軍事物聯(lián)網(wǎng)研究設(shè)計及推進(jìn)策略研究

劉 進(jìn)，賀興華，楊 震，陽 洋

（1.軍委后勤保障部原通信團(tuán) 信息中心，北京 100166；2.軍委后勤保障部 信息中心，北京 100000；3.中國電子科技集團(tuán)公司第三十研究所，成都 610041）

軍事物聯(lián)網(wǎng)[1]是一個以現(xiàn)有軍事通信網(wǎng)絡(luò)為承載平臺的軍事信息系統(tǒng)，它包含了對軍事活動中人、裝、物、環(huán)境等信息的采集、傳輸、處理、存儲、呈現(xiàn)等信息全生命周期的基本要素，提供統(tǒng)一的物體信息結(jié)構(gòu)和開放的信息服務(wù)接口，可為現(xiàn)有的軍事應(yīng)用系統(tǒng)提供兼容的信息服務(wù)，同時也可支持軍事物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用的快速開發(fā)與部署。

通過軍事物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)將各類感知終端延伸至戰(zhàn)場環(huán)境、武器裝備以及后勤保障應(yīng)用末端，實(shí)現(xiàn)各作戰(zhàn)指揮、武器裝備和保障要素的泛在聯(lián)接，支撐各類智能化應(yīng)用。

1 軍事物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用能力分析

軍事物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用可以擴(kuò)大未來作戰(zhàn)的時域、空域和頻域，將對軍事指揮、戰(zhàn)場監(jiān)測、武器裝備和后勤保障各領(lǐng)域能力提升產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響：

1.1 綜合信息感知能力

戰(zhàn)場信息感知能力。支持戰(zhàn)場敵方重點(diǎn)目標(biāo)地域信息的感知能力，為敵方目標(biāo)定位、戰(zhàn)力評估提供支持，有效彌補(bǔ)衛(wèi)星、雷達(dá)等遠(yuǎn)程偵察設(shè)備的不足。

人員信息感知能力。支持指戰(zhàn)員的位置、行動軌跡、體征狀態(tài)等信息的采集，平時為營區(qū)人員管理、部隊訓(xùn)練提供支持；戰(zhàn)時，能夠?qū)崿F(xiàn)與衛(wèi)勤信息系統(tǒng)互通，支持傷員定位搜救以及人員傷情的遠(yuǎn)程回送，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)勤力量和資源的精確調(diào)度。

武器裝備信息感知能力。支持武器平臺、武器裝備、信息化裝備、軍事設(shè)施等信息采集能力，為武器、裝備、軍事設(shè)施的管理提供有效支撐。

物資信息感知能力。支持各類軍需物資，在儲、在運(yùn)和在用狀態(tài)信息的采集與處理，實(shí)現(xiàn)對物資從生產(chǎn)線、倉庫、集散地、保障對象的全過程的跟蹤和監(jiān)控，支持物資定位、查找、管理和高效作業(yè)。

1.2 智能設(shè)施控制能力

系統(tǒng)具備對軍用智能化設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制能力。軍用智能化設(shè)施包括無人操控的智能機(jī)械、無人機(jī)、自動化控制系統(tǒng)等等，系統(tǒng)能夠通過智能設(shè)施配置的傳感器系統(tǒng)對智能設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)視，同時，通過向智能設(shè)施的執(zhí)行器發(fā)出控制指令或編程，實(shí)現(xiàn)對智能設(shè)施自動化作業(yè)的遠(yuǎn)程控制。

1.3 信息融合與分析能力

多級信息融合能力。系統(tǒng)能夠通過多源傳感器信息融合模型，對針對同一目標(biāo)對象的多種類型傳感器產(chǎn)生的信息進(jìn)行融合分析，為判定監(jiān)測目標(biāo)的類型、狀態(tài)提供證據(jù)支持。

綜合信息統(tǒng)計分析能力。支持戰(zhàn)場敵我雙方戰(zhàn)力分析統(tǒng)計與評估，支持戰(zhàn)場作戰(zhàn)人員傷亡情況統(tǒng)計，支持戰(zhàn)場武器裝備、設(shè)施的戰(zhàn)損、故障等情況統(tǒng)計分析，支持作戰(zhàn)軍需物資需求、消耗等情況統(tǒng)計分析等。

