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該項目為與使用無人系統支持分布式海戰（DMO）有關的作戰概念和系統設計決策提供信息。 分布式海上作戰是“分布式殺傷”與“有人無人協同作戰”等作戰理念的融合與拓展，主要思路是不再由大型的、集多用途于一體的高價值作戰平臺獨立完成多樣化作戰任務，而是將偵察、指揮、打擊、干擾等主要作戰能力分散部署到各作戰域的多類異構無人平臺上，由少量有人平臺和海量分布的無人平臺鉸鏈融合形成高韌性的作戰體系，通過高效、精準、實時的協同，共同完成各類復雜作戰任務。這一作戰體系包括少量高價值有人平臺和大量低成本無人平臺，其中有人平臺作為戰場決策者，負責作戰方案籌劃以及作戰任務分配和實施等相對復雜的任務；無人平臺用于執行態勢感知、火力打擊等相對危險或簡單的任務，有人/無人密切協同完成作戰任務。 分布式海上作戰的本質是將海上高價值有人平臺與低成本無人平臺無縫鉸鏈與有機融合，通過高度的信息共享、精準的任務聚合、高效的作戰協同來實現共同的作戰目標，具有作戰信息按需共享、作戰任務深度整合、作戰資源精準規劃、作戰過程優化組織等顯著特點。通過有人/無人分布式協同，可以形成取長補短、功能銜接、能力相濟的新型海上高效作戰體系。分布式海上作戰突出了兵力運用的可組合性、可消耗性和“去中心化”，注重人工智能技術深度嵌入與全面應用，可以提升作戰體系韌性，推動實現海上方向聯合全域作戰向智能化方向發展。 分布式海上作戰的典型特征 當前，智能無人裝備加速發展，日益具備人裝融合、跨域協同、集群對抗、自主作戰等優勢，分布式海上作戰加速呈現廣域分布協同、跨域多維融合、有人無人一體等典型特征。
廣域分布協同。廣域分布協同是指，各作戰要素或作戰資源能根據戰場態勢進行自適應優化組合與調度，實現作戰體系精確聚能釋能。一是作戰體系分布部署。分布式海上作戰，作戰空間深度嵌入各個作戰域，作戰力量能夠進行分散式廣域分布與部署。二是作戰體系智能重構。作戰體系更為輕便、精干、靈敏，戰場環境自適應能力與體系動態優化重組能力顯著增強，能夠快速靈活調整所需作戰兵力與戰場資源。三是作戰能量集中釋放。作戰體系能夠通過裝備半自主或自主協調控制，實現全域作戰空間內各種作戰平臺、作戰力量的快速機動、實時反應和協同作戰，確保作戰力量的精確集中釋能。
跨域多維融合。分布式海上作戰將集中式的戰斗群模式轉變為分布式、敏捷式作戰模式，各種作戰單元分布于多個作戰域，可實現對跨域目標的監視、定位，進而實施有效打擊。一是作戰力量跨域融合。將分散部署在多個領域的作戰力量，通過智能系統進行動態組網，形成跨域作戰體系。二是戰略、戰役、戰術無縫鏈接。新域新質作戰力量將作為主戰角色直接參與到智能化海戰中，實現從戰略到戰役的全面覆蓋，從戰役到戰術的無縫鏈接，催生快速突擊、多維一體、全域攻防的新質戰斗力，實現對作戰目標的跨域協同打擊。
有人無人一體。分布式海上作戰可以依托大量智能無人裝備，形成一個“有人-無人”聯合打擊體系，具有很高的自主性與協同性。通過加快推進艦載無人機、水面無人艇、水下無人航行器等無人裝備發展，實現遠、中、近程梯次配置，空中、水面、水下、陸岸等無人裝備跨域集成，無人與有人裝備體系無縫融合，任務領域從信息保障擴展到火力打擊領域，助推海上作戰樣式變革，加速形成有人系統協同作戰、無人系統單獨作戰、無人系統集群作戰、前沿預置作戰等新型作戰樣式，實現對傳統有人作戰樣式的顛覆。
分布式海上作戰的制勝機理 科技的重大進步之所以能推動戰爭形態的演變，很大程度上在于深刻改變了戰爭制勝機理。當前，前沿技術顯著提升了裝備智能化水平，深刻改變了戰斗力生成模式，加速海戰制勝機理發生嬗變。 “分布互聯，人機協同”制勝。依托云計算、數據鏈、物聯網等技術打造的分布式、智能化、網絡化指揮信息系統，給現代海戰帶來了深刻變革。指揮信息系統在云邊端支撐下，通過高速、安全的網絡連接，實現各作戰平臺間的實時交互，明顯提升了不同作戰平臺間的信息互聯互通互操作能力；能夠高效分析處理海量戰場信息，精準研判戰場態勢，作戰指揮向“以數據、算法和模型為中心”的智能化決策方式轉變；各節點指揮員在云網內實時共享信息、同步研判態勢、聯動協同指揮，指揮控制活動簡練優化，作戰決策更加高效精確。此外，在“分布互聯”下，智能無人作戰由單平臺向多平臺集群方向發展，由遙控作戰向半自主、自主作戰方向演進，由多條并行運行的“單人-單機”指揮鏈逐步形成“指揮員-無人作戰集群”的單一簡易指揮鏈，通過有人平臺與無人平臺及其集群的高效自主協同，充分激活智能無人裝備的作戰潛能，最大限度地發揮各類先進裝備的優勢。
