Framework for Cognitive Warfare Situational Awareness Visualization
摘要
态势感知被定义为 “在一定时间和空间范围内对环境要素的感知、对其含义的理解以及对其近期状态的预测” [1]。态势感知属于认知领域，与感知、知识、心智模式和训练有关。另一方面，认知战 [2] 显然属于认知领域，它涵盖了广泛的要素，包括技术方面，但并不局限于技术方面，因为它还与社会和人的方面有关。在当今的环境和场景中，作战行动确实具有多领域性质，认知领域被认为是其他领域的横向领域，主要是传统的动能或物理领域，以及最新的网络领域。毫无疑问，由于其横向性和全面理解性，认知领域在态势感知方面更为完整、全面和复杂。因此，需要在认知战范围内生成一种态势感知（SA），以便在认知领域内以横向方式开展与所有其他领域相关的行动。可以说，网络空间是认知战的主战场。因此，网络态势感知的生成是认知领域态势感知生成的先行和必经步骤。由于网络态势感知具有跨领域的性质，它也将成为统一态势感知生成的关键组成部分。
一、引言
如今，人们正在努力将属于网络空间的物体和属于动能领域的物体（无论它们来自陆地、海洋、空中还是太空）整合到一个独特而全面的态势感知系统中。
与前述声明一致，拟议的态势感知必须由来自动能和网络领域的传感数据以及属于社会心理领域的对象（如文化元素、与人类行为相关的方面、广义的社会网络和媒体）提供支持。虽然动能和网络领域的传感器和数据源在某种程度上都有精确的定义和界限，但来自社会心理领域的原始数据却并非如此，必须下大力气确定一个共同的协议。
此外，态势感知可视化是一个相关的挑战，它构成了一个开放的研究领域，在动能领域如此，在网络领域更是如此[3]，[4]。因此，认知战领域的态势感知可视化是一个极具挑战性的领域，迄今为止学术界和工业界所做的努力即使有，也是寥寥无几。
本文提出了一个在认知层面生成态势感知的架构或框架，并将其纳入认知战争领域。本文将考虑认知领域与其他领域的关系，并特别关注不同领域之间的交叉（可能存在重叠），这将导致混合领域，以及这些领域在生成态势感知时所带来的相关复杂性，而态势感知是多领域环境中决策过程的基础。
在开发态势感知生成能力的过程中，确定认知领域的构成要素和具体对象[5] 将是一个先验步骤。
此外，还将概述认知态势感知可视化需要考虑的最重要方面。将对认知战态势感知的可视化技术进行初步研究，关注心理和技术方面，如可视化分析技术的应用或复杂多维图形生成方面的要求。
二、认知战争态势感知框架
认知领域已开始被视为与物理领域（陆地、海洋、空中和太空）和网络空间并列的第六个作战领域。
指挥与控制信息系统的目标之一是在上述各个领域生成态势感知。态势感知可定义为 “在一定的时间和空间范围内对环境要素的感知，对其含义的理解，以及对其近期状态的预测”。
态势感知是一种心理状态，无论在哪个领域，它都是作为一种认知能力产生的。
这就导致在定义或说明如何在认知领域生成态势感知时，将认知领域视为操作领域，复杂性大大增加。
第一种方法是认为认知领域的态势感知必须包含其他五个领域的态势感知。
第二种方法是认为认知域态势感知以信息平面为基础，由物理态势感知和网络态势感知混合产生，包括属于认知域的内在心理和社会方面。
接下来，我们提出了一个认知态势感知生成框架。
图 1 显示了拟议的架构。正如我们所看到的，认知态势感知是通过整合以下几个方面来生成的：
1) 物理世界态势感知
2) 网络空间态势感知
3）相关区域人口的社会心理因素。
我们提出的 “认知态势感知”（Cognitive Sitational Awareness）是面向作战和战术层面的，也就是说，它不是一个抽象的概念，而是一个可操作的概念，是多领域作战环境中决策的支持要素。
从这个角度看，认知态势感知的每一个组成部分都将依次由行动区的一系列特定元素或对象组成。
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2.1 物理态势感知
