物聯(lián)網(wǎng)在軍事遠程機動任務中的應用研究

郝金杰+丁志宏+李春雨+龐鈺寧

摘 要：軍事遠程機動任務具有車輛數(shù)量多、裝備種類多、軍事人員多、出征路途遠等特點，不同類型的裝備，機動速度差異大，機動任務中車隊首尾距離可達幾十公里，需統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮；高強度機動中軍事車輛性能、特殊裝備運輸完好性、司機身體狀態(tài)等關鍵信息需實時掌握，并對特殊事件即時做出合理決策。物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的民用技術(shù)，通過物物互聯(lián)，可實現(xiàn)物資的全程管控，其已在快遞物流、智慧城市、智慧交通等領域得到廣泛應用。文章針對軍事遠程機動任務特點，分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的總體架構(gòu)，并依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)思想設計了軍事機動任務車輛管控方案，最后分析了方案實現(xiàn)難點。

關鍵詞：軍民融合；物聯(lián)網(wǎng)；遠程機動

信息化戰(zhàn)爭中，軍事遠程機動任務越來越頻繁，裝備物資及作戰(zhàn)人員能否安全、快速地到達指定戰(zhàn)位，直接影響裝備快速展開和作戰(zhàn)任務執(zhí)行。軍事任務遠程機動涉及的車輛、人員、特種裝備、作戰(zhàn)物資復雜多樣，機動任務是對軍事車隊信息化水平的直接考驗。目前，在軍事機動任務中，各車輛之間基本靠對講機進行短程無線通信，通信距離僅幾公里，且受遮擋物影響嚴重，車輛、物資、設備、人員等狀況則無法實時掌握，只能通過定時、定人檢查，信息化水平嚴重滯后，已不滿足日益頻繁的機動作戰(zhàn)任務需求。

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，通過射頻識別、激光掃描器及紅外感應器等信息傳感設備，根據(jù)約定協(xié)議，將物體和互聯(lián)網(wǎng)相互連接，實現(xiàn)信息通信及交換，從而實現(xiàn)信息智能化定位、識別、監(jiān)控及跟蹤管理，極大優(yōu)化了物流運作，實現(xiàn)了物流智能化及可視化，并且有效降低了在物流成本[1]。在現(xiàn)代社會信息時代發(fā)展的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實現(xiàn)及其應用已經(jīng)成為一種必然趨勢，同時也是當前社會發(fā)展的一種必然要求。對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而言，其在社會民用方面具有十分廣泛的應用，主要體現(xiàn)在智能化設備及設施方面的應用，對很多領域發(fā)展均起到十分廣泛的推動作用[2-3]。

物聯(lián)網(wǎng)在軍事領域的應用在伊拉克戰(zhàn)爭時期，已經(jīng)初步顯現(xiàn)。美軍規(guī)定任何進入其所轄戰(zhàn)區(qū)的物資必須貼有射頻標簽，這樣就可毫不費力地得到一張戰(zhàn)場動態(tài)物流全景圖。按照這張全景圖調(diào)配部署，后勤補給可更快、更精確，大大縮短了美軍的平均后勤補給時間，后勤物資保障效率也大幅提升[4]。繼美國之后，日本、英國、意大利等國也對軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)表現(xiàn)出極大興趣，紛紛展開了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事應用領域的研究。隨著射頻識別技術(shù)、二維條碼技術(shù)和智能傳感技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的軍事應用前景更加廣闊，可有效提高部隊遠程機動能力[5-6]。

在軍民融合背景下，針對軍事遠程機動任務難點，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于遠程機動任務，通過傳感器和特殊網(wǎng)絡通信，可獲取機動過程中的軍事車輛導航定位、周邊環(huán)境信息、車輛關鍵參數(shù)、司機身體健康指標、特種裝備運輸安全信息等，并將多類型信息進行融合匯集，實現(xiàn)對車輛和人員的全程管控。同時，可通過車輛遠程故障診斷中的無線信息傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)⑽募?、同步音頻與視頻通過無線局域網(wǎng)由故障車輛及時傳回到后勤技術(shù)保障中心，由專家快速分析故障可能的原因以及解決辦法，即時做出合理決策。

1 物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)

