顧灝冰，田少華，周丹發(fā)，葛魯親

（上海機(jī)電工程研究所，上海 201109）

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭形態(tài)開始以無人化、智能化為導(dǎo)向，以人工智能技術(shù)為支撐，牽引各國在領(lǐng)域融合、分布協(xié)同等方面開展新型作戰(zhàn)概念研究。2020年前后，“決策中心”思想逐漸嶄露頭角。馬賽克戰(zhàn)體系的裝備物質(zhì)基礎(chǔ)包括現(xiàn)役多功能武器平臺以及未來無人化智能裝備，作戰(zhàn)理念融合了當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)化、分布式作戰(zhàn)的主流思想和對未來無人化、自主化戰(zhàn)爭環(huán)境的愿景，架設(shè)了從網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)向決策中心戰(zhàn)過渡的橋梁。作為一個攻防兼?zhèn)涞淖鲬?zhàn)體系，馬賽克戰(zhàn)體系的研究對空天防御領(lǐng)域的體系構(gòu)建、技術(shù)開發(fā)和型號研制具有重要影響。

1 馬賽克戰(zhàn)與OODA循環(huán)理論關(guān)系

1.1 馬賽克戰(zhàn)提出背景

從二戰(zhàn)前后的機(jī)械化戰(zhàn)爭到世紀(jì)之交的信息化戰(zhàn)爭，再到時下興起的智能化戰(zhàn)爭，始終以O(shè)ODA 循環(huán)理論為戰(zhàn)略思維導(dǎo)向［1］。機(jī)械化戰(zhàn)爭時代強(qiáng)調(diào)武器裝備的火力強(qiáng)度和機(jī)動能力，聚焦于殺傷鏈的任務(wù)執(zhí)行（Act）能力，注重單個武器平臺的作戰(zhàn)能力。信息化戰(zhàn)爭時代依托衛(wèi)星、雷達(dá)構(gòu)筑覆蓋戰(zhàn)場的全維信息網(wǎng)絡(luò)，由火力覆蓋的粗放型作戰(zhàn)演變?yōu)榫_制導(dǎo)彈藥的高效點毀傷，強(qiáng)調(diào)戰(zhàn)場傳感器的觀察（Observe）、調(diào)整（Orient）和信息交互能力。

智能化戰(zhàn)爭開始關(guān)注提升決策（Decide）者的能力，通過無人偵察系統(tǒng)延伸決策者的感知范圍，開發(fā)輔助決策系統(tǒng)來協(xié)助作戰(zhàn)指揮、規(guī)劃和評估。“決策中心戰(zhàn)”的提出旨在擺脫傳統(tǒng)的以消耗敵人有生力量為目的的作戰(zhàn)思想，通過更快、更好的決策來快速閉合己方殺傷鏈、介入對手殺傷鏈來取得作戰(zhàn)勝利［2］。馬賽克戰(zhàn)概念正是決策中心思想下的產(chǎn)物，為作戰(zhàn)人員提供任意特定功能的選擇，并以任務(wù)所需的速度快速達(dá)到預(yù)期的作戰(zhàn)效果。

1.2 馬賽克戰(zhàn)核心理念

馬賽克戰(zhàn)的核心理念在于化整為零，并通過即時信息共享技術(shù)完成統(tǒng)一指揮、分散控制和去中心化執(zhí)行。馬賽克對平臺的作戰(zhàn)功能進(jìn)行分解處理，將單一的功能賦予最小的行動單元——馬賽克碎片［3］。由眾多馬賽克碎片組成的部隊具備兩點優(yōu)勢：一是憑借規(guī)模數(shù)量優(yōu)勢，以不可預(yù)見和出其不意的方式迷惑對手，增加對方指揮官的決策難度；二是拆分傳感器和武器，基于實用主義選取馬賽克碎片快速構(gòu)建分布式、自適應(yīng)的殺傷網(wǎng)，提高己方指揮官的決策速度［4］。馬賽克戰(zhàn)體系如圖1所示。

