【快播报】美空军先进作战管理系统 (ABMS) 2022年进展综述

先进作战管理系统（ABMS）是支持美国国防部联合全域指挥控制（JADC2）的关键系统，美国空军将其列为一项最高优先级研发项目。

(资料图片)

ABMS将构建一个由传感器、融合能力和数据传输网络组成的生态系统，在基于云的处理能力和人工智能辅助下，有效支持指挥人员的指挥决策，缩短“观察、判断、决策、行动（OODA）”周期和杀伤链。

2022年，美空军基于前期演示实验与技术开发阶段的成果，开展“能力发布1号”（机载边缘节点（AEN））（以下简称“能力发布1号”）、基于云的指挥控制系统（CBC2）的研发工作，以及数字基础设施的建设，并建立了 ABMS数字基础设施联盟。此外，为ABMS制定了包括指挥与控制分离、作战管理功能分散以及指挥控制与作战管理过程一体化等三项基本原则，为确定ABMS的后续“能力发布”提供指导；开发了作战管理模型，帮助形成作战管理的通用理解与能力需求。

一、开展机载边缘节点和基于云的指挥控制系统的研发

ABMS项目通过“能力发布”分阶段交付和部署作战人员急需的作战能力。“能力发布1号”和基于云的指挥控制系统是目前美空军正在实施的第一批“能力发布”采办项目。

1.“能力发布1号”

“能力发布1号”将为作战人员提供第一个安全战术边缘节点，将特定战术空中作战资源和指挥控制功能节点连接到战术边缘云，增强从战术级到战略级的态势感知和决策能力。

“能力发布1号”的最初功能设计包括：（1）在战术级实现F-22和F-35战斗机之间的安全、弹性的通信及信息共享；（2）在战役级实现5代机与战役级指挥控制节点之间的连通，近实时地实现态势感知共享，支持实现决策优势；（3）在战略级，快速提供可用于战略制定的信息，使决策者获得决定性信息优势，从而制定出最佳作战方案。目前“能力发布1号”不再包括F-22战斗机的连通需求，而是优先实现F-35战斗机与指挥控制中心的数据传输，部分原因是美空军认为F-22战斗机在未来部队结构中的作用将减弱。“能力发布1号”将实现KC-46加油机、F-35战斗机与地面指挥控制系统之间的数据传输。KC-46加油机与F-35战斗机之间的数据传输如图1所示。

图1一架F-35战斗机对目标进行识别并将信息传输给KC-46加油机，用于进一步分发和目标选择与打击

“能力发布1号”将在KC-46加油机上加装通信吊舱。通信吊舱包括一个态势感知工具，该工具托管的任务应用将提供传感器集成能力和效果集成能力。

根据美空军2022财年的计划，“能力发布1号”的开发任务主要包括：交付采用开放架构的通信子系统，并继续开展试飞等活动；完成系统设计并开展将通信子系统集成到吊舱的工作；开发托管在边缘计算节点上的相关应用，用于演示KC-46加油机的战术边缘处理能力以及增强的态势感知能力。

美空军计划在2024财年完成通信吊舱在2架KC-46加油机上的安装。

2.基于云的指挥控制系统

基于云的指挥控制系统（CBC2）旨在增强作战司令部的指挥决策能力、提高指挥决策速度。目前该系统的开发主要面向北美防空防天司令部/北方司令部（NORAD/NORTHCOM）以增强国土防御能力，最终将扩展到全部作战司令部。

CBC2系统将取代现役的战术级国土防空指挥控制装备—固定式作战控制系统（BCS-F）。BCS-F系统承担空中监视、目标识别、作战管理、武器控制及数据链运行等任务，目前部署在NORAD/NORTHCOM的美国本土防空区的区域空战中心及东部和西部2个防空分区的作战控制中心、阿拉斯加防空区的区域空战中心以及隶属于太平洋司令部的夏威夷区域空战中心。

