軍事物聯(lián)網(wǎng)解決方案研究

摘要：為了適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭的要求，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，許多國家都在通過軍事物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)保障資源的系統(tǒng)化、合理化利用，為構(gòu)建現(xiàn)代化軍事物流體系而努力。文章介紹了構(gòu)建軍事物聯(lián)網(wǎng)的必要性，給出了軍事物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建方案，并對關(guān)鍵模塊和業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了說明。
關(guān)鍵詞：RFID；軍事物聯(lián)網(wǎng)；終端；電子標(biāo)簽

0 引言
    伴隨著對物流流程、物流裝備的革新，世界各主要國家都紛紛通過物流信息化來應(yīng)對現(xiàn)代戰(zhàn)爭對物流的挑戰(zhàn)，對各種軍事物資的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全程管控，以期形成閉合快捷的物資供應(yīng)保障信息鏈，也就是構(gòu)建軍事物聯(lián)網(wǎng)。構(gòu)建軍事物聯(lián)網(wǎng)，首先是要建立暢通的通信網(wǎng)絡(luò)，保證物流信息與其他作戰(zhàn)通信暢通無阻，堅固可靠；其次，是要實現(xiàn)物流作業(yè)電子化，利用計算機(jī)的超強(qiáng)計算能力，大大縮短人工信息處理所占用的巨大人力、物力；再次，通過視頻識別、條碼技術(shù)、GPS等自動識別技術(shù)來消除人工跟蹤監(jiān)控所造成的效率瓶頸。綜合以上各種技術(shù)，發(fā)達(dá)國家的軍事物流已基本實現(xiàn)了實時可視化的目標(biāo)。

1 現(xiàn)代戰(zhàn)爭與物流信息化
1．1 現(xiàn)代戰(zhàn)爭的物流特點
    當(dāng)前，信息技術(shù)在軍事領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，正推動戰(zhàn)爭形態(tài)向信息化加速深化。現(xiàn)代軍事物聯(lián)網(wǎng)是軍事物流與信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，與新時期軍事斗爭準(zhǔn)備緊密相關(guān)，是現(xiàn)代軍事和國防事業(yè)建設(shè)的重要組成部分。要適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭要求，就必須全面提升信息化保障能力，從戰(zhàn)略高度重視并推進(jìn)軍事物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。目前許多國家都在通過軍事物聯(lián)網(wǎng)來保障資源的系統(tǒng)化、合理化利用，為構(gòu)建現(xiàn)代化軍事物流體系而努力。信息化戰(zhàn)爭是諸軍兵種一體化作戰(zhàn)，戰(zhàn)場空間廣闊，作戰(zhàn)手段多樣，情況復(fù)雜多變，物資消耗巨大，保障范圍擴(kuò)大，因而需要有現(xiàn)代軍事物聯(lián)網(wǎng)來提供強(qiáng)有力的支撐。
    近期發(fā)生的數(shù)次戰(zhàn)爭中，都表現(xiàn)出戰(zhàn)斗節(jié)奏加快，部隊機(jī)動范圍廣，需要物資裝備的數(shù)量、種類都在急劇膨脹。相應(yīng)的，為了減少后勤保障的巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，各國軍隊的供應(yīng)理念都在發(fā)生巨大的變革，他們都在尋求從超額庫存保障轉(zhuǎn)變到按需供應(yīng)，從層次籌措供應(yīng)向承包商轉(zhuǎn)包托運，從軍種獨立供應(yīng)到跨軍種、甚至聯(lián)軍間跨國別供應(yīng)的特點。
    在新的戰(zhàn)爭形式下，部隊更加迫切地面臨著物流信息透明化、實時化的壓力，必須在第一時間洞悉整個供應(yīng)鏈上物資、裝備的分布情況，及時對現(xiàn)狀作出快速反應(yīng)和動態(tài)調(diào)整。
1．2 外軍全程物流信息系統(tǒng)
    在1991年的海灣戰(zhàn)爭中，美國向中東運送了約4萬個集裝箱，但由于標(biāo)識不清，其中2萬多個集裝箱不得不重新打開、登記、封裝并再次投入運輸系統(tǒng)。戰(zhàn)爭結(jié)束后，還有8 000多個打開的集裝箱未能加以利用。如果具有強(qiáng)有力的物流規(guī)劃及跟蹤系統(tǒng)，將可能為美國國防部節(jié)省大約20億美元的支出。海灣戰(zhàn)爭后，美軍為解決物資在請領(lǐng)、運輸、分發(fā)等環(huán)節(jié)中存在的嚴(yán)重現(xiàn)實問題，給作戰(zhàn)部隊提供快速、準(zhǔn)確的后勤保障，提出了全資產(chǎn)可視性計劃，要實現(xiàn)后勤保障中資產(chǎn)的高度透明化。在此后的10年間，美軍全面進(jìn)行了這項計劃的開發(fā)與部署。
    在第二次海灣戰(zhàn)爭中，美軍依托綜合性的物流信息網(wǎng)絡(luò)、RFID、GPS技術(shù)，最優(yōu)規(guī)劃了分布在數(shù)個國家的物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈，實現(xiàn)對“人員流”、“裝備流”和“物資流”的全程跟蹤，并指揮和控制其接收、分發(fā)和調(diào)換，有效地克服了第一次海灣戰(zhàn)爭中常見的無謂開箱、反復(fù)發(fā)貨、運送地點錯誤以及物資無人認(rèn)領(lǐng)的現(xiàn)象。美軍實現(xiàn)了由儲備式后勤到配送式后勤的轉(zhuǎn)變。與第一次海灣戰(zhàn)爭相比，海運量減少了87％，空運量減少了88．6％，戰(zhàn)略支援裝備動員量減少89％，戰(zhàn)役物資儲備量減少了75％。這種新的動作模式，為美國國防部節(jié)省了幾十億美元的開支。

