姜 斌，梁 敏，霍 貝

（火箭軍工程大學(xué)，西安 710025）

0 引言

“云”就是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻，云技術(shù)的本質(zhì)是一種分布式數(shù)據(jù)計算方式，為構(gòu)建新一代作戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心提供了新的手段和途徑，促進依托網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)的偵察監(jiān)視、指揮控制、精確打擊和綜合保障能力的全面提升。美國國防信息局從2008年開始著手云計算應(yīng)用，并正在研發(fā)一系列云計算解決方案，包括Forge.mil、快速響應(yīng)計算環(huán)境等項目，并在其他業(yè)務(wù)部門進行了云計算的應(yīng)用研究，主要有美陸軍的陸軍體驗中心項目和美空軍的PSDT 項目。隨著云計算技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，勢必推動新的作戰(zhàn)理念的創(chuàng)新和作戰(zhàn)樣式的變革。

1 “作戰(zhàn)云”的內(nèi)涵

“作戰(zhàn)云”最初是美空軍為解決第4 代和第5代戰(zhàn)機平臺之間無法有效兼容、高效協(xié)同問題而提出的解決思路。期間，美空軍空中作戰(zhàn)司令部司令邁克·霍斯蒂奇將軍在2013 年1 月，首次提及“作戰(zhàn)云”概念；翌年12 月，美空軍空中力量學(xué)院院長德普圖拉中將闡述了“作戰(zhàn)云”概念的有關(guān)內(nèi)容；2015 年9 月，美國空軍協(xié)會提出了通過“作戰(zhàn)云”實現(xiàn)融合式戰(zhàn)爭的全新理念。

1.1 “作戰(zhàn)云”的概念

“作戰(zhàn)云”是依托網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、虛擬化技術(shù)、分布式計算技術(shù)及負載均衡技術(shù)，將分散部署的作戰(zhàn)資源進行有機重組而形成的一種彈性、動態(tài)的作戰(zhàn)資源池［2］。可被“池”化的作戰(zhàn)資源通常必須具備快速入網(wǎng)及快速部署能力，以便其在被使用過程中可實時、準(zhǔn)確、快速地受領(lǐng)并完成任務(wù)，其通常包含數(shù)據(jù)類資源和實體類資源兩大類型。

1.2 “作戰(zhàn)云”的核心思想

“作戰(zhàn)云”思想既體現(xiàn)了“整體大于部分之和”的系統(tǒng)整合原理，又將基于“共享-合作-同步”原則的時空轉(zhuǎn)換的指揮與控制原理進一步拓展到整個作戰(zhàn)體系?！白鲬?zhàn)云”作為作戰(zhàn)體系的一種全新呈現(xiàn)形態(tài)，其依托云技術(shù)實現(xiàn)多維作戰(zhàn)數(shù)據(jù)的高度共享和全域戰(zhàn)場資源的優(yōu)化整合，并將各作戰(zhàn)要素匯集成“云”，構(gòu)建戰(zhàn)場數(shù)據(jù)的網(wǎng)狀交互，增強作戰(zhàn)信息融合的時效性，聯(lián)合作戰(zhàn)協(xié)同的高效性，促進作戰(zhàn)指揮控制效能的提升。其融合的本質(zhì)還可以實現(xiàn)在認知域、信息域、物理域?qū)用嫒轿粦?zhàn)場感知、認知、行動的互聯(lián)、互通乃至互操作。

1.3 “作戰(zhàn)云”的根本目標(biāo)

“作戰(zhàn)云”是依托“制信息權(quán)”優(yōu)勢，構(gòu)建一個以分布式、自適應(yīng)、全領(lǐng)域的信息網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系，旨在打破作戰(zhàn)力量深層次的邊界，營造全域全要素的深度力量融合態(tài)勢。依托計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)作戰(zhàn)資源跨建制、層級、功能、時間和空間的整合，根據(jù)梅塔卡夫網(wǎng)絡(luò)法則（網(wǎng)絡(luò)能力與節(jié)點數(shù)的平方成正比），采用分布式部署方式，為體系效能提升提供更多的潛能，促使作戰(zhàn)體系建設(shè)逐步擺脫平臺的限制，顛覆體系對抗的理念，進而轉(zhuǎn)為“云”對抗。

