借力AI、数字孪生技术 美海军推进信息战平台发展

来源：中国指挥与控制学会

简介

美国海军将陆续在舰队部署信息战平台，先期对象为“林肯”号航母和“巴丹”号两栖舰。人工智能（AI）、机器学习（ML）和 “数字孪生”等技术将推动信息战平台的实现。

图1 美海军两栖攻击舰“巴丹”号（LHD 5）

美国海军计划在2020财年结束之前向两艘军舰——“林肯”号航母和“巴丹”号两栖舰交付信息战平台（IWP，全称Information Warfare Platform）早期版本，再向“罗斯福”号打击群部署更为全面的系统。这项新功能部分是由人工智能（AI）、机器学习（ML）和所谓的“数字孪生”等技术实现，有望在增强赛博安全性的同时，更快、更经济地采办、测试、安装和部署技术。

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部署信息战平台

美国海军负责指挥、控制、通信、计算机、情报和太空系统的项目副执行官John Pope表示，“林肯”号和“巴丹”号将是海军首批接收信息战平台早期版本的军舰。它们将完全采用信息战平台的网络基础设施及设计。在这2艘舰上安装信息战平台将是舰队数字化的重要一步。从规划论证到实验室环境，工作都进行地很顺利。Pope称，已在一艘舰上做过一些有限测试。“林肯”号和“巴丹”号将随海军出海征战。

在这2艘舰上部署少量应用程序所获得的经验教训，将有助于整个舰队层面的全面能力集成。Pope 认为，“这是一个‘爬，走，跑’的过程。接下来就是“罗斯福”号打击群。从“林肯”号和“巴丹”号那里吸取经验教训，再到打击群中部署更多舰船，而且还会涉及更多种类的应用程序。”

信息战平台的好处还包括，允许海军更快速、更高效地交付软件更新，舰船无需等待入港，即使在海上也可以收到更新。如果舰队要求部署，海军则利用信息战平台传输途径，将升级程序推送给舰队，并检查“烟囱”或阻塞点在哪里，挑战在哪里。

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应用人工智能技术

这一先期部署预计有望尽早向战术边缘提供人工智能和机器学习能力，并通过舰载数据分析基础设施，增强作战能力。Pope指出，“海军提供了大量训练、人员、技术和维护问题方面的数据，所有这些都与部队备战有关。但是很多数据都没有发挥作用。”

但是现在，数据将被收集到一个名为“战备分析和可视化环境（RAVEN）”的系统中，机器学习算法可用于数据筛选，从中判定战备趋势。海军的工作将从“把所有这些战备数据源引入门户”开始。Pope 表示，“我们一直试图利用这些数据的力量。”

他指出，人工智能和机器学习也将用于赛博战。海军正在为此努力，尤其是海军赛博安全小组。威胁的发展速度比人类追踪它的速度更快，因此，如果当今遂行的是机器到机器级战争，那么人工智能和机器学习在赛博前线扮演什么角色？海军如何使用它？Pope称，海军正与一些国家实验室和工业界合作，检验他们的成果以及对舰队的影响。

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应用“数字孪生”技术

为了实现其技术目标，美国海军还打算更多地利用建模技术，包括所谓的“数字孪生”，“数字孪生”是网络、技术或能力的数字化表现形式。Pope的办公室与一体化作战系统项目执行办公室（PEO-IWS）合作开展这项工作。2019年10月，海军信息战系统司令部（NIWSC）宣布完成其首个“数字孪生”——一个系统之系统数字化模型，该模型表示了安装在“林肯”号上的信息战能力。

 “数字孪生”的开发标志着从传统的“设计-构建-测试”法转变到“建模-分析-构建”法，该方法允许交付前在虚拟环境中对系统进行测试和评估。这一转变有望提高系统可靠性和赛博安全性，同时降低作战人员的风险。

海军信息战系统司令部执行主任Pat Sullivan在一份书面声明中称，“数字化工程对于现代化系统设计、开发、交付、运作和维持方法至关重要。可以在系统的整个生命周期内使用数字模型，提高系统的赛博安全性、互操作性和韧性。这为海军在未来的冲突中作战并取胜打下了坚实的基础。”

Pope对上述声明也表示赞同，他表示，“要开发新程序，就必须先确保它不会对舰船带来任何问题。可以在“数字孪生”上运行新代码，确认它干净，没有问题。当通过DevSecOps传输通道将它推送到舰时，就不太可能造成破坏。早期合作、早期发现错误将会带来很多好处。及早解决问题比晚解决的成本要低得多。DevSecOps指“开发、安全和运行（development, security and operations）”，是一种用于快速开发安全软件的方法。

已完成的“数字林肯”包括5种系统：

通过“数字孪生”技术，可以为大量舰载系统创建一个逼真的数字化版本，该版本在某些情况下，能实现与舰队系统战备状态下相同的功能。用户可以在岸基、也可以在舰上用数字化技术完成。PEO-IWS已能够借助“数字孪生”，对其作战系统进行“孪生”操作，并从“数字孪生”实际控制和发射导弹。因此，该办公室有能力以更快的速度建模和尝试新的作战系统算法，并进行海试检验。

 “数字孪生”还可以让海军人员更快排除故障、修复网络并重新上线。Pope称，“由工作人员在实验室计算机上研究部队的网络问题，尝试远程帮助他们排除故障，这就是海军希望通过“数字孪生”实现的目标：更快地让舰船重新上线。”

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基础设施方面

美国海军的数字化目标始于技术基础设施。Pope强调了对现代化基础设施的需求，这些基础设施将允许快速注入新能力，无论是在舰上、潜艇还是作战中心。海军一直在追求的是，随着技术的进步，为舰队在未来五年的成功做好准备，因此计算基础设施、通信基础设施、赛博基础设施都要就位。那么，当新的威胁或新的机会出现时，就可以迅速将解决方案上舰。

新的技术基础设施将节省时间和精力。无需为安装一部设备增加一系列辅助工具。这就是海军所希望的敏捷性、可负担性、可集成性和可互操作性。

Pope指出，现代化的基础设施还能带来其他好处。如果基础设施建好，舰上原先需要40个架子才能放置的物资现在可能只需30个，从而释放出更多空间，为舰船提供更多能力。

戴钰超编译自互联网

李晓文审定

2020年2月1日

转自：防务快讯

投稿邮箱：liuyali@c2.org.cn

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