2 動態(tài)軍事物聯(lián)網(wǎng)解決方案的總體結(jié)構(gòu)
    動態(tài)軍事物聯(lián)網(wǎng)解決方案集成了多種信息技術(shù)，致力于提升軍隊物流信息化水平，以通訊與信息技術(shù)為軍用物資儲備、戰(zhàn)場物資保障提供精確化、實時化、透明化的一種飛躍型新手段。圖1所示是一種動態(tài)軍事物聯(lián)網(wǎng)總體解決方案圖。

    動態(tài)軍事物聯(lián)網(wǎng)總體解決方案包括物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)終端、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺、RFID網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、RFID／GPS現(xiàn)場傳感系統(tǒng)、現(xiàn)場終端等。
    解決方案的總體思路是依托軍用有線、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，建立集中的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)邏輯自動化、信息流動實時化。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺通過電子數(shù)據(jù)交換等手段，連接分布在各地的既有倉庫管理系統(tǒng)，以將分布的倉庫集成為一個巨大的、扁平的、跨建制的虛擬倉庫。將傳統(tǒng)的逐級配送線路轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔惩ǖ谋馄轿锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，并在強(qiáng)大的計算能力的支持下，使供應(yīng)人員能夠從宏觀到微觀，對物資流通進(jìn)行感知、控制和優(yōu)化。
    解決方案依托計算機(jī)的運算能力，幫助物聯(lián)網(wǎng)決策人員指定最優(yōu)物聯(lián)網(wǎng)決策。通過優(yōu)化算法引擎，以滿足多點需求，降低物資超額儲備，提高物聯(lián)網(wǎng)資源利用率，壓縮物聯(lián)網(wǎng)決策時間為目標(biāo)，可為規(guī)劃人員提供最佳并行運輸、裝箱拆并、動態(tài)調(diào)撥、分布存儲等方面的最佳方案。同時，本解決方案還可以通過可配置的工作流來實現(xiàn)軍隊物聯(lián)網(wǎng)制度與命令體系。
    解決方案依據(jù)作戰(zhàn)部署動態(tài)地構(gòu)建RFID傳感網(wǎng)絡(luò)，完成物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃的后續(xù)跟蹤。系統(tǒng)用RFID傳感網(wǎng)絡(luò)實時感知抵達(dá)各地的車輛、物資和裝備，并瞬間反饋到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)；釋放跟蹤物聯(lián)網(wǎng)所需要的人力，壓縮人工作業(yè)時間；在RFID傳感網(wǎng)絡(luò)的幫助下，后勤部門可以做到對整個供應(yīng)鏈的透明、實時、精確把握，并實施閉環(huán)跟蹤控制。通過給軍用物資貼上電子標(biāo)簽，并在沿途設(shè)置射頻信息讀取點，同時安裝RFID
感知設(shè)備，與整個軍事物聯(lián)網(wǎng)信息平臺聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)物資通過這些信息讀取點時，系統(tǒng)就會以固定的RFID信息讀取器從電子標(biāo)簽自動取得數(shù)據(jù)，實時傳人在途物資管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)信息共享。各級指揮員可以實時地取得正確的保障信息，并追蹤、記錄及定位物資在整個供應(yīng)鏈中的移動。

