孫曉文
軍事物聯網——推動國防和軍隊信息化建設加速發展的引擎
孫曉文
內容提要:黨的十八大提出,要堅定不移地把信息化作為軍隊現代化建設發展方向,推動國防和軍隊信息化建設加速發展。本文從物聯網及軍事物聯網的概念、特點,軍事物聯網對我軍未來信息化建設的影響,以及軍事物聯網應用于我軍信息化建設的幾點思考等方面,論述了軍事物聯網的發展將有效提升軍隊的作戰訓練能力和保障效能,加快軍隊信息化建設的步伐。
主題詞:物聯網 軍事物聯網 軍隊信息化建設
作者:孫曉文,軍事科學院軍事歷史和百科研究部研究員,大校
黨的十八大提出,要堅定不移地把信息化作為軍隊現代化建設發展方向,推動國防和軍隊信息化建設加速發展。同時明確,國防和軍隊現代化建設要按照“三步走”戰略構想,加快推進機械化和信息化建設步伐,爭取在2020年基本實現機械化,在信息化建設方面取得重大進展。隨著全球信息技術革命的深入和軍隊信息化建設的拓展,越來越多、越來越先進的信息技術開始逐步應用于軍事領域。物聯網技術被業界稱為是繼計算機技術、移動通信技術和互聯網技術之后的又一次信息技術革命,其在軍事領域的應用正在推動一場軍事變革。軍事物聯網在戰場客觀物理世界可實現從傳感器到發射器的無縫鏈接,必將對我軍信息化建設產生深遠影響,有效提升軍隊的作戰訓練能力和保障效能,加快軍隊信息化建設的步伐。
(一)物聯網概念
物聯網概念是20世紀90年代由美國麻省理工學院的專家提出來的。物聯網顧名思義就是“物物相連的互聯網”。它是通過智能設備基于互聯網技術構建的一個更大的網絡。從技術角度可以描述為:一個基于互聯網、傳統電信網等信息載體,通過感知、通信和智能信息處理,讓所有能夠獨立尋址的普通物理對象,實現互聯互通的網絡。
雖然物聯網和互聯網僅一字之差,存在著密切的聯系,但卻有著顯著的不同。互聯網創造了虛擬世界,而物聯網為我們開辟了一個由虛擬轉向現實的新領域。互聯網在虛擬世界中實現了人與人的聯系,而物聯網將在回歸到實物的現實世界中實現物與物的聯系。與傳統的互聯網相比,物聯網的主要特點:一是物聯網是各種感知技術的廣泛應用。物聯網上部署了海量的多種類型傳感器,每個傳感器都是一個信息源,不同類型的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實時性,按一定的頻率周期性地采集環境信息,不斷更新數據。二是物聯網是一種建立在互聯網上的網絡。物聯網技術的重要基礎和核心仍然是互聯網,通過各種有線和無線網絡與互聯網融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去。在物聯網上的傳感器定時采集的信息需要通過網絡傳輸,由于其數量極其龐大,形成了海量信息,在傳輸過程中,為了保障數據的正確性和及時性,必須適應各種異構網絡和協議。三是物聯網不僅提供了傳感器的連接,其本身也具有智能處理能力,能夠對物體實施智能控制。它將傳感器和智能處理相結合,利用云計算、模式識別等各種智能技術,擴充其應用領域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據,以適應不同用戶的不同需求,發現新的應用領域和應用模式。
(二)以物聯網技術為核心構建的軍事物聯網
從概念上理解,軍事物聯網是物聯網在軍事上的應用,即在網絡中通過智能連接實現物理系統和數字信息系統在軍事領域的全面而深度的融合。它按照標準的通信協議和柵格化的網絡,把通過各種信息感知手段獲取的各種作戰要素信息進行智能化處理、應用和控制。具體來說就是,軍事物聯網運用物聯網技術獲取軍事活動中武器裝備、人、戰場環境等的狀態信息與特征,通過既定的網絡系統實現人與裝備、裝備與裝備、人與戰場環境之間的聯接和信息交換,同時進行信息分析與處理,實現人對軍事活動的智能化決策和控制,真正做到軍事領域“任何時刻、任何地點、任意物體之間互聯,無所不在的網絡和無處不在的計算”,因此,可以獲取更高程度的信息優勢、決策優勢和行動優勢,促進軍事戰斗力的提升。
