报告介绍
本文摘自《评估联合全域指挥控制（JADC2）需求及现实、虚拟和构造仿真能力在JADC2训练中的应用》| 远望译品
问题与动机
随着战争形态的发展变化，新作战概念会根据新需求出现，训练也必须适应以支持这些概念并确保准备就绪。考虑到概念发展的速度和事后调整培训所需的时间，谨慎的做法是在概念成熟时而不是在概念完全实施后评估训练能力和实践。训练能力的开发和使用必须源于适当的训练目标和需求，并对其作出回应。
在很大程度上，作为对近对等对手的回应，战争涉及到处理的数据量的指数级增长以及决策速度的提高。因此，联合全领域指挥与控制（JADC2）正在成为一种卓越的作战概念，能够在所有组织层级实现快速处理和知情决策。空军参谋长在国会预算中主张加强指挥控制系统。JADC2在美国空军（USAF）条令中的定义如下：
快速将决策转化为行动的决策艺术和科学，利用所有域的能力并与任务伙伴合作，在竞争和冲突中实现作战和信息优势。
它旨在提高态势认知能力，提高跨域和跨军种指挥部队的能力，并促进快速决策。这一概念的核心是实时理解作战空间，以实现任务目标，最大限度地减少敌人威胁带来的危险，并集成武器系统以产生增强的效果。理想情况下，分布式传感器、射手和来自所有域的数据都连接到联合部队，从而能够协同行使权力，以整合规划并同步时间、空间和目标的融合。
然而，所有军种和联合参谋部都在开发JADC2，因此执行计划尚未成熟。因此，使能力与目标保持一致需要仔细分析。JADC2是一个复杂的网络化概念，支持这一概念并最大限度地提高准备能力的训练将不是微不足道的；它需要优先考虑支持能力。
为了满足日益增长的联合训练需求，空军作战训练基础设施[OTI]2035飞行计划的一项主要工作是加强联合互操作性，以最大限度地提高进行频繁、相关和现实的联合训练的能力。OTI的使用在确保有效训练和实现作战优势方面发挥着至关重要的作用。作为这一基础设施的关键组成部分，现实、虚拟和构造（LVC）训练能力可以促进必要的训练。LVC可以帮助支持JADC2所需的复杂训练。LVC环境和仪器的使用是联合作战训练基础设施战略的七个重点之一。因此，评估具体的训练需求和过程，研究LVC可以在多大程度上改进与JADC2需求相关的训练，如果有的话，可以帮助美国空军积极支持这一新的作战概念，并为不断变化的战争特征做好准备。
本项目调查LVC能力如何帮助美国空军支持JADC2倡议。该项目支持《国防战略》实现其重建军事战备的目标，特别是通过解决未来战备需求领导者的发展问题。在美空军内部，目前JADC2的工作重点是空中作战中心（AOC）目前提供的能力，主要考虑空中、网络和太空领域。因此，为了促进LVC相关训练的前瞻性投资战略，本项目探讨了美空军如何为AOC训练受众执行JADC2概念，重点是第3级（服务部分）和第4级（单位和个人）训练。值得注意的是，作为作战任务的一部分，AOC工作人员与AOC环境之外的系统和作战人员进行交互，这些外部因素可能需要在LVC训练环境中进行模拟。尽管我们从头到尾都在探索AOC人员的培训过程，但该项目的明确重点是持续训练（CT）。
本报告面向多个受众：空军的作战试验和训练基础设施（OTTI）社区，特别是那些对建模和仿真领域感兴趣的社区；与LVC和JADC2合作的空军社区；以及在某种程度上，更广泛的美国国防部（DoD）培训社区。如上所述，关于LVC和JADC2的分析对整个联合社区都有影响。此外，在研究过程中，我们确定促进有效采用JADC2的一个关键因素是尽早、频繁地纳入最终用户。鉴于JADC2概念的广度，相关最终用户群体的范围比目前或以前在AOC的人员更广。因此，我们希望确保不熟悉AOC操作或建模&模拟的受众通常也能访问此文档。此外，即使在目标美国空军LVC社区内，OTTI、LVC及其组成部分的含义和范围以及AOC操作的细微差别也可能存在差异。因此，以下背景材料为讨论分析提供了基础。