3 方案的具體構(gòu)成
3．1 業(yè)務(wù)呈現(xiàn)終端
    供應(yīng)鏈各個指揮、調(diào)度、作業(yè)人員所執(zhí)行的物聯(lián)網(wǎng)作業(yè)的交互界面是各種基于Web頁面瀏覽器的業(yè)務(wù)呈現(xiàn)層。依據(jù)不同的身份及角色，物聯(lián)網(wǎng)作業(yè)人員通過各個業(yè)務(wù)終端提供的視圖執(zhí)行位于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺的各種業(yè)務(wù)邏輯，其中包括場地規(guī)劃、載具規(guī)劃、運輸線路規(guī)劃、現(xiàn)場作業(yè)以及其他命令。
    場地規(guī)劃就是向物聯(lián)網(wǎng)人員呈現(xiàn)各個物資場地的容量與狀態(tài)，物資堆放種類與數(shù)量匯總，運輸線路連接。規(guī)劃人員應(yīng)執(zhí)行多點物資同步調(diào)撥與分配，執(zhí)行機(jī)動物資場地布設(shè)與變更。
    載具規(guī)劃是向規(guī)劃人員呈現(xiàn)各種載具的狀態(tài)，包括位置、生命周期、質(zhì)量、任務(wù)占用、可調(diào)撥依據(jù)等。規(guī)劃人員應(yīng)執(zhí)行任務(wù)指派、調(diào)撥指令，觸發(fā)業(yè)務(wù)流。
    運輸線路規(guī)劃是向規(guī)劃人員呈現(xiàn)運輸路徑拓?fù)浜吐窂綘顟B(tài)。規(guī)劃人員執(zhí)行最優(yōu)路徑選擇、多路徑并行同步控制。
    現(xiàn)場作業(yè)就是執(zhí)行現(xiàn)場作業(yè)工作流；主要指快速物資清點作業(yè)、物資定位、物資配送核對與放行手續(xù)、快速儲位優(yōu)化調(diào)整等。
    另外還包括物資采購、物資托運、堆場管理、物資及物聯(lián)網(wǎng)資源搜索等。
3．2 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺
    物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺用于接收并執(zhí)行物聯(lián)網(wǎng)管理指令，并向業(yè)務(wù)終端返回執(zhí)行結(jié)果。平臺由容器式集中網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器和運行于其中的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用組件組成。應(yīng)用組件主要包括各種規(guī)劃與跟蹤邏輯、優(yōu)化邏輯、決策支持等。
    物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺可通過電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(EDI)等機(jī)制，從部隊各個既有倉庫管理軟件取數(shù)、存數(shù)，并可與制造商、承運商等外部機(jī)構(gòu)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)進(jìn)行通信。
    物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺可將物資、載具的調(diào)度與跟蹤意圖傳達(dá)給底層的RFID傳感網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，接受RFID傳感網(wǎng)絡(luò)服務(wù)跟蹤的結(jié)果事件，根據(jù)正常或異常時間事件觸發(fā)對應(yīng)的業(yè)務(wù)流，并將物資、載具、時間、地點狀態(tài)解釋為供物聯(lián)網(wǎng)人員解讀的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)狀態(tài)，使其順利產(chǎn)生物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行決策。
    物聯(lián)網(wǎng)人員通過物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺的閉環(huán)規(guī)劃和跟蹤機(jī)制，及時識別各個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點、地域上的資源空置或資源緊缺情況，優(yōu)化供應(yīng)鏈資源，及時緩和和糾正物資錯配、錯送、延時到達(dá)等物聯(lián)網(wǎng)異常。通過實時通訊與精確計算來降低各個物資節(jié)點的超額儲備壓力，保障作訓(xùn)及作戰(zhàn)行動順利進(jìn)行。
