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随着科技的发展及其军事应用不断深入，未来战场的不确定性与日俱增，作战元素日趋多变和复杂[1-2]。防空反导杀伤网通过多域协同与跨域融合，构建起集多维态势感知、多域分布部署、软硬协同打击于一体的联合作战体系，有效弥补了单域对抗的固有劣势。然而，不同领域防空反导作战要素在互联方式、作战节奏与协同机制上存在显著差异，这给杀伤网的敏捷构建带来了巨大挑战[3]。体系架构是防空反导杀伤网一切作战活动的基础，决定了体系赋能与释能的运用方式[4]。对于规模庞大的联合防空反导体系而言，架构设计的优劣直接关乎整体效能的发挥[5-6]。

2018年，美国国防高级计划局（Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA）首次提出杀伤网作战概念，并明确以“消费者”和“供应商”的理念开发一个端到端的去中心化框架，以但并未明确具体的体系架构[7]；自此，针对杀伤网架构问题，近年来开展了诸多研究。针对杀伤链的设计与优化问题，文献[8]提出的基于可执行架构的杀伤链设计、分析与优化方法，建立了自动推理模型；文献[9]则基于作战场景提出了杀伤链设计的关键环节与流程。此类研究为杀伤链的基础构建与评估提供了方法论。针对杀伤网架构创新问题，文献[10]利用人工智能构建跨域杀伤网，为打击时敏目标提供了理论支撑；文献[11]提出的分布式智能指挥控制架构，为杀伤网指挥控制提供了新思路；文献[12]则创新性地构建了由基础范式、功能模式和交战序列组构成的新型杀伤网构建范式，提供了理论建模框架；文献[13]提出的“体系能力服务平台+作战应用”架构，为分布式环境下的杀伤网动态筹划与规划提供了参考。针对杀伤网构建理念，文献[14]提出了基于杀伤链理念的开放式作战体系构想。综上所述，部分成果仍主要聚焦于传统“杀伤链”的设计与构建，尚未充分体现杀伤网去中心化、动态协同的核心特征；部分研究或偏重于概念设计层面，或提出的架构在技术实现上面临较大挑战，对未来工程化应用的指导性有待加强。值得注意的是，文献[15-16]提出以“软件定义”为核心的杀伤网敏捷构建策略，为架构实现提供了新思路，但其研究在防空反导这一特定应用场景下，对构建流程的核心环节、智能体设计阐述不足，导致所提架构在该领域缺乏明确的可操作性和落地路径。

为解决上述问题，本文紧密结合现实需求，提出一种基于“软件定义+分布式军事云脑”的防空反导杀伤网架构，主要贡献为：1）从杀伤网概念内涵、“软件定义”和分布式作战云的内在机理出发，设计了以应用层、资源层、记忆层和决策层为基本模块的杀伤网体系；2）基于“软件定义”的思想，设计了防空反导杀伤网作战资源池化和端到端操作的技术方法；3）针对防空反导作战流程关键环节设计了相关智能体，为杀伤网态势感知、敏捷构建、方案优选、网络重构提供了方案，并给出了运行流程；4）给出了架构实现的技术分析和实现途径。本文围绕防空反导杀伤网体系架构设计进行分析研究，以此优化联合防空作战体系结构，提升各领域作战装备跨域协同能力。

防空反导杀伤网是以网络信息体系为基础，以作战信息流为驱动，以智能寻优模型为支撑，基于战场威胁和作战任务，融合分布式异构作战资源，快速构建跨域立体的防空反导杀伤闭环，智能敏捷生成动态杀伤链的网络体系[17]。防空反导杀伤网作战概念如图1所示[13]。

图1 防空反导杀伤网作战概念

Fig.1  Concept of air defense and antimissile kill web

防空反导杀伤网针对空天动态威胁，能够有效调度侦察预警、指挥决策和打击平台等分布式装备资源协同作战，敏捷构建海、陆、空、天、网、电等多域联合的OODA杀伤闭环，具有明显的体系动态演化和分布并行作战的特点。而传统的防空反导杀伤链是面向单域特定目标，由预先配置的侦察预警、指挥决策和打击平台，依托固定的信息传输链路形成单一的OODA杀伤闭环，具有明显的体系结构固化和集中串行的特点[10,16]。然而，在防空反导杀伤链向杀伤网转变过程中存在一定挑战：

