以数字时代的速度进行决策（英）

作者：劳拉·博切克和约翰·绍斯 2022年8月 问题 美国表示，它正在与中国进行战略竞争。分析师和参与者确定需要快速迭代概念和能力，以开发新的、更有效的参与竞争的方法。然而，目前 ，与传统兵棋推演或单独建模相比，国防部未充分利用公开数据和软件开发社区来构建能够更快地建模、假设检验和可变性分析的工具。本简报描述了开发一个简单的软件工具来对假设的中华人民共和国(PRC)对美国在印太地区设施的突然袭击进行压力测试的速度和实用性。 介绍 俄罗斯对乌克兰的入侵正在提醒世界，即使地面和空中部队相距甚远 ，导弹也可以帮助军队实现目标。俄罗斯的打击不断摧毁乌克兰目标的程度凸显了考虑此类武器如何影响欧洲和其他地区未来冲突的重要性。 拜登政府的国防战略仍然是机密的，只向公众提供了一个简短的摘要，它将中国确定为美国的主要战略 安全问题。即使国防部(DOD)谈论为未来冲突做准备的谈话，它也太抗拒调整系统或加快冷战结束后30年来一直为它服务的步伐。 在过去的10年中，关于高度机密和耗时的兵棋推演的报道一直保持着稳定的节奏，表明美国一直“输给”中国。这结果，很容易概括为“糟糕！”，缺乏足够的公开的细节就如何最好地解决潜在缺陷进行知情辩论。 分类或复杂的兵棋推演可以为政策制定者带来好处，但通常对少数高技术人员有利；然而，开源分析和国防部自己的出版物创造了大量信息，可以而且应该对这些信息进行仔细分析，以鼓励 国防部领导人、立法者和公众考虑如何最好地优先考虑有限的资源，包括金钱、时间和人员。结合简单且负担得起的现代软件功能，应该利用这些信息来改进和集中更多时间密集型的兵棋推演工作。 这就是为什么在六周的时间里，作者开发了一种相对简单且成本较低的工具来评估西太平洋未来潜在冲突的最初几个小时内可能发生的情况。该模型假设中国仅使用其陆基人民解放军火箭军（PLARF）进行突然导弹袭击。借鉴国防部的年度中国军力报告和可用数据关于PLARF的作战地点、组织和能力，研究小组创建了一种算法来计算最可能的美国和盟国目标，并对此类打击的作战后果进行粗略评估。 以数字时代的速度进行决策 CSIS简介 在最不广泛的情况下，情景将允许 PLARF 1.打击PLARF导弹射程内的任何基地 ，包括关岛、夏威夷、阿拉斯加和美国本土48个州； 2.太平洋的打击基地，不包括美国本土的48个州，但包括阿拉斯加、夏威夷和关岛； 3.打击基地，包括关岛，但不包括阿拉斯加和夏威夷；和 4.不在美国各州或领地的打击基地。 限制 该程序和由此产生的分析是数字决策建模的 概念证明，并不旨在成为明确的答案 PLARF资产究竟如何 DF-17导弹在北京天安门广场举行的庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上亮相。 资料来源：格雷格贝克/法新社/盖蒂图片社 尽管最初的假设是“不会那么糟糕”，但这个 分析表明，冲突的早期阶段可能对美军在西太平洋的部队和设施非常不利。 方法 利用PLARF上的公开数据范围,营业地点,和库存，研究小组为PLARF 能力创建了一个模型，该模型能够对西太平洋以及远至美国大陆的美国和盟国设施进行首次打击。这些设施来自先前的工作和图像分析，包括位置、跑道、总部设施、导弹防御系统以及其他前沿部署部队的估计。首先，算法计算出 美国和盟军基地在给定发射场的射程内（该模型目前不考虑PLARF资产的机动性）。然后，该团队根据美国在那里的总能力和容量以及罢工使其目标瘫痪或摧毁的可能性（任务杀伤）评估每个站点的价值。最后，该算法对发射场和潜在目标进行迭代，以确定导弹和目标的最佳组合，以最大限度地发挥PLARF压制美军的能力。 该计划为用户提供了PLARF首次打击美国和太平洋盟国基地的四种情景选择。从大多数 操作。开发这个初始原型需要几个假设，但它们可能会限制当前程序评估风险的效用。这些假设包括： ▪PLARF导弹被假定为100%准确。 ▪导弹的目标是固定的美国设施，而不是美国资产。 ▪PLARF资产都被假定为静态的。 ▪美国的导弹防御系统以非常基本的方式进行了说明。 ▪该模型假设美国或盟军没有事先警告。 ▪美国没有从太空或网络能力中获得任何好处。 除了解决上述部分或全部限制之外，额外的改进（或内置的灵活性）可以为评估提供更大的信心，并提供对一系列变量进行敏感性分析的方法。例如，在计划的约束下，第二岛链中潜艇基地的重要性大约是同一区域内指挥控制节点的10倍。这样的值在分析上对确保代码正确运行很有用。 打击功能 图1：程序设计 解放军级 带有PLA导弹位置数据的 CSV 美国级 带有美国基础数据的CSV 寻找边际价值 检查组 最后移动 组建罢工小组 结果 分配导弹 资料来源：作者的设计。 然而，细化这些值或允许用户定义这些值将增强练习的效用并增加决策者对输出的信心。类似的假设出现在程序的几个点上。 值得注意的是，该计划将被认为是核站点（绿星）的PLARF位置排除在分析之外。这是基于这样一种判断，即核打击——无论是否合理——都会导致美国采取不同规模的反应，因此无助于分析。开源文献中关于哪些PLARF导弹位置是纯常规的还是纯核的存在一些不确定性。