大数据在军事飞行教育中的应用研究

邓歌明 王学敏

(海军航空兵学院,辽宁葫芦岛 125100)

大数据在军事飞行教育中的应用研究

邓歌明 王学敏

(海军航空兵学院,辽宁葫芦岛 125100)

大数据应用示范层出不穷,将大数据应用于军事飞行教育,结合军事飞行教育的特点,给出大数据在军事教学、军事管理、军事保障和军事安全的应用,指出大数据在军事飞行教育中需要注意的问题。

大数据 射频识别 飞行教育 军事

在1980年出版的著作《第三次浪潮》中,首次对大数据作出了预言。书中指出大数据是继工业革命、信息化革命后的第三次浪潮。虽然30年前大数据仅仅是一个预言,但30年后的今天,大数据在军民领域中的应用研究日新月异,其应用示范更是数不胜数。例如:文献[1]将大数据作为一种优化服务的手段纳入视野,对高校信息化服务的发展产生巨大的影响;文献[2]指出以数据为中心精确设计和指挥战争,成为军事管理的新焦点,提出了大数据时代的军事管理变革。但大数据在军事飞行教育中的讨论研究却鲜有见诸报道,同时,军事飞行教育重要性不言而喻,因此,有必要研究大数据在军事飞行教育中的应用。

1 大数据简介

麦肯锡全球研究机构在2011年5月发布的《大数据:创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》正式提出了“大数据”一词,并对大数据从技术和功能上进行阐述。大数据具有四个显著特征。一是数据容量巨大(Volume)。大数据通常指10TB(1TB=1024GB)规模以上的数据量。二是数据类型繁多(Variety)。除了传统的关系数据类型,还包括半结构化的和非结构化的数据。三是决策速度快(Velocity)。大数据一般要求在秒级时间范围内给出分析结果,即1秒定律。四是价值密度低(Value)。随着数据量成指数增长,有用信息被淹没在海量数据的相应比例不但没有增长,反而增加获取有用信息的难度。大数据的“4V”特征决定着其在军事领域上广阔应用。

2 军事飞行教育概述[3]

军事飞行教育泛指军事飞行院校和航空兵部队为培养和造就军事飞行人才,增强空中作战能力而进行的传授知识和技能的教学训练活动。由军事飞行教育的概念可看出,军事飞行教育的目标是培养军事飞行人才,需求是为了增强空中作战能力,方法是传授知识和技能的教学训练。由此看见,军事飞行教育是一种特殊的教育活动。与各类地面院校教育相比,它除了培养对象要求条件高、装备技术密集、训练投资大、训练环境特殊、训练周期长、成材率低等特点外,在组织实施上还有如下特点:空地教学两条线、受客观因素制约大、部队分散管理难、训练保障门类多、飞行安全压力大。

3 大数据在军事飞行教育中应用

军事飞行院校利用大数据技术对飞行教育中各项资源的管理,教员、学员、管理人员、保障人员和机场、飞机等院校资源的人与人、人与物以及物与物之间的产生的数据进行处理,从而实现军事飞行教育的智慧化管理和保障模式。军事飞行院校是把EPC、RFID、各种传感器等智能终端装配到机场、教室 、训练场、实验室、图书馆、保障部门等各种设施里,通过军事飞行教育系统平台链接到一起,对平台汇聚的海量数据进行数据流处理或批量数据处理,将各种信息融入院校的各个应用领域进行互联与协作,达到军事飞行教育的“智慧教学、管理、保障和安全”[4]。通过对军事飞行教育特点分析,可以将军事飞行教育系统分为四个子系统,其系统结构如图1所示。

3.1 军事教学系统

飞行院校的教学计划、管理、组织、实施等一系列活动,都是在空中和地面两条线进行的[3]。因此,军事飞行教学系统分为两部分:地面教学和空中教学。二者最终目标是培养政治合格,技术过硬、作风优良的飞行员。目前,飞行模拟器已成为训练飞行员的不可或缺的方法。外军训练经验表明,空中教学在地面完成飞行模拟器训练后,只需简单上机适应性飞行训练,即可达到真机实操训练的效果。在大力发展模拟器的同时,需要对规模巨大数据进行处理。通过军事教学系统对每个学员花了多少时间操作飞行模拟器,哪个科目花的时间比较多,做错了哪些动作,哪些科目轻松地完成顺利晋级到下一个科目的训练等数据都做了记录,并通过对这些数据的分析作为学员的补充性教学的基础与依据。在模拟器训练过程中通过跟踪学员的操作轨迹(如学员在具体科目操作时哪个动作停留的时间以及重新操作的时间更长、哪个动作可以一次性通过)来寻找最佳的教学方法。这些都是过去无法得知的,对于这些海量数据的应用彻底地改变了当前的教学方式。

3.2 军事管理系统

军事飞行院校是军队的重要组成部分,面向战场、服务部队是其使命任务。同时,管理是实现军事飞行院校使命任务的重要支撑。军事管理系统就是将大数据渗透、应用于飞行训练能力的生成、转化和实现的全过程,提高军事飞行教育的整体水平。军事管理包括对人、财、物的管理。大数据研发的机器学习算法、图像可视化手段、数据共享技术、人机互动设备等,使大数据为服务飞行训练的军事管理系统成为现实。目前,飞行训练实时态势信息、飞行指挥命令、航空管制、气象信息、传感器信息等,都是以数据形式存在并且传输的。这些不同来源、不同类型的数据是提高飞行训练的“生命力”。缺乏对数据的有效管理和利用,飞行训练的效益将大打折扣。从人员管理看,大数据为管理人员、教员提供新的途径去更准确地了解和把握学员的需求特征、兴趣爱好、行为倾向等。