1）固有壁垒突破限制难。在思维理念上，不同领域指挥人员由于自身作战知识和专家经验受限，难以从全局的角度组织跨域部署、作战筹划和指挥对抗；在装备解耦上，现有防空反导体系装备历经长期的独立发展历程，缺乏开放式体系架构和网络支撑；在互联互通上，复杂战场环境下，多域分散部署的装备受距离和技术协议的限制，难以实现稳定通信和交叉互用。

2）复杂态势精准决策难。在态势感知上，面对未来空天多、动、诡、变的多维威胁，战场情报数据呈指数增长，态势感知的时效性、准确性和可靠性难以满足防空反导杀伤网作战要求；在作战筹划上，防空反导作战是一种典型的“应敌而动”作战，面对瞬息万变的复杂威胁，对分布式异构海量防空反导作战具有研判的难料性和筹划的复杂性；在任务分配上，小体系、单领域、典型目标的算法模型难以支撑大体系、多领域、复杂目标的任务分配，容易造成作战资源冲突和负载不均。

3）分布资源跨域协同难。在空域协同上，参战力量多元，传统类型简单、位置粗略、功能单一的空域规划方法限制了防空反导信息火力的灵活运用，也不能满足空域动态变化的要求；在信息协同上，领域、数据、协议和通联的壁垒，阻碍了情报感知、目标识别、频谱管控、网点对抗的跨域协同；在火力协同上，防空反导杀伤网作战对抗具有大区域、全高度、多维度的特点，对战术级协同、跟踪级协同、制导级协同提出了更大挑战。

4）多域对抗动态调度难。在博弈对抗上，在具有智能化特征的信息化战争中，作战对手的行动策略高度不确定且具有自适应性和欺骗性，使得基于静态规则或预设方案的调度策略难以应对；在动态重构上，防空反导杀伤网节点遇损失效、遭敌干扰、机动变化时，传统调度机制难以支撑重构任务流程和资源匹配；在响应时效上，针对高超声速等时敏目标，从目标发现、威胁评估、方案生成到资源调度、指令下达、武器链接的整个杀伤闭环必须在极短时间内完成，对动态调度实时性、效能性和准确性提出了极高要求。

5）作战效能准确评估难。在评估维度上，作战效能的评估涉及预警探测、指挥决策、信火拦截等多维度、多层次评估，难以构建全面统一可量化的评估指标体系；在模型构建上，战场环境复杂、对抗样式多变、对抗过程非线性，传统基于规则或简单统计的模型难以准确反应复杂对抗条件下的动态效能；在验证手段上，大规模实战对抗练习演练成本高、频次有限，难以覆盖所有典型场景，仿真推演可复现、成本低，但模型可行度、环境逼真度难以准确反馈训练效果。

要突破以上难题，构建防空反导杀伤网，形成跨协同杀伤能力，其基本条件是建立防空反导杀伤网体系架构。为此，应在能力需求的基础上，针对问题挑战，谋划体系结构和功能设计。

2.1 能力需求分析

防空反导杀伤网的敏捷构建，关键在于“敏捷”二字，即侦察-判断-决策-行动的闭环快。对于防空反导杀伤网作战体系的能力要求为：1）跨域融合能力，依托开放式体系架构，统一的技术标准和接口规范，实现不同装备间的解耦与集成；建立稳定高的通信网络，实现分散部署的装备信息交互；2）精准决策能力，在复杂态势下，对海量战场情报数据能够实时处理和分析，智能分析空天领域多元、动态威胁，敏捷生成打击方案和分配目标；3）动态协同能力，基于空袭威胁、作战任务、装备性能和作战活动，自主生成空域、信息和火力协同机制；4）敏捷调度能力，在多域对抗和复杂战场环境下，具有较强的自适应性、鲁棒性和体系弹性；5）精准评估能力，能够在线分析杀伤网执行状态，识别异常风险，提示指挥遂行临机决策。

