物聯(lián)網(wǎng)在軍事中的應(yīng)用研究

引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和新軍事變革的不斷推進(jìn)，軍隊武器裝備以及指揮、保障體系已逐步演變成為一個復(fù)雜的系統(tǒng)，其創(chuàng)新發(fā)展能力也已成為戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變的核心要素之一。2005年在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念「門。而后,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展引來越來越多國家的關(guān)注與重視，歐美等發(fā)達(dá)國家均想抓住這個機(jī)遇，所以積極出臺政策、進(jìn)行戰(zhàn)略布局,希望在新一輪信息產(chǎn)業(yè)洗牌中占領(lǐng)先機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)成為“后危機(jī)”時代各國提升綜合競爭力的重要手段，基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事應(yīng)用研究也進(jìn)行的如火如荼。恩格斯指出：“一旦技術(shù)上的進(jìn)步可以用于軍事目的并且已經(jīng)用于軍事目的，它們便幾乎是強(qiáng)制的，而且往往是違反指揮官的意志而引起作戰(zhàn)方式的改變甚至變革?！蔽锫?lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步正引導(dǎo)戰(zhàn)爭進(jìn)入一個新的時代。

1  物聯(lián)網(wǎng)的概念和結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)是在傳感網(wǎng)的基礎(chǔ)上按照約定的協(xié)議，把各種網(wǎng)絡(luò)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。從狹義上看，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的網(wǎng)絡(luò)。從廣義上講,物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，是利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進(jìn)行感知識別，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫連接，達(dá)到對物理世界實時控制、精確管理和科學(xué)決策之目的。

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三部分組成。圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)架。感知層主要分為數(shù)據(jù)采集和短距離無線傳輸兩部分,數(shù)據(jù)采集部分通過使用RFID、傳感器等技術(shù)采集各類信息和數(shù)據(jù)，短距離無線通信主要對小范圍內(nèi)的多個物品的信息進(jìn)行集中與互通；網(wǎng)絡(luò)層建立在現(xiàn)有通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，將各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有機(jī)集合、綜合使用，對采集的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分類和傳輸;應(yīng)用層主要完成物品信息的匯總、協(xié)同、共享、互通、分析、決策等功能,為用戶提供各種豐富的應(yīng)用服務(wù)。

2  物聯(lián)網(wǎng)在軍事上的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可分為監(jiān)控型、査詢型、控制型、掃描型等。下面就物聯(lián)網(wǎng)在軍事方面的應(yīng)用進(jìn)行一些分析和研究。

2.1  在軍需物資的物流和庫存管理中的應(yīng)用

在軍需物資上，使用物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù),可以加強(qiáng)物資在運(yùn)輸配送和庫存中的管理、盤點和査詢等工作。在這個過程中，每件貨物上的RFID電子標(biāo)簽、物資供給端內(nèi)部手持RFID讀寫器、物資供給端的出口門禁系統(tǒng)的RFID讀寫器、運(yùn)輸車輛裝載的RFID讀寫器、物資需求端倉庫入口、出口門禁系統(tǒng)RFID讀寫器、倉庫內(nèi)手持式RFID讀寫器等便可構(gòu)成一個RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò),它們在RFID中間件平臺的管理下進(jìn)行工作，而物資流通的負(fù)責(zé)人就可以通過RFID中間件平臺的接口（如WebSevice）對接收到的RFID讀寫器所讀寫的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和管理，圖2所示就是一個RFID系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)的好處:第一，可使得物資從出貨到運(yùn)輸再到入庫管理的過程可視性增強(qiáng)，管理變得清晰透明、簡單準(zhǔn)確;第二，提高了物資運(yùn)輸和管理的安全性和可靠性;第三，倉庫管理人員可以隨時掌握庫存中的物資數(shù)量和需求模式，及時、準(zhǔn)確地進(jìn)行物資補(bǔ)充，尤其是在戰(zhàn)爭中，對武器彈藥庫存量的掌握關(guān)系到作戰(zhàn)單位的作戰(zhàn)任務(wù)能否完成、預(yù)定作戰(zhàn)目標(biāo)能否實現(xiàn)的問題;第四，全面掌握情況可以減少資源浪費，節(jié)約成本;第五，在基于信息系統(tǒng)的聯(lián)合作戰(zhàn)中，可以將跨軍區(qū)、多軍種的軍用倉庫聯(lián)網(wǎng)，組合一個區(qū)域性、全國性的物聯(lián)網(wǎng)物流體系，根據(jù)各作戰(zhàn)單位物資需求信息的反饋情況，以便實時、精確地實施物資保障,使整個保障系統(tǒng)高效、有序。

