基于OODA環的馬賽克戰理念及關鍵技術分析

顧灝冰，田少華，周丹發，葛魯親

（上海機電工程研究所，上海 201109）

0 引言

現代戰爭形態開始以無人化、智能化為導向，以人工智能技術為支撐，牽引各國在領域融合、分布協同等方面開展新型作戰概念研究。2020年前后，“決策中心”思想逐漸嶄露頭角。馬賽克戰體系的裝備物質基礎包括現役多功能武器平臺以及未來無人化智能裝備，作戰理念融合了當下網絡化、分布式作戰的主流思想和對未來無人化、自主化戰爭環境的愿景，架設了從網絡中心戰向決策中心戰過渡的橋梁。作為一個攻防兼備的作戰體系，馬賽克戰體系的研究對空天防御領域的體系構建、技術開發和型號研制具有重要影響。

1 馬賽克戰與OODA循環理論關系

1.1 馬賽克戰提出背景

從二戰前后的機械化戰爭到世紀之交的信息化戰爭，再到時下興起的智能化戰爭，始終以OODA 循環理論為戰略思維導向［1］。機械化戰爭時代強調武器裝備的火力強度和機動能力，聚焦于殺傷鏈的任務執行（Act）能力，注重單個武器平臺的作戰能力。信息化戰爭時代依托衛星、雷達構筑覆蓋戰場的全維信息網絡，由火力覆蓋的粗放型作戰演變為精確制導彈藥的高效點毀傷，強調戰場傳感器的觀察（Observe）、調整（Orient）和信息交互能力。

智能化戰爭開始關注提升決策（Decide）者的能力，通過無人偵察系統延伸決策者的感知范圍，開發輔助決策系統來協助作戰指揮、規劃和評估?！皼Q策中心戰”的提出旨在擺脫傳統的以消耗敵人有生力量為目的的作戰思想，通過更快、更好的決策來快速閉合己方殺傷鏈、介入對手殺傷鏈來取得作戰勝利［2］。馬賽克戰概念正是決策中心思想下的產物，為作戰人員提供任意特定功能的選擇，并以任務所需的速度快速達到預期的作戰效果。

1.2 馬賽克戰核心理念

馬賽克戰的核心理念在于化整為零，并通過即時信息共享技術完成統一指揮、分散控制和去中心化執行。馬賽克對平臺的作戰功能進行分解處理，將單一的功能賦予最小的行動單元——馬賽克碎片［3］。由眾多馬賽克碎片組成的部隊具備兩點優勢：一是憑借規模數量優勢，以不可預見和出其不意的方式迷惑對手，增加對方指揮官的決策難度；二是拆分傳感器和武器，基于實用主義選取馬賽克碎片快速構建分布式、自適應的殺傷網，提高己方指揮官的決策速度［4］。馬賽克戰體系如圖1所示。

圖1 馬賽克戰體系Fig.1 Mosaic warfare system

馬賽克戰針對的是同等級的對手。在作戰層面，僅通過毀傷部分節點難以阻斷對手殺傷鏈閉合，因而轉向將復雜性強加于對手的決策過程，并保證己方的信息即時處理能力，先于對手閉合OODA 循環，印證了“時間即武器”的理念［5］。在體系層面，馬賽克兵力設計用于解決現有作戰架構過于注重和依賴高性能先進多功能平臺的問題，將“大而全”的高性能平臺轉變為“小而散”的高科技、低成本平臺，提升裝備研發采辦和部署速度。

2 馬賽克戰關鍵支撐技術

馬賽克戰從功能抽象化角度將現有的各類傳感器、指揮控制系統和武器系統分解為馬賽克碎片，通過全源、異質的信息系統將馬賽克碎片串聯聚合為高適應性、高自主性和高復雜性的分布式、智能化、多域聯合作戰體系。為了形成以快對慢、以多域對單域、以動態自主對機械僵化的優勢，馬賽克戰體系在以下層面展開技術研究。

2.1 網絡化信息共享技術

馬賽克戰的基礎是通過借助網絡化信息共享的作戰方式來提高部隊的作戰能力［6］，構建一個在容量、可用性和安全方面都能夠“隨需應變”的網絡，能直接作用于提升馬賽克部隊的自主性、靈活性和協同作戰能力。

馬賽克戰對網絡架構主要有三點要求。

一是網絡容量的要求，包括容量本身和機動性?！?00G”項目［7］交付的射頻系統能夠提供相當于光纖通信100 Gbit/s 的速度，預示了移動通信和高速網絡的發展潛力。

二是可接入性要求。將網絡控制分解為對網絡的控制和對數據流的控制，建立強健的、彈性的網絡控制，即使部分網絡受限導致不能隨時出現高容量的數據，整體網絡仍可保持為一體?！熬W絡通用持久性項目”即利用數據飛機和網絡控制飛機未必是同一架飛機的特點，分開數據與網絡控制來維護網絡可靠性。