2.2 总体架构设计

2.2.1 “软件定义战争”的核心思想

2022年9月，美国战略与国际问题研究中心（CSIS）发布了《软件定义战争：国防部构建向数字时代转型的架构方法》（以下简称《软件定义战争》）[18-20]，提出了未来作战体系架构设计方案，为“跨域杀伤网”[21]“决策中心战”[1]“马赛克战”[22]“算法战”[23]等作战概念提供了现实途径和解决方案。

如图2所示，“软件定义战争”的概念内涵是将硬件装备作为作战体系的外壳，部署在云上的软件平台式作战体系的内核[15]。硬件装备在定义好接口后与软件平台相连，软件平台部署在云端，利用云计算、大数据、人工智能技术，对终端节点传入的信息数据进行情报分析、作战规划和指挥控制，以此形成敏捷自主、精准筹划、弹性可扩的作战体系，提速OODA作战循环，赢得认知、决策和行动优势。“软件定义战争”的核心思想主要包括4点：1）用软件定义的思维方式，通过端到端的软件平台，连接输入（传感器）和输出（武器系统）的实体装备，形成了以软件为规划和优化的核心，以硬件为末端和执行的外壳，并要求终端节点装备具有虚拟化、无状态和可编配的特性。2）用小巧多专的重塑理念，其实质是以低成本无人自主装备替代集成度较高的传统武器平台，从而提高作战体系的扩展性、适应性和可用性，避免因单点故障而带来的系统失效。3）用边缘自主的协作模式，“软件定义战争”的设想是以软件为核心集中控制终端，但前提是在终端节点具有一定的边缘自主能力，从而避免因延迟过高或通信断链，终端节点无法运行的窘境。同时，降低终端节点操作人员成本。4）用仿真混沌的工程测试，将走站数据导入仿真系统，进行高保真/低目标或低保真/高目标数的仿真实验，可以测试体系运行，同时，利用混沌工程，对体系进行随机故障测试，以此提高体系弹性。

图2 “软件定义战争”理想核心系统架构

Fig. 2  Aspirational core system architecture for software-defined warfare

2.2.2 系统架构

根据以上分析，为满足防空反导杀伤网作战能力需求，解决杀伤网构建过程中面临的困难挑战，基于“软件定义战争”的核心思想，结合作战云和分布式人工智能技术，提出“软件定义+分布式军事云脑”的防空反导杀伤网体系架构，如图3所示，“软件定义”是防空反导杀伤网作战体系构建的基础，分布式军事云脑是实现杀伤网敏捷生成和动态重构的关键。

图3 基于“软件定义+分布式军事云脑”的防空反导杀伤网架构构想

Fig.3  Architecture of air defense and antimissile kill web based on software-defined and distributed military cloud brain

基于“软件定义+分布式军事云脑”的防空反导杀伤网体系架构，旨在以软件定义的思想，将部署在分布式云服务平台上的军事云脑作为防空反导杀伤网作战体系的内核，以自主的、可编配、无状态、泛在分布的传感器、火力装备、电抗装备、通信装备、保障装备等硬件作战资源作为体系外壳。该防空反导杀伤网体系架构包含应用层、资源层、记忆层和决策层，各部分具体功能介绍如下：

1）资源层。通过终端开发环境，将应用程序部署在预警探测、指挥控制、信火打击、网络通信、综合保障等终端装备，为全域互联建立数据接口，安装必备传感器，使其能够根据数据指令完成自主性动作，自动上报装备状态，终端应用程序远程更新与重装，形成分布式防空反导作战资源池。

2）记忆层。不同于传统数据储存，记忆层类似于大脑记忆，对天、导、超、隐、巡、无、弹、机8类典型空袭目标的防御作战场景进行特征建模，构建数字场景记忆，对传感器网和情报网收集的作战数据构建情报数据，对作战资源执行任务的实时状态（如执行某一任务消耗的弹药、油耗、可用性等）构建实时数据，对终端的用户管理、权限管理、日志信息、配置数据等构建管理数据。多类型数据供资源层和决策层动态调用和储存管理。

3）决策层。利用应用开发环境，将包含态势感知智能体（situation awareness, SA）、方案生成智能体（scheme generation, SG）、资源调度智能体（resource scheduling, RS）、体系重构智能体（system reconfiguration, SR）应用程序通过容器+微服务的方式封装，部署在分布式云服务节点上，实现数据调用、威胁评估、场景匹配、方案生成、资源调度、目标分配等功能，并基于作战规则和知识实现对终端资源的编配控制。

