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美军大数据技术应用研究
作者：耿卫 杨伟超 尤江东 来源：《创新科技》2013年第11期
[摘 要] 本文在论述大数据的概念、特点基础上，从美军改革编制体制、立足长远规划、合并全球数据中心、着眼未来发展等方面，系统研究了美军对大数据的开发利用情况，及时把握美军在大数据技术应用方面前沿动态，为我国未来大数据应用发展提供有力技术支撑。 [关键词] 大数据技术；美军；大数据应用；前沿动态 [中图分类号] TP274 [文献标识码] A 1 大数据的概念及特点
大数据通常是指无法在一定时间内用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合以及相关技术和一揽子解决方案。大数据对国家安全具有重大战略意义和影响。 大数据（Big data）一说最早出现于1997年，由美国国家航空和航天局研究员迈克尔·考克斯和戴维·埃尔斯沃思提出。最早提出“大数据”时代已经到来的机构是全球知名咨询公司麦肯锡。麦肯锡在研究报告中指出，数据已经渗透到每一个行业和业务职能领域，逐渐成为重要的生产因素；而人们对于海量数据的运用将预示着新一波生产率增长和消费者盈余浪潮的到来。
大数据（Big Data）技术，是指对十分巨大的数据集进行搜索、挖掘、存储、实施数据分析并确保其安全的技术。“大数据”包含几方面的特征：一是可利用的数据总量巨大；二是数据生成速度快；三是数据的格式繁多，处理困难；四是单项要素的数据容量较以往有了明显提高。大数据技术的发展不仅改变了战争面貌和军事能力，也在深刻地改变着美军的作战方式，对战斗人员和战场构成的理解正在迅速超出原来的规范与想象。 2 美军大数据技术研究背景
2012年3月，美国发布《大数据研发倡议》。该倡议涉及包括美国国防部在内的6个部门，它们允诺将不断投资，开发相应工具盒技术，大力提升获取、管理和分析大数据的能力。美国国防部及其下属机构国防先进研究项目局在同期发布的大数据项目清单中列出了“从数据到决策”等10项研究计划。
由于美国联邦政府曾运用类似的倡议方法在信息技术研发领域进行投资，并获得巨大成功，此次美国通过“大数据”研发，有可能带来一系列关键技术上的突破，引领信息化竞争从软硬件、网络领域进一步向信息认知跃升。如不重视这一变化，将会面临丢失“海量数据”资源使用主动权的危险。
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目前，大数据（Big Data）商业应用与研究，在我国起步时间不长，大数据技术在军事方面的应用研究，在我国也是时间不长。对美军大数据技术应用进行系统性研究，具有重大的意义，一是及时掌握与了解美军在大数据技术应用方面的最新动态；二是给我军未来发展提供借鉴和技术支撑。
3 美军大数据技术研究
大数据的潜在价值不言而喻，为解决军事应用中的大数据问题，美军着眼于系统性、全方位解决方案，采用了统一规划、分步实施的具体措施。
3.1 改革编制体制，为大数据技术的开发与利用提供高效的运行机制
源于美国特有的国民特性，时刻追求理想与现实的最佳结合，根据安全环境与实战需要能及时调整部署、调整编制，以适合未来联合作战需求。这种创新精神是美军军事转型的显著特征之一。数字技术的发展，不仅改变美军作战模式与指挥与控制方式，同样也直接改变着美军的体制编制。
在国防部层面，原负责网络与信息一体化的前助理部长办公室（NII/CIO）更名为首席信息官办公室，原办公室的一些采购职能，转交给负责采购、技术与后勤的副部长，但保留对采购程序的建议权。这样可使首席信息官专注于信息管理、信息技术、信息保障等的顶层设计与全局性指导。另据《防务系统》网站6月29日报道，为实现作战与情报的融合，构建联合信息环境，联合参谋部也正在进行联合
