物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用
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引言
物聯(lián)網(wǎng)被許多軍事專家稱為“一個還未探明儲量的金礦”,它對現(xiàn)有軍事信息系統(tǒng)格局的影響絕不亞于互聯(lián)網(wǎng),因而勢必觸發(fā)軍事變革的又一次啟動,將使軍隊信息化建設(shè)和作戰(zhàn)方式發(fā)生新的重大改變。當(dāng)前,世界主要軍事強(qiáng)國都已經(jīng)嗅到了這股浪潮的氣息,紛紛制定標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)技術(shù)、推廣應(yīng)用,以期在新一輪軍事變革中占據(jù)有利位置??梢哉f,物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大了未來作戰(zhàn)的時域、空域和頻域,將對國防建設(shè)各個領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,同時將引發(fā)一場劃時代的軍事技術(shù)革命和作戰(zhàn)方式的變革。
1 物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IOT)的概念是在1999年提出來的,現(xiàn)在較為普遍的理解是物聯(lián)網(wǎng)是將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RadioFrequencyIdentification,RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。通過裝置在各類物體上的電子標(biāo)簽(RFID)、傳感器、二維碼等物體上的接口與無線網(wǎng)絡(luò)相連,從而給物體賦予智能,從而實現(xiàn)人與物體的溝通和對話,也可以實現(xiàn)物體與物體互相間的溝通和對話。業(yè)界普遍認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。
描述物聯(lián)網(wǎng)特征的三大關(guān)鍵詞為感知、傳輸、智能。所謂全面感知,就是利用RFID、傳感器、二維碼等能夠隨時隨地采集物體的動態(tài)信息;可靠傳輸就是通過網(wǎng)絡(luò)將感知的各種信息進(jìn)行實時傳送;智能處理則是利用計算機(jī)技術(shù),及時地對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行信息控制,真正達(dá)到了人與物的溝通、物與物的溝通。
物聯(lián)網(wǎng)的要素,首先是要把物體連接到網(wǎng)上;其次是要把這個物體的信息傳到互聯(lián)網(wǎng)上;物聯(lián)網(wǎng)的工作,實際上就是獲取信息、傳送信息、處理信息、存儲信息、顯示信息;物聯(lián)網(wǎng)的工作模式較多,但是,目前主要分為射頻識別(射頻標(biāo)簽)RFID和ZigBee,因為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織目前主要在這兩種應(yīng)用中制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn);射頻識別是無線電頻率識別的簡稱,即通過無線電波進(jìn)行識別。RFID系統(tǒng)中,識別信息被存放在電子數(shù)據(jù)載體中,電子數(shù)據(jù)載體稱為應(yīng)答器應(yīng)答器中存放的識別信息由閱讀器讀出。閱讀器不僅可以讀出存放的信息,而且可以對其進(jìn)行寫入,讀寫過程是通過雙方之間的無線通信來實現(xiàn)的。射頻識別(射頻標(biāo)簽)RFID主要應(yīng)用讀卡器和應(yīng)答器之間的信息傳輸來完成其工作。
ZigBee主要工作于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);ZigBee實際上就是網(wǎng)絡(luò)+傳感器+通信協(xié)議,這是一種無線個域網(wǎng)(LR-WPAN);由于無線通信組網(wǎng)技術(shù)使用的設(shè)備種類繁多,各種設(shè)備的技術(shù)參數(shù)并不相同,所以,無線通信組網(wǎng)會經(jīng)常遇到麻煩。但是,由于ZigBee制定了相應(yīng)的協(xié)議,所以可以化解這一困難。
2 物聯(lián)網(wǎng)在軍事上的應(yīng)用