1.4 “作戰(zhàn)云”的制勝機理

“作戰(zhàn)云”理論以云計算技術(shù)作為物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，其作戰(zhàn)過程表現(xiàn)為“云部署-云聚合-云攻防-云重組”，基本指揮控制方式是“集中指揮、自主控制、分布式執(zhí)行、跨域協(xié)同”?；凇白鲬?zhàn)云”的新型作戰(zhàn)樣式，最大限度實現(xiàn)了戰(zhàn)場感知、認知的共享及融合，作戰(zhàn)資源的動態(tài)聚能和釋放，作戰(zhàn)任務(wù)的臨時受領(lǐng)和作戰(zhàn)企圖的即時達成，以及跨領(lǐng)域作戰(zhàn)能力的互補增效。

2 “作戰(zhàn)云”的特性

“作戰(zhàn)云”作為“云計算”理念在軍事領(lǐng)域的全新運用，其雖與“網(wǎng)絡(luò)中心化”、“基于信息系統(tǒng)體系化”理論一脈相承，但同時又具備“云計算”服務(wù)的典型特征。

2.1 “云”來“云”往

基于“作戰(zhàn)云”的網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系，是以“云”為節(jié)點，戰(zhàn)場信息、資源、態(tài)勢等通過“云”之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（邊）互聯(lián)、互通。同時，隨著作戰(zhàn)進程的演變，“云”所享有的資源會不斷擴展，即各種戰(zhàn)場信息態(tài)勢在不同類型、不同級別的“云”之間互通有無、共享融合，實現(xiàn)作戰(zhàn)資源的靈活運用、重塑可擴。通過“云”來“云”往的互動過程可進一步強化“云”的這種彈性和可容性，確保作戰(zhàn)資源動態(tài)、迅速、最大限度地滿足作戰(zhàn)需求。

2.2 “云”聚“云”散

“作戰(zhàn)云”是利用網(wǎng)絡(luò)通信和虛擬化技術(shù)將地理位置上高度分散的作戰(zhàn)資源進行“池”化；利用分布式計算技術(shù)完成海量戰(zhàn)場信息的關(guān)聯(lián)分析及預(yù)測；利用負載均衡技術(shù)實現(xiàn)作戰(zhàn)資源的統(tǒng)籌調(diào)配?！白鲬?zhàn)云”的這種形散力聚的特性可以實現(xiàn)分布式部署的各類作戰(zhàn)資源的快速重組及推送，進而達成作戰(zhàn)能量的快速聚合及釋放。并且，“云”聚“云”散是動態(tài)的、時敏的，貫穿于作戰(zhàn)全程。

2.3 “云”里“霧”里

“作戰(zhàn)云”通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)分散部署的作戰(zhàn)資源的聚類，在資源分配上是按需推送。海量的數(shù)據(jù)信息匯集于“云”里，雖然在理想狀態(tài)下這些資源面向用戶開放，高程度共享，但是出于安全保密的考慮，“云”服務(wù)應(yīng)是有限的。在需求端設(shè)置訪問規(guī)則，用戶只對自己所需的“云”里的資源是透明的，而其他的部分是不清楚的。另外，從攻守的角度考慮，鑒于分布式部署、分布式執(zhí)行的作戰(zhàn)方式，增加了攻方在戰(zhàn)場感知、作戰(zhàn)籌劃、目標(biāo)保障等方面的難度，使信息化條件下日趨透明的戰(zhàn)場環(huán)境迷霧化。

