美国马赛克战分析

首先，从三个维度对马赛克战概念内涵进行解析，接着，对马赛克战概念下牵引的项目动向进行介绍分析，然后对马赛克的实质威胁进行分析，最后给出了应对马赛克战的策略。

美国马赛克战分析

• 1. 摘要
  • 2019年3月，美国国防高级研究计划局战略技术办公室发布名为“战略技术”跨部门公告，其内容全面围绕马赛克战。美国马赛克战概念现已成为DARPA系统之系统（SoS）作战体系研究的核心顶层概念，旨在发展动态、协同、高度自主的作战体系，逐步并彻底变革整个装备体系和作战模式。
  • 首先，从三个维度对马赛克战概念内涵进行解析，接着，对马赛克战概念下牵引的项目动向进行介绍分析，然后对马赛克的实质威胁进行分析，最后给出了应对马赛克战的策略。
• 2. 关键词
  • 马赛克战；杀伤网；系统之系统；空战演进；海洋交战即时信息；通信组网
• 3. 概述
  • 2019年3月，美国国防高级研究计划局（DARPA）战略技术办公室（STO）发布名为“战略技术”跨部门公告（BAA），其内容围绕马赛克战，旨在发展四个方面的技术：马赛克技术、马赛克效果网服务、马赛克试验、基础战略技术
  • 这是自2018年9月DARPA在60周年研讨会全面推进马赛克作战概念以来，对该概念的全面落实。
  • “马赛克战”概念
    • “马赛克战”概念最初由DARPA STO在2017年8月公布，现已成为DARPA系统之系统（SoS）作战体系研究的核心顶层概念。
    • 其旨在发展动态、协同、高度自主的作战体系，逐步并彻底变革整个装备体系和作战模式。
    • 目前，该作战概念已牵引了一系列技术项目的发展，在DARPA的2020财年预算中，相关项目占到总项目数的21%，经费占比高达35%。
• 4. “马赛克战”概念内涵
  • 马赛克战的策略
    • 据2019年3月名为战略技术的BAA显示，马赛克战的策略是形成快速、可扩展、自适应联合多域的杀伤力。
  • 马赛克战的作用
    • 它将效果链功能（例如：查找、修复、锁定、跟踪、交战、评估或F2T2EA）分布在所有域中的有人/无人平台上，同时可快速构建或重构效果链。该策略将使对手面临压倒性的、大量各种动能非动能装备效应，使其难以决策，也无法用传统方式应对。
    • 马赛克战可快速拼装出复杂的杀伤网体系
  • 马赛克战的演变
    • 但是，马赛克作战，也是一个在迭代中的概念。在过去的两年里，DARPA对其的认识也在发展变化中，具体可以从以下3个维度理解马赛克作战的概念内涵。
  • 马赛克战概念发展思路
    • 马赛克拼图通过多个“马赛克碎片”拼装形成，与传统的“拼图”相比，具有碎片单元（及其接口）“简单”一致，功能（性能、效果）多样，可以快速拼装，整体规模灵活可增减等特点，如图1所示。
  • 马赛克碎片的概念
    • 马赛克作战概念类比了“马赛克拼图”的特点及思路，从功能角度将各种传感器、通信网络、指挥控制系统、武器系统或平台等视为“马赛克碎片”
  • 马赛克碎片的联动使用
    • 通过网络信息系统将这些“碎片”单元链接起来。“碎片”单元之间动态协同组合，增强“碎片”的自主性，形成一个极具弹性、灵活机动的作战效果网
    • 马赛克战示意图
    • 这种作战体系，天然地具有在空间和时间上分布广、动态变化性更强的优势，可以使得战场态势更加复杂，加重了敌方的认知负担，从而实现不对称优势
    • 马赛克战与自适应杀伤网的区别
  • 马赛克战拟解决的问题
    • 马赛克战主要针对解决传统核心装备研发周期长、费用高的问题。
      • 当前的美国核心武器装备（如F35、F22等主力战斗机）开发周期长、费用高、升级维护也比较复杂，全体系的运行完全依靠核心装备的正常运转。
      • 因此，一旦在实战中核心装备被敌方破解，就面临全体系崩溃的可能性。
    • 在马赛克战中，更多的依靠更“简单”的碎片单元协同完成作战任务，这些碎片单元开发周期更短，促进了全体系的快速迭代升级能力。
    • 同时，“去中心化”的设计，也增加了体系的鲁棒性，这体现了未来装备和装备体系发展的一种新的范式。
  • 马赛克战的核心优势
    • 马赛克战的核心优势为分布、动态与可更好地认知战场的复杂度
    • 马赛克战优势
    • 分布
