美國海軍將陸續(xù)在艦隊(duì)部署信息戰(zhàn)平臺，先期對象為“林肯”號航母和“巴丹”號兩棲艦。人工智能（AI）、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和 “數(shù)字孿生”等技術(shù)將推動(dòng)信息戰(zhàn)平臺的實(shí)現(xiàn)。

圖1 美海軍兩棲攻擊艦“巴丹”號（LHD 5）

美國海軍計(jì)劃在2020財(cái)年結(jié)束之前向兩艘軍艦——“林肯”號航母和“巴丹”號兩棲艦交付信息戰(zhàn)平臺（IWP，全稱Information Warfare Platform）早期版本，再向“羅斯福”號打擊群部署更為全面的系統(tǒng)。這項(xiàng)新功能部分是由人工智能（AI）、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和所謂的“數(shù)字孿生”等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，有望在增強(qiáng)賽博安全性的同時(shí)，更快、更經(jīng)濟(jì)地采辦、測試、安裝和部署技術(shù)。

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部署信息戰(zhàn)平臺

美國海軍負(fù)責(zé)指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)和太空系統(tǒng)的項(xiàng)目副執(zhí)行官John Pope表示，“林肯”號和“巴丹”號將是海軍首批接收信息戰(zhàn)平臺早期版本的軍艦。它們將完全采用信息戰(zhàn)平臺的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)計(jì)。 在這2艘艦上安裝信息戰(zhàn)平臺將是艦隊(duì)數(shù)字化的重要一步。從規(guī)劃論證到實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，工作都進(jìn)行地很順利。Pope稱，已在一艘艦上做過一些有限測試。“林肯”號和“巴丹”號將隨海軍出海征戰(zhàn)。

在這2艘艦上部署少量應(yīng)用程序所獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，將有助于整個(gè)艦隊(duì)層面的全面能力集成。Pope 認(rèn)為，“這是一個(gè)‘爬，走，跑’的過程。接下來就是“羅斯福”號打擊群。從“林肯”號和“巴丹”號那里吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，再到打擊群中部署更多艦船，而且還會(huì)涉及更多種類的應(yīng)用程序。”

信息戰(zhàn)平臺的好處還包括， 允許海軍更快速、更高效地交付軟件更新，艦船無需等待入港，即使在海上也可以收到更新。如果艦隊(duì)要求部署，海軍則利用信息戰(zhàn)平臺傳輸途徑，將升級程序推送給艦隊(duì)，并檢查“煙囪”或阻塞點(diǎn)在哪里，挑戰(zhàn)在哪里。

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應(yīng)用人工智能技術(shù)

這一先期部署預(yù)計(jì)有望盡早向戰(zhàn)術(shù)邊緣提供人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)能力，并通過艦載數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)作戰(zhàn)能力。Pope指出，“海軍提供了大量訓(xùn)練、人員、技術(shù)和維護(hù)問題方面的數(shù)據(jù)，所有這些都與部隊(duì)備戰(zhàn)有關(guān)。但是很多數(shù)據(jù)都沒有發(fā)揮作用。”

但是現(xiàn)在，數(shù)據(jù)將被收集到一個(gè)名為“ 戰(zhàn)備分析和可視化環(huán)境（RAVEN）”的系統(tǒng)中，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可用于數(shù)據(jù)篩選，從中判定戰(zhàn)備趨勢。海軍的工作將從“把所有這些戰(zhàn)備數(shù)據(jù)源引入門戶”開始。Pope 表示，“我們一直試圖利用這些數(shù)據(jù)的力量。”

他指出，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)也將用于賽博戰(zhàn)。海軍正在為此努力，尤其是海軍賽博安全小組。威脅的發(fā)展速度比人類追蹤它的速度更快，因此，如果當(dāng)今遂行的是機(jī)器到機(jī)器級戰(zhàn)爭，那么人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在賽博前線扮演什么角色？海軍如何使用它？Pope稱，海軍正與一些國家實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)界合作，檢驗(yàn)他們的成果以及對艦隊(duì)的影響。

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應(yīng)用“數(shù)字孿生”技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目標(biāo)，美國海軍還打算更多地利用建模技術(shù)，包括所謂的“數(shù)字孿生”， “數(shù)字孿生”是網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)或能力的數(shù)字化表現(xiàn)形式。Pope的辦公室與一體化作戰(zhàn)系統(tǒng)項(xiàng)目執(zhí)行辦公室（PEO-IWS）合作開展這項(xiàng)工作。2019年10月，海軍信息戰(zhàn)系統(tǒng)司令部（NIWSC）宣布完成其首個(gè)“數(shù)字孿生”——一個(gè)系統(tǒng)之系統(tǒng)數(shù)字化模型，該模型表示了安裝在“林肯”號上的信息戰(zhàn)能力。