它将由不同的态势感知（陆地态势感知、海洋态势感知、空中态势感知和太空态势感知）整合而成。各领域的态势感知将由各领域特有的指挥与控制信息系统生成，并有各自的对象和要素。北约的 NCOP 就是联合行动中多域态势感知可视化工具的一个例子。
2.2 网络态势感知
构成网络态势感知的对象包括资产、漏洞、威胁、警报、事件和风险相关要素。在网络空间，态势感知由三个层面组成：网络感知、威胁感知和任务感知。这三个层面之间的关系和相互依存关系来自风险分析，并以风险分析为基础，其中定义了系统、服务和任务的物理和逻辑组件之间的相互依存关系。
根据恩斯利的定义，网络态势感知并不包括所有网络空间，而是侧重于与行动发展和展开相关的部分或区域，即网络关键地形。
2.3 心理-社会部分
在此不一一列举，我们可以指出以下主要的社会心理领域组成部分：文化方面、战区民众的行为、参与制造舆论的大众媒体和社会媒体。
社交媒体，尤其是社交网络具有特殊的相关性，因为其内容的生成取决于认知领域最个人和心理方面，但同时，它们也有助于认知领域社会维度的生成。
必须强调的是，在生成认知态势感知时，将只考虑行动关注区人口的社会心理因素。
三、认知态势感知可视化行动方法
作者认为，认知态势感知可视化必须以加强联合行动中的决策过程为目标。
在许多国家，为在其他领域产生效果而计划和实施的认知领域行动被称为 “信息行动”。
前文提到的信息行动，其目标一方面是创造一种舆论状态，在认知态势感知领域可被命名为 “认知状态”；另一方面，则是专门用来对抗敌方的信息行动，从自身角度来看，可被视为欺骗或虚假信息行动。
在信息时代，在多领域环境中，认知领域的大多数行动，无论是信息行动还是欺骗行动，都主要基于第五领域（网络空间）所提供的能力。具体来说，这些能力依赖于社交网络的毛细管效应和指数级信息扩散能力。
上述说法并不一定意味着我们必须摆脱传统通信手段提供的能力，主要是电视因其大规模分布的图像能力，在很多时候会对利用社交网络生成和传播的信息产生倍增效应。
那么，认知态势感知的可视化能力的一个可操作应用就是在触发信息操作之前和之后对相关人群的舆论状态进行评估，以验证特定操作的效果。
为此，进行所述评估的最佳方式是通过社交网络内容监测和信息行动目标人群在行动前后的相关性。
为实现这一目标，生成认知态势感知的工具应具备获取社交网络内容、按照分析师定义的特定标准对这些内容进行关联、原始数据源可视化，以及更重要的是实现设计目标的关联结果可视化的能力。
认知领域的可视化是一项具有挑战性的任务。事实上，技术现状（SoA）方面的文献少之又少，甚至可以看到，像网络安全防护可视化这样不太复杂的可视化领域仍然是一个开放的研究领域，虽然有一些非常相关的工作[6]、[7] ，但尚未达成共识或协议。因此，认知 SA 可视化领域的情况更糟，如前所述，只有极少数作品涉及该领域的可视化方面，而且是以非常遥远的方式，例如[8]。
从情报角度看，具有这种认知态势感知可视化能力的工具可被视为零侵入性的 OSINT（开源情报）工具，并严格遵守目标人群的现有法律框架。
另一方面，社交网络监控的结果必须与目标人群文化环境的其他信息源相关联，例如，多民族社会的宗教、种族或个人的财富和收入水平。这些信息大多可以通过 OSINT 技术从公开来源收集。将这些背景信息与从社交网络获取的实时数据进行关联，可以极大地丰富认知态势感知。这类方法的例子见[9]、[10]。
无论是原始数据来源还是相关结果，都必须分析哪种类型的图形和图表可以实现高效的可视化（并能在认知层面产生正确的感知）。气泡聚合图的地理参照热图与传统的饼图或柱状图相结合，有助于生成便捷的认知态势感知。
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图 3举例说明了特定社交网络中事件的地理分布情况。在开展认知战 SA 时要考虑到文化因素（例如基于语言自动处理的 “情感分析”）。
通常，开展信息和欺骗活动最有效的技术手段或环境是网络空间。从军事角度看，网络空间与动能领域一样，是一个可以开展防御、探索和进攻行动的领域。
虚假信息和欺骗活动可被视为网络空间的进攻行动。其实施方式与分布式拒绝服务攻击（DDoS）类似，都是利用成千上万或数以百万计的机器人（这里指网络机器人）。
