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军事物联网——推动国防和军队信息化建设加速发展的引擎

2015-01-09孙晓文

国防 2015年4期
关键词:战场军队军事

孙晓文

军事物联网——推动国防和军队信息化建设加速发展的引擎

孙晓文

内容提要:党的十八大提出,要坚定不移地把信息化作为军队现代化建设发展方向,推动国防和军队信息化建设加速发展。本文从物联网及军事物联网的概念、特点,军事物联网对我军未来信息化建设的影响,以及军事物联网应用于我军信息化建设的几点思考等方面,论述了军事物联网的发展将有效提升军队的作战训练能力和保障效能,加快军队信息化建设的步伐。

主题词:物联网 军事物联网 军队信息化建设

作者:孙晓文,军事科学院军事历史和百科研究部研究员,大校

党的十八大提出,要坚定不移地把信息化作为军队现代化建设发展方向,推动国防和军队信息化建设加速发展。同时明确,国防和军队现代化建设要按照“三步走”战略构想,加快推进机械化和信息化建设步伐,争取在2020年基本实现机械化,在信息化建设方面取得重大进展。随着全球信息技术革命的深入和军队信息化建设的拓展,越来越多、越来越先进的信息技术开始逐步应用于军事领域。物联网技术被业界称为是继计算机技术、移动通信技术和互联网技术之后的又一次信息技术革命,其在军事领域的应用正在推动一场军事变革。军事物联网在战场客观物理世界可实现从传感器到发射器的无缝链接,必将对我军信息化建设产生深远影响,有效提升军队的作战训练能力和保障效能,加快军队信息化建设的步伐。

一、军事物联网内涵

(一)物联网概念

物联网概念是20世纪90年代由美国麻省理工学院的专家提出来的。物联网顾名思义就是“物物相连的互联网”。它是通过智能设备基于互联网技术构建的一个更大的网络。从技术角度可以描述为:一个基于互联网、传统电信网等信息载体,通过感知、通信和智能信息处理,让所有能够独立寻址的普通物理对象,实现互联互通的网络。

虽然物联网和互联网仅一字之差,存在着密切的联系,但却有着显著的不同。互联网创造了虚拟世界,而物联网为我们开辟了一个由虚拟转向现实的新领域。互联网在虚拟世界中实现了人与人的联系,而物联网将在回归到实物的现实世界中实现物与物的联系。与传统的互联网相比,物联网的主要特点:一是物联网是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类型的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性,按一定的频率周期性地采集环境信息,不断更新数据。二是物联网是一种建立在互联网上的网络。物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输,由于其数量极其庞大,形成了海量信息,在传输过程中,为了保障数据的正确性和及时性,必须适应各种异构网络和协议。三是物联网不仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理能力,能够对物体实施智能控制。它将传感器和智能处理相结合,利用云计算、模式识别等各种智能技术,扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同用户的不同需求,发现新的应用领域和应用模式。

(二)以物联网技术为核心构建的军事物联网

从概念上理解,军事物联网是物联网在军事上的应用,即在网络中通过智能连接实现物理系统和数字信息系统在军事领域的全面而深度的融合。它按照标准的通信协议和栅格化的网络,把通过各种信息感知手段获取的各种作战要素信息进行智能化处理、应用和控制。具体来说就是,军事物联网运用物联网技术获取军事活动中武器装备、人、战场环境等的状态信息与特征,通过既定的网络系统实现人与装备、装备与装备、人与战场环境之间的联接和信息交换,同时进行信息分析与处理,实现人对军事活动的智能化决策和控制,真正做到军事领域“任何时刻、任何地点、任意物体之间互联,无所不在的网络和无处不在的计算”,因此,可以获取更高程度的信息优势、决策优势和行动优势,促进军事战斗力的提升。

军事物联网虽然以物联网技术为核心构建,但又与通用物联网有着很大差别。一是涉及的对象不同。军事物联网面对的是纷繁复杂、瞬息万变的战场,涉及的物理对象是包括作战单元在内的军事实体。二是更加关注实效性。军事物联网以其对战场态势准确实时的感知,使作战指挥中心在第一时间掌握战场信息,了解战争进程,准确把握作战时机。三是更加关注可靠性。军事物联网的各类传感器大都处于无人值守的环境,甚至有很大一部分处于敌方战场区域内,更加重视对传感器的升级研究,以确保其为作战行动提供稳定可靠的物理支撑。四是更加关注安全性。军事物联网作为一个信息密集的庞大系统,一方面能够满足己方方便地获取信息,同时敌方也可以通过探明设备的使用情况及所在的位置等信息获取己方机密。因此,必须加强各级安全保密措施,建立纵向和横向的多级安全保密体系和入侵检测系统,确保获取的信息不被敌方窃取。五是更加关注抗毁性。军事物联网在战时遭受的是敌方不间断的攻击、破坏,损伤因素更为复杂、程度更深,必须最大限度提高抗毁性,确保联合作战过程中装备指挥与保障的顺利进行。