背景
作战发展的一个关键部分取决于由试验和训练基础设施构成的作战能力，LVC是其中的一部分。因此，正如在战争趋势的背景下考虑JADC2的发展很重要一样，也有必要了解训练背景，包括OTI和OTTI。广义上讲，OTI和OTTI指的是承载、启用和支持一系列作战试验和训练目标的技术基础设施，这些目标是现实的、集成的、跨域的，并明确支持空中、太空和网络训练要素。随着JADC2概念的发展，OTI和OTTI发挥着支持作用，LVC系列的OTI和OTTI训练模式也是如此。在这里，我们简要概述了相关概念。
定义 LVC、OTI和OTTI
作战训练和作战训练基础设施的定义如下：
l作战训练是以任务为导向的训练，以支持作战人员的战备状态，与基础训练不同的是，其重点是在作战环境中使用武器系统，而不是使用基础设备或提高基础技能。
l作战训练基础设施专注于作战人员战备训练和支持系统的技术基础设施，包括训练系统、实弹靶场、模拟器、环境生成器、威胁发射器、入侵者、网络、训练中心和多域C2训练系统。
OTI包括与训练相关的技术基础设施资产和支持系统，如用于支持部队训练的设施、网络、数据系统、模拟器、集成软件和性能测量系统。尽管OTI确实包括仿真和模拟器——与LVC训练相关的训练的综合方面——但它并不局限于LVC。
OTTI的概念扩展了OTI，并集成了测试和训练资产的技术基础设施，以实现现实和相关的环境，同时支持武器系统的试验和作战人员的战备训练。使用美国空军对测试和训练环境相关术语的使用，我们对OTTI的定义如下：
l作战试验和训练基础设施——技术基础设施，将测试和训练资产相结合，以实现支持武器系统作战测试和作战人员战备训练的现实和相关环境。
OTTI代表着一种观点的转变，即武器系统、试验基础设施和训练基础设施都可以独立开发。目前的采办、试验和训练方法不一定能促进更好的训练和测试，而认为训练和测试在采办生命周期中相对较晚，这可能会给任务和部队准备带来风险。因此，OTTI概念旨在“打破”“首先是武器系统，其次是试验和训练基础设施”的范式。
作战试验和训练系统可能依赖于相同的基本基础设施来实现武器系统试验目标并实现作战训练。因此，OTTI将把关键的情报、试验和训练社区聚集在一起，促进试验和训练的整体和相关环境。此外，试验和训练基础设施资产将在未来武器系统的设计阶段基本上结合在一起。
同时，有机会提高未来武器系统试验和训练基础设施的总成本和可用性。也就是说，随着对试验（Test）和实验（Experimentation）的日益重视，OTTI可以促进技术在现实世界中的实施，并有助于在采购过程的早期突出潜在问题。将试验和训练基础设施能力与未来武器系统的开发放在同等地位，将使部队能够为推动JADC2概念的未来威胁做好准备。作战人员训练将在相关时间尺度上跟上新兴能力的步伐，并达到未来作战所需的作战效能水平。
LVC的不同组成部分以及整体概念提供了OTI和OTTI的关键方面。使用各种文档的集合，我们对LVC元素使用以下定义：
l现实仿真——一种涉及真人操作真实武器系统但没有实弹敌人的模拟。尽管现实仿真一词看起来像是一种矛盾修辞法，但它在文献中很常见，并构成了一种仿真，因为它仿真的是没有使用致命武力的战争。