2.2  未來戰(zhàn)場上的應(yīng)用

未來戰(zhàn)場需要通過信息化手段，及時準(zhǔn)確地掌握戰(zhàn)場的動態(tài)信息，以便實時、精確地做出決策。早在10年前，美軍已經(jīng)完成了對“智能微塵”的研究，“智能微塵”是一種超微型傳感器，由微處理器、無線電收發(fā)裝置和無線網(wǎng)絡(luò)軟件構(gòu)成，發(fā)展到如今，它們的體積已經(jīng)變得砂粒般大小，它們可以進(jìn)行信息收集、信息處理和信息發(fā)送，未來的智能微塵甚至可以懸浮在空中。在未來的聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場中，可以將這種微型無線傳感器、雷達(dá)、空中打擊力量、海上打擊力量、導(dǎo)彈系統(tǒng)、坦克、火炮、裝甲車、各參戰(zhàn)人員、各作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)、作戰(zhàn)保障系統(tǒng)、指揮中心等有機(jī)結(jié)合起來，組成一個龐大的軍事物聯(lián)網(wǎng)，其整個系統(tǒng)如圖3所示。使用飛行器或其它手段將大量的微型無線傳感器散布在戰(zhàn)場的廣闊地域，將微型無線傳感器自組成網(wǎng),就可以收集、傳輸、融合戰(zhàn)場信息，為各作戰(zhàn)單位提供“各取所需”的情報服務(wù)，包括戰(zhàn)區(qū)監(jiān)控、敵情偵查、判斷生物化學(xué)武器攻擊、目標(biāo)追蹤、敵方損傷評估等。各火力單元可將射擊效果、自身狀態(tài)等情況傳遞給相關(guān)指揮系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)實時分析，及時實施保障和調(diào)整火力運(yùn)用。信息指揮中心根據(jù)微型無線傳感器、武器裝備、作戰(zhàn)人員的反饋情況，可以及時地做出相應(yīng)兵力調(diào)整、部署和保障等工作。物聯(lián)網(wǎng)將在未來幾十年內(nèi)變革戰(zhàn)場環(huán)境，改變作戰(zhàn)形式和方法。

2.3  武器裝備管理上的應(yīng)用

對武器裝備的管理主要是為了保持武器裝備的物理功能的完整性和處于受控狀態(tài)而進(jìn)行的管理和維修?；谖锫?lián)網(wǎng)的武器裝備管理有助于實現(xiàn)管理的自動化和智能化。其主要思路首先是給武器裝備的主要構(gòu)成元件附上全球產(chǎn)品電子代碼(EPC)；其次，利用RFID、感知器、3D可視化等技術(shù)，來對武器裝備的使用狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控和定位;再次,通過監(jiān)測系統(tǒng)將各個零部件的信息通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)傳遞給信息處理系統(tǒng);最后，通過將收集到的信息進(jìn)行綜合處理,然后輸入到武器裝備管理專家系統(tǒng)中,并由專家系統(tǒng)自動給出相應(yīng)的管理方案。其流程圖如圖4所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)的武器裝備管理的優(yōu)點：第一，定位武器裝備重要的零部件,防止其丟失;第二，實時而精確地掌握武器裝備的使用狀況,為指揮員提供決策支持;第三，可預(yù)測性的掌握武器裝備的使用狀態(tài)，便于對事故的提前預(yù)知和處理，提高維修管理效率，延長武器裝備的安全工作壽命。

