物聯網背景下的武器裝備綜合保障分析

周昌偉，詹少坤，霍禮壯

（北京航天長征飛行器研究所，北京 100076）

當前，我國武器裝備的信息化程度已經大大提升，這對武器裝備綜合保障也提出了更高要求，需要達到更高的智能化、信息化水平。由于現代戰爭復雜多變，戰場空間廣闊，物資消耗巨大，部隊迫切需要實時掌握整個裝備供應鏈上物資的分布情況，以便及時作出快速反應。隨著近年來物聯網技術的快速發展，其在軍事領域體現出很高的應用價值，運用物聯網技術推動我軍武器裝備綜合保障水平的進步，是有效提升我軍戰斗力的重要機遇。

1 物聯網技術概述

物聯網就是通過射頻識別（RFID，Radio Frequency Identification）等信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網是互聯網的延伸和擴展，其用戶端不僅包括人，還包括物品，物聯網實現了人與物品及物品之間信息的交換和通信。

物聯網被認為是繼計算機和互聯網之后的第三次信息技術革命。當前，物聯網技術已廣泛應用于倉儲物流、城市管理、能源電力、軍事、醫療等領域，涉及國民經濟和社會生活的各方面。

物聯網典型體系架構分為三層，自下而上分別是感知層、網絡層和應用層，具體如圖1所示。

感知層是物聯網發展和應用的基礎，包括各種傳感器、RFID等數據采集設備以及數據接入網關之前的傳感器網絡，主要用于識別和采集物理世界中發生的事件和數據，包括各類物理量、標識、音頻和視頻數據，從而實現對“物”的認識與感知。

圖1 物聯網技術體系架構圖

網絡層是建立在現有通信網絡和互聯網基礎上的融合網絡，主要用于對感知層和應用層之間的數據進行傳遞。網絡層通過各種接入設備與移動通信網和互聯網相連，實現信息的傳輸、初步處理、分類、整合等。

應用層主要包括云計算、云服務和模塊決策，其功能有兩方面，一是完成感知數據的管理和處理，二是將這些數據與各行業信息化需求相結合，通過現有的手機、電腦等終端實現廣泛的智能化應用解決方案。應用層是物聯網技術發展的目的。

2 物聯網技術在國外武器裝備保障方面的應用情況

1991年，海灣戰爭中，美軍向海灣地區運送了約4萬個集裝箱，由于標識不清，造成大量物資在戰場上滯留，美軍不得不打開清點其中的2.5萬個集裝箱。直到戰爭結束，還有8000多個集裝箱沒有投入使用，粗放式的聯勤保障直接造成幾十億美元的經濟損失。2003年，伊拉克戰爭期間，美軍利用RFID技術建立了全資產可視化系統，將運往戰區的每個集裝箱都加裝了無線射頻芯片，實現了對裝備物資的全程跟蹤和靈活調配，消除了超額的后勤補給，實現了由“儲備式保障”到“配送式保障”的轉變。與海灣戰爭相比，伊拉克戰爭美軍戰略支援裝備動員量減少了89%，戰役裝備儲備減少了75%。

當今世界各軍事強國都十分重視并積極探索物聯網技術在武器裝備綜合保障上的應用，具體包括：利用物聯網技術實現在準確的時間、地點向作戰部隊提供適量的裝備與補給，避免多余物資涌入作戰區域，造成不必要的混亂和浪費；同時，通過嵌入在各類裝備和武器平臺上的信息傳感網絡，實時獲取戰場后勤需求，并根據戰場態勢修改保障方案，實現對整個保障系統的精準控制。

3 基于物聯網的武器裝備綜合保障系統構建

3.1 基于物聯網的武器裝備綜合保障體系結構

按照經典的物聯網分層模型，結合武器裝備綜合保障的實際需求和應用環境，基于物聯網的武器裝備綜合保障體系結構可分為感知層、網絡層和應用層三個層次，具體見圖2所示。

圖2 基于物聯網的武器裝備綜合保障體系結構圖

感知層由各種傳感器、電子標簽、網關、智能終端等組成，利用智能裝備收集信息、識別物資,并將信息傳輸至網絡層。網絡層通過軍用有線和無線網絡通信技術，傳輸和處理從感知層得到的信息,并在云計算等平臺的強大支撐下,形成一個快速、穩定、可靠的軍用物聯傳感網絡。在軍用物聯網應用層給出了全面的武器裝備綜合保障應用解決方案,如信息化物資補給、裝備綜合實時維修和裝備保障綜合集成決策等。依托物聯網可以將武器裝備綜合保障的所有要素，如保障設施、裝備物資、作戰部隊、后勤保障人員、指揮中心等，整合成一個互聯互通、高度網絡化信息化的有機整體。