l虚拟仿真——涉及真人操作模拟系统的仿真。虚拟仿真通过机器操作控制技能（即驾驶飞机）、决策技能（即投入火力控制资源采取行动）或通信技能（即指示目标位置），使人在回路中发挥核心作用。
l构造仿真——一种涉及计算机生成实体的仿真，模拟人员通过该模拟操作仿真系统。构造仿真是一种计算机程序。真人可以为这种仿真提供输入，但他们不参与确定结果。
尽管这三个独立的方面都有很好的定义，但LVC作为一个整体结构的更一般的想法有时会引起混淆。根据上下文，并不总是清楚该术语的使用是否意味着（1）LVC仿真的同时完全集成，或（2）合成训练元素的任何使用，其中合成一词意味着使用虚拟和/或构造元素。混合训练是指将现实训练与仿真或构造元素相结合。LVC元素通常用于支持训练，包括分布式训练和大规模训练演习。
此外，对LVC的讨论有时会错误地暗示扩展超出了仿真能力，并包括类似于OTI的更广泛的企业。尽管如此，考虑到JADC2在美国空军和更广泛的国防部整合和运作方式上的重大变化，LVC方法可能提供与JADC2概念旨在解决的行动规模和复杂性相匹配的能力。
空中作战中心概述
鉴于需要为JADC2提供适当的训练，还必须考虑到训练受众，即将部署JADC2的最终用户。在实践中，指挥与控制结构的概念转变，这是JADC2的核心，可能会集中在美国空军作战指挥与控制的核心：AOC。本节概述了AOC，它是如何构建的，以及它是如何运作的。
从根本上说，AOC是一个指挥中心。AOC武器系统，通常被称为Falconer系统，是一个包含多个软件应用程序的体系。它通常能够实现战区防空和导弹联合防御的C2；多域目标交战行动；以及情报、监视和侦察（ISR）作战管理。它通常由联合部队航空部队指挥官（JFACC）使用，以控制空军，支持联合部队和联合部队的目标。
目前，七个地区AOC和五个全球AOC位于世界各地，详见附录D。全球AOC在全球打击、机动、太空、特种作战和网络等域为职能作战司令部（CCMD）提供支持。地区AOC支持地区CCMD以及战区作战的规划和执行，以支持联合部队指挥官。
AOC背后的技术是一个C2网络软件系统，它能够实现空中任务周期的所有阶段，这是一个名义上的72小时周期，提供命令和文件，将空中力量战略从作战层面转化为战术层面。该周期开始于AOC的战略部门为空中任务指令（ATO）期间定义目标、效果和指导。ATO本质上是一个详细的飞行时间表。鉴于其目前的中心地位，对ATO的现状形式有一个基本的了解是有帮助的，以更好地考虑它可能如何改变以促进JADC2。
空中任务周期是一个人员密集和深思熟虑的协调周期，其中制定目标，选择平台以最大限度地提高成功概率和最大限度地降低风险，并在多个点纳入法律和指挥官审查。图1.1说明了这个过程的一些复杂性。空中任务周期的连续性意味着，当作战行动部门执行和监测某一天的ATO时，作战计划部门正在计划第二天的ATO，策略部门正在为第二天做准备（见图1.1）。
近年来，美国空军一直在寻求使AOC能够尽快跨域访问信息的技术。尽管来自空中、太空、海上、陆上和网络域的能力都有助于当今的军事行动，但AOC在跨域综合信息、快速理解环境并为指挥与控制决策提供信息方面仍然困难且耗时。该过程主要是手动的，通过协调会议来完成，尽管固有的效率低下，但从理论上讲，美国空军是如何整合其他域的。
对于当前ATO生成而言，强调深思熟虑的规划和密集人员协调，然而这对于当今技术环境来说可能太慢了，因为在当今技术环境中，决策需要在几秒钟内做出。跨保密级别和在多个物理隔离系统（物理上与网络断开连接的系统）上共享信息的困难也构成了挑战。决策速度和跨域协同的其他限制与权限、指挥关系、跨域不同过程和作战节奏、不同地区的不同指挥控制结构以及通信困难有关。