圖1 馬賽克戰(zhàn)體系Fig.1 Mosaic warfare system

馬賽克戰(zhàn)針對的是同等級的對手。在作戰(zhàn)層面，僅通過毀傷部分節(jié)點難以阻斷對手殺傷鏈閉合，因而轉(zhuǎn)向?qū)?fù)雜性強(qiáng)加于對手的決策過程，并保證己方的信息即時處理能力，先于對手閉合OODA 循環(huán)，印證了“時間即武器”的理念［5］。在體系層面，馬賽克兵力設(shè)計用于解決現(xiàn)有作戰(zhàn)架構(gòu)過于注重和依賴高性能先進(jìn)多功能平臺的問題，將“大而全”的高性能平臺轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶《ⅰ钡母呖萍?、低成本平臺，提升裝備研發(fā)采辦和部署速度。

2 馬賽克戰(zhàn)關(guān)鍵支撐技術(shù)

馬賽克戰(zhàn)從功能抽象化角度將現(xiàn)有的各類傳感器、指揮控制系統(tǒng)和武器系統(tǒng)分解為馬賽克碎片，通過全源、異質(zhì)的信息系統(tǒng)將馬賽克碎片串聯(lián)聚合為高適應(yīng)性、高自主性和高復(fù)雜性的分布式、智能化、多域聯(lián)合作戰(zhàn)體系。為了形成以快對慢、以多域?qū)斡?、以動態(tài)自主對機(jī)械僵化的優(yōu)勢，馬賽克戰(zhàn)體系在以下層面展開技術(shù)研究。

2.1 網(wǎng)絡(luò)化信息共享技術(shù)

馬賽克戰(zhàn)的基礎(chǔ)是通過借助網(wǎng)絡(luò)化信息共享的作戰(zhàn)方式來提高部隊的作戰(zhàn)能力［6］，構(gòu)建一個在容量、可用性和安全方面都能夠“隨需應(yīng)變”的網(wǎng)絡(luò)，能直接作用于提升馬賽克部隊的自主性、靈活性和協(xié)同作戰(zhàn)能力。

馬賽克戰(zhàn)對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有三點要求。

一是網(wǎng)絡(luò)容量的要求，包括容量本身和機(jī)動性?！?00G”項目［7］交付的射頻系統(tǒng)能夠提供相當(dāng)于光纖通信100 Gbit/s 的速度，預(yù)示了移動通信和高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

二是可接入性要求。將網(wǎng)絡(luò)控制分解為對網(wǎng)絡(luò)的控制和對數(shù)據(jù)流的控制，建立強(qiáng)健的、彈性的網(wǎng)絡(luò)控制，即使部分網(wǎng)絡(luò)受限導(dǎo)致不能隨時出現(xiàn)高容量的數(shù)據(jù)，整體網(wǎng)絡(luò)仍可保持為一體。“網(wǎng)絡(luò)通用持久性項目”即利用數(shù)據(jù)飛機(jī)和網(wǎng)絡(luò)控制飛機(jī)未必是同一架飛機(jī)的特點，分開數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)控制來維護(hù)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

三是安全性的要求，包括信息安全交換和防止入侵?！熬哂袘?zhàn)術(shù)優(yōu)勢的安全彈性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下安全手持設(shè)備”項目旨在構(gòu)建更靈活的本地化安全架構(gòu)，無需通過安全數(shù)據(jù)中心即可在手持設(shè)備上實現(xiàn)多種安全級別的信息交換?！笆鼙Ｗo(hù)的前沿通信”項目旨在電子戰(zhàn)條件下保護(hù)通信不被入侵和拒止［8］，保證小股部隊?wèi)?zhàn)術(shù)行動的進(jìn)行。

除了創(chuàng)建移動通信容量大、持久通用性強(qiáng)、安全性有保障的通信網(wǎng)絡(luò)，未來的馬賽克戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)將在任務(wù)感知領(lǐng)域進(jìn)行拓展。網(wǎng)絡(luò)不止步于傳輸數(shù)據(jù)，而是傳輸帶有預(yù)測性見解的信息，從而在正確的時間，通過正確的網(wǎng)絡(luò)，向正確的地點提供正確的數(shù)據(jù)。以上能力需要相當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄芩健C(jī)器學(xué)習(xí)時長和人機(jī)互信關(guān)系作支撐，“喚醒”任務(wù)感知網(wǎng)絡(luò)是未來必然的發(fā)展趨勢。

2.2 通信的指揮控制技術(shù)