由于模棱两可，该计划有可能指定一个核站点来袭击美国基地。该模型假设具有双重能力的基地和资产可以发射常规弹头作为“最好情况的最坏情况”。 结果 使用上述场景，并受其限制，该软件提供可以审查和分析的结果。 第一种（包括较低的48个州）和第二种（包括阿拉斯加、夏威夷和关岛，但不包括较低的48个州）情景返回了相同的结果，因为PLARF没有针对美国大陆的基地。第三种情况（包括关岛，但不包括阿拉斯加和夏威夷）导致解放军空军转而攻击美国在釜山的设施 ，而不是攻击美国在夏威夷的基地。第四种情况 （不包括任何美国州或领地）重新分配的PLARF 从打击关岛到打击美国在三泽和横田的设施。 验证 尽管当前模型的保真度较低，但它提供了几个结果，证明了这种方 法的实用性。首先，它提供了有关目标选择、发射基地发射的导弹以及按类型发射的导弹数量的详细信息。其次，它提供了一种粗略评估此类武器对美国基地影响的方法。 攻击。第三，它表明可以利用数字时代的技术和开源数据来开发介于“餐巾纸背面”和高度机密的战斗模拟之间的评估。最后，这个模型是用最少的软件开发时间开发的——不到80小时——大部分时间都花在了熟悉武器系统和使用概念上，以了解导弹瞄准的逻辑是如何工作的。最后一项很重要，因为由熟悉概念或功能的程序员构建的未来迭代可以非常快速地开发。 图4显示了目标选择输出的一部分，其中向给定目标发射的导弹数量为 给定的基础。此信息旨在避免黑盒效应，这在计算机生成的模型中经常且正确地引起关注。基地由港口、总部和跑道组成。为每个打印定位结果。 美国 韩国 日本 中国 横须贺 台北 台湾 珍珠港 菲律宾 安德森空军基 地 澳大利亚 国家美国盟友中国 基地 美国/盟军解放军火箭军 （假设用于核武器） 解放军火箭军 （传统的） 图2：情景1罢工（关岛、夏威夷、阿拉斯加和下48个州） 资料来源：作者的设计。 图3：情景2第一岛链和第二岛链的罢工 韩国 日本 中国 横须贺 台北 台湾 菲律宾 安德森空军基地 国家美国盟友中国 基地 美国/盟军解放军火箭军 （假设用于核武器） 解放军火箭军 （传统的） 资料来源：作者的设计。 调整目标优先级标准。在实践中，这表明计算机程序可以在数小时而不是数周内迅速从一个战区的威胁转变为另一个战区的威胁。 在兵棋推演中，冲突的现实经常被抽象或“挥手”掉，以专注于更高优先级的问题。这些问题可能包括通信、访问或物流方面的挑战。早在危机开始之前，软件模型就提供了识别此类约束的操作限制的能力，这些限制是由操作环境、减员或突发事件开始时的能力或能力不足所施加的。 也许最有帮助的是，建立在非机密数据上的模型可以提供一种讨论国防部面临的实际问题的方式，并且这样做的方式允许高级决策者和国会监督员提出更明智的问题——并准备好听取和更好地评估回应——使更快节奏和更明智的决策过程。 另一个可能的好处是利用开源软件社区来审查代码（或部分代码）以改进和改进软件，从而使分析师能够从当前的前沿技术中受益，而无需繁琐的需求设置过程。 未来的迭代 此分析基于概念验证软件。进一步开发该软件可以提供更可信和合理 的信息，以了解未来的作战环境以及国防部如何准备应对它。几个具体领域需要更详细的努力： ▪提高导弹模型的复杂性。 这包括整合资产的机动性，改变PLARF导弹精度的假设，以及采用更复杂的美国导弹防御能力模型。 ▪探索对更广泛部队生存能力的潜在影响。模型不仅可以考虑突袭期间的美军，还可以解释整个战区的美军和盟军在冲突初始阶段的情况。 ▪调整模型以探索当前和预期的未来后勤部队能力和能力。这可能包括建制军事能力和可能的民用后勤能力，以及两者在竞争环境中的运作。 ▪从单一答案结果转移到一系列概率结果。当前程序返回一个它认为最有可能发生的场景， 但可以修改未来的版本以在结果中包含一定程度的确定性。这个会 使决策更加透明，并为战争中存在的不确定性提供一些责任。 ▪在新影院中使用该模型。该分析可以应用于新的战区，包括美国欧洲司令部和美国中央司令部。 在上述每个后续领域中，有机会快速识别和讨论当前联合部队的局限性（和机会），而不受制于特定服务的假设和模型，这将是对现有机密工作的有益覆盖。这样的步骤 可以提高比较不同投资对整体联合部队的相对收益的能力——例如 ，下一个边际投资是否会更好地用于战斗机、水面舰艇、导弹防御或后勤能力。 通过提高国防部以21世纪的速度做出决策的能力，美国将更有能力在最有利于竞争的领域进行更明智的投资。这种性质的工具以与政府内部和跨政府沟通所需的透明度相关的速度提供分析。 劳拉·博切克是华盛顿特区战略与国际研究中心(CSIS)国防工业倡议小组的前实习生。约翰·绍斯是CSIS国际安全项目的高级研究员。 通过对CSIS的普遍支持，使这份简报成为可能。没有直接赞助促成了这份简报。 CSIS简介由战略与国际研究中心(CSIS)制作，该中心是一家专注于国际公共政策问题的私人免税机构。它的研究是无党派和非专有的。CSIS不采取具体的政策立场。因此，本出版物中表达的所有观点、立场和结论均应理解为仅代表作者的观点、立场和结论。©2022战略与国际研究中心。版权所有。 封面照片：马来西亚皇家海军照片由美国海军提供