1999年美國麻省理工學院建立了“自動識別中心”，首次闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。2005年國際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）發(fā)布的報告中正式引用了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2008年起各國政府開始重視下一代的技術(shù)規(guī)劃，美國國際商用機器公司（International Business Machine，IBM）提出“智慧地球”受到美國各界的高度重視，歐盟提出《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動計劃》以實現(xiàn)其“重振歐洲”的夢想，溫家寶總理在視察無錫產(chǎn)業(yè)園區(qū)時也明確提出了“感知中國”的概念，物聯(lián)網(wǎng)作為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，被寫入政府工作報告，我國開始把物聯(lián)網(wǎng)作為未來重要的發(fā)展戰(zhàn)略。

物聯(lián)網(wǎng)英文名稱是“Internet of Things”，顧名思義，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。目前被普遍接受的概念是：物聯(lián)網(wǎng)是通過無線射頻識別（Radio Frequency Identification Devices，RFID）、紅外感應器、GPS、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡概念。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)讓物體能“看見”、可“交流”、會“思考”、聽“指揮”，好像使物體也擁有了智慧。

物聯(lián)網(wǎng)總體體系架構(gòu)可分為感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層和應用層（見圖1）。感知層位于最底層，是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源。中間傳輸層負責傳遞和處理感知層獲取的信息。數(shù)據(jù)層負責匯集傳感器數(shù)據(jù)，并進行詳細分析。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，其與行業(yè)需求相結(jié)合來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。簡單來說，物聯(lián)網(wǎng)需要射頻識別、傳感器等感知技術(shù)即時獲取物品信息；通過各種有線、無線網(wǎng)絡，將這些信息傳遞到信息存儲與處理中心，還要依托云計算強大的計算能力處理這些海量信息；最后需要各種應用程序滿足終端用戶的不同需求，例如智能交通、安防、物流以及軍事應用等。物聯(lián)網(wǎng)雖然是一個新概念，但是組成物聯(lián)網(wǎng)的各部分都是早已存在的技術(shù)或概念。因此，物聯(lián)網(wǎng)不是憑空出現(xiàn)的，而是在原有技術(shù)基礎上的提升、匯總和融合。

1.1 感知層

感知層的主要功能是信息采集，根據(jù)一定的采集周期和協(xié)議標準，定時向各大智慧交通前端系統(tǒng)采集基礎交通流數(shù)據(jù)。感知層的主要系統(tǒng)有GPS定位設備，各類攝像頭，RFID，船舶專用檢測設備等其他各類傳感器，通過多類型感知設備，使車輛感知全面覆蓋。

1.2 傳輸層

傳輸層的主要功能是信息傳輸，包括信息傳輸?shù)姆绞郊巴ㄓ嵰?guī)約，及時將采集的信息和控制信息進行上傳下達。機動車隊主要依靠無線移動通信。隨著人們對信息傳遞要求的提高，無線網(wǎng)絡和網(wǎng)絡安全建設越來越受重視。endprint

1.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要由數(shù)據(jù)交換平臺、數(shù)據(jù)分析平臺和云計算中心組成。主要功能是信息的融合共享，包含車輛相關的實時信息和各類數(shù)據(jù)庫，并進行高效計算。云計算中心針對海量數(shù)據(jù)進行存儲、計算，包括海量存儲與查詢、虛擬存儲、高性能計算、彈性計算、安全管理、負載均衡、數(shù)據(jù)清洗等。

1.4 應用層

應用層的主要功能是信息處理，基于數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)庫及計算，通過實時在線的數(shù)據(jù)融合模型和數(shù)據(jù)分析模型來挖掘得到各種深層次的有價值的出行輔助信息，以支持各種交通應用。應用層主要包含4大應用平臺：車輛管理平臺、信息服務平臺、應急指揮平臺、決策支持平臺。各類管理和服務消息通過短信、電話、廣播、電子信息板、電子郵件、網(wǎng)站、移動APP等多種渠道方式發(fā)布至用戶端，形成全面、即時、合理的車輛監(jiān)管系統(tǒng)。

