介紹
幾十年來，美國國防部 （DOD） 一直在努力為實現聯合全域指揮與控製 （CJADC2） 的願景取得有意義的進展。與此同時，在烏克蘭，Delta 態勢感知係統已迅速發展成為一個與 CJADC2 概念非常相似的平台。Delta 是軟件定義戰爭的典範，並為戰場管理提供了一種實用且敏捷的方法。與國防部自上而下對 CJADC2 的願景不同，該願景涉及集中管理戰略，即集成所有服務和國際合作夥伴之間的數據流和運營，Delta 最初是一個自下而上的解決方案，最初專注於一個單一的高效應用程序：用於態勢感知的數字地圖。這種初始功能已擴展為一個全麵的軟件應用程序生態係統，幾乎為整個烏克蘭軍隊提供支持，從一線人員到高級指揮官。
Delta 的開發可以與 Amazon 使用的方法進行比較。Jeff Bezos 最初的目標是創建所謂的“萬物商店”，但他最初隻銷售書籍。隨著時間的推移，亞馬遜逐漸擴大了其商品範圍，包括各種商品。同樣，Delta 從單個專用應用程序開始，並逐步添加功能。
本文分析了 Delta 的技術發展和能力，並總結了 DOD 可以應用於 CJADC2 及其更廣泛的人工智能 （AI） 轉型工作的經驗教訓。
現代戰爭變得越來越複雜，要求指揮官保持對廣泛地理區域內眾多因素的態勢感知，最好是實時的。烏克蘭正在進行的軍事行動規模對於如此大的國家來說是前所未有的。
烏克蘭軍隊通過執行大規模軍事任務來應對威脅，無論是在地理範圍還是規劃和執行的複雜性方麵。此類活動的兩個很好的例子是 2024 年 5 月烏克蘭對烏克蘭以東約 900 英裏巴什基裏亞的俄羅斯煉油廠的襲擊，以及 2024 年 7 月對位於烏克蘭以北約 1,200 英裏的奧列尼亞空軍基地的襲擊。這些距離與西雅圖和聖地亞哥之間的距離大致相當。
這些襲擊表明，烏克蘭一直在開發一個軟件係統，旨在收集數據、分析數據、提供全麵的態勢感知並支持戰場決策。盡管Delta 發展的全麵曆史和圍繞它的官僚主義挑戰超出了本分析的範圍，但值得一提的是，Delta 是由誌願者團體 Aerorozvidka 於 2016 年創立的。2023 年，該係統移交給國防部，到 2024 年 8 月，它被烏克蘭國防部門正式采用。該部門包括所有負責維護烏克蘭主權的軍事和國防機構和單位，例如武裝部隊、國民警衛隊、國家邊防局和國家警察。
本文中的分析將借鑒組織和技術視角，重點關注係統開發的關鍵方法，這些方法可能為在世界各地的軍隊中實施類似項目提供寶貴的經驗教訓。
Delta 的組織結構
支撐 Delta 生態係統的組織結構相對簡單。Delta 由烏克蘭國防部的創新和國防技術中心管理、開發和維護。如上所述，該中心於 2023 年從非政府組織 Aerorozvidka 手中接管了Delta ，該組織的工程師於 2016 年啟動了其開發工作，以支持頓巴斯的戰鬥。自 2023 年以來，該中心的主要任務一直是通過擴大用戶群、集成更多數據源以及提高與其他係統和國際合作夥伴的互操作性來推進 Delta 係統。
Delta 的信息由位於前線對麵的 8 個城市的態勢感知中心綜合而成。這些中心充當技術中心，聯合和協調來自各種來源的情報 - 無人機、衛星、固定攝像頭、傳感器和前線偵察單位。
Delta 用於烏克蘭軍隊的所有部門和指揮層，從戰術單位到戰略領導。地麵部隊可以通過手機和平板電腦等移動設備以及高級軍事領導層同時訪問它，從而提供實時態勢感知並實現快速、明智的決策。訪問權限是分層的，這意味著不同級別的命令具有不同的權限和對係統數據的不同訪問權限。為了確保有效使用，移動培訓團隊會在各個軍事單位之間移動，以保持用戶的技能最新。
盡管 Delta 的國有製提供了一些優勢，例如跨國防機構正式采用以創建單一運營環境，但這種方法存在挑戰。由政府機構管理在雇用軟件工程師、更新法規以及解決軟件及其開發人員的安全問題方麵會帶來典型的官僚主義限製。盡管如此，態勢感知和指揮控製創新的實施速度明顯快於僅由 Aerorozvidka 運營的 Delta 時，也與其他軍隊的類似計劃相比。烏克蘭迫切需要有效應對戰時緊急情況，並且人們普遍認為技術優勢將成為戰鬥所有領域和維度的決定性因素，從而推動了這一速度。