馬賽克戰(zhàn)中對通信的指揮控制目前需要解決兩方面的問題。一是美軍各軍種間作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的互通性和互操作性仍存在不足，比如同樣由洛·馬公司設(shè)計生產(chǎn)的F-22 和F-35 隱身戰(zhàn)機(jī)，相互間數(shù)據(jù)鏈卻無法兼容。二是美軍面臨著對手攻擊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點并破壞信息共享能力的威脅。馬賽克體系通過“縫針”（STITCHES）［9］等軟件解決系統(tǒng)間的互操作、設(shè)備間的不理解和無法互相傳輸數(shù)據(jù)的問題，通過多點連接網(wǎng)絡(luò)共享信息和共享殺傷鏈，在平臺、信息和網(wǎng)絡(luò)消耗戰(zhàn)中生存。

造成武器平臺、作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)間聯(lián)合作戰(zhàn)壁壘的重要原因是核心系統(tǒng)的語言，或者說標(biāo)準(zhǔn)上的差異。系統(tǒng)間交互需要重新學(xué)習(xí)新語言，導(dǎo)致效率逐漸降低。全球標(biāo)準(zhǔn)固然可以快速連接各類平臺，但當(dāng)添加新功能時，全球標(biāo)準(zhǔn)的更新要求所有平臺相應(yīng)地進(jìn)行升級和適應(yīng)，反而需要花費(fèi)更多的時間。美國正在開發(fā)的“縫針”軟件是一個會寫軟件的軟件，專門用于系統(tǒng)間自動生成極低延遲和高吞吐量的中間件，集成跨任何作戰(zhàn)域的異構(gòu)系統(tǒng)?！翱p針”軟件無需升級和破壞現(xiàn)有系統(tǒng)的軟硬件，也不強(qiáng)制使用通用接口標(biāo)準(zhǔn)，直接為馬賽克部隊提供自由組合的便捷性?！昂＼娨惑w化防空-火控系統(tǒng)”即通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)鏈連接預(yù)警機(jī)雷達(dá)系統(tǒng)、中心融合器和艦載遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈，完成目標(biāo)的超視距攔截。

馬賽克戰(zhàn)通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展借助多模式的通信和連接，并不是只依靠射頻數(shù)據(jù)鏈來傳遞信息。在戰(zhàn)場上無論需要使用哪種通信網(wǎng)絡(luò)，都能自動找到正確的通信連接方式，在傳感器和發(fā)送者之間建立虛擬連接。信息傳遞路徑的冗余性和異構(gòu)性，保證無論對手攻擊哪個節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)，信息都能通過其他節(jié)點繼續(xù)共享，通過其他網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)復(fù)制?！皩弓h(huán)境中的通信”項目旨在開發(fā)和部署抗干擾、難探測的自適應(yīng)通信系統(tǒng)，在面臨頻譜戰(zhàn)威脅時，保障網(wǎng)絡(luò)功能不被破壞?！叭蝿?wù)優(yōu)化動態(tài)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”項目旨在對抗環(huán)境下建立不同機(jī)載平臺間的自適應(yīng)、任務(wù)響應(yīng)型網(wǎng)絡(luò)。

2.3 智能化混合型決策技術(shù)

馬賽克戰(zhàn)中對目標(biāo)采取行動時會同時有多條殺傷路徑，這就是馬賽克體系能夠承受平臺和信息損耗的原因。馬賽克戰(zhàn)利用信息的力量將復(fù)雜性強(qiáng)加給對手的決策過程，同時也使自身不可避免地受到復(fù)雜性的影響。盡管有多條殺傷路徑可供使用，但只有生存力優(yōu)先的會被選擇。僅靠人類自身無法快速處理海量信息以做出有效決策，需要機(jī)器在數(shù)據(jù)收集和快速處理的基礎(chǔ)上為作戰(zhàn)人員提供決策輔助，將指揮官的意圖貫徹到作戰(zhàn)中。人機(jī)交互、協(xié)作模式如圖2所示。

