美军战场边缘云发展现状及特点

作为世界第一军事强国，美军始终走在引领军事理论、装备和技术的前列。在信息作战领域，美军先后发布了“网络中心服务策略”、“美军联合信息环境”等顶层文件，并形成了以云计算为核心技术体制的联合信息服务企业级应用能力。近年来，美军大力推动“战术云”建设，提升对战术边缘的信息保障能力，以应对快速发展变化的军事战术环境。

为适应现代化战争对信息海量需求的特点，美军开展了陆军战术薄云/微云、海军战术云、空军作战云等项目实践，重点解决服务化、云计算等技术的战术前沿适配问题，探索并奠定了战术应用的核心技术体制，满足作战部队获取实时信息服务的需求。

2015年，美军提出了“战场边缘云”概念，将每个作战单元或武器平台作为一个节点，向“云”提供信息，并从“云”获取信息，指挥员则通过预测性的大规模数据分析系统进行决策，实现跨域一体化指挥。DARPA安排了内容移动边缘网络和分布式通用地面情报系统项目，目前，两个项目的成果均已在美军部队得到广泛应用。

1.内容移动边缘网络项目，即通过在军用智能手机安装“战场边缘云”软件，配合军用无线电，组成“边缘云”。该项成果不仅可应用于一线作战力量，也适用于各种传统通讯基础设施损坏或中断的救灾场景。内容移动边缘网络项目可将一线作战力量手中的军用智能手机变成一个对等边缘服务器，伴随一线边缘力量地理位置的分散和聚集而自动缩放，实现信息在弹性“边缘云”的各个终端的同步和更新，具有较强的抗毁顽存能力。

2.分布式通用地面情报系统(DCGS-A)。DCGS-A是一个分布式、模块化、易于重构的基于云计算技术的情报系统。其核心功能是从各类自动化和人工信息源、空间平台、空中和地面侦察力量、侦察、监视、情报及各类数据库中获取信息，通过多级安全网为战术和战役指挥提供先进的侦察、监视、情报服务，将来自不同情报力量的多种侦察监视传感器、情报分析处理装备和情报分发纳入到同一个网络化系统之中，使指挥员能够无障碍地获取不同来源的情报产品。

美国陆军寻求在战术环境中利用云计算能力，希望借助可部署的云基础设施，支持分布式任务指挥能力。在美国陆军发布的《陆军云计算战略1.0》中，提出向在无连接、时断时续、低带宽环境下行动的边缘用户提供云服务交付能力。

针对战术作战环境，美国陆军目前已实现了两种战术云服务模式。

1.有中心的模式——“战术薄云”。“战术薄云”指的是可部署在前方车辆或其他平台上的、可发现的小型云数据中心。“战术薄云”可创建一个覆盖半径达20～30km的战术网络，移动终端通过战术网连接到部署在机动车辆、直升机或无人机上的移动战术处理节点。战术用户智能手机、平板电脑等资源有限的移动终端可访问战术处理节点中的业务应用服务或将任务处理需求提交给战术处理节点，由其提供处理结果。当移动终端离开本地战术处理节点覆盖范围后，就要将任务迁移到其他的战术处理节点里继续运行。

2.无中心模式——“微云”。针对一线作战人员可携带的移动设备受限，且总处在无连接、时断时续、低带宽的恶劣通信环境中，利用多个移动设备有限的计算和存储资源，通过自适应组网实现虚拟移动云计算能力，从而使移动设备能够共享计算和存储资源。移动终端既是云服务的提供者，又是云服务的使用者。

每个终端可通过蜂窝通信、Wi-Fi、短波通信等手段与其他终端互通，使作战人员无需访问中央服务器就能实现态势共享、指令互通等，该模式具有自组织、无中心及多跳的特点。

美国海军于2014年针对远征作战、反潜战、一体化防空反导3种作战样式，发布海军“战术云”项目，旨在提升处于敌方杀伤链内的战术节点的作战效能。其认为“战术云”是一个能够发布数据应用的平台，确保实时的战场感知，支持实时的任务规划及执行，并且能够运行在射频通信网络环境中。核心是利用大数据、移动云计算等技术，将先前只能在岸基或国家层使用的工具或能力提供给前方部署的战术作战单位，在战术前沿形成分布式的“战术云”，前沿节点由轻量化的客户端构成，具备带宽感知、高机动性、数据管理等能力。

目前美国海军“战术云”已初步实现了预期目标，并在美国海军的多次演习中针对远征作战、反潜战、一体化防空反导等多种作战样式进行了验证。美国海军“战术云”计算技术框架具体如下:包括核心节点和边缘(前沿)节点，核心节点配置在航母、大型巡洋舰、驱逐舰或预警机上，构建云基础设施和云服务，进行传感器融合、数据挖掘、图像处理和情报收集等。编队内其他舰艇、潜艇为边缘节点，利用武控计算机进行火控级数据计算。核心节点和边缘节点以及边缘节点间，通过卫星、短波、超短波等手段进行通信，实现数据和态势共享。海军“战术云”的部署结构，通过融合卫星、飞机、舰艇、潜艇以及发射平台获取的目标信息，形成统一作战态势，并进行实时分析和推送。

2013年，美国空军提出“战斗云”概念，核心理念是海、空、天、网络层的跨域协同，强调多域虚拟存在、高度融合和自然聚散，力求将网络中心战的作战思想演进为全新“战斗云”信息融合理念，让各武器平台之间具有更广泛的“对话”能力。2014年，美空军又将“战斗云”概念定义为情报、侦察、监视、打击、机动、保障等作战要素的综合体。2015年，美军将“战斗云”的协同作战能力作为第3次抵消战略的基础，对美国空军作战理念、作战样式和装备体系建设产生深远变革影响。美国空军所提出的“战斗云”已经具备通过指挥与控制和情报、监视与侦察网络快速交换各个领域传感器和射手数据的能力，从而能够实现海上战舰、作战飞机和空间卫星的实时数据共享。

美国空军认为，要实现“作战云概念，关键是信息互通。目前美国空军已依托其“多域自适应处理系统计划”，完成了部分F-15和F-16系列战斗机中继吊舱的加装，满足“五代到四代”的通信需求，从而能够有效地发挥“猛禽”的强大态势感知能力，帮助作战体系构建更加全面的作战空间图像。

2)战场态势按需分发能力。信息优势是现代化战争取得胜利的关键，美军依托“战术云”等将云计算的优势推到战术边缘，支持一线部队、作战平台在遂行作战任务过程中，实时获取符合自身任务、状态、所处环境的敌情、我情、民情、舆情、地形、气象、水文等支持任务完成的足够情报信息，从而在作战中获取信息优势。

3)协同作战互联互通能力。美军通过“战术云”等能够实现情报侦察、指挥与控制、武器系统等之间信息互联互通，实现陆上武器装备、海上军舰、空中作战飞机和空间军事卫星之间的实时数据共享;利用先进的信息技术整合不同领域、不同作战系统之间互为补充的各种作战力量和能力，虚拟组织成一个能够在动态作战区域内流动执行分解的分布式行动的联合“武器系统”，支撑各军兵种之间战术信息高效的互联互通。

4)作战应用快速推送能力。美军通过“通用操作环境”可实现高机动性、高强度对抗战术环境下，轻量级应用集成框架和云服务能力快速推送，为任务指挥系统提供通用的软硬件协作基础，支持不同系统之间的信息共享和互操作，实现战术任务指挥系统快速部署、集成和重组。

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