物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應(yīng)用
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引言
目前,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究很多,但大多集中在民用領(lǐng)域, 針對軍事應(yīng)用的研究,特別是具體應(yīng)用研究還很少。為此,本 文側(cè)重于研究物聯(lián)網(wǎng)給軍事應(yīng)用所帶來的變革,并就我軍如何 應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給出了一些建議。
1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)是多種信息技術(shù)的融合與集成應(yīng)用, 可使人與物、物與物之間進(jìn)行智慧對話,從而創(chuàng)造一個(gè)智慧的 世界。信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是繼 計(jì)算機(jī)大發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)普遍應(yīng)用之后的第三次信息技術(shù)和信 息產(chǎn)業(yè)的革命,對于21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的振興和社會(huì)生產(chǎn)、生 活的各個(gè)方面具有決定性的意義和作用。當(dāng)然,在軍事上,物 聯(lián)網(wǎng)也有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。
物聯(lián)網(wǎng)大體上是一種三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具體包括感知層、 傳輸層和應(yīng)用層。圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中,感知層由各種傳感器組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線射頻識(shí)別系統(tǒng)組 成,用于實(shí)現(xiàn)對物品的識(shí)別;傳輸層由互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)或者更 新的網(wǎng)絡(luò)組成,主要實(shí)現(xiàn)對物品數(shù)據(jù)信息的傳輸;應(yīng)用層是 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),利用云計(jì)算對海量的物品信息進(jìn)行快速處理,并 通過計(jì)算機(jī)、手機(jī)等輸入輸出終端,實(shí)現(xiàn)對物品的智能分析、 管理和使用,即用戶可根據(jù)需要獲取相應(yīng)的服務(wù)。
圖1物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖
1.1物聯(lián)網(wǎng)與M2M
在廣義物聯(lián)網(wǎng)中,不僅有機(jī)器對機(jī)器(即M2M),也包括 機(jī)器與人(M2P)、人與人(P2P)、人與機(jī)器(P2M)之間廣泛的 通信和信息交流。而在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中的物,可以定義成可獲取 各類信息的終端,如手機(jī)、PC、攝像頭、電子望遠(yuǎn)鏡、GPS 及人工智能終端等??傊?,凡是可以感知到人類需要的各種信 息的終端,都會(huì)被連接到物聯(lián)網(wǎng)。該網(wǎng)幾乎囊括了當(dāng)代各種網(wǎng) 絡(luò),如固網(wǎng)、無線移動(dòng)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)和各種其它專網(wǎng)。 靠這些網(wǎng)絡(luò)的整合,把各種終端和人聯(lián)系在一起,構(gòu)成一個(gè)任 何時(shí)間、任何地點(diǎn)可以取得任何服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)。因此,物聯(lián)網(wǎng) 的概念要比M2M的概念更為廣泛。為了便于理解,圖2給出 了物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。
圖2物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系
1.2物連網(wǎng)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)在民用和軍事上都具有廣泛的用途。在民用上的 具體應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)監(jiān)控、智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療、城市管 理、政府辦公、動(dòng)物保護(hù)等;而在軍事上可應(yīng)用于倉儲(chǔ)物流管 理、軍隊(duì)兵力與裝備和彈藥調(diào)配監(jiān)視、戰(zhàn)區(qū)監(jiān)控、敵情偵察、 目標(biāo)追蹤以及戰(zhàn)損評估等。