技術架構
在探索係統的技術架構時，本文將研究 Delta 的數據以及旨在收集、處理和利用這些數據的軟件應用程序。這些應用程序使用戶能夠通過各種界麵與數據交互，提供做出明智決策所需的功能，並在武裝部隊和更廣泛的國防部門內提供運營支持。
數據
Delta 係統從各種數據源收集信息，以提供全麵的態勢感知並提高烏克蘭武裝部隊的作戰能力。這些來源共同構成了 Delta 應用程序生態係統的基礎，這些應用程序支持有效的戰場管理。圖 1 總結了 Delta 使用的主要數據源。
除了 Delta，烏克蘭還使用了其他態勢感知和戰鬥管理係統。其中一種係統是 Kropyva，它最初在炮兵部隊中受到歡迎。根據國防部進行的一項調查，Kropyva 與 Delta 一起成為烏克蘭軍隊最常用的三大作戰係統之一。Delta 和 Kropyva 通過在不同操作環境中跨不同級別的指揮共享數據來相輔相成，盡管這兩個係統並未完全集成。
Delta 係統的顯著特點之一是其基於雲的架構。它通過托管在國外的服務器在雲中存儲和處理所有數據，這使其能夠抵禦俄羅斯對其服務器的打擊。但是，這種對雲基礎設施的依賴可能會給 Internet 連接受限地區的用戶帶來挑戰。使用 Starlink 緩解了這個問題，Starlink 在前線提供了可靠的互聯網訪問。
應用
當 Delta 收集數據時，需要接口才能使最終用戶能夠有效地與之交互。這些接口通過應用程序提供，在烏克蘭語中通常稱為“產品”;這些是 Delta 生態係統的關鍵組成部分。
有趣的是，Delta 的整個生態係統是從其原始的基礎應用程序演變而來的，它本質上是一個數字地圖。這張地圖是誌願者為增強頓巴斯前線士兵的態勢感知而開發的第一個“產品”，顯示了敵軍和裝備的位置和移動。此應用程序現在稱為“Delta Monitor”，仍然是 Delta 生態係統的核心，顯示來自不斷增長的來源的數據。
隨著時間的推移，其他應用程序被有機地開發並集成到 Delta 中，反映了戰爭不斷變化的性質和挑戰。此次擴展已將 Delta 從一個純粹專注於態勢感知的係統轉變為一個更全麵的平台。它現在支持與北約所說的 ISTAR（情報、監視、目標獲取和偵察）概念以及美國使用的 C4ISR（指揮、控製、通信、計算機、情報、監視和偵察）框架一致的功能。烏克蘭開發人員旨在遵循這些概念，但與此同時推動 Delta 發展成類似於 CJADC2 的東西。本文的以下部分將探討 Delta 的核心應用，展示這種轉變是如何展開的。
- Delta Monitor
Delta Monitor 是 Delta 係統的主要和基礎應用程序，用作交互式地圖，在多個圖層中顯示信息。它可以通過 Web 瀏覽器和適用於 iOS 和 Android 設備的移動應用程序訪問。
交互式地圖允許用戶過濾和查看特定類型的信息，例如無人機、反坦克屏障、戰壕和電子戰站的位置。數據永遠不會從 Delta 中刪除，允許用戶跟蹤隨時間的發展並分析戰場動態。軍事人員每月提供超過 600,000 個敵方物體的信息，其中總共 400 萬個由作戰人員審查用於規劃目的。地圖上的每個對象都包含一個分類、一個圖像和有關其來源的信息，這允許用戶直接聯係報告敵方對象或部隊位置的人以獲取更多詳細信息。
Delta 管理麵板包括 User Management 和 Delta Intelligence 部分;後者用作收集的數據和圖像的存儲庫。係統開發團隊目前正在開發軟件來協調每個目標的整個火力交戰周期，包括初始偵察、偵察數據的分析和澄清、交戰和目標摧毀確認。
- 任務控製
隨著前線無人機係統 （UAV） 數量的增加，戰爭初期迫切需要飛行管理，以避免友好幹擾、無線電頻率競爭和任務重疊。為了滿足這一戰場需求，Delta 團隊開發了 Mission Control 應用程序，也稱為同步矩陣。它在視覺上類似於 Excel 電子表格，主要由無人機操作員通過指定時間、目標位置和任務類型（例如 ISR、打擊或炮兵校正）來安排無人機任務。在 Mission Control 的幫助下，無人機操作員每個月都會計劃大約 106,000 次任務。