軍事物聯網雖然以物聯網技術為核心構建,但又與通用物聯網有著很大差別。一是涉及的對象不同。軍事物聯網面對的是紛繁復雜、瞬息萬變的戰場,涉及的物理對象是包括作戰單元在內的軍事實體。二是更加關注實效性。軍事物聯網以其對戰場態勢準確實時的感知,使作戰指揮中心在第一時間掌握戰場信息,了解戰爭進程,準確把握作戰時機。三是更加關注可靠性。軍事物聯網的各類傳感器大都處于無人值守的環境,甚至有很大一部分處于敵方戰場區域內,更加重視對傳感器的升級研究,以確保其為作戰行動提供穩定可靠的物理支撐。四是更加關注安全性。軍事物聯網作為一個信息密集的龐大系統,一方面能夠滿足己方方便地獲取信息,同時敵方也可以通過探明設備的使用情況及所在的位置等信息獲取己方機密。因此,必須加強各級安全保密措施,建立縱向和橫向的多級安全保密體系和入侵檢測系統,確保獲取的信息不被敵方竊取。五是更加關注抗毀性。軍事物聯網在戰時遭受的是敵方不間斷的攻擊、破壞,損傷因素更為復雜、程度更深,必須最大限度提高抗毀性,確保聯合作戰過程中裝備指揮與保障的順利進行。
信息化戰場建設的關鍵是實現戰場透明化、智能化,軍事物聯網最大的優勢在于使信息全面介入到人和武器裝備之間,并不以人的意志為轉移地在戰斗力與保障力的形成過程中發揮至關重要的作用。軍事物聯網擴大了未來作戰的時域、空域和頻域,對國防建設各個領域必將產生重大影響,繼而引發軍事技術革命和作戰方式、體制編制等的深刻變革。它極大地提高軍事資源的利用率,增強軍事活動的效果,并可廣泛應用于指揮控制、情報偵察、環境監測、軍事物流、裝備保障等各類具體領域,為提升基于信息系統的體系作戰能力提供有效的技術支撐。隨著物聯網技術的運用,未來信息化戰場建設將發生質的飛躍。
(一)推動戰場信息化建設
軍隊信息化建設的核心是信息化系統和武器裝備,它們應用的客體可以分為協作目標和非協作目標。協作目標,包括己方可控制的“物”,如作戰力量、保障物資、武器裝備和國防設施等;非協作目標,既包括氣象水文、地理環境、海洋潮汐、空間環境等己方和敵方之間中立的“物”,也包括不受己方控制的敵方的“物”,如敵方的部隊、物資、裝備、設施等。軍事物聯網最直接、最有效的應用就是對協作目標的感知和控制,并進一步向氣象水文等中立性的非協作目標延伸。信息系統的指揮控制、后勤保障、裝備保障等功能都是針對協作目標展開的,而戰場環境信息感知主要是對中立性的非協作目標展開的。因此,如果基于軍事物聯網實現了對這些目標的透明化感知和“物物控制”,那么必然會大大降低以往系統研制中存在的各類要素之間互聯互通、信息共享、代碼協議轉換、實時監控、預測評估等技術難度,極大地提高軍事資源利用率,增強軍事活動效果。
(二)實現戰場態勢的同步化感知
未來作戰,戰場情況瞬息萬變、戰機稍縱即逝,戰爭主動權很大程度上取決于誰能“先敵發現”,而“作戰先機”的奪取很大程度上要依賴于“信息感知”的獲得。從某種意義上講,戰場感知能力的強弱直接影響到軍隊戰斗力,增強戰場感知能力是建設信息化軍隊、打贏信息化戰爭的核心能力之一。
傳統技術條件下,戰場上的每一個作戰單元沒有賦予固定標識,無法進行精確定位和協同,難以在整個指揮控制系統中實現交互。通過物聯網技術,可以建立全面覆蓋的全維、精確、無縫感知的體系,即:建立戰場“從傳感器到射手”的自動感知→數據傳輸→指揮決策→火力控制的全要素、全過程綜合信息鏈,從而實現對敵方兵力部署、武器配置、運動狀態的偵察和作戰地形、防衛設施等環境的勘察,對己方陣地防護和部隊動態等戰場信息的實時感知,極大地提高軍事指揮控制的精度、速度和敏捷度,提升戰場感知和指揮控制能力。
(三)實現裝備狀態的實時化監控
在軍事物聯網中,通過為武器裝備嵌入智能芯片,組成一個大型傳感器矩陣,建立聯合戰場作戰單元、武器平臺和運載平臺的物聯網感知控制網絡系統,可以動態地感知和實時統計分析軍用車輛和武器平臺等信息,實現對裝備的定位、分布、聚集位置、運行狀態,使用壽命和周期,裝備完好率和保養等信息的實時管理,以及對武器裝備的宏觀監控。在軍事物聯網中,裝備以主動姿態參與作戰,并與指揮人員有機結合,進而全面提升作戰指揮與戰場保障效能。隨著信息技術的進一步發展,作為軍事物聯網上的一個節點,智能化作戰武器還將通過無處不在的網絡、無處不在的計算,實現各種要素和各單元之間的物與物控制,并逐漸代替作戰人員,成為戰場主角。
(四)實現裝備物資的精確化保障
