當前位置:首頁 > 物聯(lián)網(wǎng) > 《物聯(lián)網(wǎng)技術》雜志
[導讀]摘 要:介紹了物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、發(fā)展及用途,并以圖的形式形象地比較了物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡的關知以美軍為例,闡述了物 聯(lián)網(wǎng)給軍事應用所帶來的變革,即實現(xiàn)戰(zhàn)場感知的實時化、精確化,武器裝備智能化、網(wǎng)絡化,綜合保障靈敏化、可視化,網(wǎng)絡 戰(zhàn)由虛擬步入現(xiàn)實。同時,簡要介紹了美軍正在開發(fā)的兩個物聯(lián)網(wǎng)軍事應用系統(tǒng),最后提出了對我軍應用物聯(lián)網(wǎng)技術的建議。

引言

目前,物聯(lián)網(wǎng)的應用研究很多,但大多集中在民用領域, 針對軍事應用的研究,特別是具體應用研究還很少。為此,本 文側重于研究物聯(lián)網(wǎng)給軍事應用所帶來的變革,并就我軍如何 應用物聯(lián)網(wǎng)技術給出了一些建議。

1物聯(lián)網(wǎng)技術

簡而言之,物聯(lián)網(wǎng)是多種信息技術的融合與集成應用, 可使人與物、物與物之間進行智慧對話,從而創(chuàng)造一個智慧的 世界。信息技術和產(chǎn)業(yè)界認為,物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展與應用是繼 計算機大發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)普遍應用之后的第三次信息技術和信 息產(chǎn)業(yè)的革命,對于21世紀世界經(jīng)濟的振興和社會生產(chǎn)、生 活的各個方面具有決定性的意義和作用。當然,在軍事上,物 聯(lián)網(wǎng)也有非常重要的應用價值。

物聯(lián)網(wǎng)大體上是一種三層網(wǎng)絡結構,具體包括感知層、 傳輸層和應用層。圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)的結構示意圖。其中,感知層由各種傳感器組成的傳感器網(wǎng)絡和無線射頻識別系統(tǒng)組 成,用于實現(xiàn)對物品的識別;傳輸層由互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)或者更 新的網(wǎng)絡組成,主要實現(xiàn)對物品數(shù)據(jù)信息的傳輸;應用層是 應用網(wǎng)絡,利用云計算對海量的物品信息進行快速處理,并 通過計算機、手機等輸入輸出終端,實現(xiàn)對物品的智能分析、 管理和使用,即用戶可根據(jù)需要獲取相應的服務。

物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應用

圖1物聯(lián)網(wǎng)的結構示意圖

1.1物聯(lián)網(wǎng)與M2M

在廣義物聯(lián)網(wǎng)中,不僅有機器對機器(即M2M),也包括 機器與人(M2P)、人與人(P2P)、人與機器(P2M)之間廣泛的 通信和信息交流。而在這個物聯(lián)網(wǎng)中的物,可以定義成可獲取 各類信息的終端,如手機、PC、攝像頭、電子望遠鏡、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,都會被連接到物聯(lián)網(wǎng)。該網(wǎng)幾乎囊括了當代各種網(wǎng) 絡,如固網(wǎng)、無線移動網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)和各種其它專網(wǎng)。 靠這些網(wǎng)絡的整合,把各種終端和人聯(lián)系在一起,構成一個任 何時間、任何地點可以取得任何服務的物聯(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)絡之間的關系。

物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應用

圖2物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡之間的關系

1.2物連網(wǎng)的應用

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 具體應用領域包括工業(yè)監(jiān)控、智能家居、遠程醫(yī)療、城市管 理、政府辦公、動物保護等;而在軍事上可應用于倉儲物流管 理、軍隊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、 目標追蹤以及戰(zhàn)損評估等。

2物聯(lián)網(wǎng)的軍事應用

事實上,物聯(lián)網(wǎng)的三類主要功能——智能識別、智能監(jiān) 測、定位跟蹤,可應用于戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測、目標跟蹤定位、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方面。 物聯(lián)網(wǎng)的軍事應用,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。事實上,需求牽引通常都是各類新技術發(fā)展 的原動力。