    平臺中集成了數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，利用業(yè)務(wù)組件和RFID網(wǎng)絡(luò)自動持續(xù)收集的海量數(shù)據(jù)，提取統(tǒng)計規(guī)律與趨勢預(yù)測，向決策人員提供宏觀的多維圖表，為優(yōu)化物資流動與存儲、場地、載具、線路等資源的規(guī)劃提供依據(jù)?；鞠臅r的傳統(tǒng)人工統(tǒng)計加工對作訓(xùn)和作戰(zhàn)決策的延誤。
3．3 RFID網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
    RFID網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是將業(yè)務(wù)系統(tǒng)的物資、載具跟蹤意圖落實為分布在各地的RFID感知規(guī)則。根據(jù)物資、指揮各處RFID感應(yīng)機(jī)構(gòu)按照一定的時間、規(guī)律，捕捉和匯報感應(yīng)結(jié)果。RFID網(wǎng)絡(luò)服務(wù)按照一定的規(guī)律匯聚RFID事件，識別物聯(lián)網(wǎng)在地點和時間上的吻合與偏差，向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺反饋正常或異常事件。
3．4 現(xiàn)場感知系統(tǒng)
    RFID傳感網(wǎng)絡(luò)由分布在各地的現(xiàn)場感知系統(tǒng)組成。現(xiàn)場感知系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)末梢，可以通過固定或者車載的方式，布放在物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點和關(guān)鍵路口處，落實單一地點的物聯(lián)網(wǎng)跟蹤任務(wù)，感知到達(dá)附近的物資、載具的身份、到達(dá)時間和地點等。感知系統(tǒng)配備長距離天線，可以在瞬間準(zhǔn)確識別數(shù)米范圍內(nèi)高速通過的數(shù)百件物品。
    現(xiàn)場感知系統(tǒng)讀取RFID標(biāo)簽并向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)報告。感知系統(tǒng)適配各種廠商與型號的RFID感知終端、GPS終端、補充的條碼設(shè)備，使RFID網(wǎng)絡(luò)服務(wù)避免理解具體的底層報文。按照指定的規(guī)則對感應(yīng)結(jié)果進(jìn)行過濾，挑選加工成符合業(yè)務(wù)要求的RFID數(shù)據(jù)，并以XML協(xié)議進(jìn)行傳遞，減少原始RFID流量對網(wǎng)絡(luò)的沖擊。
    分布在供應(yīng)鏈路徑上的現(xiàn)場感知系統(tǒng)可將物資從發(fā)出地點到抵達(dá)地點之間的信息盲區(qū)大大縮小，也使物聯(lián)網(wǎng)甚至作戰(zhàn)決策從事后修正轉(zhuǎn)變?yōu)樵谶^程中修正。
3．5 移動現(xiàn)場終端
    移動現(xiàn)場終端是包含RFID傳感器、網(wǎng)絡(luò)通訊接口的微型手持式計算機(jī)，供物聯(lián)網(wǎng)一線作業(yè)人員在開闊或機(jī)動場地實施流動作業(yè)，包括貨物交接清點、查找、配送核對等。移動現(xiàn)場終端同時具備業(yè)務(wù)終端及RFID現(xiàn)場感知功能，可在瞬間識別作業(yè)人面前1 m范圍的數(shù)十件物品，并進(jìn)行自動任務(wù)單據(jù)核對。終端在通用嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上配備標(biāo)準(zhǔn)RFID程序接口，主要以Web應(yīng)用界面來執(zhí)行位于業(yè)務(wù)平臺的業(yè)務(wù)邏輯和人機(jī)交互。移動現(xiàn)場終端一般通過WLAN等無線接口實現(xiàn)在線作業(yè)，因此，即使在無網(wǎng)絡(luò)條件時，也可通過文件方式與整體系統(tǒng)互通，從而實現(xiàn)離線業(yè)務(wù)邏輯。
3．6 計算與通訊設(shè)施
    計算與通訊基礎(chǔ)設(shè)施包括高性能、低成本的服務(wù)器，WLAN、CDMA或其他無線、有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入手段，手持終端、網(wǎng)絡(luò)信息安全設(shè)備等。

4 結(jié)語
    動態(tài)軍事物聯(lián)網(wǎng)解決方案可幫助軍事物流體系迎接現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的挑戰(zhàn)。本文的解決方案主要依托計算技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)，可使軍事物流全面實現(xiàn)信息化、實時化、精確化，提升后勤指揮員及作業(yè)人員的作業(yè)效能，保證后勤系統(tǒng)以最小的耗費、最短的時間、最小的誤差將物資投放到正確的目的地。