因此，将网络态势感知作为生成认知态势感知的一个组成部分，无疑会丰富认知态势感知。能够生成认知态势感知并将其可视化的工具必须提供网络空间来源和社会心理来源之间的关联能力，以及目标人群文化范围的背景信息。
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在图 4 中， 纯动能方面和网络领域专属方面，以及它们的混合或多模式视图都被显示或考虑用作认知战 SA 的组成部分。
最后，认知领域的行动可分为以下几类
a) 仅在认知领域产生影响的行动。
b) 在认知域和动能域都有影响的行动。
在后一种情况下，认知态势感知在包括物理或动能态势感知之前是不完整的，这样才能正确评估认知域行动对动能域产生的影响。
另一方面，动能领域的行动显然会对认知领域产生影响。这可能是历史上最为人所知和评估最多的方面。认知态势感知工具必须能够将动能行动在认知域产生的影响可视化。
无论如何，这种工具还应允许将认知领域的行动确实在动能领域产生的影响（如民间叛乱、起义或人口流离失所）与动能领域的行动确实在认知领域产生的影响（如在对抗中产生 “好 ”和 “坏 ”双方的心理状态）联系起来。
四、研究案例初步分析
2022 年俄罗斯联邦入侵乌克兰和 2023 年 10 月 7 日圣战组织哈马斯入侵以色列领土后在加沙掀起的战争就是认知领域和动能领域相互作用的两个明显例子。
在前者中，由于乌克兰人是故事中的好伙伴，西方国家及其舆论支持和信任乌克兰，因此被攻击的竞争者在认知领域获得了迅速和持续的优势。
在后一种情况中，明显受到攻击的竞争者以色列失去了认知领域的初始优势，即作为对攻击的反应，在加沙地带采取动能行动后不久，他们就失去了 “好人 ”的标签，也失去了 “所有 ”西方国家及其 “所有 ”公众舆论的 “完全信任”。
一个例子与另一个例子有什么不同？毫无疑问，除了动能军事行动本身，还必须从其他方面找到解释。必须从认知态势意识中寻找原因，主要是文化、宗教、经济等社会心理因素，以及对传统媒体和基于社交网络的智能大众媒体的调整甚至篡改。
如果只播放其中一个竞争者的受害者的图片，那么认知领域的优势很快就会倒向一方，也就是在偏颇的事实陈述中拥有这些受害者的一方。
如果非政府组织和其他假定中立的组织只报道竞争者之一的不当活动，其对公众舆论和信任（我们必须提醒，信任是认知领域的目标）的影响将很快在认知领域选择优于因其有偏见的投诉而受益的竞争者。
毫无疑问，如果有一种工具可以将冲突中不同受众的认知状态可视化，就像前面举例说明的那样，它可以评估一个领域的行动对其他领域，乃至整个认知领域产生的影响，这将对多领域行动的决策过程大有裨益。
潜在的受众可能是竞争者的国防参谋长、争议国家或团体的公众舆论、第三方国家的公众舆论（例如乌克兰-俄罗斯联邦冲突中的西方国家或以色列-哈马斯冲突中的西方国家），以及包括第三方国家在内的所有参与方的决策者。
五、结论与展望
认知战态势感知的初步框架已从多领域的角度进行了定义，考虑到了产生态势感知的三个关键贡献：动能领域、网络领域和社会心理领域。
在我们的框架中，我们确实理解认知战态势感知是基于这三个组成部分及其相应子组成部分的整合和关联。
迄今为止，UPV 已经在动能领域和网络领域的整合方面积累了完整的知识，形成了一个混合或多领域态势感知工具 CyCOP（网络共同行动图）[11]、 [ 12]、[13 ]，目前正由西班牙网络司令部使用。
下一步将是开发一个原型，整合这项工作中拟议架构中定义的社会心理组件，以验证拟 议模型。
该工具将包括整合 OSINT 来源，特别是社会网络和与所分析地区人口的社会、经济、文化甚至宗教（文化意识）环境有关的其他情报来源。
分析结果的可视化是一个具有挑战性的方面，还需要根据工具使用所面向的目标受众，定义认知态势感知的不同视图。
https://www.sto.nato.int/publications/STO Meeting Proceedings/STO-MP-HFM-361/MP-HFM-361-P15.pdf
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