      • 主要体现在马赛克战体系中杀伤链的很多功能分布在大量、小型、廉价、多样的武器装备平台上。
      • 由于这些平台分散部署，处于不同的地理方位，给作战带来了很多新的变化。
      • 在进攻性作战中，类似巡航导弹/小型无人机集群的作战形式，凭借数量上的绝对优势和功能/性能/价格上的相对优势，可以针对防御方遂行防区内作战（精确打击和电子战），完全打破了传统的防御体系运作模式；
      • 在防御性作战中，马赛克防御体系比较分散，可有效地扩大防御面积。
    • 动态
      • 一方面，面对不同程度、不同范围的冲突威胁，从传统对抗到“灰色地带”冲突，马赛克战体系可根据战场上的实际态势，统筹调度各种资源，实时地进行“动态”分配，形成最优自适应杀伤网。
      • 另一方面，由于“小、廉价”的武器装备平台替代了“大、昂贵”的系统，当需要对体系中装备升级迭代时，不再是大周期式的，而是小周期模式升级迭代。从而整个作战的装备体系将一直处于高度动态发展的状态。
    • 认知
      • 传统的作战任务中各种武器装备的使命任务是“既定”的，鲁棒性和冗余也是事先计算好的。
      • 而在马赛克作战模式中，在整个作战体系层面，将利用认知技术（含计算、感知等）进行辅助决策，使整体的指挥控制更顺畅。
      • 未来巡航导弹（小型无人机）集群将有望可以根据实际情况真正“认知”地遂行任务，使得“战争迷雾”降低几个数量级，作战效率和灵活性获得了革命性的增强。
• 5. 相关项目发展
  • DARPA
    • DARPA以“马赛克战”目标为核心，牵引各个项目不断发展，以期形成马赛克作战能力。
    • 据不完全统计，与马赛克战相关项目共32个
    • 马赛克项目分布概况
      • 其中，之前开展的项目中明确与马赛克相关的有11项（实线框）、推测与之相关的有7项（虚线框）；马赛克战提出后明确开展的项目有9项（点划线框），推测与之相关的有5项（蓝色）。
    • 为实现马赛克战的能力，需要发展五个方面的技术，包括：体系架构、指挥控制、通信组网、平台/武器及基础技术。
  • 体系架构
    • 马赛克战的体系架构中，杀伤链动态分配，保持了体系的多样性。
    • 马赛克战的研究是基于原有项目的成果
      • 体系综合技术与试验（SoSITE）
      • 拒止环境下协同作战（CODE）
      • 复杂适应性系统组合与设计环境（CASCADE）
      • 跨域海上监视与瞄准（CDMaST）
      • 远征城市环境适应性作战测试平台原型（PROTEUS）
    • 在马赛克战概念提出后，又启动了新的项目如战略技术、自适应杀伤网（ACK）、以及分解/重构（Decomp/Recomp）项目等。
    • 时间线
      • 在2018年7月发布的自适应杀伤网（ACK）项目，关注战术决策支持，帮助用户在不同作战域（空、天、陆、地面、地下和网络）中选择传感器、效应器和支撑元件，以形成自适应杀伤链。自适应跨域杀伤网项目旨在发展支撑马赛克战的工具，该工具可支持将资源实时分配到具体杀伤链，并在战斗情况发生变化时调整这种分配。
      • 2019年3月，DARPA发布的战略技术的BAA中，以实现马赛克战能力为核心，重点寻求四个领域的创新理念和颠覆性技术，包括马赛克技术、马赛克效果网服务、马赛克试验、基础战略技术。
    • 马赛克技术
      • 组合规划性
        • 组合规划性方面重点为马赛克战指挥人员开发自动辅助决策工具，以确定基础的作战力量的组成。
      • 互操作性
        • 互操作性方面重点开发系统与系统之间的互操作性技术，以实现马赛克战作战架构。
      • 可执行性
        • 可执行性方面为解决资源管理和任务的规划。
    • 马赛克效果网服务，重点发展感知以及非动能效果方面的能力
    • 马赛克试验方面，寻求集成技术和方法来实现各种模拟与仿真和试验环境的互操作。
    • 基础战略技术重点解决，包括能够大幅减少系统的尺寸、重量、功率或成本的技术；允许适应性和/或快速更新的技术；提供能够提高系统级性能潜力的技术。
    • 预算