實際上,任何新的技術(shù),都會優(yōu)先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也不例外。如果說第一代互聯(lián)網(wǎng)是人與物的交流,第二代是人與人的交流的話,那么第三代將是物與物的交流,通過現(xiàn)實空間物與物的智能互聯(lián),就可以讓物品“開口說話”,實現(xiàn)感知世界。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的未來信息化戰(zhàn)爭提供了技術(shù)支撐。
2.1 物聯(lián)網(wǎng)使戰(zhàn)場感知透明化
在21世紀(jì),信息時代的現(xiàn)代戰(zhàn)爭可以用兩個詞來描述,那就是“感知”和“透明”。世界各國都非常重視戰(zhàn)場感知體系的研究。建立戰(zhàn)場感知體系的目的是及時發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確識別、精確定位、快速處置。戰(zhàn)場感知是隨著信息技術(shù)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭,特別是戰(zhàn)場偵察手段相結(jié)合產(chǎn)生的概念,同時也是新軍事理論深化的必然結(jié)果?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭強(qiáng)調(diào)戰(zhàn)場情報的感知能力和殺傷能力?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭“感知者勝”的觀點已經(jīng)被很多戰(zhàn)例所證實。
利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以及時、準(zhǔn)確地獲取整個戰(zhàn)場區(qū)域,以及人難以到達(dá)區(qū)域的地形、氣象、水文、敵我雙方的兵力部署、武器配備、人員調(diào)動情況,“透明”地洞察戰(zhàn)場情況,是現(xiàn)代信息時代戰(zhàn)爭的取勝法寶。
建立戰(zhàn)術(shù)偵察傳感信息網(wǎng),往往可以釆用無人飛機(jī)或火炮拋擲方式,向敵方重點目標(biāo)地域布撒聲、光、電磁、震動、加速度等微型綜合傳感器,近距離偵察目標(biāo)地區(qū)作戰(zhàn)地形、敵軍部署、裝備特性及部隊活動行蹤、動向等;并可與衛(wèi)星、飛機(jī)、艦艇上的各類傳感器有機(jī)融合,形成全方位、全頻譜、全時域的全維偵察監(jiān)視預(yù)警體系,從而提供準(zhǔn)確的目標(biāo)定位與效果評估,有效彌補(bǔ)衛(wèi)星、雷達(dá)等遠(yuǎn)程偵察設(shè)備的不足,全面提升聯(lián)合戰(zhàn)場能力。
有人將信息化條件下作戰(zhàn)稱為“傳感器戰(zhàn)爭”,而物聯(lián)網(wǎng)堪稱信息化戰(zhàn)場的寵兒,可為戰(zhàn)場上帶來新的電子眼和電子耳。與當(dāng)前美軍傳感器網(wǎng)相比,物聯(lián)網(wǎng)最大的優(yōu)勢在于其可以在更高層次上實現(xiàn)戰(zhàn)場感知的精確化、系統(tǒng)化和智能化??梢园堰^去在戰(zhàn)場上需要幾小時乃至更長時間才能完成處理、傳送和利用的目標(biāo)信息,壓縮到幾分鐘、幾秒鐘,甚至同步。它能夠?qū)崿F(xiàn)戰(zhàn)場實時監(jiān)控、目標(biāo)定位、戰(zhàn)場評估、核攻擊和生物化學(xué)攻擊的監(jiān)測和搜索等功能。
通過物聯(lián)網(wǎng)可以建立戰(zhàn)場“從傳感器到射手”的自動監(jiān)控一數(shù)據(jù)傳輸-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(shè)施等環(huán)境的勘察,對己方陣地防護(hù)和部隊動態(tài)等戰(zhàn)場信息的實時監(jiān)控,以及大型武器平臺、各種兵力兵器的聯(lián)合協(xié)同、批次使用等,從而實施全面、精確、有效地控制和打擊。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)使武器裝備智能化
隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)、納米技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,未來戰(zhàn)場的作戰(zhàn)形式將發(fā)生巨大變化。新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,能夠讓每個物體都可以在互聯(lián)網(wǎng)上有自己的"名字”,嵌入式智能芯片技術(shù)可以讓目標(biāo)物體擁有自己的“大腦”來運算和分析,納米技術(shù)和小型化技術(shù)還可以使目標(biāo)對象越來越小。在不遠(yuǎn)的將來,你不僅可以與身邊一切物體“交流”,而且物體與物體之間也可以“開口講話”。在這些技術(shù)支持下,具有一定信息獲取和信息處理能力的全自主智能作戰(zhàn)機(jī)器人和無人飛機(jī)將從科幻電影中步入現(xiàn)實,各種以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的自動作戰(zhàn)武器將成為戰(zhàn)場主角。