圖2 人機(jī)高效協(xié)作Fig.2 Man-machine efficient cooperation

在決策過程之前，從信息源到信息收集，再到信息融合、信息分析，一系列過程都是在極短的時間內(nèi)由機(jī)器完成，但實現(xiàn)“時間即武器”理念時，作戰(zhàn)人員的閱讀、思考和決策過程才真正決定了時間尺度。通過全維立體態(tài)勢感知，決策輔助工具一方面將感知信息快速消化處理并提供給作戰(zhàn)人員，按照預(yù)設(shè)的作戰(zhàn)規(guī)則與作戰(zhàn)人員共同思考決策；另一方面，決策輔助工具實時對比全縱深戰(zhàn)場環(huán)境要素與作戰(zhàn)計劃的差異，在納秒到微秒級時間內(nèi)預(yù)測潛在的威脅并告警。雙線工作確保了智能系統(tǒng)在支持戰(zhàn)略行動決策的同時，也能為作戰(zhàn)人員提供應(yīng)對突發(fā)情況的方案舉措?；旌闲蜎Q策融合了機(jī)器決策的全面性和人員決策的靈活性，以人機(jī)的高效協(xié)作保證決策的及時精準(zhǔn)。

最后，通過安排作戰(zhàn)人員與智能代理混合訓(xùn)練，人機(jī)之間互相觀察對方與場景的互動過程，使作戰(zhàn)人員理解機(jī)器執(zhí)行的操作，逐漸建立起作戰(zhàn)人員與機(jī)器的互信關(guān)系。

3 馬賽克戰(zhàn)應(yīng)對策略及發(fā)展啟示

3.1 馬賽克戰(zhàn)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

馬賽克戰(zhàn)概念的提出根本上是為了應(yīng)對“反介入/區(qū)域拒止”能力［10］。在傳統(tǒng)對抗模式下，關(guān)鍵信息節(jié)點和高價值平臺被作為體系破擊目標(biāo)，信息流易被降級，導(dǎo)致偵察監(jiān)視、指揮控制、火力打擊等系統(tǒng)的毀癱和進(jìn)攻體系的削弱。與反恐戰(zhàn)爭中集中控制、集中執(zhí)行的作戰(zhàn)模式相比，馬賽克戰(zhàn)主要具備以下優(yōu)勢。

1）作戰(zhàn)企圖更為隱蔽。自主系統(tǒng)的成熟使得分布式無人平臺能夠大規(guī)模部署，遍布廣闊空間且高速機(jī)動的平臺能夠隱藏己方的真實作戰(zhàn)意圖，掩蓋部署重點和攻防方向。

2）力量組合更加靈活。通過開發(fā)出連接異構(gòu)系統(tǒng)的工具和程序，從多種作戰(zhàn)域中選擇傳感器和武器平臺協(xié)同工作，組建自適應(yīng)殺傷網(wǎng)，具備多樣化作戰(zhàn)環(huán)境下靈活調(diào)整的能力。

3）網(wǎng)絡(luò)體系更具韌性。馬賽克戰(zhàn)體系通過多條C4KISR（指揮、控制、通信、計算機(jī)、殺傷、情報、監(jiān)視、偵察）殺傷鏈和大量冗余節(jié)點的彈性組合，構(gòu)建一套或多套殺傷網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)的抗脆性和恢復(fù)能力。

4）行動展開更加迅速。分布式作戰(zhàn)管理保證了戰(zhàn)場資源可根據(jù)態(tài)勢及時調(diào)配，前線指揮官和作戰(zhàn)人員可隨時獲得信息推送和火力支援，在對抗環(huán)境下得到人工智能的協(xié)助，自主規(guī)劃作戰(zhàn)行動。

5）裝備成本更加低廉。“小而廉價”的無人化平臺能夠深入交戰(zhàn)區(qū)完成偵察、定位、打擊等關(guān)鍵作戰(zhàn)任務(wù)，避免了高價值資產(chǎn)的損失。同時，在開放式裝備體系架構(gòu)下武器平臺的研發(fā)和升級周期更短。

但同時，馬賽克戰(zhàn)由于起步時間較晚，也將面臨一定的挑戰(zhàn)。

1）作戰(zhàn)體系架構(gòu)發(fā)生顛覆性變化。目前主流裝備仍以集成多種功能的高端武器為主，馬賽克戰(zhàn)體系要想另行構(gòu)建一套由模塊化武器、智能系統(tǒng)平臺組成的作戰(zhàn)體系，需要花費(fèi)較高的時間成本和經(jīng)濟(jì)成本。

2）信息網(wǎng)絡(luò)承受嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。馬賽克戰(zhàn)體系密集型的作戰(zhàn)模式?jīng)Q定了單元間通信距離不宜過遠(yuǎn)，集群隱蔽性較差，導(dǎo)致極易被網(wǎng)絡(luò)攻擊和電磁攻擊一網(wǎng)打盡。