“算法驅動，快準認知”制勝。智能化戰爭，先進的算法通過精確、高速的運算代替指揮人員的思考，推動理性的作戰知識與感性的指揮員經驗加速融合。擁有先進的算法，便能又快又準地實現對海戰場態勢的認知，進而針對海戰場態勢變化準確、快速地籌劃出科學可行的作戰方案，打亂對手既定部署和作戰企圖。算法能有效處理海量高價值情報信息，提升“OODA”循環速度。掌握算法優勢即可實現對敵情、我情以及戰場環境又快又準的認知，從而準確地預測敵方作戰行動，有針對性地創新優化己方行動方案。
研究通過系統地改變仿真模型中的系統設計特征和作戰活動，支持對無人系統（UVC）進行能力級分析。分析結果表明，UVC 可提高各種無人系統的作戰可用性（Ao）和使用時間（TOS），因為它可隨時進入維護、加油和重新武裝設施，而無需長時間前往岸基設施或分布式支援艦艇。在比較使用 UVC 的配置與在自適應兵力包 (AFP) 中分配無人系統支持的配置時，單個無人系統的 Ao 提高了 6% 到 31%。仿真模型分析確定了 UVC 架構，其中包括至少 8 個無人機發射回收站、至少 3 個船舷托架和至少 5 個甲板井托架，以最大限度地提高 Ao。
在支持分布式海上作戰（DMO）時，無人系統有可能發揮兵力倍增器的作用，在提高殺傷力的同時降低有人系統的風險。然而，無人系統到岸基維護、加油和重新武裝設施的轉運時間減少了可用于支持執行 DMO 的自適應兵力包（AFP）的總體駐扎時間（TOS）。本項目研究了無人水面艦艇 (USV)、無人水下航行器 (UUV) 和無人機 (UAV) 在美國海軍現有艦艇上的集成問題，該艦艇已被重新改裝為無人載具 (UVC)。在本報告中，'UxV '一詞用于描述無人系統這一類別。
如 Van Bossuyt 等人（2019 年）所述，項目團隊采用了系統定義、系統建模和系統分析的通用系統工程流程序列。在系統定義過程中，項目團隊重點開發了作戰概念（CONOPS），并定義了 UVC 的系統要求。系統建模活動的重點是構建 UVC 的離散事件仿真模型。在系統分析階段，團隊利用所開發的模型來評估 UVC 的各種設計參數對每種無人系統類型的運行可用性（Ao）的影響。 “點穴打擊，集群誘耗”制勝。分布式海上作戰將從傳統的集中殲滅戰向精確的點穴打擊戰轉化，高價值的目標將面臨智能化作戰裝備的遠程自主精準打擊威脅；從傳統的規?；腥讼膽鹣蛉虻臒o人集群誘耗戰轉化，重要的戰略目標將面臨低成本無人集群的飽和攻擊與誘騙打擊威脅。分布式海上作戰過程中，可投放無人機、無人潛航器等無人裝備，形成廣域分布、自組織協同的偵察網絡，通過自主偵察、判別和打擊行動，對對手高價值目標實施遠程精準攻擊，在盡可能減少附帶損傷的情況下，自上而下癱瘓對手指揮網絡，破壞其指揮體系。在智能泛在網絡體系下，基于大規模機器智能體自組織的“蜂群”作戰，可實現對對手核心區域的全覆蓋偵察，進行欺騙誘敵，最大限度地誘耗對手作戰資源。
先進海上技術演習（ANTX）是美海軍聯合部隊和海軍研發機構牽頭、工業界和學術界參與的海上先機技術及裝備展示活動，主要演示 無人潛航器、無人艇、指揮控制原型系統等相關技術，其目的是在低風險的試驗環境下對當前海上技術創新水平進行評估，促進科研人員與 海軍需求的交互，加深作戰人員對新興技術的了解，進一步推動原型系統設計和部署，展示當今海軍技術的應用前景。 A. 系統定義 在系統定義階段，從自上而下和自下而上的角度開發和考慮了 UVC 要求。從自上而下的角度來看，團隊分析并確定了滿足總體任務有效性目標所需的能力，而與任何現有的候選平臺無關。從自下而上的角度來看，團隊評估了一艘登陸直升機船塢（LHD）艦，以確定該平臺可實現的最大 UVC 能力?！敖Ｋ鲁志帽O視網”（PLUSNet）是一種由海底固定式水聽器陣和機動式無人潛航器組成的網絡化監視設施，具備半自主控制能力， 由1艘“海馬”UUV、6艘BPAUV、1艘XRay水下滑翔機、18艘Seaglider水下滑翔機及9個固定探測陣組成，可由核潛艇搭載和布放，傳感器和 水下無人航行器之間互相通信，能針對重要海域進行長達數月乃至數年的持續探測、識別、定位、跟蹤等工作，對于港口防御、要地安全、 水下作戰態勢、反潛戰具有重大意義。