Mission Control 會自動生成大量有關 UAV 性能的數據。此外，作戰人員經常手動添加任務詳細信息，包括對敵方電子戰活動的觀察。如果管理和分析得當，這些寶貴的數據具有改進軍事規劃的巨大潛力，這是三角洲生態係統未來發展計劃的一部分。
- UA DroneID
UA DroneID 應用程序是Delta 係統內無人機飛行管理的自然延伸。它的功能類似於用於飛機的敵我識別 （IFF） 係統，專門用於將無人機識別為“敵我”。此功能已集成到 Delta 中，以幫助防止涉及烏克蘭無人機的友軍火災事件，同時還可以提高無人機對敵方目標的有效性。 - Delta Tube
為了應對無人機和地麵上越來越多的戰場攝像機，工程師開發了 Delta Tube，允許用戶從這些來源和其他來源流式傳輸實時高清視頻 （Full HD）。流所有者可以完全控製誰可以訪問他們的流，確保隻有經過驗證的用戶才能查看素材。此功能可加速情報從偵察資產到打擊單位的傳輸，同時保持對訪問權限的完全控製。
- Vezha
2024 年，Vezha 外部應用程序被集成到 Delta 係統中，以增強視頻分析和流媒體功能。Vezha 是一個戰場視頻分析平台，可流式傳輸實時無人機鏡頭以及無人機機組人員、炮兵和指揮中心之間的交互。Vezha 使烏克蘭軍隊能夠分析來自數百架無人機的視頻，每天識別和分類 4,000 多個偵察對象。語音通信、聯合視頻解密和性能監控等功能對於烏克蘭武裝部隊的快速行動至關重要。
這種集成是外部應用程序如何增強 Delta 功能的一個很好的例子。Vezha 最初由領土防禦部隊第 411 獨立營“Yastruby”開發，後來由國防部創新中心改進並整合到其中。Vezha 的移動版本還與 UAV Mission Control 應用程序相關聯，為戰場協調做出了重大貢獻。
- Avengers
Avengers 是一個 AI 驅動型平台，是改進戰場視頻分析的下一步。它由國防部創新中心開發，旨在增強對敵軍和目標的人工智能檢測。該軟件能夠在無人機和固定攝像機的數千個同步視頻流中識別物體並檢測目標，即使這些物體被偽裝或隱藏在森林中。複仇者聯盟還可以區分誘餌和真實目標。
9 月，該部報告稱，複仇者聯盟通過分析無人機和地麵攝像頭饋送，每周自動檢測大約 12,000 件敵方裝備。此功能顯著提高了運營效率，實現了更快、更準確的數據處理，同時減少了人為錯誤。直到今天，《複仇者聯盟》的開發仍在不斷改進，AI 模型正在使用越來越多的數據進行訓練。還有計劃將這種支持 AI 的軟件直接集成到無人機中。
- 消息服務
通信是成功指揮和控製的命脈。為了滿足這一需求，Delta 生態係統中開發了一種安全消息傳遞應用程序，支持軍事單位之間的加密通信和協調。在與 CSIS 的對話中，係統開發人員分享說，Delta 的消息服務鏈接了各種係統功能，允許用戶為特定區域或對象類型配置警報;當發生相關更改時，這些警報會觸發實時通知。這增強了部隊對控製區和敵人活動變化的快速反應能力。
Delta 的消息服務在通信中變得如此重要，以至於一些部門已經圍繞它構建了整個交互框架。但是，應用程序的可用性和可擴展性仍然存在技術問題，盡管設計安全，但限製了其更廣泛的采用。具有更有效聊天功能的 Delta 更新版本預計將很快發布。
- 移動設備管理 （MDM）
烏克蘭各級戰鬥人員經常使用個人或捐贈的智能手機和平板電腦，這些智能手機和平板電腦容易受到安全威脅。盡管存在這些漏洞，但戰鬥機每天都在這些設備上使用軍事應用程序，他們的交互必須受到保護。作為回應，Delta 團隊創建了 MDM，這是一個安全的、由軍隊控製的平台，用於在烏克蘭武裝部隊內部分發應用程序，類似於 App Store 或 Play Market。
MDM 在用戶的設備上創建一個加密的隔離環境，從而能夠安全地安裝軍事應用程序和敏感數據。它執行嚴格的安全標準，例如強大的身份驗證方法，並允許在設備受損或丟失的情況下遠程擦除數據。該平台提供對一組精選的 68 個應用程序的訪問權限，這些應用程序專為軍隊需求而設計，其中 14 個專為作戰需求而構建。目前采用 MDM 是自願的，但作戰人員越來越多地使用它，因為受損的設備可能會危及生命。