2物聯(lián)網(wǎng)的軍事應(yīng)用
事實(shí)上,物聯(lián)網(wǎng)的三類主要功能——智能識(shí)別、智能監(jiān) 測、定位跟蹤,可應(yīng)用于戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測、目標(biāo)跟蹤定位、武器 裝備智能化、人員車輛監(jiān)測與控制以及后勤保障等各個(gè)方面。 物聯(lián)網(wǎng)的軍事應(yīng)用,最核心的問題是明確軍事需求,也就是如 何將其融入聯(lián)合作戰(zhàn)及其保障體系中,從而有效提升作戰(zhàn)能 力和保障效能。事實(shí)上,需求牽引通常都是各類新技術(shù)發(fā)展 的原動(dòng)力。
2.1戰(zhàn)場感知的精確化和實(shí)時(shí)化
物聯(lián)網(wǎng)通過對各種傳感器的組網(wǎng),特別是射頻識(shí)別技術(shù)的 開發(fā)和利用,能讓普通物品傳遞情報(bào)信息,因而能在戰(zhàn)場上以 十分低廉的成本進(jìn)行大量部署,形成全方位、全頻譜、全時(shí)域 的多維偵察監(jiān)視體系,從而極大地增大戰(zhàn)場感知能力。即建立 戰(zhàn)場“從傳感器到射手”的自動(dòng)感知一數(shù)據(jù)傳輸一指揮決策一 火力控制的全要素、全過程綜合信息鏈,從而對敵方兵力部署、 武器配置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的偵察和作戰(zhàn)地形、防衛(wèi)設(shè)施等環(huán)境勘察, 對己方陣地防護(hù)和部隊(duì)動(dòng)態(tài)等戰(zhàn)場信息的實(shí)時(shí)感知,以及大型 武器平臺(tái)、各種兵力兵器聯(lián)合協(xié)同、批次使用等,實(shí)施全面、 精確、有效地控制。如美軍開發(fā)的“智能塵埃” (meta)傳感器 裝置,其體積只有沙粒般大小,卻包含信息收集、處理、傳遞 所必需的全部物件,如果植入到本方各類裝備、物資和人員身 體上,戰(zhàn)時(shí)大量拋撒在目標(biāo)區(qū)域,就能全面了解和監(jiān)控戰(zhàn)場敵 我雙方人員、裝備及物資流動(dòng)情況,從而完全實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場透明化。
2.2武器裝備的智能化和網(wǎng)絡(luò)化
物聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)槲淦骰鹂睾椭茖?dǎo)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的目標(biāo)定位 信息,在C4KISR系統(tǒng)基礎(chǔ)上嵌入目標(biāo)獲取(Targeting,簡稱T) 功能。這樣,就可使指揮信息系統(tǒng)的指揮控制功能從C4KISR 系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展為C4KISRT系統(tǒng),使傳感器發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、定位 目標(biāo)到指揮射手實(shí)施打擊的速度進(jìn)一步得到提高,作戰(zhàn)流程 進(jìn)一步縮短,真正實(shí)現(xiàn)“從傳感器到射手”的無縫鏈接。同時(shí), 在物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)場上,也可以在地面大量部署各種傳感器,并 與配置在衛(wèi)星、飛機(jī)、艦艇上的傳感器相連接成網(wǎng)絡(luò),通過 匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)送至指揮中心,最后融合成完整、精確的戰(zhàn) 場態(tài)勢圖,確保指揮員能快速、準(zhǔn)確、高效地實(shí)施作戰(zhàn)指揮。 此外,由于物聯(lián)網(wǎng)是由密集的、低成本、隨機(jī)分布的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成, 自組織性、高冗余和較強(qiáng)的容錯(cuò)能力使其不會(huì)因?yàn)槟承┕?jié)點(diǎn)在 受到攻擊時(shí)損壞而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。物聯(lián)網(wǎng)的這種魯棒性 強(qiáng)的特點(diǎn)使作戰(zhàn)指揮控制更加可靠,對于支撐基于信息系統(tǒng)的 體系作戰(zhàn)具有重要作用。
2.3綜合保障的靈敏化和可視化。
