【深度】美空军先进作战管理系统建设研究与思考--体系架构与产品线布局/上篇

体系架构与产品线布局

美空军先进作战管理系统建设研究与思考

ABMS是一个由多个硬件和软件组成的具有开放式体系架构的生态系统，而不是一个单一的作战系统。根据ABMS项目集成单位美国空军快速能力办公室（DAFRCO）采办要求，空军聚焦于两条并行的路线来建设ABMS：（1）持久的数字化基础设施；（2）致力于缩短杀伤链和快速作战能力的能力释放（Capability Releases, CRs）。

一、体系架构

美空军聚焦于基础设施和能力释放两条路线，将ABMS拆分成6个模块，具体架构如图1中所示。

         

图 1  ABMS的体系架构

在上述6个模块中，安全处理、连接及数据管理这三个模块为ABMS的核心数字化架构，其主要目的是为了保证联合部队的互联互通性，以便于在战术、战役和战略层面形成决策优势。

01

安全处理模块：该模块包括支持全方位的军事行动的全球多级安全和边缘的软件和硬件，一方面能够用于数据存储，另一方面能够确保秘密和非密数据分开以供所有作战域的不同层级的作战人员访问并确保数据的安全性。这一模块是美国空军快速能力集成办公室在ABMS建设初期采购的物理基础设施，该模块的开发聚焦于混合商业和战术边缘的多级安全、多云环境，致力于实现安全计算和存储的能力建设，旨在把“企业级信息技术与服务”扩展到所有安全级别。当与主网络或其他作战域连接断开时，能够保证战术边缘安全处理的环境，同时能够提供远程及移动中操作的工具。这些安全处理解决方案旨在提供强大的数据管理功能、零信任多级安全应用、人工智能算法及机器学习的相关能力。开发多级安全（MLS）技术集是安全处理类别的关键。

02

连接模块：该模块包括开放式软件定义无线电和网络、政府的波形库、宽带多功能射频系统，以及开放通信标准（OCS）、5G网络、多轨道卫星通信的连接及武器平台之间的机对机连接。ABMS利用视距和超视距通信网络技术，利用可以将平台转换为数据节点、减少延迟、提供改进的抗干扰技术以及其他提高通信设备速度和带宽的技术，实现各种传感器数据的及时处理并分发给战术边缘用户和战略级用户，支持弹性的、强有力的通信及全球数据的空间传输。

03

数据管理模块：该模块采用基于云的数据库、数据反馈、数据包装以及软件定义的数据管理技术，提升联合部队之间的数据发现和数据共享的能力。ABMS通过各类传感器收集数据并将将数据存储在分布于各个域上基于云的数据库中，通过订阅发布的方式为美国国防部的各类用户提供服务。在数据管理模块，空军着重开发各类结构化和非结构化的数据的收集、分类和加工的功能。除此之外，美国空军在该模块还部署数据处理的功能，采用零信任多级安全应用、人工智能和机器学习等技术手段进行数据处理，推动数据能够快速地安全地在多层安全级别之间流动，以支持快速的决策制定。

应用程序、传感器集成和效果集成三个模块是基于上述数字化的基础设施可实现的能力发布。

04

传感器集成模块：该模块包含来自军事和商业网络的传感器，如卫星和飞机上部署的传感器、地面雷达等。ABMS旨在采用开放架构和传感器系统硬件和软件，基于政府通用的标准提供开放和可重复使用的能力，使用开放的接口以确保应用于当前及未来的军事系统的数字基础设施的兼容性和可操作性。

05

应用程序模块：基于云的应用程序主要用于处理和融合来自不同作战域的多个传感器数据，并将数据转换为通用的作战图（COP），提供用户界面/用户体验(UVUX)，为作战人员提供强大和动态的作战管理，并实现相应的指挥和控制功能。通过这一模块建设，ABMS可为多域作战、地理分散的指挥控制人员设计、研发、演示开放接口应用及开放接口软件开发工具包，包括人对机器和机器对机器的跨域、多源的数据摄取与处理。

06

效果集成模块：通过开发政府所有的标准，ABMS可以整合现有和未来军事系统中空军和联合部队的能力到数字基础设施中。该模块涉及复杂环境下的网络化武器设计、开发、演示和集成，旨在通过开发开放式智能弹药和耐消耗飞行器来提高电子战系统性能，并实时更新任务文件。

二、产品线布局

ABMS共布局了28条产品线，具体情况表1中所示。其中，每条产品线以“ONE”作为后缀，其具体的意义是表明ABMS是开放的、网络化且可扩展的（Open, Networked, Extendible）。