3 “作戰(zhàn)云”的外延

“作戰(zhàn)云”是基于美軍提出的“網(wǎng)絡(luò)中心化”和我軍提出的“基于信息系統(tǒng)的體系化”的繼承和創(chuàng)新發(fā)展，是以作戰(zhàn)資源高效整合、高度共享為出發(fā)點，以最大限度滿足作戰(zhàn)需求、提升作戰(zhàn)效能為落腳點。在建設(shè)理念上，將傳統(tǒng)的為我所有轉(zhuǎn)變?yōu)闉槲宜?、為作?zhàn)所用，摒棄了軍兵種之間、各類作戰(zhàn)資源之間的本位主義；在運用方式上，從基于能力向基于需求轉(zhuǎn)變，在互聯(lián)、互通、互操作的基礎(chǔ)上，能夠完成作戰(zhàn)資源的全域組織、作戰(zhàn)力量的快速重組，實現(xiàn)作戰(zhàn)效能的最大最優(yōu)；在管理模式上，由“各建分管”向“整合統(tǒng)管”轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)作戰(zhàn)資源的分布一體化和動態(tài)共享。

3.1 基于“作戰(zhàn)云”的指揮控制方式

“作戰(zhàn)云”依托分布式計算技術(shù)和負載均衡技術(shù)，可以實現(xiàn)作戰(zhàn)指揮控制的端口前移，使不同層級的“指揮決策云”在職權(quán)范圍內(nèi)具備獨立指揮控制和輔助決策的能力，即自組織能力。變“命令驅(qū)動”式控制為“目標(biāo)牽引、自主可控”的控制模式，變“集中指揮控制”為“集中指揮、分布式自主控制”，大大提高作戰(zhàn)指揮效率。

3.2 基于“作戰(zhàn)云”的作戰(zhàn)保障模式

戰(zhàn)場態(tài)勢感知與融合是“作戰(zhàn)云”的核心能力，信息化戰(zhàn)爭中，伴隨著戰(zhàn)爭進程的推移，作戰(zhàn)信息數(shù)據(jù)呈指數(shù)級涌現(xiàn)，借助云端對這些海量數(shù)據(jù)進行搜集、傳輸、處理，將顛覆ISR 保障模式。“池”化的情報、監(jiān)視、偵察信息在云端聚類，形成“保障云”，并與指揮控制、打擊力量共同組成能夠獨立完成戰(zhàn)場態(tài)勢融合——作戰(zhàn)行動控制的全要素“作戰(zhàn)云”。同時，各“保障云”通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進一步被“池”化、聚類，形成更廣域的，內(nèi)含更豐富、更高能級的“保障云”，并可為其他“云”開放共享，各能級的“云”按需索取作戰(zhàn)保障資源。

3.3 基于“作戰(zhàn)云”的作戰(zhàn)樣式

基于“云”的作戰(zhàn)突破了軍種界限、專業(yè)分工和平臺隔離，改變了傳統(tǒng)的集中指揮統(tǒng)一行動的作戰(zhàn)模式，通過“云”來“云”往的深度融合，實現(xiàn)“云”聚“云”散的跨域分布式作戰(zhàn)。將信息化條件下一體化聯(lián)合作戰(zhàn)樣式進一步引申為基于“作戰(zhàn)云”的全域一體化分布式作戰(zhàn)樣式即“云作戰(zhàn)”。

4 “云作戰(zhàn)”體系及流程設(shè)計

體系是相互聯(lián)系、相互關(guān)聯(lián)著而構(gòu)成一個整體的諸元素的集，“云作戰(zhàn)”體系是以通信網(wǎng)絡(luò)為依托，以“云”作為節(jié)點，基于大數(shù)據(jù)、云計算的快速動態(tài)響應(yīng)跨域高效協(xié)同的全維立體作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。其基本構(gòu)成要素包括：“指揮控制云”、“打擊云”、“保障云”和基于GIG 的通信網(wǎng)絡(luò)。

4.1 “云作戰(zhàn)”體系構(gòu)成

各類“云”分別對應(yīng)相應(yīng)的作戰(zhàn)要素，其相關(guān)功能作用與一體化聯(lián)合作戰(zhàn)體系組成要素相同，不作贅述。重點結(jié)合“云作戰(zhàn)”的內(nèi)涵特性，從多維度、全域的角度分析“云”之間的組織關(guān)系。

如圖2 所示，根據(jù)“云”的類型（指揮“云”、保障“云”、打擊“云”）、部署地域（以駐地為域）和能級（職權(quán)）共可形成8 種組合，分別是：

圖2 “云作戰(zhàn)”體系要素關(guān)系

1）同域橫向同類“云”。同種類型同一級別的“云”在指定區(qū)域（不跨域）的?！霸啤敝g的作戰(zhàn)資源在互聯(lián)、互通、互操作的基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)融合共享；

