物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對軍事電子系統(tǒng)建設的影響分析

岳亮

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起深刻影響著科技領(lǐng)域的發(fā)展變革，同時對軍事領(lǐng)域的現(xiàn)有格局也必將產(chǎn)生巨大的沖擊。文章分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對軍事電子系統(tǒng)的建設所產(chǎn)生的影響，通過對信息化條件下基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的軍事電子系統(tǒng)的建設需求、應用場景和關(guān)鍵技術(shù)的分析，探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來軍事電子領(lǐng)域的應用前景和所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；軍事電子；認知；智能決策

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）08-00-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為計算機和通信技術(shù)的發(fā)展方向，展現(xiàn)著引人注目的應用前景。物聯(lián)網(wǎng)通過實現(xiàn)人、機、物三者的智能互聯(lián)和信息交互，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實之間的有效溝通和融合，深刻的改變著整個世界。

軍事電子信息系統(tǒng)是一個應用于作戰(zhàn)指揮和作戰(zhàn)保障領(lǐng)域，主要實現(xiàn)指揮、控制、通信、情報、信息對抗等功能， 由信息獲取、傳遞、加工、存儲等硬件與軟件組成的有機整體[1]。

軍事領(lǐng)域作為推動新技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，牢牢把握著新科技的發(fā)展前沿，新技術(shù)的產(chǎn)生必將對整個軍事領(lǐng)域產(chǎn)生革命性的影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)引起了世界各國的極大興趣，紛紛研究其在軍事領(lǐng)域的應用，以確保戰(zhàn)爭主動權(quán)的把握。美軍推出了一系列軍事傳感系統(tǒng)，包括用于戰(zhàn)場信息感知的 “智能微塵”系統(tǒng)、用于戰(zhàn)場環(huán)境實時監(jiān)控的 “倫巴斯”系統(tǒng)、用于作戰(zhàn)武器平臺跟蹤的 “沙地直線”和用于戰(zhàn)場無線頻譜資源感知的“狼群”系統(tǒng)等[2]，日本、意大利、法國等世界其他強國也不甘落后。隨著研究的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展必將對軍事電子系統(tǒng)的建設產(chǎn)生深遠影響。

1 信息化條件下軍事電子系統(tǒng)建設的背景分析

1.1 一體化聯(lián)合作戰(zhàn)對軍事電子系統(tǒng)建設的影響

信息化時代對作戰(zhàn)要素之間的廣泛和可靠的互聯(lián)出了新的要求?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭是信息化條件下的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，戰(zhàn)爭形態(tài)和作戰(zhàn)樣式將發(fā)生重大改變?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)范圍涵蓋陸、海、空、天多個維度，作戰(zhàn)指揮需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)層次，實現(xiàn)不同視角、不同層次、不同類型的情報信息的融合顯得尤為重要[3]。

一體化聯(lián)合作戰(zhàn)對軍事電子系統(tǒng)的建設提出了嚴格的要求。實現(xiàn)信息的全面搜集、實時分析和快速共享，進而做到準確決策和精準打擊將是今后軍事電子系統(tǒng)建設的關(guān)鍵。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對軍事電子系統(tǒng)建設的影響

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛互聯(lián)性以及分布式的數(shù)據(jù)處理和智能決策技術(shù)，將擴展未來的作戰(zhàn)空間，改變未來的作戰(zhàn)樣式，深刻影響軍事電子系統(tǒng)的建設。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)和認知物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)最早于1999年由麻省理工學院的Ashton教授提出，指的是“通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)絡連接起來，進行信息交換和通信，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”[4]。顧名思義這是一種物物相連的網(wǎng)絡，但絕不是簡單的物物相連。隨著相關(guān)學科的發(fā)展及其應用領(lǐng)域的拓展，物聯(lián)網(wǎng)不斷被賦予新的內(nèi)涵。人工智能技術(shù)的發(fā)展使得認知物聯(lián)網(wǎng)的概念逐漸清晰[5]：認知物聯(lián)網(wǎng)將網(wǎng)絡中廣泛分布的節(jié)點所感知的數(shù)據(jù)進行高效的傳輸和交換，同時強化數(shù)據(jù)的處理過程，智能的分析所獲得的數(shù)據(jù)并提取出隱藏在復雜數(shù)據(jù)中的知識信息，建立起知識庫以輔助決策和判斷，從而實現(xiàn)快速和準確的決策，賦予整個網(wǎng)絡更多的智能，真正實現(xiàn)人、機、物的全面交互。

1.4 軍事電子系統(tǒng)建設對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求

軍事電子系統(tǒng)的發(fā)展趨勢對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用提出了迫切的需求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）信息主動權(quán)的掌握?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場形勢瞬息萬變，唯有“看得明”才能突破戰(zhàn)爭迷霧，從而實現(xiàn)“反應快”，最終做到“打得準”。信息主動權(quán)的掌握需要利用物聯(lián)網(wǎng)的廣泛互聯(lián)和快速感知。

（2）一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的需求?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)維度極大擴展，強調(diào)不同軍兵種的配合和不同武器裝備的協(xié)同，需要物聯(lián)網(wǎng)的全面感知和全局掌控。