- 分析平台
最初，Delta 的開發人員專注於建立一個持續收集數據的核心係統，而不是全麵分析數據。隨著戰爭變得更加複雜和技術先進，軍事人員對全麵分析和數據驅動型見解的需求急劇增長。
因此，Delta 團隊的下一個重大飛躍將是開發具有 AI 功能分析平台，尤其是在文本信息的處理方麵。需要從文本中提取語義元素並將其轉換為可以表示為 map 對象的結構化消息。在與 CSIS 的對話中，與創新中心合作的開發人員分享說，他們還在開發類似於講烏克蘭語的 ChatGPT 的工具，這將簡化與技術支持服務的溝通。
Delta 係統正在經曆持續和快速的發展，以滿足烏克蘭持續戰爭的動態需求。Delta 成功的關鍵因素之一是其迭代和更新的速度。2022 年，Delta 實施了 40 多項新功能，不僅從軍事標準來看，而且與商業領域的開發周期相比，這是一項重大成就。據 Delta 的首席開發人員 Artem Martynenko 稱，該係統在 2022 年發布了 30 多個軟件更新版本。這些頻繁的更新使該係統能夠滿足武裝部隊對及時和經過驗證的情報的需求，以支持軍事行動的協調。
Delta 的未來發展目標是將其用戶數量增加到 100,000 人，並進一步使其功能與以網絡為中心的戰爭原則保持一致;特別關注的領域將是實時數據集成、提高信息準確性和改進用戶可訪問性。
與盟友的整合和互操作性
為了確保對當前任務和未來可能的聯合行動的全麵態勢感知，烏克蘭係統，尤其是三角洲係統，必須與盟國的係統實現互操作。這一要求促使烏克蘭開發人員優先考慮與盟友平台的集成和數據共享。本節將簡要介紹這些工作，以概述軟件互操作性的現狀。
2023 年，Delta 展示了與來自 10 個國家/地區的 15 種不同的態勢感知和指揮控製係統的兼容性，其中包括 3 個由北約開發的係統。此外，在 2023 年，Delta 確認了其使用 Link 16（一種北約協議，可與 F-16 戰鬥機和其他類型的現代武器進行數據交換）交換信息的能力，從而改善Delta 在先進協作戰鬥網絡中的運營集成。
Delta 在 2024 年 7 月的北約 CWIX24（聯盟戰士互操作性探索、體驗、eXamination、eXercise）期間接受了互操作性測試。烏克蘭團隊的目標是在向烏克蘭提供西方武器之前識別並解決數據交換中的任何技術問題，使其能夠順利融入國內 C2 流程。Delta 在 13 個重點領域進行了 5 項標準測試（相比之下，在 2019 年 CWIX 演習期間，一個重點領域僅測試了一項標準）。烏克蘭團隊還展示了Delta 與盟國和北約係統交換完整運營圖的能力，包括空中、海上、陸地、網絡、太空、醫療和物流數據。烏克蘭團隊在 CWIX24 期間受到了極大的興趣和讚揚，代表們在俄羅斯持續戰爭的挑戰中對他們的專業精神印象深刻。
Delta 與西方 C2 係統集成的一個顯著例子是它與波蘭炮兵火控係統 TOPAZ 的成功合並。2024 年 7 月，烏克蘭國防部宣布，Delta 已與 TOPAZ 集成，TOPAZ 用於 KRAB 榴彈炮和 RAK 自行迫擊炮，這兩種炮目前都在烏克蘭服役。在北約 CWIX24 演習期間，Delta 有效地收集、更新和補充了信息（包括友軍定位數據），並將其傳輸到波蘭 TOPAZ 係統。此次集成展示了Delta 安全傳輸受限訪問數據的能力，並在戰場上提供了全麵的態勢感知。
Delta 不僅能夠實現出色的態勢感知，而且對任務控製的運營管理也至關重要。其這一功能在 2024 年 9 月在葡萄牙舉行的另一場由北約主導的演習 REPMUS 24 中進行了測試，該演習是有史以來規模最大的無人係統演習。它專注於跨域集成無人平台和指揮係統，以實現與北約夥伴國家的互操作性。演習範圍包括反潛戰、水雷對策和關鍵水下基礎設施保護。