1.4 環(huán)境綜合管理能力

基礎(chǔ)設(shè)施管理能力。支持接入網(wǎng)關(guān)、承載網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)平臺、應(yīng)用系統(tǒng)等軍事物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的管理和運(yùn)行維護(hù)。

信息數(shù)據(jù)管理能力。支持傳感器采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和維護(hù)，支持分析處理后的數(shù)據(jù)產(chǎn)品的分類管理與維護(hù)。

感知對象管理能力。支持感知對象及與感知對象相關(guān)的傳感器、執(zhí)行器的統(tǒng)一管理和維護(hù)，支持傳感器、執(zhí)行器的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

1.5 運(yùn)行及安全保密能力

一體化安全防護(hù)能力。提供安全、通信與業(yè)務(wù)一體化的安全防護(hù)能力，支持系統(tǒng)內(nèi)從感知、網(wǎng)絡(luò)、平臺、應(yīng)用的全方位安全防護(hù)，同時實(shí)現(xiàn)與其它軍用信息系統(tǒng)的安全互聯(lián)。

低功耗高效安全防護(hù)能力。面向大規(guī)模、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)感知層，提供低功耗、高效的安全防護(hù)能力，以支持海量的傳感器及末梢傳感網(wǎng)的安全接入和信息的安全交互。

軍地互聯(lián)的安全防護(hù)能力。支持與地方行業(yè)信息系統(tǒng)的安全互聯(lián)，其中包括對金融、交通、運(yùn)輸、能源、醫(yī)療、制造等行業(yè)相關(guān)信息的獲取和信息交互的保護(hù)。

2 軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)構(gòu)建研究

當(dāng)前對物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研究比較多，但是結(jié)合軍隊網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施以及實(shí)際應(yīng)用的軍事物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)研究較少[2]。為此，整合我軍指揮、裝備和后勤領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)資源，建立一個與軍隊現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的軍事物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，是開展我軍裝備領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)。

2.1 軍事物聯(lián)網(wǎng)頂層架構(gòu)

軍事物聯(lián)網(wǎng)由戰(zhàn)場感知物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)、武器裝備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)、綜合軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，以及全軍物聯(lián)網(wǎng)共用基礎(chǔ)設(shè)施四部分組成。

2.2 軍事物聯(lián)網(wǎng)分層模型

按照經(jīng)典的物聯(lián)網(wǎng)分層模型，結(jié)合我軍實(shí)際需求和應(yīng)用環(huán)境，軍事物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層四個層次。感知層主要完成軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的末梢感知功能，負(fù)責(zé)信息的采集和前端處理；網(wǎng)絡(luò)層主要完成軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息承載與傳輸功能，負(fù)責(zé)信息的上傳和下達(dá)；平臺層主要完成軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息后端處理、系統(tǒng)運(yùn)維功能，負(fù)責(zé)信息融合與分析、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施管理、網(wǎng)絡(luò)管理、安全運(yùn)維等；應(yīng)用層主要完成信息運(yùn)用與呈現(xiàn)等功能，負(fù)責(zé)具體物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

2.3 軍事物理網(wǎng)裝備體系

軍事物聯(lián)網(wǎng)裝備體系包括感知層裝備、網(wǎng)絡(luò)層裝備、平臺層裝備和應(yīng)用層裝備。

3 軍事物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究

隨著軍事物聯(lián)網(wǎng)不斷地吸納新的技術(shù)[3]，如智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、標(biāo)示與識別和定位技術(shù)等。新技術(shù)拓展新的應(yīng)用，其關(guān)鍵技術(shù)也會不斷地發(fā)展和豐富，其關(guān)鍵技術(shù)如下所述：

3.1 物品標(biāo)識與物資編目技術(shù)

軍用物資編目是通過對物資進(jìn)行合理的分類，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，統(tǒng)一賦予每一個軍用物品唯一的標(biāo)識碼，統(tǒng)一注冊和管理軍用物資屬性數(shù)據(jù)，統(tǒng)一構(gòu)建包含基本標(biāo)識數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的信息資源庫，為軍用物資在加工生產(chǎn)、計劃采購、運(yùn)輸存儲、配送使用等各環(huán)節(jié)的自動識別、數(shù)據(jù)檢索與交換提供支撐和服務(wù)。