二、军事物联网对我军未来信息化建设的影响

信息化战场建设的关键是实现战场透明化、智能化,军事物联网最大的优势在于使信息全面介入到人和武器装备之间,并不以人的意志为转移地在战斗力与保障力的形成过程中发挥至关重要的作用。军事物联网扩大了未来作战的时域、空域和频域,对国防建设各个领域必将产生重大影响,继而引发军事技术革命和作战方式、体制编制等的深刻变革。它极大地提高军事资源的利用率,增强军事活动的效果,并可广泛应用于指挥控制、情报侦察、环境监测、军事物流、装备保障等各类具体领域,为提升基于信息系统的体系作战能力提供有效的技术支撑。随着物联网技术的运用,未来信息化战场建设将发生质的飞跃。

(一)推动战场信息化建设

军队信息化建设的核心是信息化系统和武器装备,它们应用的客体可以分为协作目标和非协作目标。协作目标,包括己方可控制的“物”,如作战力量、保障物资、武器装备和国防设施等;非协作目标,既包括气象水文、地理环境、海洋潮汐、空间环境等己方和敌方之间中立的“物”,也包括不受己方控制的敌方的“物”,如敌方的部队、物资、装备、设施等。军事物联网最直接、最有效的应用就是对协作目标的感知和控制,并进一步向气象水文等中立性的非协作目标延伸。信息系统的指挥控制、后勤保障、装备保障等功能都是针对协作目标展开的,而战场环境信息感知主要是对中立性的非协作目标展开的。因此,如果基于军事物联网实现了对这些目标的透明化感知和“物物控制”,那么必然会大大降低以往系统研制中存在的各类要素之间互联互通、信息共享、代码协议转换、实时监控、预测评估等技术难度,极大地提高军事资源利用率,增强军事活动效果。

(二)实现战场态势的同步化感知

未来作战,战场情况瞬息万变、战机稍纵即逝,战争主动权很大程度上取决于谁能“先敌发现”,而“作战先机”的夺取很大程度上要依赖于“信息感知”的获得。从某种意义上讲,战场感知能力的强弱直接影响到军队战斗力,增强战场感知能力是建设信息化军队、打赢信息化战争的核心能力之一。

传统技术条件下,战场上的每一个作战单元没有赋予固定标识,无法进行精确定位和协同,难以在整个指挥控制系统中实现交互。通过物联网技术,可以建立全面覆盖的全维、精确、无缝感知的体系,即:建立战场“从传感器到射手”的自动感知→数据传输→指挥决策→火力控制的全要素、全过程综合信息链,从而实现对敌方兵力部署、武器配置、运动状态的侦察和作战地形、防卫设施等环境的勘察,对己方阵地防护和部队动态等战场信息的实时感知,极大地提高军事指挥控制的精度、速度和敏捷度,提升战场感知和指挥控制能力。

(三)实现装备状态的实时化监控

在军事物联网中,通过为武器装备嵌入智能芯片,组成一个大型传感器矩阵,建立联合战场作战单元、武器平台和运载平台的物联网感知控制网络系统,可以动态地感知和实时统计分析军用车辆和武器平台等信息,实现对装备的定位、分布、聚集位置、运行状态,使用寿命和周期,装备完好率和保养等信息的实时管理,以及对武器装备的宏观监控。在军事物联网中,装备以主动姿态参与作战,并与指挥人员有机结合,进而全面提升作战指挥与战场保障效能。随着信息技术的进一步发展,作为军事物联网上的一个节点,智能化作战武器还将通过无处不在的网络、无处不在的计算,实现各种要素和各单元之间的物与物控制,并逐渐代替作战人员,成为战场主角。