B. 系統建模 項目構想將 UVC 視為針對地面和岸上敵對兵力實施 DMO 的 AFP 的一部分。UVC 的作用是支持 UxV 對敵方岸基導彈基地進行偵察和打擊。在打擊階段之前、期間和之后，UxV 提供全天候的情報、監視和偵察（ISR）、目標定位和戰損評估服務。UVC 的總體目標是通過消除到岸基支持設施的較長運輸時間來增加 UxV 的全時服務時間。為實現這一總體目標，研究小組選擇 '航程 '和 '持續停留時間 '作為性能指標（MOP），并選擇 'UxV 任務時間'、'UxV 停機時間 '和 '維護灣利用率 '作為效果指標（MOE）?！翱缬蚝Ｉ媳O視和瞄準項目”（CDMaST）旨在利用UAV、USV、UUV等構建適用于廣域作戰的海上跨域系統，分散有人兵力，降低作戰 損傷及人員風險，促進海戰場指揮、控制、導航、定位、通信、武器和保障等領域的發展，維持美軍對作戰海域的控制權。
C. 系統分析 為了廣泛探索實驗空間，同時減少試驗總數和模型運行時間，我們專門設計了一個填充空間的拉丁超立方設計。每次試驗重復模擬 30 次并收集結果。合并所得的 Ao 值，得出每個試驗的統計平均值。 為謀求繼續控制全球公海、瀕海要地和咽喉要沖，美國提出“重返亞太”和“亞太再平衡”戰略，視西太平洋地區為未來沖突的潛在策源地 和主戰場，將工作重點轉移到應對未來可能發生的大國戰爭上。2015年，美海軍提出“分布式殺傷”概念，即要求“凡艦船，均戰斗”(If it floats, it fights)，以兵力的分布式部署，形成廣域海域的威脅，增加敵方情報、監視與偵察（ISR）資源消耗，提升己方戰場生存能力，而后被提升 為軍兵種戰略層面，并在2017年《水面部隊戰略——重返海上控制》戰略文件中著重強調[1]。在經過美軍的概念研究及戰術實踐，配合人工 智能及無人自主技術的發展，逐漸發展為適應“消耗作戰”及“網絡中心戰”的“分布式作戰”概念理論，并在各軍種應用推廣[2,3]。
為應對“反介入/區域拒止”環境下敵中遠程武器打擊威脅，美提出“第三次消耗戰”，利用相對廉價的海上無人裝備，構建分布式作戰能 力，對敵形成“非對稱”作戰優勢。水下戰場逐漸呈現無人化趨勢，美國海軍積極實踐水下作戰概念創新，發布《無人潛航器主計劃》、《水 下戰綱要》、《下一代無人水下系統》、《水下戰科學與技術目標》、《保持海上優勢的設計2.0》等指導文件，加快水下無人系統實戰 化，力圖顯著提升美水下領域的作戰能力，確保其水下優勢。
分析結果表明，UVC 可隨時提供維護、加油和重新武裝設施，而無需在岸基設施或分布式支援艦艇之間進行長時間的轉運，從而改善了每種 UxV 的 Ao 值和 TOS 值。對于任何特定的 UxV，通過增加 UVC 發射、回收和維護站的數量，從而消除或減少這些服務的排隊時間，可獲得最大的 Ao。分析表明，UVC 在設計時應至少配備 8 個無人機發射/回收站、至少 3 個船舷托架和至少 5 個焊接甲板托架。這些參數沒有確定上限，這也是未來研究的一個潛在領域。 有趣的是，雖然 UVC 的存在改善了大型無人水面艦艇（LUSV）的航速，但 UVC 的實際設計似乎對 LUSV 的航速沒有影響。這可能是由于 LUSV 的假定任務持續時間長，假定維護間隔長，因此不可能出現任何排隊現象。單個船側停泊區似乎足以為多艘 LUSV 提供服務，但即使是單個船側停泊區，也可通過消除到岸基設施的轉運時間來改善 Ao。
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