在巷戰(zhàn)中,利用機(jī)器人和無人飛機(jī)配合,可以進(jìn)行遠(yuǎn)程投放,可代替作戰(zhàn)人員鉆洞穴、爬高墻、潛入作戰(zhàn)區(qū),快速捕捉戰(zhàn)場上的目標(biāo),測定火力點的位置,探測隱藏在建筑物、坑道、街區(qū)的敵人,迅速測算射擊參數(shù),保證實施精確打擊。機(jī)器人和無人飛機(jī)小分隊還可以在非常危險的環(huán)境中進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn),它們具有智能決策、自我學(xué)習(xí)和機(jī)動偵察的能力,可以比人類士兵以更快的速度進(jìn)行觀察、思考、反應(yīng)和行動,遠(yuǎn)離戰(zhàn)場前沿的指揮官和操作人員只須下達(dá)命令,而不需要任何同步控制,機(jī)器人和無人飛機(jī)小分隊就可以完成任務(wù)并自行返回指定地點。
2.3 物聯(lián)網(wǎng)使國防動員物資保障更迅速
國防動員是戰(zhàn)時最直接、最根本的任務(wù),就是組織全社會人力、物力、財力為前方作戰(zhàn)提供源源不斷的動員支持。從這個意義上說,國防動員是協(xié)調(diào)前方需求與后方供應(yīng)的中間機(jī)構(gòu)。然而,在人類戰(zhàn)爭史上,“兩大戰(zhàn)爭迷霧”一直是困擾動員保障的難題。物聯(lián)網(wǎng)一是可以后方資源迷霧,即后方搞不清楚手里有什么、有多少、在哪里;二是前方需求迷霧,就是后方搞不清楚作戰(zhàn)部隊需要什么、需要多少。另外,前方更不知道自己需要的物資能不能到位、有多少、已運到什么地方等。這不僅造成極大的動員浪費,而且影響動員保障的快速性、有效性和精確性。
從這個意義上說,“物聯(lián)網(wǎng)”似乎是專為驅(qū)散這“兩大戰(zhàn)爭迷霧”而量身打造的。物聯(lián)網(wǎng)一是可以引發(fā)物資動員革命?!拔锫?lián)網(wǎng)”可以通過EPC(電子物品編碼,ElectronicProductCode)給包括武器裝備在內(nèi)的物品進(jìn)行唯一性編碼,從而實現(xiàn)對物品的實時追蹤與信息共享。那么,在平時的動員準(zhǔn)備過程中,國防動員潛力調(diào)査便可直接通過“物聯(lián)網(wǎng)”實施。同時,在動員物資儲備過程中,對于非直接消耗型物資(如運輸車輛、工程機(jī)械、維修保障器材等),可改變以往靜態(tài)倉庫存儲的傳統(tǒng)方式,而運用“物聯(lián)網(wǎng)”的實時追蹤功能,將動員物資投入到商品市場中實現(xiàn)動態(tài)存儲,更好地實現(xiàn)動員物資平時隨時査找。危機(jī)狀態(tài)時,國防動員機(jī)構(gòu)又可根據(jù)前方作戰(zhàn)對后備人員數(shù)量及技術(shù)特長的需求情況,及時、就近征調(diào)最能滿足需求的后備人員實施戰(zhàn)爭支前,最大限度地實現(xiàn)前方需求與后方供給的“零偏差”對接,確保后備力量的快速、精確動員。因此,“物聯(lián)網(wǎng)"引發(fā)后備力量動員革命同樣是不可阻擋的。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將推動后勤保障模式從儲備式后勤向配送式后勤轉(zhuǎn)變。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)猶如在戰(zhàn)場上密布了“眼睛”“耳朵”和“神經(jīng)”,可以隨時知曉每一個集裝箱,甚至每一箱餅干、每一套軍服的具體位置和狀態(tài)。
2.4 物聯(lián)網(wǎng)使衛(wèi)勤保障實時化
在物聯(lián)網(wǎng)時代,為官兵配發(fā)的作戰(zhàn)服,由于使用了物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術(shù)安裝了控制芯片,故將具備溫控、定位、急救等功能。通過感溫加上心跳計量等高靈敏度的傳感裝置,遠(yuǎn)在千里之外的后方衛(wèi)勤保障部門就可以通過網(wǎng)絡(luò)隨時掌握前方士兵的體溫變化和身體狀況。
