要求越来越高，项目组织与协调的复杂度急剧上升。例如，美国陆军的领导人已经公开对空军开发的未来将作为JADC2基础的高级战斗管理系统（ABMS）表示疑问：“在ABMS中，空军正在开发一个可能对连接几千架飞机很有效的系统，但同样的系统可能对连接地面上几十万士兵（和他们的设备）并不有效。”
这实际上提示了JADC2这样的跨军种项目所面临的最大风险。美国国会已经关注到这个问题，有建议提出建立国防部的项目办公室（如F-35联合项目办公室）来集中管理相关的大规模工作，重点针对项目管理、网络架构开发和财务管理这三大主要方面。
4.前景预测
步子太大，可能拉胯
美军向来喜欢尝试各种令人眼花缭乱的新概念、新技术和新兵器。但全新的东西也往往意味着未知的风险，在这方面美军有过非常惨痛的教训。
上世纪90年代中期，美军启动了雄心勃勃的联合战术无线电系统（JTRS）项目。这个项目旨在用基于软件的无线电设备取代当时军队使用的多达25-30个不同的无线电系统——许多系统不能相互通信。JTRS被描述为由“软件定义的无线电”，它的功能更像一台计算机，而不是传统的无线电。例如，它可以通过添加软件而不是重新设计硬件来升级和修改，以便与其他通信系统一起运行，这就大大降低了使用成本和所耗费的工时。
图：联合战术无线电系统
这可是1990年代，个人电脑才刚刚进入奔腾时代。
当时美国国防部声称，“在很多情况下，一个拥有多种频谱的JTRS无线电台可以取代许多单独的无线电台，可以简化维护工作”，而且由于JTRS是 “软件可编程的，它们也将拥有更长的使用寿命”，这两个特点都可以极大地降低长期使用成本。JTRS项目最初被分成五个“集群”展开研发，每个集群有一个特定的服务领域和一个联合项目办公室来管理整个架构（如下图），试图覆盖陆海空三军和特种部队。
图：JTRS项目所涵盖的五个集群，分别用于陆军的地面车辆和直升机、特种部队手持设备、海军、空军固定翼飞机以及陆军便携式设备。
然而在研发过程中发现，事先规定的指标过高，导致需要大量的内存和处理能力，而这又带来了更大的耗电功率。更大的耗电功率需要更大的体积和重量，以免电子器件过热。最终的结果是设备连车辆和直升机都装不下，就更别提手持和便携了。
另外，JTRS项目在安全性方面也出了问题。因为JTRS的加密是基于软件的，因此很容易受到黑客的攻击。而且JTRS要求应用程序在多个不同的安全级别上运行，为了满足这一要求，开发人员不仅要考虑传统的无线电安全措施，还要考虑计算机和网络的安全措施。此外，国家安全局（NSA）对JTRS与美国盟友的无线电系统接口的安全担忧也给开发带来了额外的挑战。
国防部对JTRS项目提出的兼容原有的无线电设备的要求，后来也被证明在技术上是不可行的。
尽管如此，JTRS项目还是挣扎了十几年的时间，最终于2011年被当时的美国国防部负责采购、技术和后勤的副部长弗兰克·肯德尔取消。
肯德尔在他的项目取消通知中指出：“由于当时技术不成熟，移动特设网络和可扩展性的技术挑战没有得到很好的理解......从JTRS GMR（地面移动无线电）开发计划中所产生的产品不太可能在经济上满足各军种的要求。”在总共历时15年的开发过程中，美国国防部大约花费了150亿美元，在终止这个项目时还需要另外再花130亿美元！
结 语
“联合全域指挥控制”这个概念看上去很美，在当前的技术条件下理论上也具备实现的条件，但是在工程技术上必将面临极大的挑战和风险。而且这个概念的实施也将使得美军的装备变得更加昂贵。
当然，如果这个概念真的变成了现实，那么也一定会给对手们带来沉重的压力。同时，这种在军事方面跨越式的技术探索，也会如之前的太空计划和互联网等一样，为社会开辟新的发展空间并带来新兴的产业。
不过这个前景总是让人感觉有些不寒而栗。还记得电影《魔鬼终结者》系列里那个试图毁灭人类的“天网”吗？从“联合全域指挥控制”这个概念里，我们是不是已经在遥远的地平线上看到了它的雏形？
（全文完）
解兵，学术plus军事观察员，专注研究外军军情，装备追踪等。
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