2 軍事任務車輛管控方案設計

針對軍事遠程機動任務管控需求和現(xiàn)實難點，依據(jù)物流網(wǎng)總體架構(gòu)，對軍事機動任務信息化管控方案進行設計（見圖2）。

感知層主要包括車輛和人員的信息采集傳感器，車輛傳感器主要包括地理資訊系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）系統(tǒng)、北斗導航定位系統(tǒng)、物資掉落告警系統(tǒng)、車距監(jiān)測傳感器、車輛自身傳感器等，可對車輛機動任務進行實時導航和路徑規(guī)劃，可全時監(jiān)視物資運輸狀態(tài)，并進行車距告警和車輛運行全面監(jiān)測，實現(xiàn)車輛、物資的關鍵數(shù)據(jù)完全采集。人員信息采集主要是獲取司機、副駕駛員等關鍵崗位人員的心跳、體溫、血壓、疲勞程度等生命體征，實時掌控人員身體狀態(tài)，確保不出現(xiàn)疲勞駕駛和非戰(zhàn)斗減員。

傳輸層主要為加密移動通信，在確保軍事秘密安全條件下實現(xiàn)移動通信。車輛、人員、物資信息通過移動通信網(wǎng)絡實時傳輸至數(shù)據(jù)信息中心。

數(shù)據(jù)層主要是匯集各類傳感器測得的信息，并進行分析挖掘，畫出車隊運行態(tài)勢圖、人員身體狀態(tài)表、合理規(guī)劃車隊行駛路徑，并找出潛在風險，方便指揮員全時、全面、直觀地掌控機動任務的實時狀態(tài)。

應用層主要是基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對車輛、人員進行協(xié)調(diào)指揮，實現(xiàn)軍事機動任務各個單元要素的合理指揮和有效管控。并依據(jù)綜合信息分析結(jié)果，輔助指揮員對任務中出現(xiàn)的緊急事態(tài)進行即時決策。

3 方案實現(xiàn)難點

軍事機動任務全程管控信息化建設方案與民用物聯(lián)網(wǎng)有較大區(qū)別，主要表現(xiàn)在安全保密要求高、信息采集要求全、數(shù)據(jù)分析要求準、輔助決策要求快等，在民用轉(zhuǎn)軍用具體方案實現(xiàn)中需解決克服一些難題。

3.1 通信網(wǎng)絡安全加密

軍事行動密級要求高，在車輛間的通信網(wǎng)絡必須增加符合國軍標的保密措施，達到信息安全可靠，無泄密風險。而相關技術(shù)和標準尚未完全成熟，需逐步探討和解決軍用物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)谋Ｃ軉栴}。

3.2 國產(chǎn)傳感器未達軍標

物聯(lián)網(wǎng)建立在多類型傳感器基礎上，軍事機動任務中，傳感器必須國產(chǎn)化。國內(nèi)傳感器普遍可靠性、穩(wěn)定性不高，未能獲得國軍標，在軍事應用中存在無國產(chǎn)傳感器可選的問題。

3.3 法規(guī)規(guī)范未完備

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領域應用的相關法律法規(guī)尚未成熟，在實際技術(shù)應用過程中存在無法可依、無規(guī)可依的現(xiàn)象。

4 結(jié)語

在軍民融合大背景下，針對軍事機動任務中的難點，本文分析了物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、搭建了軍事機動任務管控方案并分析了方案實現(xiàn)難點。文中方案將成熟的民用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)合理應用至軍事遠程機動任務監(jiān)測管控中，解決信息采集、協(xié)調(diào)指揮、應急決策等難題，可實現(xiàn)部隊遠程機動戰(zhàn)斗力快速提升。

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Abstract：The characteristic of army remote maneuver is various vehicles， equipment and staffs. Different types of equipment have the difference in moving velocity， which makes the distance of troops as far as a few tens of kilometers. The significant information such as vehicle performance， special equipment integrity and driver state should be grasped in real time and peculiar incident has to be made a strategic decision timely. Internet of Things is a new civil technology which has been used in logistics， smart city and smart traffic. In this article， under the background of civil-military integration， the army remote maneuver characteristic is analyzed， and the army remote maneuver scheme is designed based on Internet of Things structure. Finally， the scheme difficulty is analyzed and enumerated.

Key words：civil-military integration； Internet of Things； remote maneuverendprint