2.1戰(zhàn)場感知的精確化和實時化

物聯(lián)網(wǎng)通過對各種傳感器的組網(wǎng),特別是射頻識別技術的 開發(fā)和利用,能讓普通物品傳遞情報信息,因而能在戰(zhàn)場上以 十分低廉的成本進行大量部署,形成全方位、全頻譜、全時域 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、運動狀態(tài)的偵察和作戰(zhàn)地形、防衛(wèi)設施等環(huán)境勘察, 對己方陣地防護和部隊動態(tài)等戰(zhàn)場信息的實時感知,以及大型 武器平臺、各種兵力兵器聯(lián)合協(xié)同、批次使用等,實施全面、 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)時大量拋撒在目標區(qū)域,就能全面了解和監(jiān)控戰(zhàn)場敵 我雙方人員、裝備及物資流動情況,從而完全實現(xiàn)戰(zhàn)場透明化。

2.2武器裝備的智能化和網(wǎng)絡化

物聯(lián)網(wǎng)能夠為武器火控和制導系統(tǒng)提供準確的目標定位 信息,在C4KISR系統(tǒng)基礎上嵌入目標獲取(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)進一步擴展為C4KISRT系統(tǒng),使傳感器發(fā)現(xiàn)目標、定位 目標到指揮射手實施打擊的速度進一步得到提高,作戰(zhàn)流程 進一步縮短,真正實現(xiàn)“從傳感器到射手”的無縫鏈接。同時, 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、艦艇上的傳感器相連接成網(wǎng)絡,通過 匯聚節(jié)點將數(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、準確、高效地實施作戰(zhàn)指揮。 此外,由于物聯(lián)網(wǎng)是由密集的、低成本、隨機分布的節(jié)點構成, 自組織性、高冗余和較強的容錯能力使其不會因為某些節(jié)點在 受到攻擊時損壞而導致整個系統(tǒng)癱瘓。物聯(lián)網(wǎng)的這種魯棒性 強的特點使作戰(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,可以有效地實施作戰(zhàn)保障力量適時適地適量的綜合 運用與智能感知動態(tài)管控。基于物聯(lián)網(wǎng)的保障可在軍事行動 的全過程,監(jiān)控所有裝備物資的動態(tài)信息,并在準確的時間、 準確的地點向部隊提供數(shù)量準確的補給,避免多余的物資涌 向作戰(zhàn)地域,使精確保障成為現(xiàn)實;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,實現(xiàn)自適應保障;也能將保障 行動與整個數(shù)字化戰(zhàn)場融為一體,實現(xiàn)各種保障行動與作戰(zhàn) 行動的一體化,使保障指揮管理人員及時作出決策,極大地 增大綜合保障的靈活性。

2.4網(wǎng)絡戰(zhàn)由虛擬步入現(xiàn)實

開啟網(wǎng)絡硬殺傷的網(wǎng)絡戰(zhàn)新模式物聯(lián)網(wǎng)廣泛應用后,可 使任何物品根據(jù)需要相互連接,進行通信,這無疑將使網(wǎng)絡 空間面臨更大的威脅。例如,接入物聯(lián)網(wǎng)的武器裝備和設施 等將成為網(wǎng)絡攻擊的重要對象。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算機與互聯(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 以及基礎設施等關鍵裝備進行控制,使其拒絕執(zhí)行命令等, 而且可以直接入侵敵方的導彈發(fā)射平臺,植入發(fā)射參數(shù)及飛 行路線數(shù)據(jù),啟動導彈發(fā)射,甚至可以改變機器人士兵智能芯 片中的程序,輸入操作指令及任務指令,令其在此戰(zhàn)線上“反 戈一擊”顯然,利用物聯(lián)網(wǎng)技術展開網(wǎng)絡戰(zhàn)的規(guī)模和強度都 將大于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡戰(zhàn)。