三是安全性的要求，包括信息安全交換和防止入侵。“具有戰術優勢的安全彈性網絡環境下安全手持設備”項目旨在構建更靈活的本地化安全架構，無需通過安全數據中心即可在手持設備上實現多種安全級別的信息交換。“受保護的前沿通信”項目旨在電子戰條件下保護通信不被入侵和拒止［8］，保證小股部隊戰術行動的進行。

除了創建移動通信容量大、持久通用性強、安全性有保障的通信網絡，未來的馬賽克戰網絡將在任務感知領域進行拓展。網絡不止步于傳輸數據，而是傳輸帶有預測性見解的信息，從而在正確的時間，通過正確的網絡，向正確的地點提供正確的數據。以上能力需要相當的人工智能水平、機器學習時長和人機互信關系作支撐，“喚醒”任務感知網絡是未來必然的發展趨勢。

2.2 通信的指揮控制技術

馬賽克戰中對通信的指揮控制目前需要解決兩方面的問題。一是美軍各軍種間作戰網絡的互通性和互操作性仍存在不足，比如同樣由洛·馬公司設計生產的F-22 和F-35 隱身戰機，相互間數據鏈卻無法兼容。二是美軍面臨著對手攻擊網絡系統關鍵節點并破壞信息共享能力的威脅。馬賽克體系通過“縫針”（STITCHES）［9］等軟件解決系統間的互操作、設備間的不理解和無法互相傳輸數據的問題，通過多點連接網絡共享信息和共享殺傷鏈，在平臺、信息和網絡消耗戰中生存。

造成武器平臺、作戰網絡間聯合作戰壁壘的重要原因是核心系統的語言，或者說標準上的差異。系統間交互需要重新學習新語言，導致效率逐漸降低。全球標準固然可以快速連接各類平臺，但當添加新功能時，全球標準的更新要求所有平臺相應地進行升級和適應，反而需要花費更多的時間。美國正在開發的“縫針”軟件是一個會寫軟件的軟件，專門用于系統間自動生成極低延遲和高吞吐量的中間件，集成跨任何作戰域的異構系統。“縫針”軟件無需升級和破壞現有系統的軟硬件，也不強制使用通用接口標準，直接為馬賽克部隊提供自由組合的便捷性?！昂＼娨惑w化防空-火控系統”即通過現有數據鏈連接預警機雷達系統、中心融合器和艦載遠程防空導彈，完成目標的超視距攔截。

馬賽克戰通信網絡的擴展借助多模式的通信和連接，并不是只依靠射頻數據鏈來傳遞信息。在戰場上無論需要使用哪種通信網絡，都能自動找到正確的通信連接方式，在傳感器和發送者之間建立虛擬連接。信息傳遞路徑的冗余性和異構性，保證無論對手攻擊哪個節點或網絡，信息都能通過其他節點繼續共享，通過其他網絡繼續復制。“對抗環境中的通信”項目旨在開發和部署抗干擾、難探測的自適應通信系統，在面臨頻譜戰威脅時，保障網絡功能不被破壞?！叭蝿諆灮瘎討B自適應網絡”項目旨在對抗環境下建立不同機載平臺間的自適應、任務響應型網絡。

2.3 智能化混合型決策技術

馬賽克戰中對目標采取行動時會同時有多條殺傷路徑，這就是馬賽克體系能夠承受平臺和信息損耗的原因。馬賽克戰利用信息的力量將復雜性強加給對手的決策過程，同時也使自身不可避免地受到復雜性的影響。盡管有多條殺傷路徑可供使用，但只有生存力優先的會被選擇。僅靠人類自身無法快速處理海量信息以做出有效決策，需要機器在數據收集和快速處理的基礎上為作戰人員提供決策輔助，將指揮官的意圖貫徹到作戰中。人機交互、協作模式如圖2所示。

圖2 人機高效協作Fig.2 Man-machine efficient cooperation

在決策過程之前，從信息源到信息收集，再到信息融合、信息分析，一系列過程都是在極短的時間內由機器完成，但實現“時間即武器”理念時，作戰人員的閱讀、思考和決策過程才真正決定了時間尺度。通過全維立體態勢感知，決策輔助工具一方面將感知信息快速消化處理并提供給作戰人員，按照預設的作戰規則與作戰人員共同思考決策；另一方面，決策輔助工具實時對比全縱深戰場環境要素與作戰計劃的差異，在納秒到微秒級時間內預測潛在的威脅并告警。雙線工作確保了智能系統在支持戰略行動決策的同時，也能為作戰人員提供應對突發情況的方案舉措。混合型決策融合了機器決策的全面性和人員決策的靈活性，以人機的高效協作保證決策的及時精準。

最后，通過安排作戰人員與智能代理混合訓練，人機之間互相觀察對方與場景的互動過程，使作戰人員理解機器執行的操作，逐漸建立起作戰人員與機器的互信關系。

3 馬賽克戰應對策略及發展啟示

3.1 馬賽克戰的優勢與挑戰

馬賽克戰概念的提出根本上是為了應對“反介入/區域拒止”能力［10］。在傳統對抗模式下，關鍵信息節點和高價值平臺被作為體系破擊目標，信息流易被降級，導致偵察監視、指揮控制、火力打擊等系統的毀癱和進攻體系的削弱。與反恐戰爭中集中控制、集中執行的作戰模式相比，馬賽克戰主要具備以下優勢。