      • 在2020财年的DARPA预算文件中显示，将发展分解/重构（Decomp/Recomp）项目。Decomp/Recomp项目将开发技术实现战场空间中资源调整的有效修改，以实现电子军事系统的集成或调整，从而快速创建新的能力。该项目2020财年的预算为1134.5万美元。
  • 指控/作战管理
    • 指控/作战管理方面聚焦控制算法、决策辅助以及人机交互技术，形成综合的分布式指控管理能力。
    • 前期成果包括分布式作战管理（DBM）、对抗环境中的弹性同步规划与评估（RSPACE）、驾驶舱机组成员自动化系统（ALIAS）、进攻型使能集群战术（OFFSET）。马赛克战概念提出后，开展了空战演进项目（ACE）。
    • 空战演进项目重点提高人机协同中的自主能力和指控交互信任水平。2019年5月，DARPA发布空战演进项目，该项目旨在发展空中视距内（WVR）机动（俗称近距离格斗或狗斗）自主化能力（利用逐渐真实的平台，先是数值仿真，然后是小型商用飞行器，最后是使用实战中有代表性的飞行器），提高作战人员对自主化作战的信任。该项目通过阿法空战格斗竞赛和4个技术领域，拟在5年内分3个阶段推进，技术领域2、3、4的总经费6360万美元。4技术领域具体包括：①研发用于局部行为（个体和编队战术行为）的自主作战系统（构建近距离空战算法）；②设计实验方法，用于模拟和测量飞行员对空战格斗中的自主作战系统的信任（测量信任度）；③在全局行为中使用并信任自主化系统（扩大至马赛克战应用范围）；④建设具有作战代表性的全尺寸飞行器实验基础设施（提供全尺寸飞行器演示）。
  • 通信组网
    • 重要性
      • 通信网络技术能够连接所有的分布式系统，对整个马赛克作战体系至关重要。
    • 作用
      • 马赛克战将基于原有通信组网项目的成果，包括满足任务最优化的动态适应网络（DyNAMO）项目、对抗环境下的通信（C2E）、九头蛇（Hydra）。新启动的通信组网项目包括保护前线通信（PFC）、海洋交战即时信息（TIMEly）、基于信息的多元马赛克（IBM2）项目。
    • 投入
      • 2019年6月，DARPA发布海洋交战即时信息项目，旨在开发异构海上通信架构，并在海上完成演示验证。重点关注网络协议、服务质量和信息交换等技术，同时掌握水下环境对网络链接距离、容量、延迟和安全的限制。该项目设想采用动态可重构的响应式架构，将同步采用水下通信和海上无人系统前沿技术。TIMEly项目将投入4500万美元经费，分三个阶段实施。
      • 2020财年预算中还有基于信息的多元马赛克（IBM2）项目，该项目将基于满足任务最优化的动态适应网络（DyNAMO）项目成果，旨在发展网络和数据管理工具，用于自动建立跨域网络和管理信息流，以支持动态自适应效果网。IBM2将结合网络管理与信息开发和融合技术，根据信息需求和价值传输信息。IBM2还致力于解决会增加延迟并限制互操作性的多级安全配置问题。
  • 平台/武器
    • 小型平台/武器方面的自主协同技术及回收技术的发展，为马赛克作战提供灵活自主平台，增加了分布式作战模式自适应性，降低了成本。此方面的研究将基于已有成果，如小精灵（Gremlins）、深海有效载荷（UFP）等，也将发展新的项目如垂钓者（Angler）等项目。
  • 基础技术
    • 基础技术将从很多方面支撑马赛克作战的发展。目标识别将借助竞争环境目标识别与适应（TRACE）、导引头低成本转化（SECTR）、自动目标识别（ATR）等项目成果，同时为减小平台尺寸，将借助射频任务运行的融合式协作组件(CONCERTO)项目成果。此外，一些其他的成果也将支撑马赛克作战发展，如DARPA启动的战略技术项目（ST，2017年启动）、敏捷团队项目（A-team）等。
    • 马赛克提出后又发展了地理空间云分析（GCA)、指南针（COMPASS)、跨域多模态感知与瞄准（Cross-Domain Multi-Modality Sensing & Targeting，CDMST）、Logx等项目。
    • Logx项目从后勤保障的角度完成马赛克战中的资源调配。2019年5月，DARPA发布Logx项目跨部门公告，旨在以空前的规模和速度开发并演示验证用于实时后勤和供应链系统态势感知（诊断）、未来状态预测及弹性评估的软件，同时开发可与现有后勤信息系统协同工作的能力。
• 6. 威胁分析