“數(shù)字孿生”的開發(fā)標(biāo)志著從傳統(tǒng)的“設(shè)計(jì)-構(gòu)建-測試”法轉(zhuǎn)變到“建模-分析-構(gòu)建”法，該方法允許交付前在虛擬環(huán)境中對系統(tǒng)進(jìn)行測試和評估。這一轉(zhuǎn)變有望提高系統(tǒng)可靠性和賽博安全性，同時(shí)降低作戰(zhàn)人員的風(fēng)險(xiǎn)。

海軍信息戰(zhàn)系統(tǒng)司令部執(zhí)行主任Pat Sullivan在一份書面聲明中稱， “數(shù)字化工程對于現(xiàn)代化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、交付、運(yùn)作和維持方法至關(guān)重要。可以在系統(tǒng)的整個(gè)生命周期內(nèi)使用數(shù)字模型，提高系統(tǒng)的賽博安全性、互操作性和韌性。這為海軍在未來的沖突中作戰(zhàn)并取勝打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”

Pope對上述聲明也表示贊同，他表示，“要開發(fā)新程序，就必須先確保它不會(huì)對艦船帶來任何問題。可以在“數(shù)字孿生”上運(yùn)行新代碼，確認(rèn)它干凈，沒有問題。當(dāng)通過DevSecOps傳輸通道將它推送到艦時(shí)，就不太可能造成破壞。早期合作、早期發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤將會(huì)帶來很多好處。及早解決問題比晚解決的成本要低得多。 DevSecOps指“開發(fā)、安全和運(yùn)行（development， security and operations）”，是一種用于快速開發(fā)安全軟件的方法。

已完成的“數(shù)字林肯”包括5種系統(tǒng)：

海軍分布式通用地面系統(tǒng)（DCGS-N）：提供情報(bào)、監(jiān)視、偵察和目標(biāo)瞄準(zhǔn)支持；

下一代海軍綜合戰(zhàn)術(shù)環(huán)境系統(tǒng)（NITES-Next）：使用氣象和海洋數(shù)據(jù)幫助，協(xié)助任務(wù)規(guī)劃、任務(wù)執(zhí)行、決策制定和態(tài)勢感知；

海上戰(zhàn)術(shù)指揮與控制（MTC2）：提供作戰(zhàn)管理輔助，實(shí)現(xiàn)海上作戰(zhàn)行動(dòng)規(guī)劃、指揮、監(jiān)控和評估；

海上全球指揮控制系統(tǒng)（GCCS-M）：GCCS-M系統(tǒng)融合、關(guān)聯(lián)、過濾、維護(hù)并顯示友、敵、中立國陸、海、空軍部隊(duì)的信息；

敏捷核心服務(wù)系統(tǒng)：是海上網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)服務(wù)系統(tǒng)（通常稱為CANES，即船載網(wǎng)絡(luò)）的一個(gè)組成部分。

通過“數(shù)字孿生”技術(shù)，可以為大量艦載系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)逼真的數(shù)字化版本，該版本在某些情況下，能實(shí)現(xiàn)與艦隊(duì)系統(tǒng)戰(zhàn)備狀態(tài)下相同的功能。用戶可以在岸基、也可以在艦上用數(shù)字化技術(shù)完成。PEO-IWS已能夠借助“數(shù)字孿生”，對其作戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行“孿生”操作，并從“數(shù)字孿生”實(shí)際控制和發(fā)射導(dǎo)彈。因此，該辦公室有能力以更快的速度建模和嘗試新的作戰(zhàn)系統(tǒng)算法，并進(jìn)行海試檢驗(yàn)。

“數(shù)字孿生”還可以讓海軍人員更快排除故障、修復(fù)網(wǎng)絡(luò)并重新上線。Pope稱，“由工作人員在實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)上研究部隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)問題，嘗試遠(yuǎn)程幫助他們排除故障，這就是海軍希望通過“數(shù)字孿生”實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：更快地讓艦船重新上線。”

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基礎(chǔ)設(shè)施方面

美國海軍的數(shù)字化目標(biāo)始于技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。Pope強(qiáng)調(diào)了對現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施的需求，這些基礎(chǔ)設(shè)施將允許快速注入新能力，無論是在艦上、潛艇還是作戰(zhàn)中心。海軍一直在追求的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，為艦隊(duì)在未來五年的成功做好準(zhǔn)備，因此計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、通信基礎(chǔ)設(shè)施、賽博基礎(chǔ)設(shè)施都要就位。那么，當(dāng)新的威脅或新的機(jī)會(huì)出現(xiàn)時(shí)，就可以迅速將解決方案上艦。

新的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施將節(jié)省時(shí)間和精力。無需為安裝一部設(shè)備增加一系列輔助工具。這就是海軍所希望的敏捷性、可負(fù)擔(dān)性、可集成性和可互操作性。

Pope指出，現(xiàn)代化的基礎(chǔ)設(shè)施還能帶來其他好處。如果基礎(chǔ)設(shè)施建好，艦上原先需要40個(gè)架子才能放置的物資現(xiàn)在可能只需30個(gè)，從而釋放出更多空間，為艦船提供更多能力。

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