3物聯(lián)網(wǎng)在軍事領域的應用舉例

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、判斷和行動過程控制等因素,使系統(tǒng)實現(xiàn)全方位、全 時域、全頻譜的有效運行,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前正在研制中的典型應用系統(tǒng)。

3.1聯(lián)合藍軍態(tài)勢感知系統(tǒng)

“藍軍跟蹤系統(tǒng)” (Blue Force Tracking,BFT)是美陸軍 21世紀旅及旅以下部隊作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)(FBCB2)的一個子系統(tǒng)。 在伊拉克戰(zhàn)爭中,美軍首次在其坦克、戰(zhàn)車和直升機上裝備了 “藍軍跟蹤系統(tǒng)” (FBCB2/BFT),可以傳遞和顯示每個用戶的 位置信息,為旅及旅以下各戰(zhàn)術層提供近實時的指揮控制能 力,取得了顯著成效?!奥?lián)合藍軍態(tài)勢感知”(JBFSA)計劃是 美軍在BFT基礎上設計的未來發(fā)展計劃。按照聯(lián)合部隊司令 部(JFCOM)的定義,JBFSA是由各系統(tǒng)或跟蹤設備及數(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、報告和共 享藍軍身份、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、 預警探測、電子偵測和環(huán)境觀測于一體,能對指揮員關心的 有關政治、外交、經(jīng)濟、軍事、科技、宗教和文教衛(wèi)生等領域 的核心重要情報進行收集,并能對所關注區(qū)域海、陸、空、天 及水下目標實施連續(xù)偵察監(jiān)視,及時獲取戰(zhàn)場綜合態(tài)勢信息, 為作戰(zhàn)提供可靠的綜合情報保障的巨型系統(tǒng)。該計劃通過三 個階段的先期概念的技術演示,實現(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結語

目前的廣義物聯(lián)網(wǎng)還為時尚早,除技術瓶頸外,還存在 許多限制其發(fā)展的關鍵問題,如標準化、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 用,其廣闊的應用前景是毋庸置疑的。特別是在軍事領域中, 應搶先一步規(guī)劃設計,結合我國的國情、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 選擇重點方向,引入物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng),盡快開展有關實質(zhì) 性技術研究與開發(fā),以免進一步拉大我軍與美軍等發(fā)達國家 軍隊之間的差距。

最后,對于我國軍用物聯(lián)網(wǎng)的建設提出3點建議:

第一,針對軍事斗爭需求,結合國情軍情,正確認識物 聯(lián)網(wǎng)技術的內(nèi)涵,科學設定物聯(lián)網(wǎng)在軍事領域的研發(fā)目標和內(nèi) 容,合理地部署科技研發(fā)資源,切不可片面地將時下討論的某 一個熱點,例如RFID、無線傳感網(wǎng)等概念誤認為就是即將為 人類社會帶來巨大變化的物聯(lián)網(wǎng),從而誤導相關決策和有限 的科研資源分配。

第二,在統(tǒng)一認識的基礎上,在軍隊內(nèi)部全局規(guī)劃,結 合未來技術的發(fā)展,制定統(tǒng)一的標準。在實施路線上,應首 先選擇重點研究方向,在現(xiàn)有的網(wǎng)絡中,加強終端設備研發(fā), 引入智能處理等相關技術,尋找突破口,帶動物聯(lián)網(wǎng)技術的軍 事應用,提高軍隊的總體信息化水平。

第三,針對信息安全問題,制定嚴格面向各級指戰(zhàn)員的 信息安全控制技術規(guī)范,并設立軍隊內(nèi)部統(tǒng)一管理的安全認 證機構,制定針對不同級別、不同裝備人員的、嚴密的安全認 證規(guī)范。對于研發(fā)應用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),要進行嚴格的安全驗證, 防范由于技術研發(fā)或生產(chǎn)機構急于求成而造成的危害,確保軍 隊物聯(lián)網(wǎng)建設的安全有效。

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