建立“從散兵坑到生產(chǎn)線”的保障需求、軍用物資籌劃 與生產(chǎn)感知控制,以及“從生產(chǎn)線到散兵坑”的物流配送感 知控制,可以有效地實(shí)施作戰(zhàn)保障力量適時(shí)適地適量的綜合 運(yùn)用與智能感知?jiǎng)討B(tài)管控?;谖锫?lián)網(wǎng)的保障可在軍事行動(dòng) 的全過程,監(jiān)控所有裝備物資的動(dòng)態(tài)信息,并在準(zhǔn)確的時(shí)間、 準(zhǔn)確的地點(diǎn)向部隊(duì)提供數(shù)量準(zhǔn)確的補(bǔ)給,避免多余的物資涌 向作戰(zhàn)地域,使精確保障成為現(xiàn)實(shí);還能根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境的變 化,自主協(xié)調(diào)、控制保障行動(dòng),實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)保障;也能將保障 行動(dòng)與整個(gè)數(shù)字化戰(zhàn)場融為一體,實(shí)現(xiàn)各種保障行動(dòng)與作戰(zhàn) 行動(dòng)的一體化,使保障指揮管理人員及時(shí)作出決策,極大地 增大綜合保障的靈活性。
2.4網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)由虛擬步入現(xiàn)實(shí)
開啟網(wǎng)絡(luò)硬殺傷的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)新模式物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用后,可 使任何物品根據(jù)需要相互連接,進(jìn)行通信,這無疑將使網(wǎng)絡(luò) 空間面臨更大的威脅。例如,接入物聯(lián)網(wǎng)的武器裝備和設(shè)施 等將成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的重要對象。敵對雙方之間將形成“物聯(lián)網(wǎng) 戰(zhàn)線”,利用物聯(lián)網(wǎng)不但可以攻擊敵方的計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng),包 括對敵方的指揮控制系統(tǒng)、通信樞紐、天基系統(tǒng)、武器平臺(tái) 以及基礎(chǔ)設(shè)施等關(guān)鍵裝備進(jìn)行控制,使其拒絕執(zhí)行命令等, 而且可以直接入侵?jǐn)撤降膶?dǎo)彈發(fā)射平臺(tái),植入發(fā)射參數(shù)及飛 行路線數(shù)據(jù),啟動(dòng)導(dǎo)彈發(fā)射,甚至可以改變機(jī)器人士兵智能芯 片中的程序,輸入操作指令及任務(wù)指令,令其在此戰(zhàn)線上“反 戈一擊”顯然,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展開網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的規(guī)模和強(qiáng)度都 將大于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)。
3物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用舉例
物聯(lián)網(wǎng)軍事需求的核心,重在圍繞戰(zhàn)場態(tài)勢感知、智能 分析、判斷和行動(dòng)過程控制等因素,使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全方位、全 時(shí)域、全頻譜的有效運(yùn)行,從而破除“戰(zhàn)爭迷霧”,提高戰(zhàn)場 對己方的透明度,全面提升基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力。本 文首先介紹兩種美軍當(dāng)前正在研制中的典型應(yīng)用系統(tǒng)。
3.1聯(lián)合藍(lán)軍態(tài)勢感知系統(tǒng)
“藍(lán)軍跟蹤系統(tǒng)” (Blue Force Tracking,BFT)是美陸軍 21世紀(jì)旅及旅以下部隊(duì)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)(FBCB2)的一個(gè)子系統(tǒng)。 在伊拉克戰(zhàn)爭中,美軍首次在其坦克、戰(zhàn)車和直升機(jī)上裝備了 “藍(lán)軍跟蹤系統(tǒng)” (FBCB2/BFT),可以傳遞和顯示每個(gè)用戶的 位置信息,為旅及旅以下各戰(zhàn)術(shù)層提供近實(shí)時(shí)的指揮控制能 力,取得了顯著成效?!奥?lián)合藍(lán)軍態(tài)勢感知”(JBFSA)計(jì)劃是 美軍在BFT基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的未來發(fā)展計(jì)劃。按照聯(lián)合部隊(duì)司令 部(JFCOM)的定義,JBFSA是由各系統(tǒng)或跟蹤設(shè)備及數(shù)據(jù)傳 輸介質(zhì)提供數(shù)據(jù)搜集和綜合能力,其目的是獲取、報(bào)告和共 享藍(lán)軍身份、位置、狀態(tài)和意圖信息。