REPMUS 24 見證了烏克蘭海軍首次參加該演習。海軍使用 Delta 係統協調 50 多個無人平台，實現了水下、水麵、地麵和空中車輛的完全互操作性。台達還成功與萊茵金屬開發的機器人四足機器人 Robotics-L 連接，展示了該係統對各種平台的適應性。Delta 還與其他指揮和控製係統集成，以改善數據交換、“敵我”識別和參與部隊之間的協調。
結論
近三年來，烏克蘭一直是一場激烈戰爭的中心，在此期間，我們可以觀察到烏克蘭不斷發展的態勢感知方法及其不斷變化的指揮和控製能力。在此期間，該國展示了適應戰場動態需求的能力。烏克蘭軍隊有效地整合了來自私營部門、誌願者團體和政府合作夥伴的技術解決方案，以提高態勢感知和整體戰鬥力。Delta 是烏克蘭軍事發展的關鍵部分，為敏捷和創新國防技術的發展提供了一個具有啟發性的案例研究。
該分析的主要發現如下：
- Delta 已從一種態勢感知工具發展成為一個綜合指揮控製係統，為烏克蘭武裝部隊的所有部門提供服務。 這種轉變展示了一種自下而上的係統開發方法，並說明了在擴展之前構建強大的基礎能力的重要性。Delta 的發展使其能夠有效地為軍隊的各個層麵提供服務，從前線部隊到戰略領導。
- Delta 是圍繞一個基於地圖的中央界麵構建的。新應用程序集成到此界麵中，以在統一平台上顯示數據。這種方法允許係統通過添加在單個用戶界麵中同步的新工具和功能來逐漸擴展。因此，決策者可以在一個位置訪問大量近乎實時的全麵信息。
- Delta 通過整合多個軟件應用程序和界麵而發展，將其從一個獨立的工具轉變為一個充滿活力的軟件解決方案生態係統。 這種方法將 Delta 從單一的態勢感知工具重塑為一個廣泛的軟件應用程序生態係統，以增強軍事行動——從情報、監視和偵察到目標識別和指揮和控製。
- Delta 的開發流程由直接的戰場需求和新應用程序的快速集成驅動，以應對不斷變化的軍事挑戰。 Delta 仍然與動態的戰場條件相關，並不斷適應技術和運營需求。用於無人機協調的 Mission Control 和用於無人機識別的 UA DroneID 等應用程序的集成展示了Delta 的軟件生態係統如何發展，以應對前線無人係統的增加。
- 烏克蘭已經成功地將來自美國和北約武器和指揮控製係統的軟件直接集成到達美航空中。 這種集成實現了西方和烏克蘭係統之間的無縫數據流，這對軍事行動至關重要。達美航空與西方係統兼容的一個顯著例子是它使用 Link 16 戰術通信係統，該係統可以與 F-16 戰鬥機共享數據。達美航空與波蘭 TOPAZ 火炮控製係統的集成還展示了其同步作戰數據以支持戰場上有凝聚力的態勢感知的能力。
- 集成到 Delta 中的數據源不斷擴展，為軍事領導層和一線人員提供近乎實時的態勢感知。 Delta 係統目前整合了來自不同來源的數據，包括無人機、衛星、固定傳感器和偵察單位，提供了全麵的操作圖景。Delta 的開發團隊通過集成額外的數據源並提高數據同化速度（通過實時無人機流式傳輸和分析平民通過聊天機器人提交的情報等功能）來增強係統的功能，以實現實時數據相關性。
- Delta 正在整合 AI 驅動的應用程序，為未來的 AI 支持功能奠定基礎。 視頻分析平台 Avengers 是 Delta 如何擴展其 AI 使用的一個例子。Avengers 自動識別數千個同步視頻流中的目標，從而提高軍事行動的效率。此類功能可減少與手動監控相關的工作負載和錯誤。人工智能的進一步采用對於增強 Delta 的分析功能至關重要。
烏克蘭工程師采用的方法——圍繞一個有效的工具構建一個組合的、全域的態勢感知和戰鬥管理係統——已被證明是非常有效的。Delta 使用 Web 和基於雲的技術，允許頻繁更新和迭代，確保係統與運營需求保持一致。包括美國在內的西方軍隊在繼續改進自己的大規模指揮控製係統時，可以從研究烏克蘭的經驗中受益匪淺。
卡特琳娜·邦達爾（Kateryna Bondar）是華盛頓特區戰略與國際研究中心（Center for Strategic and International Studies）瓦德瓦尼人工智能與先進技術中心（Wadhwani Center for AI and Advanced Technologies）的研究員。
本報告由對 CSIS 的普遍支持提供。沒有直接讚助為本報告做出貢獻。