表 2  ABMS开发的28条产品线

模块	产品线	内容
安全处理	cloudONE （云）	支持整个ABMS体系架构的多级安全分类的云系统，用于数据传输与应用接入
	crossDomainONE （数据移动方案）	允许跨分类级别的数据传输，提供在不同密级的网络间无缝安全地传输数据的解决方案
	plateformONE （软件开发平台）	基于云的互操作软件的开发环境
	AssitONE （部署与配置⼯具）	用于快速部署和配置安全处理设备及用户设备的工具
	edgeONE （边缘云）	在数据链路与cloudOne断开连接的情况下的本地云备份，边缘战术云用于本地数据处理和应用，为边缘战术作战人员提供服务
	boxONE （边缘工作站）	可无缝访问cloudONE或edgeONE的工作站
	（边缘设备）	可无缝访问cloudONE或edgeONE的笔记本
	phoneONE （智能手机）	可无缝访问cloudONE或edgeONE的智能手机及其他终端设备
连接	gatewayONE （网关）	确保跨多个平台和域的双向数据路径的通信网关，新型模块化、开放式架构的网关
	radioONE （无线电台）	用于接收微型通信数据的新射频天线以及开放式软件定义的无线电台
	meshONE （Mesh网）	开放式软件定义的mesh网
	apertureONE （多功能天线）	通信和雷达的通用口径，用于接收卫星通信数据的新型天线，支持通信、雷达、电子战等多种功能
	commercialONE （网关安全能力）	提供通信网关安全加密能力
	Link16e （增强型link16）	网络传输，具有韧性的增强型link16
	nationalONE（边缘情报连通能力）	连接情报系统与战术边缘远程用户，提供数据和情报
数据管理	feedONE （多源数据输入）	来自所有来源（政府或非政府的信息源）的数据传输
	wrapONE （元数据包装器）	部署于cloudONE的自动人工智能元数据包装器，用于分析、算法和数据融合
	dataONE （数据）	建立在统一数据库（UDL）基础上的数据库，基于云的可发现数据库和数据管理器
传感器	OpenRadarONE（开放雷达系统）	采用开放结构的雷达系统及测试床
	OpenMtiONE（移动目标指示模式）	用于OpenRaderONE雷达的空中/地面移动目标指示（AMTI/GMTI）
	OpenInlONE（多域传感器架构）	适用于多域传感器（如提供地理空间情报（GEOINT）、测量与特征情报（MASINT）等的传感器）的通用开放式架构
应用程序	AI/smartONE（人工智能探测与预测）	位于omniaONE之上，使用人工智能向用户提示潜在有用的信息
	fuseONE （情报融合环境）	基于cloudONE的多域情报与信息的融合环境
	omniaONE （多域共用作战图）	采用多重传输融合并通过fuseONE系统形成的全域战场的通用操作图以及基于云的多域共同作战图（COP），能显示陆、海、空、天、网络等各个作战域的资产
	commandONE（多域作战管理指挥与控制）	使用Line16e网络的战斗管理指挥和控制系统
效果集成	MissionDataONE（任务数据）	基于云对任务数据文件进行实时更新，用于合成打击
	SmartMunONE （智能武器）	网络化的智能武器，能够动态的重新分配第三方传感器的任务
	AttritableONE                   （可消耗武器）	多功能、可消耗武器

ABMS作为美军面向未来战争的作战管理系统，主要通过核心基础架构、指挥控制和通信三类关键产品实现其功能。

1、ABMS的核心基础为cloudONE，plateformONE和dataONE

cloudONE是美国空军的“多域作战专用互联网”，是实现ABMS全域态势感知和数据共享能力的关键基础。该产品主要由亚马逊和微软两家公司负责开发。美国空军计划将cloudONE接入美国国防部的联合企业技术设施（JEDI），后者为国防部设计为所有用户提供服务的“通用云”。

plateformONE是ABMS系统中基于云的互操作软件开发环境，其本质上是一种基于云的平台，能够为作战人员提供快速、简单的接入云端的方式。美国国防部已指定plateformONE作为一项企业服务，利用微软和亚马逊现有的云产品为国防部用户提供开放式架构DevSecOps环境。

dataONE是ABMS中一个高度灵活的、可扩展的通用数据平台。dataONE的前身是美国空军研究实验室、空间与导弹系统中心及空军太空司令部共同建立的基于云的“统一数据库（Unified Data Library）”，该数据库收集了美国的军事卫星的跟踪数据，并按不同安全等级管理太空态势感知数据的访问、集成和分发，它提供了一个单一的门户，允许不同安全级别的用户访问相应级别的、经过融合的数据。美国空军和太空部队已经将网络传感器数据添加到dataONE数据库中，创建了全面的战场图像，以支持全域作战。

2、ABMS主要的指挥控制产品为commandONE和ominaONE

commandONE是ABMS中基于云的多域作战管理和机器对机器指挥控制应用组件，它能够根据指挥官的意图提供适用的打击路径、武器选择和传感器布置等方案，能够实现跨域目标配对，开展分布式作战，同时根据环境的变化实时地调整作战方案，为指挥人员提供决策支持。

ominaONE可以通过情报融合环境（fuseONE）生成基于云的通用作战图全景（COP），显示各个作战域的作战资源。ominaONE是实现联合全域指挥与控制的关键应用。

3、ABMS主要的通信产品为gatewayONE和meshONE

gatewayONE是开放式架构的网关，旨在实现跨平台的通信和转换。gatewayONE是由洛克希德·马丁公司牵头，联合格鲁曼和霍尼韦尔公司共同研制的可编程无线电台和天线系统。gatewayONE解决了F-35和F-22战斗机之间数据链不兼容、无法通信的问题。

meshONE是移动式的自组织网络，能够提供作战单元（包括地面固定设备、移动设备、无人机、其他无人设备、海上平台和作战人员）之间的相互连接，属于高带宽战术边缘网络，由Silvus技术公司开发。美国空军将与其他军种共同建设meshONE。

一 END 一