3.2聯(lián)合戰(zhàn)場信息感知系統(tǒng)
美軍開始研制的戰(zhàn)場感知與數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)是集戰(zhàn)場監(jiān)測、 預(yù)警探測、電子偵測和環(huán)境觀測于一體,能對指揮員關(guān)心的 有關(guān)政治、外交、經(jīng)濟(jì)、軍事、科技、宗教和文教衛(wèi)生等領(lǐng)域 的核心重要情報(bào)進(jìn)行收集,并能對所關(guān)注區(qū)域海、陸、空、天 及水下目標(biāo)實(shí)施連續(xù)偵察監(jiān)視,及時(shí)獲取戰(zhàn)場綜合態(tài)勢信息, 為作戰(zhàn)提供可靠的綜合情報(bào)保障的巨型系統(tǒng)。該計(jì)劃通過三 個(gè)階段的先期概念的技術(shù)演示,實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)與全球軍事指揮 控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng),建成分布式全球信息管理系統(tǒng),隨時(shí)為分 散在美國本土和世界各地的美軍提供不斷更新的陸、海、空 戰(zhàn)場綜合態(tài)勢圖。
4結(jié)語
目前的廣義物聯(lián)網(wǎng)還為時(shí)尚早,除技術(shù)瓶頸外,還存在 許多限制其發(fā)展的關(guān)鍵問題,如標(biāo)準(zhǔn)化、信息安全、政策法規(guī)、 資金成本等。但特殊用途的專用物聯(lián)網(wǎng)已在一定范圍內(nèi)得到應(yīng) 用,其廣闊的應(yīng)用前景是毋庸置疑的。特別是在軍事領(lǐng)域中, 應(yīng)搶先一步規(guī)劃設(shè)計(jì),結(jié)合我國的國情、軍情,以軍事需求為 牽引,在單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)、聯(lián)合一體化作戰(zhàn)、戰(zhàn)場監(jiān)測等系統(tǒng)中 選擇重點(diǎn)方向,引入物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng),盡快開展有關(guān)實(shí)質(zhì) 性技術(shù)研究與開發(fā),以免進(jìn)一步拉大我軍與美軍等發(fā)達(dá)國家 軍隊(duì)之間的差距。
最后,對于我國軍用物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提出3點(diǎn)建議:
第一,針對軍事斗爭需求,結(jié)合國情軍情,正確認(rèn)識(shí)物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)涵,科學(xué)設(shè)定物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的研發(fā)目標(biāo)和內(nèi) 容,合理地部署科技研發(fā)資源,切不可片面地將時(shí)下討論的某 一個(gè)熱點(diǎn),例如RFID、無線傳感網(wǎng)等概念誤認(rèn)為就是即將為 人類社會(huì)帶來巨大變化的物聯(lián)網(wǎng),從而誤導(dǎo)相關(guān)決策和有限 的科研資源分配。
第二,在統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,在軍隊(duì)內(nèi)部全局規(guī)劃,結(jié) 合未來技術(shù)的發(fā)展,制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)施路線上,應(yīng)首 先選擇重點(diǎn)研究方向,在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中,加強(qiáng)終端設(shè)備研發(fā), 引入智能處理等相關(guān)技術(shù),尋找突破口,帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的軍 事應(yīng)用,提高軍隊(duì)的總體信息化水平。
第三,針對信息安全問題,制定嚴(yán)格面向各級指戰(zhàn)員的 信息安全控制技術(shù)規(guī)范,并設(shè)立軍隊(duì)內(nèi)部統(tǒng)一管理的安全認(rèn) 證機(jī)構(gòu),制定針對不同級別、不同裝備人員的、嚴(yán)密的安全認(rèn) 證規(guī)范。對于研發(fā)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),要進(jìn)行嚴(yán)格的安全驗(yàn)證, 防范由于技術(shù)研發(fā)或生產(chǎn)機(jī)構(gòu)急于求成而造成的危害,確保軍 隊(duì)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的安全有效。
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