“兵馬未動,糧草先行。”審視古今中外的任何一場戰爭,物資都是戰爭的基礎要素。軍事物聯網利用以RFID為代表的自動識別技術,采集戰場上所有物資的型號、位置等信息,將任一單件物品納入信息管理系統,實現戰場物流的全程可視化,并在此基礎上,利用人工智能技術,優化物資儲備布局,預測物資作戰消耗,實施科學配送,在準確的時間、準確的地點向作戰部隊提供精確保障。基于軍事物聯網的后勤保障體系具有網絡化、非線性的結構特征,具備很強的抗干擾能力和抗攻擊能力,可以提供危險報警、后勤防衛、優化運輸線路。
信息化戰爭形態下,信息力成為作戰能力的新能源,作戰能力與信息力的關系遠比與部隊數量的關系更為緊密。信息化戰爭的勝負不單取決于投入作戰資源的數量,更取決于如何能夠在決定性的時間、地點和目標上有效地對末端戰場信息的實時感知和掌控利用。在我軍信息化建設中應重點搞好頂層設計、攻克關鍵技術、制定標準規范,并建立軍民融合式發展機制。
(一)搞好頂層設計
信息化建設要取得高質量、高效益的發展,就必須貫徹體系建設思想,即:統一標準、科學系統規劃、預有前瞻設計、注重創新發展。圍繞信息化條件下一體化聯合作戰的要求,切實加強軍隊物聯網技術領域的頂層設計和集中統一領導,以實際需求帶動應用研究,制定適應我軍信息化發展建設的長遠規劃。物聯網是建立在無線傳感器網絡基礎上的,信息化條件下作戰,各種傳感器主要依托無線網絡進行傳輸,必須在國家頻率管理部門的統一指導下,制定頻譜規劃,提高頻率資源的利用率。
(二)攻克關鍵技術
軍事物聯網是我軍推動裝備指揮和保障向信息化轉型的新型工程技術體系。建設軍事物聯網必須摸清其技術需求,掌握信息采集、戰場網絡通信、裝備物資編碼和智能信息處理等關鍵技術。信息采集將戰場上實體“物”轉化為描述此“物”的特征信息和數據,在網絡的基礎上,將其用戶端延伸和擴展到任何戰場要素,并在他們之間進行信息交換和通信。其關鍵技術是自動識別技術和傳感器技術。戰場網絡通信實現感知信息和控制信息之間的雙向傳遞、路由和控制。其關鍵技術是傳感器網絡通信技術和傳輸網絡通信技術。我軍通信系統應建設擁有足夠帶寬、能保證較高通信質量、滿足安全保密要求的指控信息平臺。裝備物資編碼是軍事物聯網信息交換內容的關鍵字,在這個關鍵字的索引下戰場要素信息才能被系統調用和控制。其關鍵技術是條碼技術和EPC技術等。智能信息處理在全戰場范圍內、在不需要過多人為干預的情況下,自動識別和判斷處理戰場要素信息,實現對戰場態勢的同步感知,裝備狀態的實時監控、指揮控制的靈敏反應和裝備物資的精確保障。其關鍵技術是模式識別技術、信息融合技術、數據挖掘技術和云計算技術等。同時,要重點解決如何將這些關鍵技術很好地進行融合的問題。
(三)制定標準規范
標準規范是對于所有技術的統一要求,標準規范不完備將大大制約技術的發展和產品的規模化應用。軍事物聯網是基于網絡的多種技術的融合,必須建立相關協議技術標準。要以提高我軍信息系統體系作戰能力為目標,以保障部隊遂行多樣化軍事行動任務實際需求為導向,擬定標準規范的發展路線圖。既要建立軟件標準規范,也要建立硬件標準規范。要對各類軍事物資信息資源,建立規范配套的軍事物聯網標識編碼標準體系、數據接口標準體系和互聯互通互操作標準體系,切實形成全軍統一的軍事物聯網信息技術標準和完善的管理機制。
(四)建立軍民融合機制
軍民融合式發展是實現我軍物聯網發展戰略的有效途徑和方法。軍事物聯網建設應按照未來聯合作戰需求,切實將地方的技術和產品與軍隊具體應用需求相結合,減少設計難度,提高建設質量,節約建設成本。建立軍民共用重大項目的聯合研究機制,制定軍事專用、地方協作的軍事物聯網建設管理辦法,整合軍民通用網絡技術資源,共同攻克軍事物聯網與互聯網鏈接的技術難題,實現軍事物聯網與互聯網的有機融合。
總之,軍事物聯網被軍事專家稱為“一個未探明儲量的金礦”,正在孕育軍事變革深入發展的新契機,必將引導我國防和軍隊信息化建設進入一個新時代,為國防和軍隊信息化建設帶來更深、更廣的發展空間。可以預見,隨著我國防和軍隊信息化建設的深入發展,我軍的“智慧化”部隊將在未來戰爭中發揮重要作用。
(責任編輯:邱蜀林)
中圖分類號:E25
文獻標識碼:A
文章編號:ISSN1002-4484(2015)04-0043-04