(四)实现装备物资的精确化保障

“兵马未动,粮草先行。”审视古今中外的任何一场战争,物资都是战争的基础要素。军事物联网利用以RFID为代表的自动识别技术,采集战场上所有物资的型号、位置等信息,将任一单件物品纳入信息管理系统,实现战场物流的全程可视化,并在此基础上,利用人工智能技术,优化物资储备布局,预测物资作战消耗,实施科学配送,在准确的时间、准确的地点向作战部队提供精确保障。基于军事物联网的后勤保障体系具有网络化、非线性的结构特征,具备很强的抗干扰能力和抗攻击能力,可以提供危险报警、后勤防卫、优化运输线路。

三、军事物联网应用于我军信息化建设的思考

信息化战争形态下,信息力成为作战能力的新能源,作战能力与信息力的关系远比与部队数量的关系更为紧密。信息化战争的胜负不单取决于投入作战资源的数量,更取决于如何能够在决定性的时间、地点和目标上有效地对末端战场信息的实时感知和掌控利用。在我军信息化建设中应重点搞好顶层设计、攻克关键技术、制定标准规范,并建立军民融合式发展机制。

(一)搞好顶层设计

信息化建设要取得高质量、高效益的发展,就必须贯彻体系建设思想,即:统一标准、科学系统规划、预有前瞻设计、注重创新发展。围绕信息化条件下一体化联合作战的要求,切实加强军队物联网技术领域的顶层设计和集中统一领导,以实际需求带动应用研究,制定适应我军信息化发展建设的长远规划。物联网是建立在无线传感器网络基础上的,信息化条件下作战,各种传感器主要依托无线网络进行传输,必须在国家频率管理部门的统一指导下,制定频谱规划,提高频率资源的利用率。

(二)攻克关键技术

军事物联网是我军推动装备指挥和保障向信息化转型的新型工程技术体系。建设军事物联网必须摸清其技术需求,掌握信息采集、战场网络通信、装备物资编码和智能信息处理等关键技术。信息采集将战场上实体“物”转化为描述此“物”的特征信息和数据,在网络的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何战场要素,并在他们之间进行信息交换和通信。其关键技术是自动识别技术和传感器技术。战场网络通信实现感知信息和控制信息之间的双向传递、路由和控制。其关键技术是传感器网络通信技术和传输网络通信技术。我军通信系统应建设拥有足够带宽、能保证较高通信质量、满足安全保密要求的指控信息平台。装备物资编码是军事物联网信息交换内容的关键字,在这个关键字的索引下战场要素信息才能被系统调用和控制。其关键技术是条码技术和EPC技术等。智能信息处理在全战场范围内、在不需要过多人为干预的情况下,自动识别和判断处理战场要素信息,实现对战场态势的同步感知,装备状态的实时监控、指挥控制的灵敏反应和装备物资的精确保障。其关键技术是模式识别技术、信息融合技术、数据挖掘技术和云计算技术等。同时,要重点解决如何将这些关键技术很好地进行融合的问题。

(三)制定标准规范

标准规范是对于所有技术的统一要求,标准规范不完备将大大制约技术的发展和产品的规模化应用。军事物联网是基于网络的多种技术的融合,必须建立相关协议技术标准。要以提高我军信息系统体系作战能力为目标,以保障部队遂行多样化军事行动任务实际需求为导向,拟定标准规范的发展路线图。既要建立软件标准规范,也要建立硬件标准规范。要对各类军事物资信息资源,建立规范配套的军事物联网标识编码标准体系、数据接口标准体系和互联互通互操作标准体系,切实形成全军统一的军事物联网信息技术标准和完善的管理机制。

(四)建立军民融合机制

军民融合式发展是实现我军物联网发展战略的有效途径和方法。军事物联网建设应按照未来联合作战需求,切实将地方的技术和产品与军队具体应用需求相结合,减少设计难度,提高建设质量,节约建设成本。建立军民共用重大项目的联合研究机制,制定军事专用、地方协作的军事物联网建设管理办法,整合军民通用网络技术资源,共同攻克军事物联网与互联网链接的技术难题,实现军事物联网与互联网的有机融合。

总之,军事物联网被军事专家称为“一个未探明储量的金矿”,正在孕育军事变革深入发展的新契机,必将引导我国防和军队信息化建设进入一个新时代,为国防和军队信息化建设带来更深、更广的发展空间。可以预见,随着我国防和军队信息化建设的深入发展,我军的“智慧化”部队将在未来战争中发挥重要作用。

(责任编辑:邱蜀林)

中图分类号:E25

文献标识码:A

文章编号:ISSN1002-4484(2015)04-0043-04

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