3.2 跟蹤和定位服務(wù)相關(guān)技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常用來監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域中各種環(huán)境特性、各種性能指標(biāo)、進(jìn)行目標(biāo)跟蹤等，多數(shù)情況下傳感器節(jié)點(diǎn)所收集的信息數(shù)據(jù)必須與位置信息捆綁才有實(shí)際應(yīng)用價值；另外，位置信息也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中地理路由、節(jié)點(diǎn)部署、拓?fù)潢P(guān)系等的重要基礎(chǔ)，是目標(biāo)識別、監(jiān)控、跟蹤等眾多應(yīng)用的前提。因此，如何確定無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的物理或邏輯位置，是網(wǎng)絡(luò)部署后面臨的首要問題，也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最具研究價值的熱點(diǎn)問題之一。

3.3 感知層無線組網(wǎng)相關(guān)技術(shù)

無線傳感器組網(wǎng)主要通過傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間維護(hù)路由信息、轉(zhuǎn)發(fā)信息實(shí)現(xiàn)，期間要利用GPS或無線信號RSSI來確定位置以建立路由轉(zhuǎn)發(fā)信息。由傳感器節(jié)點(diǎn)功耗限制，GPS不能用于普通傳感器節(jié)點(diǎn)的位置定位，因此，無線傳感器組網(wǎng)主要研究如何利用RSSI確定節(jié)點(diǎn)位置，從而建立節(jié)點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)信息。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺相關(guān)技術(shù)

軍事物聯(lián)網(wǎng)需要處理海量的物聯(lián)網(wǎng)感知層設(shè)施的接入和采集的數(shù)據(jù)，必須將海量數(shù)據(jù)的處理、計算、感知層設(shè)備的接入等公共能力統(tǒng)一以平臺的方式構(gòu)建，從而減少系統(tǒng)重復(fù)性建設(shè)，提高軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性。

3.5 安全防護(hù)技術(shù)

軍事物聯(lián)網(wǎng)感知層末端節(jié)點(diǎn)可能處于無人值守的環(huán)境中，其安全問題相較于有人操控的終端安全問題更加突出，需要采取更加適用于無人環(huán)境下的安全防護(hù)手段。需要針對軍事物聯(lián)網(wǎng)感知層末端節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大、計算資源和能力有限等特點(diǎn)，設(shè)計更加符合軍事應(yīng)用的、輕量化、高效的安全防護(hù)機(jī)制。安全機(jī)制的輕量化，必然會導(dǎo)致軍事物聯(lián)網(wǎng)與軍隊其它網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制的差異性，必須要求輕量化安全機(jī)制不得低于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)強(qiáng)度，避免出現(xiàn)安全薄弱環(huán)節(jié)。

3.6 運(yùn)維管理技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維管理技術(shù)主要用于軍事物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行管理。該技術(shù)通過對綜合運(yùn)用狀態(tài)偵測、流量分析、配置管理、故障診斷等工具，對軍事物聯(lián)網(wǎng)的傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、服務(wù)器、終端、服務(wù)以及應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測、控制、管理和調(diào)度，同時可以參考ITIL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和服務(wù)進(jìn)行管控，從而為軍事物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高效、安全運(yùn)行提供全面保障。

4 軍事物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用推進(jìn)策略

為了適應(yīng)信息戰(zhàn)爭的要求[4]，全面提升信息化戰(zhàn)爭的保障能力，從戰(zhàn)略的高度重視并推進(jìn)軍事物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展，通過軍事物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)保障資源的系統(tǒng)化、合理化利用[5]。軍事物聯(lián)網(wǎng)今后的建設(shè)思路如下所述：

（1）立足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和技術(shù)體制，統(tǒng)籌現(xiàn)實(shí)與長遠(yuǎn)建設(shè)需要。

（2）瞄準(zhǔn)信息技術(shù)發(fā)展前沿，平衡把握先進(jìn)技術(shù)采用和現(xiàn)實(shí)可行關(guān)系。

（3）全面貫徹軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略，建立軍地網(wǎng)絡(luò)信息互通長效機(jī)制。