CBC2是一套基于软件开发平台（PlatformONE）DevSecOps工具和全球安全云（Cloud One）计算环境的微服务应用集。该系统将可由机器生成作战方案，以帮助缩短战术指挥控制杀伤链，并通过机器对机器连接向武器平台发送指令。CBC2系统将通过利用人工智能/机器学习赋能的先进应用，实现战术级作战管理/指挥控制（BM/C2）功能质的提升；将有助于改变联合部队数据共享的方式，加速从传感器到决策者的信息流动，帮助高级指挥官进行态势评估，并提高快速行动能力。

根据美空军2022财年的计划，CBC2系统的开发工作主要包括：启动设计工作，重点开发一个规模可调整和可扩展的数据云架构，以支持人工智能、机器学习赋能应用并生成通用作战图（COP）；开发共享的多源信息可视化；获取、融合和分析多源数据，并存入不受计算与存储限制的多级安全的云环境；开发基于微服务的软件应用；设计和建立支持基于云的指挥控制的基础设施构件等。

美空军计划按季度发布CBC2系统的最小可行性产品，迭代开发应用/软件基线，预计在2023年9月交付该系统的初始作战能力。

二、推进数字基础设施建设，建立ABMS数字基础设施联盟

ABMS体系架构由一系列平台、传感器、网络和数据链组成，它们通过安全云互连，以在联合全域环境下执行感知、判断和行动。其中，数字基础设施是 实现ABMS 功能的基础，支持构建军事数字网络环境。ABMS的体系架构及其数字基础设施见图2。

图2 ABMS的体系架构及其数字基础设施

数字基础设施的目标是构建一个适应性强的网络和安全通信，提供安全处理、连通性和数据管理能力，并向授权用户提供数据。（1）安全处理：提供混合商用全球云与边缘云构成的多云环境以及边缘设备，用于在所有安全级别上的安全处理、数据管理和应用。（2）连通性：在传感器、指挥控制节点和武器间提供敏捷通信、连接和mesh组网，以支持包括在降级条件下的任务执行。（3）数据管理：为来自全域的各类传感器及不同安全级别的数据提供跨网络的数据架构，提高联合部队发现数据和共享信息的能力。

根据美空军2022财年的计划，主要开展以下工作：继续完善美国本土及本土外的云系统，包括增加更多的数据类型、跨密级的数据传输、建立数据和网络管理的标准和工具，并开发和托管本地云应用；改进美国本土及本土外的云与现有云之间的连接；开展数据架构、数据标记和数据编排设计解决方案的开发和原型设计，使可用数据能够在ABMS的多级安全云环境中公开、处理和传输。

此外，美空军在 9月建立了由诺斯罗普·格鲁曼公司、雷神技术公司、科学应用国际公司（SAIC）、L3Harris技术公司、Leidos公司等五家公司组成的“ABMS数字基础设施联盟”。该联盟受空军快速能力办公室领导，将负责ABMS数字基础设施的运营分析、任务分析、系统工程和集成，具体包括定义开放架构的设计标准、数据管理、安全处理和弹性通信；确定数字基础设施的标准与需求；负责设计、开发及部署数字基础设施等。

数字基础设施联盟的建立是ABMS项目研发的一个重要里程碑事件，联盟将充分发挥5个公司在领域的技术优势，有效推进数字基础设施的建设进程，为空军和太空部队及联合部队设计、开发和部署以数据为中心的先进能力。

三、制定ABMS基本原则，构建作战管理模型

在前期演示实验与技术开发阶段，美空军对ABMS能力开展了大规模探索，面向从传感器到射手的全要素进行技术演示和原型测试。转入能力交付与部署阶段后，除了关注实现联合部队互连的能力，项目趋于以提升指挥控制与作战管理能力为中心。在2022年，美空军开展了以下2项重要工作：

