美陆军战场信息系统发展的启示与思考

李 琨

（中国电子科技集团公司第十研究所，成都 610036）

0 引言

战场信息系统是现代陆军军事装备的重要组成部分，战场信息系统的发展变化，必将影响到未来陆军作战的任务能力和制胜效果。

当前，我国陆军的信息化装备建设正在逐步深入推进。在大力推进的军事改革中，新一轮陆军信息化装备体系建设是其中一个重点。近年来，在应对“强敌介入”大规模联合作战、遂行多样化军事任务的作战需求牵引下，国内相关机构已在着手新一代战场信息系统的研究开发，并取得很大进展。

然而，与军事强国的信息系统能力水平相比，我国陆军的战场信息系统尚处于发展的初级阶段。长期以来，由于受作战任务多样化、战场环境复杂化、战场系统多元化和专用化、作战部署分散化等陆军固有的作战任务特点制约，陆军信息系统不可避免地呈现出结构复杂、要素众多、规模庞大、技术体制多代并存等问题，尤其在目标获取、信息传输、情报融合、处理、评估等方面效能水平较低。不解决这些制约问题，将难以在未来战争中掌握制胜优势。

新军事变革以来，美陆军大力推进信息系统建设模式的转变。20 世纪末，美陆军在升级单项系统功能的同时，基本完成了各分系统的集成建设。21世纪初，结合未来战斗系统建设，美陆军进行了基于信息系统的装备体系整合尝试。其信息系统建设现已基本实现从单平台、单系统为主向网络化、综合化的大体系建设转变。重视和研究美军战场信息化装备的发展、借鉴美军战场信息系统发展的经验和做法，对加快我军战场信息化装备的研制发展和推广应用、更好地履行我国陆军未来作战使命，意义尤其重大。研究美国陆军新一代战场信息系统，梳理美军战场信息系统的多年发展脉络，探讨其发展变化规律，分析军事信息系统在发展过程中的本质变化，有助于形成科学的认识和判断，为洞察未来战场信息系统的发展趋势提供一些有益的启示，为我国陆军信息系统的建设发展提供参考借鉴。

1 美陆军战场信息系统发展演变

美陆军战场信息系统的发展与战争形态的演变、作战概念和作战需求的变化密切相关。追溯近几十年来美国陆军信息系统的发展历程，可以清晰地发现，每一次战争形态的演变都会引发新的军事作战需求，催生出新的军事作战概念和理论，在不同程度上带来一系列革命性变革，推动着美国陆军武器装备、信息系统和技术的快速发展。同时，随着4G/5G 通信、自组网、大数据、云计算、物联网、人工智能等技术在军事上的应用，美陆军战场信息系统在发展理念、体系架构、整体能力等方面得以不断更新和改进。

随着战争形态的演变及军事需求的变化，美陆军战场信息系统发展呈现明显的阶段性。其建设过程经历了由简单到复杂、由低级到高级的渐进阶段； 从C2、C3、C3I、C4I、C4ISR、C4KISR 发 展 到C5ISR（增加“作战系统”）、C6ISR（增加“赛博防御”）；从单一的指挥控制系统逐步发展到国家级、战略级、战术级的多层次综合军事信息系统。按照系统发展演变过程，美陆军战场信息系统大致可分为单系统分散建设阶段、多系统综合集成发展（纵向、横向）阶段、一体化建设发展阶段。

近年来，有军事研究专家根据网络拓扑结构对军事信息系统发展进行划代。基于当前研究提出的网络拓扑结构划分方法［1］，军事信息系统可分为5 代：

第1 代：以单平台信息化为中心的单点式系统；

第2 代：以指挥自动化为中心的线状网络系统；

第3 代：以联合作战为中心的树状网络系统；

第4 代：以网络为中心的栅格网状网络系统；

第5 代：以数据为中心的“云”系统。

与传统军事信息系统相比，基于网络和数据为中心的新一代军事信息系统在概念内涵上有进一步扩展，更加强调基于网络的动态聚能、基于资源的敏捷协同、面向任务的柔性重组，以及在知识推动下向战术末端延伸的处理、决策能力［2］。从目前发展状况来看，美陆军正在完善新一代网络系统能力，并趋于向下一代基于“云”服务架构的系统迈进，军事云正在成为其新一代战场信息系统作战体系的重要支撑，为战术前沿指挥官和士兵提供强大的信息处理、集成和共享能力及按需弹性服务模式。

按照作战形态和任务需求的发展变化，美陆军战场信息系统的发展阶段及其能力特征可归纳如下页表1 所示。

2 美陆军战场信息系统发展的启示与思考

纵观美陆军近年来战场信息系统的发展历程和未来发展方向，可以看出，其建设过程不是一蹴而就，而是一个渐进获取、不断完善、迭代发展、持续提升的过程。在此过程中，其信息系统建设的基本思路、主要途径，以及建设过程中的经验教训等，值得深入思考。归纳起来，主要有以下几个方面。