3.2 基于物聯網的武器裝備綜合保障關鍵技術

（1）物資識別與編目技術。軍用物資的識別是物聯網終端節點信息交互的基礎，涉及RFID技術、激光掃描技術等，其中RFID技術最關鍵。RFID是一種非接觸式的自動識別技術，利用射頻電子設備產生的射頻信號自動識別目標對象并獲取對象信息數據，并且可以通過讀寫設備更新對象信息。

軍用物資編目是通過對物資進行合理分類，統一賦予每件軍用物品唯一的標識碼，統一構建包含產品基本標識數據、屬性數據、供應商數據等的信息資源庫，為軍用物資在生產、采購、運輸存儲、配送使用等各環節的自動識別、數據檢索與交換提供支撐和服務。

（2）無線傳感器網絡技術。無線傳感器網絡依靠部署在裝備、車輛、倉庫及使用環境中的傳感器實現信息感知和數據處理，并通過移動通信網、互聯網等傳輸方式實現信息傳遞和交互。每個傳感器網絡節點可根據相應程序算法進行獨立響應或將數據傳輸至控制中心以實現智能決策控制。無線傳感器網絡技術能夠實現人與人、物與物、人與物之間的全面互聯交互，具有短距離、低功耗、自組織等特點。

（3）信息處理技術。物聯網的基礎是巨大的感知傳感網絡，將獲取的海量數據進行整合，最后為決策系統提供依據。這些都需要數據挖掘技術、數據融合技術、數據壓縮技術、智能信號處理技術、云計算及人工智能理論等作為支撐。

（4）物聯網應用平臺技術。基于物聯網的武器裝備綜合保障系統需要處理海量的物聯網感知層設備的接入和采集的數據，必須將數據處理、設備接入等公共能力統一以平臺的方式構建，從而減少系統重復性建設，提高裝備保障物聯網系統的靈活性和可擴展性。因此，必須研發一系列基礎支撐開發平臺，包括系統開發程序平臺、應用程序平臺、各種嵌入式程序集、服務程序集等。這些基礎開發平臺在整個裝備保障物聯網系統建設中，發揮了基礎性的工具作用。

3.3 基于物聯網的武器裝備綜合保障需要重點解決的問題

裝備保障物聯網建設是一項龐大復雜的系統工程，具有科技含量高、投資規模大、建設周期長的特點，在其建設過程中，需要重點解決下面幾個問題。

（1）做好頂層設計。裝備保障物聯網的頂層設計，就是從軍隊信息化建設的戰略高度對裝備保障物聯網的建設與發展做出科學論證和總體規劃。對裝備保障物聯網建設的指導思想、目標原則、方法步驟及階段性任務，都應嚴格論證，確保裝備保障物聯網建設有計劃、分步驟的協調發展。（2）加強基礎設施設備建設。物聯網技術在武器裝備綜合保障上的推廣應用涉及眾多傳感器、無線通信設備、網絡與數據中心、軟件與系統開發。各種基礎設施設備的建設是一個長期過程，需要充分利用現有條件，在現有設施設備不斷改造升級的基礎上，逐步建立完善裝備保障物聯網所需的基礎設施設備。（3）加快技術標準規范制定。建立基于物聯網的武器裝備綜合保障系統，必須先建立一套標準體系，包括裝備保障物聯網建設需要的軟件和硬件技術標準規范，涉及互聯互通的網絡平臺、通用的數據接口、標準化的數據庫、統一的裝備身份標識和編碼系統等。形成全軍統一的裝備保障物聯網技術標準規范，有助于裝備保障物聯網建設協調一致向前發展。（4）強化信息安全管理。物聯網技術一旦應用于武器裝備綜合保障，其信息網絡的開放性和資源共享性會帶來嚴重的信息安全問題。為防止軍事信息被他人利用，應強化裝備保障物聯網的信息安全管理，采取有效措施構筑堅固的信息網絡“屏障”，確保裝備保障物聯網建設積極穩妥、安全保密。

4 結語

本文介紹了物聯網技術及其在國外武器裝備綜合保障方面的應用情況，深入分析了基于物聯網的武器裝備綜合保障的體系結構，并對其關鍵技術和需要重點解決的問題進行了歸納總結。現代戰爭對武器裝備綜合保障提出了更高要求，借助物聯網技術建立先進的武器裝備綜合保障體系，能夠打破傳統低效率的武器裝備保障模式，從而適應未來戰爭需求。