  • 美军马赛克作战概念涉及作战体系多方面的变革，虽然难度大，但概念一旦实现，将会带来完全颠覆性的效果。此外，马赛克战的作战理念，并不完全受限于尚待开发的前沿技术，基于现有体系，进行“马赛克化”改造，也可能实现部分效果。
  • SoS体系研究的新里程碑
    • 时间线
      • 2014年，DARPA提出的体系集成技术与试验（SoSITE）项目，明确提出以复杂替代简单，以分布式替代集中式的发展思路。2017年，在SoSITE的基础上，提出的马赛克战（Mosaic Warfare）概念，在分布式发展思路的基础上，更加强调动态地协同，进一步推进分布式作战概念。这两个发展思路分别代表了SoS概念的两个发展阶段。
    • 比较
      • 马赛克战与前期发展的系统之系统（System of System, SoS）体系相比，在概念、能力和挑战三个方面都有着变革和进步
      • 马赛克战与前期SOS体系区别联系
      • “马赛克战”概念比“SoSITE”时代的概念更加先进。SoSITE因其配置相对复杂，接口相对固定，不够灵活。而“马赛克战”超越了任何一个机构、军种或工业企业的系统设计中必要的互操作性标准（这些设计和标准本质上具有约束性和不可扩展性），专注于开发已知系统之间能可靠连接的程序和工具，实现向前向后兼容并及时创建所需的任何连接，以实现不同系统的快速、智能、重要的聚集与分散。马赛克战的体系架构为在战术、作战、战役所有层面中创建不同效果网方面，开启了无限可能性。
  • 重新定义装备体系及运行模式
    • 意义
      • 虽然马赛克战具有一定的现实威胁，当前的很多作战任务行动，可以部分地采用马赛克方式。但是更多的是未来的威胁，该作战概念对重塑未来作战体系，重塑作战模式，完全颠覆原有的作战方式具有重要意义。
      • 在以F-22或F-55有人机为主的现有作战模式中，每架有人机具有电子攻击、雷达探测和成像能力，并同时挂载具有杀伤性的武器。它们与空中指挥系统通信，并受控于空中指挥系统。而马赛克战将所有杀伤链功能分布到不同域的各种平台上，组成自适应能力强的动态杀伤网体系。面对威胁时，可根据威胁程度不断的调整变化。
  • 颠覆了传统的攻防对抗模式
    • 马赛克战通过先进技术手段实现多种系统、武器平台的实时灵活组合，并进行网络化作战，产生了一系列非线性作战效果，最终形成杀伤网。即使对手可以抵消组合中的许多部分，但其集体可以根据需要立即做出反应，作战时能够将速度、能量、成本等因素集成，达到理想整体效果。同时，马赛克战扩大己方认知域的优势，并压垮敌方认知域。
• 7. 应对策略分析
  • “马赛克”这一类“全新”的作战概念，既是美军落实其战略意图的需要，更是技术发展推动的结果，其发展的“客观”性大于“主观”意愿。因此，需要“客观”地看待该作战概念，而非一味的从“对抗性”的角度进行审视。
  • 开展“正向”论证研究
    • 开展“正向”的军事理论、技术研究，推动相关推演、型号试验、实战演习，把握马赛克战的本质特征，掌握其核心制胜机理。
    • 针对马赛克作战在快速动态迭代发展的特点，进行研究时需要针对具体的任务场景，基于对未来装备平台需求，通过推演的手段，探索马赛克战的机理。
    • 虽然，马赛克战或许过几年后“夭折”，或者转向更窄的领域，但其具有的现实威胁需要及时并尽早研究清楚。
  • 积极开展相关技术的研究
    • 2017年，美国提出马赛克概念，2018年，重点研讨马赛克作战，2018年、2019年在马赛克概念的牵引下发布开展空战演进项目（ACE）、海洋交战即时信息（TIMEly）、LogX项目等。美国在发展作战概念的同时，在积极开展相关技术的研究部署。开展相关技术的研究的同时，马赛克战的研究思路是可以借鉴的。
    • 通过系统梳理马赛克作战概念内涵以及正全部部署发展支撑马赛克战的各项技术，总结了马赛克作战的特点及优势，分析了马赛克战的威胁以及应对策略。马赛克战借助马赛克拼图的思路，灵活、快速的“拼成”各种战斗力，来应对不同程度威胁。随着马赛克作战概念的不断深入研究，将牵引各项技术不断的发展成熟，将逐步变革和颠覆现有的装备体系及作战模式，带来新的战场形态。马赛克战已成为美国重点发展装备体系的愿景和方向，未来将随机技术的发展，不断在装备体系和作战模式中得到部署和应用。