宋婧++張興隆

摘 要：結合大數(shù)據(jù)的概念和特征，針對“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”向“數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)”轉型過程中出現(xiàn)的大數(shù)據(jù)無法充分利用問題，分析總結了美軍大數(shù)據(jù)技術的應用現(xiàn)狀及大數(shù)據(jù)項目的研究重點，及時把握美軍大數(shù)據(jù)技術應用方面的前沿動態(tài)，并得出美軍大數(shù)據(jù)技術的挑戰(zhàn)與問題，為我軍大數(shù)據(jù)技術應用發(fā)展提供有力的技術參考。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)技術；美軍；大數(shù)據(jù)應用；數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）05-00-02

0 引 言

大數(shù)據(jù)是指那些已經(jīng)超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)尺度，目前主流技術與工具難以獲取、存儲、管理和分析的數(shù)據(jù)，其規(guī)模通常是10 TB（1 TB=1 024 GB）以上[1]。大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫相比，具有數(shù)據(jù)量大、查詢分析復雜等特點，業(yè)界將其歸納為4個“V”——“Volume（體量巨大）”、“Variety（種類繁多）”、“Velocity（生成快速）”、“Value（價值巨大但密度很低）”[2]。大數(shù)據(jù)時代，一個國家所擁有大數(shù)據(jù)的規(guī)模、活性以及對數(shù)據(jù)的理解、運用能力將成為國家層面競爭力的體現(xiàn)，一個國家在網(wǎng)絡空間的數(shù)字主權將是繼海、陸、空、天之后另一個大國博弈的空間[3]。 戰(zhàn)場大數(shù)據(jù)除了具有上文提到的4個“V”特征以外，還具有鮮明的實時性（Real-time），這就對大數(shù)據(jù)技術在軍事領域的應用中提出了新的要求。在未來戰(zhàn)場上，“除了上帝，任何人都必須用數(shù)據(jù)說話”[4]，只有將數(shù)據(jù)優(yōu)勢轉化成作戰(zhàn)優(yōu)勢的一方才能真正贏得戰(zhàn)爭的主動權，在戰(zhàn)場上立于不敗之地。

1 美軍大數(shù)據(jù)項目研究背景

隨著信息技術的發(fā)展，未來戰(zhàn)爭必將具有“大數(shù)據(jù)戰(zhàn)”的基本特性。例如，伊拉克戰(zhàn)爭爆發(fā)的第一天，美軍就因為無法處理戰(zhàn)場傳回的海量數(shù)據(jù)，而不得不關閉了位于卡塔爾和科威特的指揮所，最終導致指揮人員無法與前線部隊通信，延誤了戰(zhàn)機?？梢姡畔⒒闹笓]作戰(zhàn)系統(tǒng)對處理大量實時數(shù)據(jù)流的能力有著極高的需求?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中不僅要及時收集、分發(fā)戰(zhàn)場數(shù)據(jù)，針對強對抗環(huán)境，還需要將海量實時數(shù)據(jù)進行預處理，挖掘出有價值的信息，并通過信息融合形成情報，從而及時判斷出敵方的作戰(zhàn)企圖和兵力部署，撥開“戰(zhàn)爭迷霧”，真正做到“知己知彼”。

大數(shù)據(jù)技術在信息化戰(zhàn)爭中有著良好的應用前景，很多國家將大數(shù)據(jù)技術研發(fā)擺在國家戰(zhàn)略層面加以推進。美國奧巴馬政府于2012年3月29日推出了“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計劃”，計劃中提出“美國政府要通過收集、處理巨大而復雜的數(shù)據(jù)信息，從中獲得知識和洞見，提升能力，加快科學、工程領域的創(chuàng)新性，加強美國國土安全，轉變教育和學習模式[5]。2013年11月13日，奧巴馬政府再次發(fā)布了美國大數(shù)據(jù)研究白皮書，持續(xù)推進大數(shù)據(jù)研究產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與此同時，美國國防部和DARPA也發(fā)布了大數(shù)據(jù)項目清單。其中包括“從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策”、“網(wǎng)絡內(nèi)部威脅”、“影像檢索與分析”、“XDATA”、“腦之眼”等10余項與大數(shù)據(jù)技術相關的研究計劃，與政府、企業(yè)界、學術界展開密切合作。

2 美軍大數(shù)據(jù)技術研究現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)及相關技術對信息化戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)模式、作戰(zhàn)理念和決策思維產(chǎn)生了極其深遠的影響，各軍事強國均將大數(shù)據(jù)技術納入了軍事領域科技發(fā)展的重要方向，美軍在大數(shù)據(jù)技術軍用方面當仁不讓的走在了世界前列。五角大樓官員表示，美軍必將成為大數(shù)據(jù)軍用領域的領頭羊，以新的方式、方法在全軍范圍內(nèi)推廣大數(shù)據(jù)技術。為此，美軍制定依托國家項目，結合商業(yè)化運作的大數(shù)據(jù)發(fā)展路徑，大約每年投資2.5億美元（其中，新研究項目投資6 000萬美元）[6]，研究重點主要集中在以下幾個方面：