此外，正如我们在报告后面所描述的，美国空军的大部分初始指挥与控制训练都是以课堂为中心的，训练计划与发展JADC2能力并不一致。尽管美国空军指挥与控制培训机构正在密切跟踪与JADC2相关的技术转变（包括向AOC的Block 20解决方案的转变。以及先进作战管理系统（ABMS）和凯瑟尔航线应用程序的引入），他们的训练计划尚未考虑这些变化。最后，指挥与控制训练总体上没有以JADC2的一致愿景为指导，该愿景清楚地解释了飞行员为什么以及如何跨域指挥和控制部队。
试验演习是作战指挥中心作战旅的一部分，确实为获得作战行动到战术层面的指挥控制训练和经验以及接触跨域指挥控制概念提供了一些机会。尤其是蓝色旗帜和虚拟旗帜的练习。尽管这些演习是美国空军内部的，但管理这些演习的中队确实寻求联合和联盟的参与，为事件带来跨域C2现实主义的元素。
然而，尽管这些训练提供了一些跨域C2现实主义的经验，但它们的重点是当前的实践，而不是探索JADC2的实施。此外，以C2和AOC训练为重点的训练活动并不频繁。实际上，这意味着美国空军在AOC作为特定训练受众的情况下，实践和微调潜在相关概念的机会也相对较少，如分布式或分散式指挥控制。此外，由于类似的原因，很少有演习能让全体AOC演练空中任务周期的各个方面。
目标与范围
本研究的主要目的是探讨OTI环境和LVC训练系统如何通过训练AOC人员来帮助美国空军支持JADC2概念的开发和执行，以解决上述挑战和差距。鉴于这一意图，我们试图回答的首要问题如下：
l对于跨AOC的JADC2预期要求而言，主要训练需求是什么？
lAOC目前的持续训练（CT）流程和课程是什么？
l有哪些LVC功能可用或正在开发中，可以帮助支持与JADC2相关的训练？
l美国空军如何利用LVC为JADC2进行最有效的训练？
值得注意的是，最初并没有设想LVC的能力会或可以加强JADC2的训练；在JADC2背景下探索LVC的价值主张是一个首要目标。
一些注意事项有助于确定这项工作的范围。首先，确定如何为JADC2进行训练的一个固有挑战是，JADC2概念尚未完全开发。因此，我们主要考虑JADC2的当前计划，并在某些情况下考虑预期结果的变化（例如，未来潜在的分布式AOC结构）。其次，尽管我们专注于训练，但我们确实对JADC2的持续发展得出了一些结论，并提出了相关建议。第三，我们主要关注持续训练，但我们注意到初始资格训练（IQT）如何有助于促进协调的训练实践。最后，这是一项针对美国空军的研究，主题本质上是联合的，因此与其他军种有关，因此，尽管我们注意到国防部正在进行的相关工作，但我们专注于确定美国空军如何特别帮助支持JADC2。
方法
总体方法包括首先评估训练需求，并使其与整个作战AOC的LVC相关训练能力保持一致。然后，在了解了需要训练的内容以及可用于满足这些需求的技术后，我们评估了AOC当前的训练课程和流程，以了解LVC能力可能部署的背景。这种方法建立在这样一种论点之上，即训练解决方案必须源自训练目标并映射到训练目标。这些信息中的大部分都包含在一个汇总矩阵中，该矩阵着眼于AOC的训练需求、能力和流程，进而突出了任何差距、经验教训和/或重复工作。这一总体方法主要通过文献综述和主题专家访谈（SME）获得信息。