3）跨域指揮控制難度提高。無論是異構(gòu)分布式無人機(jī)的跨域協(xié)同，還是指揮控制網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)重構(gòu)需求，或者是有人-無人機(jī)的一體化作戰(zhàn)能力，都需要無人智能系統(tǒng)實現(xiàn)高效靈活的戰(zhàn)場資源調(diào)用，當(dāng)下的人工智能在處理容量和速度上難以滿足馬賽克戰(zhàn)的需求。

4）后勤保障需求激增。雖然商業(yè)化模式使得單顆衛(wèi)星的成本較低，但系統(tǒng)的整體維護(hù)成本高昂。對于可回收的無人系統(tǒng)，發(fā)射和回收、空中加油、電池模塊管理、傳感器校準(zhǔn)、非核心設(shè)備快速更換等保障服務(wù)極為繁瑣。

3.2 馬賽克戰(zhàn)的應(yīng)對策略

馬賽克戰(zhàn)依然遵循OODA 循環(huán)的理論，以削弱對手對己方兵力部署和作戰(zhàn)意圖的理解能力，影響對手的決策生成速度與準(zhǔn)確性。同樣，防御方可以以O(shè)ODA 循環(huán)的完成效率為切入點，從以下3 個方面與馬賽克戰(zhàn)進(jìn)攻體系展開博弈。

1）在電磁頻譜域展開攻防對抗。馬賽克戰(zhàn)體系串聯(lián)各作戰(zhàn)平臺的基礎(chǔ)在于其信息網(wǎng)絡(luò)力量，破擊馬賽克戰(zhàn)體系的關(guān)鍵在于制電磁權(quán)。馬賽克碎片在集群作戰(zhàn)時數(shù)據(jù)交互量大，電磁信號密集［11］。區(qū)域覆蓋的電磁壓制能力能夠切斷馬賽克部隊的通信數(shù)據(jù)鏈，隔絕控制站發(fā)送的上行無線電控制指令，直接阻斷敵方殺傷鏈中的觀察環(huán)節(jié)。典型電子對抗裝備見圖3。

圖3 針對馬賽克蜂群的電子對抗Fig.3 Electronic countermeasure against mosaic colonies

2）在人工智能算法領(lǐng)域進(jìn)行邏輯博弈。人工智能的能力受到算法與數(shù)據(jù)的雙重制約。防御方一方面可以在作戰(zhàn)中采取欺騙、釋放迷惑性數(shù)據(jù)等方式，誘導(dǎo)智能算法陷入邏輯陷阱或誤區(qū)；另一方面，可以針對性地建立反智能算法的算法，通過觀察和反推演馬賽克戰(zhàn)智能武器的行為，生成有效反擊其算法的智能算法，降低對方?jīng)Q策環(huán)節(jié)的效率。

3）采用“以群制群”的作戰(zhàn)思想進(jìn)行對抗。抵御密集型攻擊的方法之一是同樣運(yùn)用反集群的集群無人系統(tǒng)［12］，采用自毀方式對對方精密的無人裝備進(jìn)行范圍毀傷，在火力強(qiáng)度、打擊精度上要求較低。相對于有人操作系統(tǒng)，無人化反集群系統(tǒng)可實現(xiàn)全天候、自主化、低成本的攔截，在作戰(zhàn)環(huán)節(jié)影響敵方集群的效能發(fā)揮。

4 結(jié)束語

馬賽克戰(zhàn)概念重點針對大國競爭中的“反介入/區(qū)域拒止”能力，以決策中心思想為核心，以小型化、低成本平臺為中堅力量，構(gòu)建彈性分布、動態(tài)響應(yīng)的殺傷網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)OODA 作戰(zhàn)循環(huán)的快速閉環(huán)，形成具有高適應(yīng)性、高自主性和高復(fù)雜性的分布式多域聯(lián)合馬賽克戰(zhàn)體系。針對馬賽克進(jìn)攻體系，本文研究了支撐其智能化作戰(zhàn)的多項關(guān)鍵技術(shù)，并同樣基于OODA循環(huán)理論，提出電磁攻防、智能博弈和以群制群的應(yīng)對策略，與馬賽克戰(zhàn)體系展開博弈對抗。