2.1 在實時戰(zhàn)場信息和指令中發(fā)現(xiàn)有價值的情報，實現(xiàn)“即時發(fā)現(xiàn)，即時摧毀”

大數(shù)據(jù)給信息化戰(zhàn)爭帶來的重要變革之一就是決策思維模式和方法的變革。在以往信息化戰(zhàn)爭中，指揮官通過情報、偵察和監(jiān)視系統(tǒng)接收到戰(zhàn)場上的所有數(shù)據(jù)，但是未必能夠理解這些數(shù)據(jù)，提取出有價值的情報并及時作出最優(yōu)決策，從而采取恰當?shù)男袆?。為了解決這一問題，美國國防部負責科學研究與工程建設的副部長扎卡里·蘭尼奧斯提出在現(xiàn)有情報監(jiān)視偵察系統(tǒng)中引入大數(shù)據(jù)技術，在傳感器搜集的海量數(shù)據(jù)中進行數(shù)據(jù)挖掘和提取，形成為決策提供支撐的情報信息，將“輔助決策”提升為“決策支持”。例如，美軍正在研發(fā)的“數(shù)據(jù)到?jīng)Q策”項目，該項目通過構建快速準確分析數(shù)據(jù)的算法模型，將海量數(shù)據(jù)進行實時、自主的關聯(lián)以及整合、認知，挖掘出有關目標威脅、航跡跟蹤、火力打擊等重要的情報信息，并提供面向任務可理解的決策，使軍隊中情報分析人員和指揮官能夠以極高的速度理解和掌握戰(zhàn)場態(tài)勢。又如，DARPA支持的XDATA計劃也是美軍信息化建設中的重點項目，該計劃著力解決分布式數(shù)據(jù)存儲中由不完整數(shù)據(jù)分析出有價值情報的問題，研究人員開發(fā)了一系列能夠分析結構化、半結構化和非結構化海量數(shù)據(jù)的軟件及算法，研制出了面向任務的易操作、易理解的可視化人機交互工具[7]，將數(shù)據(jù)優(yōu)勢快速而準確的轉化為決策優(yōu)勢，繼而轉化為戰(zhàn)場優(yōu)勢，大大縮短從數(shù)據(jù)到?jīng)Q策的時間。

2.2 作戰(zhàn)形式由實現(xiàn)兵力集合的“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”向實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合的“數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)”方向發(fā)展，形成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡結合的體系作戰(zhàn)能力

現(xiàn)代作戰(zhàn)模式強調(diào)的是諸軍兵種高度聯(lián)合的體系作戰(zhàn)，但是目前美軍的各軍兵種相對獨立，都在利用自己的情報偵察監(jiān)視系統(tǒng)產(chǎn)生大量情報信息，并存儲于自己的情報系統(tǒng)中，這其中不乏相關、重復的情報，這就形成了一座座混亂的情報數(shù)據(jù)“煙囪”。受限于軍隊體制和系統(tǒng)頂層設計理念，這種軍兵種之間的信息壁壘一時無法拆除，這不僅造成了情報信息之間無法互聯(lián)互通，浪費大量的戰(zhàn)場數(shù)據(jù)資源，更影響了體系作戰(zhàn)能力的形成，大大削弱了三軍聯(lián)合作戰(zhàn)的效力。為解決這一問題，美國從事軍事大數(shù)據(jù)研發(fā)項目的主要承包商DRC公司的技術主管人員提出，大數(shù)據(jù)技術可以在不打破現(xiàn)有軍隊體制的情況下，通過數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)軍種的聯(lián)合，形成扁平結構、層次簡捷、高度集成、體系融合的軍隊形態(tài)。這樣不但解決了軍兵種之間跨機構協(xié)作難的問題，還將收集的信息在一定時間，一定空間范圍內(nèi)進行整合和關聯(lián)，為參戰(zhàn)的指揮官和作戰(zhàn)人員提供了時空一致的統(tǒng)一戰(zhàn)場態(tài)勢圖。指揮官與其他作戰(zhàn)平臺緊密交鏈在一起，為戰(zhàn)場信息的快速準確分發(fā)提供了保證，大大縮短了從傳感器到射手的時間，最終實現(xiàn)“即時發(fā)現(xiàn)，即時打擊”的作戰(zhàn)效果。