在2020年12月至2021年9月期间，我们与各种对话者进行了交谈。各种利益相关者对于理解训练需求、确定相关能力以及潜在地插入LVC能力至关重要，团队针对这些利益相关者进行访谈并征求相关文件。更具体地说，我们与在不同地区和全球AOC与C2合作的中小企业进行了交谈，以了解现状，以及他们预计如何改变现状以适应JADC2。我们还与中小企业就为AOC提供训练进行了交谈，包括在第505训练中队（TRS）和内利斯影子作战中心（ShOC-N）。我们与空军、联合社区和其他军种的其他利益相关者进行了交谈，以更好地了解从美国空军的角度来看，JADC2的“工作”在作战层面上意味着什么。这些利益相关者包括联合参谋部J6和J7，以及负责研究和工程的国防部副部长的联系人。最后，我们与科技界的中小企业进行了交谈，以从操作角度和培训界的角度，包括Kessel Run实验室、ShOC-N和空军研究实验室，了解预期的技术及其潜在实施。我们从44个不同的组织，包括下属单位，进行了50次访谈（通常与来自特定组织的多个联系人进行访谈）（例如，我们采访了来自多个AF/A3T办公室的人员）。
这些访谈集中在三个主要领域，与我们的三项主要任务有关：JADC2工作需要什么，或确定训练需求（例如软件系统）；目前的训练程序是什么，以确定现状以及目前正在采取什么措施来适应JADC2；以及目前可获得或正在开发的技术能力。尽管我们的方法主要集中在空中域，但我们也专门探索了网络和太空域的发展。我们对其他军种人员的采访方向略有不同，因为我们想评估与美国空军的潜在互操作性，而不仅仅是他们对JADC2的方法。我们评估了他们为执行JADC2所做的努力，以及哪些组织对这些努力负有主要责任；目前与空军或其他军种在JADC2方面的合作程度；他们对美国空军如何支持JADC2的特定服务的看法，以及对实施JADC2所需的训练态势的考虑。
我们用文献综述、工作分析或任务清单信息综述、C2任务清单和其他AOC文件综述以及LVC科学现状及其培训应用综述来补充这些采访。具体而言，为了确定JADC2的训练需求和要求，我们查阅了美国空军的官方出版物；关于联合和多域C2的二级文献；基于仿真的训练；以及对空军部（DAF）和国防部参与指挥控制、训练、建模&仿真的官员的一系列采访。我们对训练过程的考虑包括审查国防部发布的各种材料，包括空军指令、手册和政策指南；个人AOC训练计划；以及联合参谋部关于训练演习的文件。考虑到技术能力，我们审查了2016年至2021期间发布的国防部和国防部训练和技术路线图、LVC工具和技术现状的文献综述、AOC系统文件以及国防部相关研发项目信息和指南。
总的来说，当我们探索使用LVC训练JADC2时，我们将能力和流程与研究早期确定的训练需求联系起来。此外，我们发现了最有效地利用LVC的机会。这最终总结了如何利用LVC进行支持JADC2的训练。自然，在研究过程中，JADC2的方向以及支持系统发生了转变和成熟；这种演变仍在继续。尽管如此，分析和随后提出的建议在相对较高的水平上适用，并且仍然具有相关性。
报告概述
本报告随后的章节反映了上述方法的各个阶段。第2章侧重于评估训练需求。我们回顾了战争的预期特征以及它们如何映射到JADC2需求，然后推导出与JADC2相关的训练需求。根据我们对训练需求的评估，第3章对AOC当前的训练流程进行了回顾。这包括对当前和未来AOC结构的分析。第4章对LVC的现状进行了回顾和分析。这包括对可支持指挥与控制训练的能力的审查，讨论支持联合指挥与控制系统的信息技术的新框架，对可支持联合指挥和控制系统的分布式训练系统的评估，以及对网络和空间领域的风险和问题的总结。第5章介绍了所有AOC的训练需求、流程和课程以及能力矩阵，并讨论了差距和差距。此外，本章还总结了如何部署LVC来支持JADC2训练。第6章概述了调查结果和建议。
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