2）跨域橫向同類“云”。同種類型同一級別的“云”超出指定區(qū)域（跨域）的?？缬虻摹霸啤痹诰W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上是互聯(lián)、互通的，并根據(jù)相關(guān)規(guī)則，在取得相應(yīng)權(quán)限的前提下可實現(xiàn)共享、互操作；

3）同域橫向異類“云”。不同種類型同一級別的“云”在指定區(qū)域（不跨域）的。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上是互聯(lián)、互通的，它們之間存在指揮、支持、保障的關(guān)系，從作戰(zhàn)資源支配的角度出發(fā)，它們之間是按需所取的自組織協(xié)同關(guān)系；

4）跨域橫向異類“云”。不同種類型同一級別的“云”超出指定區(qū)域（跨域）的。各“云”在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上是互聯(lián)互通的，在運用上是按相關(guān)規(guī)則，在取得相應(yīng)權(quán)限的前提下可實現(xiàn)高效協(xié)同；

6）跨域縱向同類“云”。同種類型不同級別的云超出指定區(qū)域（跨域）的。各類“云”在同域內(nèi)上一級完成整合聚類，并與跨域高能級保持聯(lián)通，同時上級“云”保有對下級“云”開放的權(quán)限；

7）同域縱向異類“云”。不同類型不同級別的云在指定區(qū)域內(nèi)（不跨域）的。各“云”通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通聯(lián)，并可依據(jù)規(guī)則實現(xiàn)作戰(zhàn)資源的共享和協(xié)同；

8）跨域縱向異類“云”。不同類型不同級別的云超出指定區(qū)域（跨域）的。各“云”通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通聯(lián)，并可依據(jù)規(guī)則實現(xiàn)作戰(zhàn)資源的共享和跨域協(xié)同；

綜上所述，同類“云”在縱向上完成聚類并高度開放共享（向下），橫向上通聯(lián)融合；異類“云”橫向上聯(lián)合協(xié)同，縱向上互聯(lián)共享；各級、各域的“云”依職能和規(guī)則在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通聯(lián)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)作戰(zhàn)需求的自組織和跨域協(xié)同。

4.2 “云作戰(zhàn)”體系建模

4.2.1 “作戰(zhàn)云”

圖3 “作戰(zhàn)云”概念模型

“作戰(zhàn)云”由“保障云”（C-ISR）、“打擊云”（C-K）、“主動控制輔助決策云”（C-CACAD）組成，具備獨立作戰(zhàn)能力。既可以是基本作戰(zhàn)單元也可是跨域協(xié)同作戰(zhàn)集團，同時作為“云作戰(zhàn)”網(wǎng)絡(luò)體系的各大小節(jié)點。

4.2.2 “作戰(zhàn)云”類

圖4 “作戰(zhàn)云”類概念圖

“云類”是具備相同性質(zhì)的一類“云”的聚合，主要包括“打擊云”類（AC-K）、“保障云”類（AC-ISR）、“主動控制輔助決策云”類（AC-ACAD）。基于分布式部署的各“云”，從單個實體到系統(tǒng)乃至整個體系所有的作戰(zhàn)資源，都是在廣域的范圍內(nèi)不斷自下而上地動態(tài)充實融合，并形成更具規(guī)模的“作戰(zhàn)云”。在縱向上開放式聚類的同時，橫向上同步實現(xiàn)異類之間的高度協(xié)同。

2.微波爐的工作原理：微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成，可以阻擋微波從爐內(nèi)逃出，以免影響人們的身體健康。裝食物的容器則是用絕緣材料制成。微波爐的心臟是磁控管。這個叫磁控管的電子管是個微波發(fā)生器，它能產(chǎn)生每秒鐘振動頻率為24.5億次的微波。這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達5 cm深，并使食物中的水分子也隨之運動，劇烈的運動產(chǎn)生了大量的熱能，于是食物便被“煮”熟了。用普通爐灶煮食物時，熱量總是從食物外部逐漸進入食物內(nèi)部的。而用微波爐烹飪，熱量則是直接深入食物內(nèi)部，所以烹飪速度比其他爐灶快4至10倍，熱效率高達80%以上。目前，其他各種爐灶的熱效率都無法與它相比。