2.1 面向未来需求，解决前沿问题

陆军未来作战任务需求是战场信息系统发展建设的最根本动因。总体来说，陆军战术边缘层作战要比海、空军作战复杂得多。因为它不但具有作战任务多样性、作战部署分散性等特点，而且所涉及的作战环境更复杂、战场目标更密集、人员装备数量更多、持续时间更长。美陆军已经意识到这一点，因此，在其信息系统建设过程中，无论怎样调整装备发展方向和重点，都始终把战术级指挥、控制、通信、网络、情报处理和分发以及战术信息环境作为陆军现代化的重中之重。其具体做法包括：

一是解决战术前沿信息传输中断问题。战术边缘层是一种高度动态的环境，部队不断运动，且时常处于分散、强干扰环境中，实际信息传输能力十分有限；同时，作战节奏经常发生出乎意料的变化，网络连通能力不时出现波动，可能会出现突发信息流，任务计划及部队组成可能频繁变化。为此，美陆军构建了面向战术前沿、具备动中通、高度弹性和敏捷性的综合战术网络，注重营级的简化和独立的移动网络，将为小型部队的步兵指挥官提供可用的网络，支持规模更小、战术性更强的作战梯队［3］。与此相应，美陆军也对作战边缘的网络基础设施和底层计算环境进行相应改进。

二是解决战术前沿信息共享和安全性问题。美陆军的综合战术网络采用在个人和部队断网时，仍能执行任务并能够重新连接和重新同步的网络架构。陆军可以使用不同的加密形式，并以安全但非密的方式运行Wi-Fi、LTE 和4G 等网络，从而在不增加网络负担的情况下保护数据安全。从目前发展来看，今后美陆军将更加依赖强大的云计算环境，更大程度上依赖云计算为广大加固和商用设备提供安全保障。

表1 美陆军战场信息系统发展演变

三是解决战术前沿设备坚固性、抗毁性、轻/小型化问题。战术设备的坚固耐用性、具备战术前沿极端环境中生存能力，这一点至关重要。尤其是当战术跨领域解决方案安装在较易受简易爆炸装置损坏的车辆上时，要考虑电源、通讯和设备功能在可能的灾难性环境中会比在数据中心或企业环境中受到更大的损害。美军在构建新一代战场网络基础设施、移动指挥所设备、车载计算机和单兵“奈特勇士”系统等设备时，均考虑了这一点。

2.2 强化顶层设计，提升体系能力

从美陆军顶层设计和规划过程来看，其主要遵循了以下4 个依次递进过程：

1）制定并颁布一系列新版作战概念和框架文件，从宏观上对陆军未来作战任务、作战环境、作战对象、主要威胁、能力需求、部队特点和特殊功能区域进行充分地描述和说明，为陆军新一代信息系统的总体能力需求和顶层框架设计奠定了基础。美陆军的系列文件，如《美陆军作战概念2020-2040：在复杂的世界中赢得胜利（TP525-3-1）》、《美陆军统一能力参考架构》等，从陆军未来作战概念和总体能力需求上界定了未来陆军部队如何作为联合部队的一部分实施作战行动，以在未来复杂作战环境中阻止冲突、打赢战争、赢得各类应急行动。

2）通过清晰的需求论证流程，形成面向未来作战的系列化信息系统装备发展方案、战/技术规范和作战条令，指导陆军信息系统建设的具体实施过程和作战应用。美陆军的系列方案和条令（如《ADP 6-0 美陆军任务式指挥》、《塑造陆军网络2025-2040》、《美陆军云计算策略》、《JP3-31 联合地面战指挥控制》等）在任务使命框架内，具体描述了陆军部队战役和战术级作战方案、实施步骤、作战行动过程，以及如何组织和指挥其部队使用等具体要求。

3）不断改进能力需求论证机制，摒弃多径输入作战需求反馈机制，重新构建一体化能力需求论证机制。“多径输入”，是指战场上高度分散的作战部队直接向有关机构提交装备需求申请，其优点是直接源于实战需要，通常会得到快速列装；但由于不同机构关注重点不一样，因此，易造成路径多、输入多，“烟囱林立”，限制了横向联通和信息共享。改进后，各单位向战区一体化中心提出作战需求，由后者进一步完善和区分，然后再提交美国本土的信息集成管理中心，由该中心归总处理，从而强化能力集成过程。

4）着眼未来需求，依据能力综合集成与能力评估标准，利用实战模拟环境的演示验证和军事训练、演习，对陆军信息系统装备功能进行持续升级和改进。例如，为了保持技术领先优势，美陆军从2011 年起至2018 年［4］持续进行“网络集成评估”（NIE）演示验证项目，旨在对来源不同、技术成熟度各异的多种独立系统进行综合集成试验，从“系统之系统”角度评估其互联互通能力，并通过士兵反馈，逐步实现性能改进和功能拓展。

2.3 确定重点领域，发展核心能力

美陆军根据近、远期作战需求，确定各阶段信息系统现代化升级的重点领域和优先项目，优先推进战场网络化、一体化、云服务、智能化等核心能力，打造重点项目，确保战场信息传输、处理、分发和利用能力提升。具体体现在以下几个方面：