4）应用层。终端节点利用通用接口接收决策层编配指令和行动指令，依托终端应用程序执行海、陆、空、天、电、网等各领域、跨领域、全域杀伤链或杀伤网行动。

2.3 架构运行流程

在“软件定义+分布式军事云脑”的防空反导杀伤网体系架构下，依托态势感知智能体、方案生成智能体、资源调度智能体和体系重构智能体完成杀伤网构建和动态调整，防空反导杀伤网作战运用流程如图4所示。

图4 基于“软件定义+分布式军事云脑”的防空反导杀伤网运行流程

Fig.4  Operation of air defense and antimissile kill web based on software-defined and distributed military cloud brain

2.3.1 情报信息收集

防空反导作战开始时，通过上级情报和友邻情报对防空反导指挥中心通报远方敌情，明确来袭方向，而后依托海陆空天各领域传感器资源探测与跟踪来袭目标，各类数据依托终端应用程序进行边缘处理，提取目标特征，进行数据集成，并将数据上传至分布式军事云脑。

2.3.2 多维态势感知

分布式军事云脑接收集成的数据后，通过态势感知智能体对数据进行目标特征提取，并调取作战数据记忆池中的知识图谱数据进行匹配，完成目标类型、作战意图、威胁程度预测，形成综合态势信息分享至全域作战云。

2.3.3 方案敏捷生成

根据战场综合态势信息，构建基于任务的作战场景，依托方案敏捷生成智能体调取作战数据池的典型场景数据进行匹配，结合作战任务要求，推荐数套可行的作战方案。如果与数据库中的典型场景差距较大，则利用智能体自身算法进行在线计算。

2.3.4 资源分配调度

基于推荐的作战方案，结合当前的作战装备部署形式和装备负载状态，依托资源分配智能体调取作战装备实时数据，智能生成具体可执行的作战方案，并动态监控体系执行效能，确保不存在作战资源冲突。此时，由分布式军事云脑将作战计划指令下发至终端节点，终端节点依据指令，在人员辅助下执行反天、反导、反超、反隐、反巡、反无、反弹、反机等作战行动。

2.3.5 遇损体系重构

如遇临机任务、终端节点损毁、负载不均衡时，由遇损重构智能体启动相关冗余备份节点，并基于终端剩余弹药、油料、人员状态，以作战效能为目标优化调整杀伤链。

2.4 能力生成机理

基于“软件定义+分布式军事云脑”的能力生成机理，核心在于通过“资源数字化-能力服务化-任务可组合-效能自适应”的闭环，实现杀伤网从“预设流程”向“动态涌现”的质变。其技术本质是依托智能体协同与博弈优化，将物理域作战资源转化为可编程、可演化的数字作战能力，最终支撑防空反导体系应对高动态、强对抗的未来战场。1）资源可识别，构建标准化接入基础。通过软件定义，对跨域异构资源进行数字化改造，打破各领域防空反导装备紧耦合壁垒，实现分布式作战资源能力的标准化抽象和动态接入。2）能力可定义，建立资源池和动态度量。依托分布式军事云脑记忆层，汇聚多域资源实时状态（如弹药存量、位置坐标、任务负载等）和资源能力态势图（如防空覆盖范围、反导拦截成功率等），构建全域作战资源池，实现资源状态的实时感知与量化评估。3）任务可组合，动态编组杀伤网。将防空反导作战任务分解为F2T2EA（发现、锁定、跟踪、瞄准、交战、评估）环节能力需求，并通过智能体协同实现资源能力的按需组合，形成防空反导跨域协同杀伤闭环。4）效能可优化，实现动态对抗与重构。通过方案优选智能体和分布式竞价机制，实现多智能体博弈优化，优选作战方案，依托遇损重构智能体和实时效能反馈，建立弹性重构机制，实现多杀伤链并行下的体系效能最大化与遇损快速恢复。

按照基于“软件定义+分布式军事云脑”的体系架构和作战运行流程，敏捷构建防空反导杀伤网的技术难点在于资源服务化封装技术、态势多模态感知技术、场景结构化匹配技术、资源精准化规划技术和资源动态化编控技术等。