4.2.3 “云作戰(zhàn)”體系

“云作戰(zhàn)”體系的基本組成單位是基于作戰(zhàn)力量融合的具有相對獨立作戰(zhàn)能力的“作戰(zhàn)云”，理想狀態(tài)下體系概念圖應(yīng)如圖5 右側(cè)“云”所示，由“指揮云”、“保障云”、“打擊云”融合而成的跨域分布的“作戰(zhàn)云”聚類成全域“作戰(zhàn)云”，實現(xiàn)作戰(zhàn)資源的高度共享和互操作，并化立體能級指揮模式為水平作戰(zhàn)協(xié)同，即取消縱向能級關(guān)系，只存在橫向自主協(xié)同關(guān)系。

圖5 “云作戰(zhàn)”體系概念圖

限于指揮體制，不可能取消基于指揮職能權(quán)限的能級指揮模式。故將“作戰(zhàn)云”組成要素之一的“指揮云”調(diào)整為“主動輔助決策云”?！爸笓]云”是“主動輔助決策云”的聚類，如圖5 左側(cè)黑線框所示。同時，為體現(xiàn)人的重要性，融入了人在回路思想。

4.3 “云作戰(zhàn)”流程設(shè)計

基于“作戰(zhàn)云”理論的云作戰(zhàn)是通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、虛擬化技術(shù)、分布式計算技術(shù)及負載均衡技術(shù)，根據(jù)作戰(zhàn)需求將廣域分散部署的作戰(zhàn)資源迅速聚力，任務(wù)完成后恢復(fù)分散部署狀態(tài)，在“云”聚“云”散、“云”來“云”往中達成作戰(zhàn)意圖。

如下頁圖6 所示，根據(jù)作戰(zhàn)進程可以將“云作戰(zhàn)”過程劃分為“云”部署、“云”聚合、“云”對抗和“云”重組4 個階段，分別對應(yīng)傳統(tǒng)作戰(zhàn)的平時狀態(tài)、作戰(zhàn)準(zhǔn)備階段、作戰(zhàn)實施階段和作戰(zhàn)結(jié)束階段。

圖6 “云作戰(zhàn)”基本流程

“云”部署階段。各級根據(jù)使命任務(wù)區(qū)分分散部署于指定地域，通過通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等互聯(lián)互通，各類“云”強化自身能力建設(shè)，并在聯(lián)合作戰(zhàn)演練演習(xí)中不斷“池”化壯大“云”功能。

“云”聚合階段。受領(lǐng)相應(yīng)作戰(zhàn)任務(wù)后，各類、各級“云”在互聯(lián)、互通的基礎(chǔ)上取得相應(yīng)權(quán)限，獲取遂行作戰(zhàn)任務(wù)所需的作戰(zhàn)資源，完成戰(zhàn)前聚能。

“云”對抗階段。依令展開攻防對抗，對抗中各級、各類“云”高度同步密切協(xié)同，形成“云”對抗的非對稱優(yōu)勢。

“云”重組階段。作戰(zhàn)結(jié)束后，自下而上完成作戰(zhàn)數(shù)據(jù)“池”化、聚類，并自上而下完成各級、各類“云”的力量重組、能量恢復(fù)。

5 結(jié)論

“云作戰(zhàn)”樣式是一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的創(chuàng)新發(fā)展，是以大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬網(wǎng)絡(luò)、智能化和先進的武器系統(tǒng)為技術(shù)物質(zhì)基礎(chǔ)，以分布式作戰(zhàn)、跨域作戰(zhàn)、扁平化指揮等為理論依據(jù)。“云作戰(zhàn)”通過信息域、認知域、物理域和行動域有機融合，作戰(zhàn)資源的高度聚合共享，實現(xiàn)快速跨域作戰(zhàn)，降低了時空對作戰(zhàn)的制約程度，進而促進作戰(zhàn)效能提升。