1）在信息传输方面，综合运用卫星与机载通信中继、软件无线电等技术，形成天、空、地相结合的信息网络架构，建设可动态配置的扁平、高速、大容量、动中通新一代战术网络。按美陆军网络发展战略，第1 个节点是2025 年，是其近期目标；第2 个节点则是2040 年，为其长期战略。美陆军将依靠“跨越性”技术，实现一种能够保证不间断全球网络访问能力，以及在各个作战阶段和各个位置都能实现协同和决策行动的安全、一体化、基于标准的环境。其发展规划揭示了美陆军注重利用前沿性、颠覆性技术支撑未来网络能力，打造未来灵活、动态、可靠网络，尤其是要适应“敏捷性”作战需求。

2）在信息处理和情报分发方面，重点提升以基于大数据和智能处理技术的情报、监视和侦察（ISR）能力，建设一体化情报系统，融合处理来自战术、战役、战略各层级和天、空、地各领域的情报数据。其中重点发展陆军分布式通用地面系统（DCGS-A），其目标是为一线部队提供实时、可靠、安全、通用、联合的战术情报处理与分发体系结构，实现情报中心与战术前沿的信息交互，为指挥官提供宽带能力，为连级和排级部队和单兵提供足够带宽的话音、数据和图像信息。

3）在信息利用和服务方面，利用软件应用和“云”服务架构，打造统一、可互操作的基础平台，逐步消除“烟囱式”架构。在国防部层面，美军发布联合信息环境（JIE），通过整合全军共用的数据、服务形成统一共享的运行和使用环境。在此框架下，美陆军发布了云战略目标和云架构的关键特性，并于2018 年8 月提出向混合云环境发展的策略，使指挥所从大型、笨重、不便的指挥中心走出来，走向轻量化、移动、便携的战场互联场景，实现信息资源的按需共享和灵活互操作。

2.4 加强军民融合，优化装备进程

近十年来，商用信息技术、移动计算、软件技术、智能技术等高新技术群发展极为迅速，其发展水平在很多民用和商用领域已逐渐超过军用领域，达到很高的成熟度和可靠性。在军事应用需求的推动下，将商用技术和设备推到作战前沿也已变为现实。美陆军在利用商用技术方面有以下几个特点：

1）面向陆军战术边缘作战的特殊需求加以定制改造。商用技术也有其局限，主要包括技术、环境和采购方面的限制。典型环境限制包括抗毁能力、高机动性以及加固化处理；技术限制则包括鲁棒性（面对信号损失）和安全性；采购限制则涉及军方的各种规章和过程的限制。因此，从美陆军的实施途径来看，更普遍的情况是：为满足军事需求，由原开发者或第三方厂商对商业现货产品进行改造后使用，尤其是采用模块化方式改造商业现货设备。

2）重点引入基础性和通用性技术。美陆军大幅度引入的商用技术主要有：终端用户设备，如“奈特勇士”智能手机、车载平板电脑等；终端用户设备相关的软件应用；支撑现代化通信网络的基础设施，如新一代蜂窝网、WIFI 网络、云计算环境等；通用计算技术，如大数据处理、智能算法技术等。

3）加速人工智能技术应用。针对未来陆战场作战特点，美陆军正在积极探索、开发以人工智能和机器学习技术为支撑的智能化作战体系。自2015年以来，美陆军相继出台了一系列人工智能技术发展规划，如《机器人与自主系统（RAS）战略》、《AI 支撑的战术边缘实时态势理解》、《分布式协同智能：战术抵消战略》等，力图将人工智能应用推向未来前沿战场。

4）重视军用系统的安全保密问题。当前，商业移动设备进入美陆军部队主要需要解决2 个问题，首先是商业移动设备接入联合信息环境的安全保密问题，其次是商用移动设备与国防部目前通用接口的兼容认证问题。

5）采用“螺旋渐进”策略，创新商用技术引入模式。螺旋式发展是指在一个批次内开发一系列已定义能力的迭代过程，通过持续不断的反馈，为用户提供该批次内的最好能力。新系统在训练和作战使用后，将得到士兵和操作人员的反馈，从而得以更快改进，其典型案例包括WIN-T 各增量阶段。这样，既确保了当前系统能力与未来系统能力的相互关联、不会脱节，同时也平衡了新、旧系统改进升级问题，起到相互促进的作用。

3 结论

美陆军新一代战场信息系统发展理念为我国陆军构建新一代基于网络和云服务的战场信息系统提供了参考借鉴。这首先需要面向我国陆军未来作战任务需求，同时要消除思维定势，勇于尝试基于商业成熟技术的新系统开发和整合，充分利用先进网络支撑及云服务架构，实现敏捷、灵活的战场信息传输，高效、实时的战场情报处理和分发，以及可协同、互操作的战场信息利用，促进“战场资源——信息系统——作战人员”的深度融合，从而赢得未来陆军战场制胜的主动权。