2.3 提升無人作戰(zhàn)平臺的自主性、能動性和智能化水平

未來戰(zhàn)爭中無人作戰(zhàn)平臺將成為戰(zhàn)場的主要作戰(zhàn)力量，如何增強無人作戰(zhàn)平臺的智能化水平，使其在強對抗環(huán)境中自主作戰(zhàn)，是目前亟需解決的問題。大數(shù)據(jù)技術在無人作戰(zhàn)平臺智能化應用上得到了集中體現(xiàn)。從情報監(jiān)視、態(tài)勢感知到?jīng)Q策控制、協(xié)同打擊，大數(shù)據(jù)技術的應用，使得無人作戰(zhàn)平臺能夠在盡可能少通信的條件下，自主完成任務。例如，美軍正在研發(fā)應用于無人機的“近傳感器計算（NSC）”產(chǎn)品，該產(chǎn)品能夠進行數(shù)據(jù)邊緣處理，使無人機在強對抗無法通信的環(huán)境下，能夠自主飛行，避免無人機與迎面飛來的其他飛行器相撞。將無人作戰(zhàn)平臺對戰(zhàn)場環(huán)境片面的、離散的、被動的感知與理解提高到全局的、關聯(lián)的、主動的認知層次上，實現(xiàn)作戰(zhàn)控制日趨自動化的目標。

2.4 合并全球數(shù)據(jù)中心，向數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)過渡

除了研究與大數(shù)據(jù)相關的數(shù)據(jù)處理、存儲、檢索與表達技術外，美軍還在建設基礎網(wǎng)絡的同時，不斷強化數(shù)據(jù)中心的整合，大量關閉分散于全球各地的數(shù)據(jù)中心，提升數(shù)據(jù)中心的運行效率與經(jīng)濟利益。據(jù)不完全統(tǒng)計，美軍在2012財年至少關閉了115個數(shù)據(jù)中心，并計劃到2015財年將數(shù)據(jù)中心減少至185個，比現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心大約減少260余個，這表現(xiàn)出美軍推廣大數(shù)據(jù)與云計算技術的決心，這樣美軍的基礎網(wǎng)絡由原來的“提供物理網(wǎng)絡服務”轉變成現(xiàn)在的“提供網(wǎng)絡應用服務”。真正意義上完成由“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”向“數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)”的轉變。

3 美軍面臨的大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

美軍在積極建設C4ISR系統(tǒng)，完善戰(zhàn)場信息在偵控打評各個階段傳遞流程的同時，大規(guī)模引入大數(shù)據(jù)技術，優(yōu)化戰(zhàn)場數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸、分析和預測，形成物理分布、邏輯統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析結果，這使得大數(shù)據(jù)技術正在逐步取代傳統(tǒng)的情報偵察監(jiān)視系統(tǒng)，成為美軍作戰(zhàn)指揮、火力打擊、效能評估的主要技術手段與決策依據(jù)。但是隨著大數(shù)據(jù)技術的不斷推廣，美軍面臨著許多問題與挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）數(shù)據(jù)隱私問題。大數(shù)據(jù)的特點之一就是需要采集不同用戶的大量數(shù)據(jù)進行分析，雖然獲得了數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性，能夠預測一定的行為，但隨之而來的用戶隱私暴露問題也愈加嚴重。軍事信息中對用戶隱私的保護更加嚴格，需要制定更加嚴苛的數(shù)據(jù)分層分級定義規(guī)則，約束數(shù)據(jù)采集與共享的范圍，保護用戶隱私。

（2）數(shù)據(jù)可信度問題。偽造數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)傳輸過程中的失真均可能造成大數(shù)據(jù)分析結果的可信度降低。尤其是在軍事情報信息中，強對抗環(huán)境下信息的完整性和真實性都將受到不同程度的影響，這就需要對數(shù)據(jù)進行鑒別、裁剪、融合，將數(shù)據(jù)價值發(fā)揮到最大。

（3）數(shù)據(jù)訪問控制問題。戰(zhàn)場大數(shù)據(jù)的處理通常是分布式的，隨著戰(zhàn)場態(tài)勢的變化，作戰(zhàn)平臺的角色也在時刻變化，制定合理的數(shù)據(jù)訪問權限規(guī)則，能夠大幅提升數(shù)據(jù)的利用效率和安全性。

大數(shù)據(jù)技術帶給我們的不僅是機遇還有挑戰(zhàn)，面對這些問題，積極研究大數(shù)據(jù)軍事應用的相關技術，才能在戰(zhàn)場上更有效的利用數(shù)據(jù)，并以數(shù)據(jù)為中心精確設計和指揮戰(zhàn)爭。

4 結 語

通過研究美軍大數(shù)據(jù)技術的應用，掌握大數(shù)據(jù)軍事應用的前沿技術及發(fā)展趨勢，找出我軍與軍事發(fā)達國家的信息化差距，聚焦大數(shù)據(jù)軍事應用的關鍵點，為后續(xù)研究工作提供參考。

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