3.1 资源服务化封装技术

资源服务化封装技术是利用软件定义理念对异构资源标准化的抽象与动态接入，实质上是通过软件打破底传统资源与底层物理的紧耦合，实现资源的标准化定义、灵活化调度和服务化保障。首先，通过元数据建模、功能属性建模、依赖关系建模、硬件抽象层和资源标志与分类技术，对软硬件资源属性进行定义，用标准化的方式描述硬件特征。其次，通过虚拟化与容器化、微服务架构、软件定义储存、软件定义网络和资源池化与调度等技术，对软硬件资源的服务化封装，标准化接口，实现硬件终端的可调用服务和软件能力转化的可复用、可组合服务。最后，通过统一资源管理、监控与度量、自动化运维等技术实现对软硬件资源服务化的整体支撑。

3.2 态势多模态感知技术

态势多模态感知技术是依托分布式军事云脑的多维态势感知智能体，对空袭目标的多源异构数据特征进行融合认识的关键手段，实质上是通过软件定义打破传感器数据壁垒，实现跨域要求的统一理解与威胁意图深度挖掘。首先，在同一坐标框架的基础上，利用多源数据标准化建模，对雷达频谱、光学影像、电磁信号等异构数据进行特征定义，构建多模态特征向量空间，实现非结构化数据与结构化数据的关联映射。其次，利用深度神经网络、长短期记忆网络、图神经网络等对视频图像、时序信号和关系拓扑数据进行智能融合，并基于生成对抗网络和小样本学习技术实现模型的数据生成和在线学习。最后，基于边缘-云协同计算、动态知识图谱和抗毁传输网络实现多模态智能感知。

3.3 场景结构化匹配技术

景结构化匹配技术是基于结构化数据构建虚拟战场镜像的核心环节，实质是通过数字画像与特征建模将战场目标要素转化为可度量对象，支撑与作战记忆体数据画像的相似度度量。首先，利用特征结构化建模技术定义来袭目标，建立目标多维特征向量和环境参数量化模型，采用特征工程框架和军事本体论实现自动提取时序行为模式，建立特征关联规则。其次，利用知识图谱将作战实体、交互关系、交战结果等抽象出节点、边和属性特征，并将其储存在分层记忆体中。最后，通过空间特征、行为特征进行多模态相似度计算，并基于局部敏感、注意力机制进行智能检索，并根据实战效果矫正特征权重。

3.4 资源精确化规划技术

资源精确化规划技术是杀伤网作战效能的决策中枢，实质是通过多目标优化算法，在复杂战场环境下生成成本最优的杀伤链解决方案。首先，基于作战规则、约束条件、能力效能模型和空域管理算法，建立多约束目标优化函数；其次，区分战略层和战术层，建立分层求解架构和动态重规划机制。最后，开放人工设定和干预，实现作战方案调整，并建立评估指标体系，实现资源精准化规划模型的动态修正。

3.5 资源动态化编控技术

资源动态化编控技术是具体实施计划到终端执行的转化桥梁，实质上是通过软件定义控制指令实现跨域作战要素的动态编组和敏捷协同。首先，基于指令化元语定义基础作战指令，并采用自适应指令模板进行动态封装。其次，根据信息协同、火力协同、认知协同等作战规则，结合最短协同路径，构建跨域动态编组框架；最后，对末端加装传感器，实现分布式动态追踪，根据防空反导拦截成功率调整编组权重，并通过战场态势和任务要求，基于预设规则实现终端资源动态编配和控制。

着眼未来联合防空反导跨域聚优、敏捷适变、动态调整作战需求，针对防空反导杀伤网作战内涵，研究了防空反导杀伤网作战概念，构建了基于“软件定义+分布式军事云脑”的防空反导体系架构，包括资源层、应用层、记忆层和决策层，探讨了各部分系统功能，明确了体系运用流程，深入探析了基于“软件定义+分布式军事云脑”的能力生成机理，给出了体系架构实现的技术途径，可以为联合防空反导体系建设、杀伤网理论研究和其他联合作战体系架构发展提供参考和理论支持。

通信作者简介 范成礼 （1988— ） , 女, 四川眉山人, 副教授。