1）作戰企圖更為隱蔽。自主系統的成熟使得分布式無人平臺能夠大規模部署，遍布廣闊空間且高速機動的平臺能夠隱藏己方的真實作戰意圖，掩蓋部署重點和攻防方向。

2）力量組合更加靈活。通過開發出連接異構系統的工具和程序，從多種作戰域中選擇傳感器和武器平臺協同工作，組建自適應殺傷網，具備多樣化作戰環境下靈活調整的能力。

3）網絡體系更具韌性。馬賽克戰體系通過多條C4KISR（指揮、控制、通信、計算機、殺傷、情報、監視、偵察）殺傷鏈和大量冗余節點的彈性組合，構建一套或多套殺傷網，提高網絡化作戰的抗脆性和恢復能力。

4）行動展開更加迅速。分布式作戰管理保證了戰場資源可根據態勢及時調配，前線指揮官和作戰人員可隨時獲得信息推送和火力支援，在對抗環境下得到人工智能的協助，自主規劃作戰行動。

5）裝備成本更加低廉。“小而廉價”的無人化平臺能夠深入交戰區完成偵察、定位、打擊等關鍵作戰任務，避免了高價值資產的損失。同時，在開放式裝備體系架構下武器平臺的研發和升級周期更短。

但同時，馬賽克戰由于起步時間較晚，也將面臨一定的挑戰。

1）作戰體系架構發生顛覆性變化。目前主流裝備仍以集成多種功能的高端武器為主，馬賽克戰體系要想另行構建一套由模塊化武器、智能系統平臺組成的作戰體系，需要花費較高的時間成本和經濟成本。

2）信息網絡承受嚴峻挑戰。馬賽克戰體系密集型的作戰模式決定了單元間通信距離不宜過遠，集群隱蔽性較差，導致極易被網絡攻擊和電磁攻擊一網打盡。

3）跨域指揮控制難度提高。無論是異構分布式無人機的跨域協同，還是指揮控制網絡的動態重構需求，或者是有人-無人機的一體化作戰能力，都需要無人智能系統實現高效靈活的戰場資源調用，當下的人工智能在處理容量和速度上難以滿足馬賽克戰的需求。

4）后勤保障需求激增。雖然商業化模式使得單顆衛星的成本較低，但系統的整體維護成本高昂。對于可回收的無人系統，發射和回收、空中加油、電池模塊管理、傳感器校準、非核心設備快速更換等保障服務極為繁瑣。

3.2 馬賽克戰的應對策略

馬賽克戰依然遵循OODA 循環的理論，以削弱對手對己方兵力部署和作戰意圖的理解能力，影響對手的決策生成速度與準確性。同樣，防御方可以以OODA 循環的完成效率為切入點，從以下3 個方面與馬賽克戰進攻體系展開博弈。

1）在電磁頻譜域展開攻防對抗。馬賽克戰體系串聯各作戰平臺的基礎在于其信息網絡力量，破擊馬賽克戰體系的關鍵在于制電磁權。馬賽克碎片在集群作戰時數據交互量大，電磁信號密集［11］。區域覆蓋的電磁壓制能力能夠切斷馬賽克部隊的通信數據鏈，隔絕控制站發送的上行無線電控制指令，直接阻斷敵方殺傷鏈中的觀察環節。典型電子對抗裝備見圖3。

圖3 針對馬賽克蜂群的電子對抗Fig.3 Electronic countermeasure against mosaic colonies

2）在人工智能算法領域進行邏輯博弈。人工智能的能力受到算法與數據的雙重制約。防御方一方面可以在作戰中采取欺騙、釋放迷惑性數據等方式，誘導智能算法陷入邏輯陷阱或誤區；另一方面，可以針對性地建立反智能算法的算法，通過觀察和反推演馬賽克戰智能武器的行為，生成有效反擊其算法的智能算法，降低對方決策環節的效率。

3）采用“以群制群”的作戰思想進行對抗。抵御密集型攻擊的方法之一是同樣運用反集群的集群無人系統［12］，采用自毀方式對對方精密的無人裝備進行范圍毀傷，在火力強度、打擊精度上要求較低。相對于有人操作系統，無人化反集群系統可實現全天候、自主化、低成本的攔截，在作戰環節影響敵方集群的效能發揮。

4 結束語

馬賽克戰概念重點針對大國競爭中的“反介入/區域拒止”能力，以決策中心思想為核心，以小型化、低成本平臺為中堅力量，構建彈性分布、動態響應的殺傷網絡，實現OODA 作戰循環的快速閉環，形成具有高適應性、高自主性和高復雜性的分布式多域聯合馬賽克戰體系。針對馬賽克進攻體系，本文研究了支撐其智能化作戰的多項關鍵技術，并同樣基于OODA循環理論，提出電磁攻防、智能博弈和以群制群的應對策略，與馬賽克戰體系展開博弈對抗。