由于大規(guī)模殺傷性武器的使用,戰(zhàn)爭中的傷亡現(xiàn)象將會越來越嚴(yán)重,這就要求受傷的傷病員能得到迅速及時的救治。未來戰(zhàn)場,通過物聯(lián)網(wǎng)可建立以單兵電子生命監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)的衛(wèi)勤保障信息鏈,這對于進(jìn)行戰(zhàn)場及突發(fā)事件現(xiàn)場實施傷病員定位搜救與身份確認(rèn)具有重要價值。通過電子信息傳感器可有效實現(xiàn)生命體征動態(tài)監(jiān)測和衛(wèi)勤伴隨保障,從而有針對性地做好應(yīng)急救援準(zhǔn)備,精確調(diào)度衛(wèi)勤力量與資源,全面提升衛(wèi)勤保障能力。
依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的士兵電子傷情管理系統(tǒng)可以快速確定戰(zhàn)場傷員位置,完整記錄士兵的病例,全智能化地進(jìn)行醫(yī)護(hù)場所資源協(xié)調(diào),實現(xiàn)傷員運送過程的實時監(jiān)控,縮短傷員的治療時間,提高傷員的治愈率。
2.5 通過物聯(lián)網(wǎng)提高軍隊日常管理信息化水平
物聯(lián)網(wǎng)可通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,利用物聯(lián)網(wǎng)的這一特性可建立一系列的人員和裝備管理信息系統(tǒng),從而提高軍隊管理的信息化水平,其中加強(qiáng)重要軍事管區(qū)人員動態(tài)管控與防入侵智能管理系統(tǒng)建設(shè)是重中之重。
依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的ZigBee無線智能槍械架,可對槍支出入實現(xiàn)自動化和信息化,該技術(shù)可實現(xiàn)以下功能:經(jīng)授權(quán)存取槍支和彈藥;實時掌握槍支狀況;減少人為失誤,提高工作效率;利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),其系統(tǒng)響應(yīng)時間一般為3~5s,因而可為提高戰(zhàn)斗力提供保障;并可進(jìn)行槍架大門開、關(guān)歷史記錄査詢等。
可研制和建立各類移動的車輛監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。若在各類軍用車輛加裝單項或綜合傳感器,便可構(gòu)建起統(tǒng)一的“裝備卡”識別體系。從而對軍用車輛定位、分布與聚集地、運動狀態(tài)、使用壽命周期等實現(xiàn)狀態(tài)感應(yīng),也可對裝備完好率、保養(yǎng)情況等實現(xiàn)狀態(tài)感應(yīng)。
依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的軍隊人員智能管理系統(tǒng)可實現(xiàn)軍隊人員設(shè)備的智能巡檢管理,有效解決規(guī)范巡邏行為、管理巡邏人員信息、管理巡邏計劃等問題。士兵和涉密載體出入管理系統(tǒng)則能在對士兵和軍隊出入進(jìn)行管理的同時,解決涉密載體的安全問題;通過智能軍隊崗哨執(zhí)勤管理系統(tǒng)中的固定式讀卡器,可在識別區(qū)域設(shè)定范圍內(nèi)讀到士兵的標(biāo)簽信息,出現(xiàn)異常則報警,以便實時、動態(tài)監(jiān)控哨兵的執(zhí)勤情況,防止槍支被盜、搶、丟失等案件的發(fā)生,提高部隊?wèi)?yīng)對突發(fā)事件的機(jī)動能力。
3 結(jié)論
雖然物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)引起全球關(guān)注,但許多核心技術(shù)還需攻克,其發(fā)展之路仍然十分漫長。發(fā)展軍事領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的目的主要是應(yīng)對信息化戰(zhàn)爭形勢的變化,增強(qiáng)保衛(wèi)國家安全的實力。實際上,物聯(lián)網(wǎng)在軍事上的應(yīng)用,目前尚處于起步階段,標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、運行模式以及配套機(jī)制等還遠(yuǎn)不成熟。
為了應(yīng)對未來的新軍事變革,我們更應(yīng)搶先一步規(guī)劃設(shè)計,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)實質(zhì)性技術(shù)的研究與開發(fā),以免拉大我軍與美軍等發(fā)達(dá)國家軍隊之間的差距。
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