1.制定基本原则，为确定后续“能力发布”提供指导

美空军利用工具分析了当前指挥控制与作战管理系统的不足以及所需做的改进，在3月提出了ABMS开发所要遵循的基本原则：(1)在指挥控制设计上，要支持特殊情况下指挥与控制的分离,即在时间敏感的情况下（如巡航导弹来袭），能在没有指挥官直接参与的情况下立即做出决策并执行。(2)实现作战管理功能的分散化,即改变过去对E-3这种集中式平台的依赖，转向利用跨域、多源的传感器数据。(3)实现指挥控制与作战管理过程的一体化，包括地面、空中、海上分部、作战司令部的横向一体化，以及海陆空等各域不同执行梯队的纵向一体化，从而增强系统的生存能力。ABMS将通过分布式作战管理、实现敏捷作战运用以及使任务伙伴环境可操作化，提升指挥控制与作战管理效率和效能。

这些原则将帮助美空军评估和调整现有的ABMS采办计划，以适应并实现分布式作战管理这一首要任务，使未来的“能力发布”弥补空军现有计划的不足和空白。

2.构建作战管理模型，形成作战管理的通用理解与能力需求

美军认为，为实现跨国家、部门和军种有效、同步地开发JADC2能力，需要建立“作战管理”等复杂概念的通用理解。目前在国防部体系结构框架（DoDAF）中，缺乏对作战管理功能结构等的明确定义。为此，ABMS跨职能团队（CFT）在2022年开发了一个ABMS“转换模型—作战管理”（TM-BM）（以下简称“作战管理模型”）。

作战管理模型是借鉴基于模型的系统工程（MBSE）的最佳实践并使用系统建模语言（SysML）开发的指挥控制概念的第一个功能模型。该模型围绕作战管理建立精确的边界，区分作战管理与其他相关和相邻的决策概念，并通过子功能分解来定义作战管理。

作战管理模型将“作战管理”分解为解析指南与计划、促进协调与协作、增强态势理解、配置与维护资产、搜索域、识别特征、感知可行动实体、应用优先级排序、匹配效应器、生成作战方案、作战方案排序、实施作战方案、评估作战方案的影响等13个子功能，覆盖作战管理的必要组件，同时排除了不属于作战管理的部分（如支持作战管理的ABMS基础设施）。该模型将涵盖所有作战域，并将盟友等纳入任务伙伴环境。

作战管理模型的目标，一是提供明确、定量和可靠的作战管理定义和概念描述；二是提供一种根据所执行的特定作战管理功能对系统（装备和非装备）及系统组成部分进行分类和评估的方法；三是提供有关作战管理的功能架构与支持架构的鲁棒、可追溯的定量要求，以及通用场景中作战管理功能的量化性能指标，即该模型要提供一种定量方法来比较不同的架构及其在该场景中作战管理功能的性能。

美空军在10月发布了信息征询书（RFI），由业界对作战管理模型进行评估，并将由美国印太司令部对该模型进行测试。

作战管理模型将帮助进一步了解ABMS的能力需求，形成对作战管理的共识并引导业界提出技术解决方案。

四、结语

ABMS项目经过近两年的开发和演示试验，在集成各域的传感器，提供安全的连接和处理、实现多域信息共享，以及基于人工智能的指挥控制等方面取得了重要进展。该项目已进入能力的交付与部署阶段，目前正在研发“能力发布1号”和CBC2系统，以提供第一个安全战术边缘节点、增强作战司令部的指挥控制能力，并构建ABMS数字基础设施以实现联合部队互连、支持实现各级决策优势；此外，聚焦指挥控制与作战管理，制定了新的基本原则、开发了作战管理模型，为交付新的能力奠定基础。

作为一个处于发展初期、不断演进的系统，ABMS的技术设计、体系架构及其支持要素仍在动态变化中，同时由于ABMS是一个复杂的大型“系统之系统”，还面临着项目管理、技术开发、系统集成等诸多方面的挑战。

标签： 基础设施 指挥控制系统 基本原则