2.4  智能化營區(qū)的應(yīng)用

安全和穩(wěn)定一直都是部隊常抓不懈的工作重點之一，營區(qū)作為干部、戰(zhàn)士經(jīng)?；顒訄鏊约霸S多重要武器裝備存放場所，其安全性尤為重要。通過在圍墻等地方散布一些攝像頭、傳感器等設(shè)備，可以防止外部人員從圍墻非法入內(nèi)。在倉庫、營房等地方安裝煙火傳感報警器，可以有效防止火災(zāi)事故的發(fā)生。設(shè)想每個戰(zhàn)士都佩戴一個RFID電子標(biāo)簽，它即可讀出又可寫入，標(biāo)簽內(nèi)記錄了佩戴者的個人信息，如姓名、性別、民族、出生日期、出生地、血型、受教育情況、家庭情況、病史、立功受獎情況、違紀(jì)處分情況等。通過這個標(biāo)簽，領(lǐng)導(dǎo)就可以方便地動態(tài)掌握每名同志的信息和所處位置。戰(zhàn)士有了這個電子標(biāo)簽，在營區(qū)購物的時候，戰(zhàn)士只要拿著所購商品，通過一個掃描的區(qū)域，就可以實現(xiàn)自動結(jié)賬而不用排隊，不用等;就醫(yī)時，醫(yī)生可以通過這個電子標(biāo)簽，了解掌握其血型、以前的病史以及上次的診斷方法、開的藥方等，以方便診斷;有了這個標(biāo)簽，戰(zhàn)士還可以開啟規(guī)定區(qū)域的門禁、上網(wǎng)娛樂、在閱讀室借閱書刊等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會引導(dǎo)營區(qū)進(jìn)入智能化管理模式。

3  軍用物聯(lián)網(wǎng)在信息安全方面存在的問題

雖然物聯(lián)網(wǎng)在軍事上的應(yīng)用發(fā)展前景十分廣闊,但我們必須清醒地認(rèn)識到，現(xiàn)階段制約物聯(lián)網(wǎng)在軍事上發(fā)展的因素和隱患還有很多，個人認(rèn)為，信息安全問題是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。

保密工作一直都是部隊工作的重中之重?；谖锫?lián)網(wǎng)的軍事應(yīng)用雖然可以實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，但同時也給別有用心者竊取情報的空間。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用主要有以下幾個方面的信息安全隱患。第一，基于RFID技術(shù)的電子標(biāo)簽使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)裝備可以具有極其便捷的信息獲取能力,一旦信息安全工作做的不到位，極有可能造成裝備被跟蹤定位，信息被竊取;第二，無線信號在通信過程中，容易遭到敵對分子的截獲、偽造、攔截、篡改、破壞等，造成信息的誤傳、丟失、泄密等情況;第三,如果不法分子在物聯(lián)網(wǎng)武器裝備上設(shè)置后門，這些物品就會變成一個個“間諜”而自動向敵方輸送信息；第四，敵方通過信息系統(tǒng)可能直接奪取武器系統(tǒng)和指揮中心的控制權(quán)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,攻擊我方或進(jìn)行破壞活動;第五，敵方可能通過發(fā)送大量的干擾信息，來造成我方信息堵塞，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓。由于信息化程度越高，危險性越大，因此，必須不斷加強(qiáng)信息安全方面的工作，讓敵人無機(jī)可乘。

4  結(jié)語

人類幾千年來的戰(zhàn)爭史充分證明，技術(shù)改變戰(zhàn)術(shù)。軍事技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來戰(zhàn)爭形態(tài)的不斷演變。在我國，軍隊作為國家生活的重要組成部分，肩負(fù)著“三個提高，一個發(fā)揮”的歷史使命。要想完成黨和人民交予我們的重托,打贏未來信息化條件下的局部戰(zhàn)爭，我國的武器裝備、作戰(zhàn)理念、作戰(zhàn)方法必須適應(yīng)未來物聯(lián)網(wǎng)時代的要求。因此，必須加強(qiáng)對物聯(lián)網(wǎng)在軍事上的應(yīng)用研究，搶占國防事業(yè)發(fā)展的制高點。