参谋部的信息技术转型，计划重建J6部，并与国防部长首席信息官办公室一道共同领导国防部的“信息技术效能”工作。为有效整合网络空间作战资源，作为美国网络作战体系的最高指挥机构，美军网络司令部的成立则被誉为“美国国防的重要里程碑”。在军种层面，最为典型的是，为整合ISR资源，用基于能力和效果的方式有效管理ISR，美军于2007年6月8日成立的美国空军情报、监视和侦察局（AFISRA），从而将ISR作为一个完整的整体来分配、计划和运用，这样无疑将充分发挥ISR的巨大合力优势。这些相关机构的相应调整，为大数据技术的开发与利用提供一套高效的运行机制。
3.2 立足于长远规划，以大数据为核心构建国防部企业化体系架构
基于国防部指令《在以网络中心的国防部内部数据共享》规定了国防部首席信息官进行数据资源管理的政策及其职责，为进一步优化国防部信息技术体系架构，由国防部首席信息官牵头，国防部信息系统局具体负责，在网络服务、计算服务、应用与数据服务、终端用户服务和IT业务程序等五大职能领域推行改革，合并数据中心并使各军种更加标准化，以提高网络安全与任务效果。2011年9月6日，国防部首席信息官特丽·高井签署发布的《美国国防部信息技术体系战略与路线图》，标志着利用新技术来建设新的国防部信息体系的开始。该战略计划整合所有IT设施，为国防部打造一个更有效、更安全的国防部信息体系确立了战略规划和初
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期发展路线图。为进一步落实国防部改革措施，国防部信息系统局于2012年发布了《2013～2018战略规划》，以“确保建立一个统一的、合作的、保密的联合信息环境（JIE），实现整个国防部端对端的信息共享和独立企业服务；为国防部提供快速的云服务。”以此作为战略目标，通过合并数据中心、网络作战中心向云计算过渡，将企业化系统的各个组成部分融合成为更高效廉价的架构。通过对海量数据搜索、挖掘、存储、分析、安全等的大数据技术开发，为美军提供大数据能力，支持美军的全球作战。 3.3 合并全球数据中心，向数据中心战过渡
当前，美军在极力强调基础网络的弹性和可信性的同时，大规模削减分散于全球的数据中心，大力推进网络云计算项目。目的是在“形成灵活、智能、自适应的物理网络的基础上，将网络空间工作的关注点调整到?改造网络化服务模式?”上来，直接以企业化的作战应用服务支撑作战过程。从“提供物理网络服务”到“提供网络应用服务”的转型，是从“网络中心战”向“数据中心战”军事作战理论转型的基础和实质性目标。在可预期的未来，随着web3.0技术的发展、成熟与军事应用的广泛展开，美军军队建设理论也将发展变化：作战过程控制将日趋自动化，指挥官将直入作战主题，将关注焦点逐渐提升到核心的作战目标。
美军2013财年重点将现有的数据中心合并为3类数据中心。第一类为核心数据中心，用于国防部各部门都必须使用的信息服务与应用，以及用于国防部与工业部门和公众交互的对外服务与应用。第二类为地区性数据中心，主要用于满足距离终端用户更近的信息服务与应用需求。第三类为部署在前方的前方数据中心，这类数据中心很灵活，可以存放地区性与全局性的服务与信息，适合各种任务情况，速度更快，网络可靠性更好。这些数据中心的服务器将普遍高度虚拟化，这样可以更灵活地加入新的信息服务，提供最大的效率。这些新的数据中心与网络结构的重要改进得益于远程防御行动、网络、数据中心、服务器以及其他应用的技术标准化，这些极大地提高了国防部信息技术控制系统的网络安全性。
据统计，美军2012财年数据中心至少比2011年减少了115个。到2015年陆军要将大约450个数据中心减少到185个，大幅度减少现存的26 000台服务器。海军的数据中心整合计划的目标是把使用的应用程序虚拟化，并减少数据中心的数量。迄今为止，海军已经关停了13个数据中心，并计划在下一个财政年度关停不少于22个数据中心，截止到2017财政年度关停至少58个数据中心。海军陆战队在向云环境转变的过程中，正进行数据服务的标准化，计划将全球数据中心合并到11个。
3.4 着眼于未来，不惜投入重金开发大数据技术
针对大数据所面临的带宽稀缺、适应性和安全性、存储等问题，美军与IT界在“云”计算环境与协作、非结构化数据的整合、超越数据仓库等方面进行了广泛的合作并已取得了一定的成效。例如，2010年美国动态研究公司与美国陆军合作开发的构建基于“云”计算环境的智能系统“求雨者”（Rainmaker）已部署到了阿富汗战场。