3.3 军事保障系统

军事保障力在很大程度上取决于数据的积累能力、数据分析和处理能力、数据主导决策能力。大数据技术应用在飞行指挥控制领域,在很大程度能够提高对飞行指挥控制数据的智能处理、辅助决策能力,有效地增强基于数据的飞行指挥控制水平;在维修保障领域,通过各种内嵌的诊断传感芯片数据(RFID),保障人员能及时了解装备各部件的完好情况,并通过数据分析向最近的航材部门订购所需的具体零部件,装备保障点能够提前准备、随到随修。还可将飞机飞行过程中的运行情况真实、准确地数据记录下来,帮助飞行员对突发性异常情况进行判断处理,并且向飞行员提供报警、专家咨询、故障处理帮助等服务。飞行结束后,还可向地勤人员提供飞机各系统在飞行过程中的真实情况,通过数据分析,指出故障单元,便于地勤人员迅速处理,减少维修测试的盲目性,从而大大缩短了维修保障时间[5]。

3.4 军事安全系统

围绕我军能打仗、打胜仗的使命任务,近年来我国军用飞机的事故率有所抬头,同时,境外敌对势力对我国军事、政治、经济等各个方面的渗透从未间断,失泄密事件时有发生。因此,我国军事飞行教育安全面临严峻的考验。军事安全系统包括飞行安全信息子系统和军事信息数据安全子系统。在飞行安全方面,将飞行计划、飞行组织、飞行管理和飞速实施等整个飞行全过程数据进行真实有效地记录和系统分类,建立起一个完整的军事飞行安全信息系统,帮助飞行指挥人员、飞行人员、地面保障人员及时高效对各种情况进行判断、决策和处理,摒弃飞行不安全因素,从而保障飞机飞行安全。在存储载体保密方面,明确一些重点的保障对象(机场、实验室、保密室等等),强化对数据的监控管理,建立起一个完整的军事信息数据安全系统。采用数据安全删除技术对数据恢复正常的条件进行破坏,使数据在删除之后无法恢复,不可逆转;在一些大规模的分布式计算中,要对动态数据的细粒度进行安全监控和分析,对大数据分布式进行实时监控,以保证动态数据健康运行[6]。

4 大数据在军事飞行教育中注意问题

4.1 顶层设计是军事飞行教育发展的导航仪

军事飞行教育作为大数据应用示范是一个新的领域,没有具体经验可供借鉴,如果仅靠一时热情,很有可能会一无所获。因此,大数据技术在军事飞行教育中的顶层设计应该采取由小到大、由简入繁的策略。由小到大是指先在军事飞行院校的基层专业部门开展大数据应用示范,然后自下而上扩大大数据应用范畴,最后形成点线面功能齐全、嵌套式的军事飞行教育结构。由简入繁是指在军事飞行院校已有的物联网、移动互联网和云计算的基础上,构建军事飞行教育系统。

4.2 科研学术是军事飞行教育发展的发动机

飞行军事院校中的教、学员除了完成规定教学训练任务,科研学术也是不可或缺的。将大数据技术应用到军事飞行教育中来,并不是简单把通用大数据技术“移植”到军事飞行教育中去就万事大吉,而是要将走出去和领进来相结合,自主创新和外出调研相结合。针对军事飞行教育特点,通过外出学习、调研、参观,结合自身作为高等院校科研优势,构建符合军事飞行教育需求和发展的大数据应用示范。

4.3 安全保密是军事飞行教育发展的防火墙

将大数据术应用于军事飞行教育中,不可避免会带来安全隐患、泄密危险。对军事飞行教育来说,大数据技术是一把“双刃剑”。如何让大数据这把剑为我所用,是一个不容回避的问题。一方面要加强保密教育。很多涉密问题发生,不是技术的问题,而是人为误操作,保密意识薄弱造成的。另一方面要设置可控安全等级。对绝对有保密能力的部门,可以直接采取物联网、移动互联网、云计算等相关技术;对暂时没有或达不到保密能力的部门,采取有线传感器、有线通信网络来实现数据感知和传输,随着保密能力提高,可以视情降低其安全等级。

5 结语

针对军事飞行教育特点,大数据在军事飞行教育中应用主要包括教学、管理、保障和安全四个方面。每个方面构建一个系统,各个系统之间不是独立的、单向的,而是双向的、互通的。最后从顶层设计、学术科研、安全保密三个方面给出了大数据在军事飞行教育中需要注意的问题。

[1]宓 詠 ,赵泽宇.大数据创新智慧校园服务.中国教育信息化,2013, No.24:3-7.

[2]杨莲珍.大数据时代的军事管理变革.解放军报,2013年9月23日第007版.

[3]陈建法.现代军事教育理论读本.北京:海潮出版社,2010.

[4]邬贺铨.物联网的应用于挑战综述.重庆邮电大学学报(自然科学版),2010,No.5:526-531.

[5]范文洁,傅涛.大数据技术在空军装备保障中的应用研究.2013年首届中国航空科学技术大会论文集,北京:2013.

[6]李洪洋.大数据环境下的数据安全研究 电子技术与软件工程2013,No.20:250.

This paper introduces the application research on Big Data in the military flight education. Combined with characteristics of military fight education. It introduce the applications of Big Data: military teaching, military management, military security, military safety. It points out the attention aspects of Big Data in military fight education.

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邓歌明(1967—),男,辽宁葫芦岛人,本科,副教授,研究方向:航空反潜,航空布雷;王学敏(1985—),男,山东临沂人,硕士,助教,研究方向:信息融合,航空反潜。