（3）綜合保障靈敏化的考驗?！氨R未動，糧草先行”，現(xiàn)代戰(zhàn)爭對后勤保障體系提出了更加嚴格的要求。后勤保障的需求日益增多，保障物資的種類日趨復雜，實現(xiàn)高效的資源利用和精細化的物資配屬至關(guān)重要。

（4）指揮體系結(jié)構(gòu)的變化。信息化條件下特戰(zhàn)小分隊的精確打擊日益取代大兵團的直接對抗。實現(xiàn)分隊之間及分隊內(nèi)部準確及時的敵我識別，推進快速通信組網(wǎng)以保證作戰(zhàn)指令的時效傳達，都離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事電子系統(tǒng)中的應用

2.1 實時戰(zhàn)場態(tài)勢感知

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對每個作戰(zhàn)單元進行標識， IPv6協(xié)議的引入可以確保所有裝備的無沖突連接。微型傳感器技術(shù)的發(fā)展使得在目標區(qū)域快速部署大量無線傳感器成為可能，實現(xiàn)對聲、光、電、磁、紅外、震動等信息的全面感知。利用物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)性可以實現(xiàn)各類傳感器之間的快速自組網(wǎng)，建立起戰(zhàn)場綜合偵查信息網(wǎng)，在牢牢掌握己方部隊動向的同時準確感知敵方兵力和武器裝備的部署和動向，綜合相應的地形和氣候信息進行分析，可以達到“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”的境界。大到衛(wèi)星、導彈、飛機、艦船、坦克，小到士兵的單兵裝備，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都可以實現(xiàn)完美的融合[6]。裝備之間的互聯(lián)互通可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸，通過與指揮中心的交互，指揮中心便可以實現(xiàn)對戰(zhàn)場態(tài)勢及時和準確的感知，建立起動態(tài)的戰(zhàn)場態(tài)勢圖，時刻把握戰(zhàn)場動向。

認知物聯(lián)網(wǎng)的引入在更高層次上推動了對戰(zhàn)場態(tài)勢的掌握，實現(xiàn)了對戰(zhàn)場態(tài)勢的綜合評估。認知物聯(lián)網(wǎng)賦予了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)更多的智能，物體之間不是簡單的相互連接，而是整個網(wǎng)絡對于所收集的數(shù)據(jù)進行分布式的處理，分析各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提取出相應的知識，再經(jīng)過智能的分析判斷，做出預見性的決策。戰(zhàn)場態(tài)勢將不再是簡單的感知和再現(xiàn)，而是通過對數(shù)據(jù)的處理和分析來預估戰(zhàn)場態(tài)勢的變化，從而找出潛在的威脅，建立起自動偵測預警和決策指揮系統(tǒng)，將傳統(tǒng)作戰(zhàn)體系中信息感知、傳遞、處理、決策、行動、反饋、評估的時間大大縮短，建立一條所有武器裝備相互協(xié)同的控制鏈，實現(xiàn)信息化條件下的快速攻防，抓住稍縱即逝的戰(zhàn)機。

2.2 精確的作戰(zhàn)綜合保障

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍隊后勤領(lǐng)域有著突出的表現(xiàn)。利用射頻識別技術(shù)（RFID）、二維條碼技術(shù)和智能傳感技術(shù)，給每份物資貼上特有的標識，可以實現(xiàn)對物資動態(tài)的實時掌控。傳感技術(shù)的發(fā)展使得物資的快速識別、準確定位和精確分類成為可能，從而建立起現(xiàn)代化的物流和倉儲系統(tǒng)，保障整個后勤體系的高效運轉(zhuǎn)[7]。未來的保障體系需要在準確的時間，準確的地點，向準確的人，提供準確的物資和裝備補給。通過高效的分配物資和保障力量來實現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置，避免資源的浪費。

認知物聯(lián)網(wǎng)的引入為智能化后勤保障體系的建立提供了技術(shù)支撐。認知物聯(lián)網(wǎng)不僅可以感知現(xiàn)有物資的種類、數(shù)目和流通情況以建立起高效的物流體系，還可以綜合分析整個保障體系在運行過程中產(chǎn)生的超大規(guī)模的數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)信息的智能化處理，提取出有關(guān)后勤保障的知識信息，為保障決策提供依據(jù)?；谡J知的網(wǎng)絡可以對后勤保障的需求做出預見性的決策，提高后勤保障的反應速度，切實發(fā)揮出后勤保障的最大效能。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)準確的戰(zhàn)場態(tài)勢感知為基礎(chǔ)，通過分析戰(zhàn)場環(huán)境的變化情況，結(jié)合從歷史數(shù)據(jù)中提取的信息，就可以預估各類作戰(zhàn)物資的消耗需求趨勢，分析各類裝備可能的補給需求。在作戰(zhàn)行動真正開始前，就可以實現(xiàn)對物資生產(chǎn)的準確管控，利用有限的資源生產(chǎn)急需物資，再高效的補給到需要的地方，建立從“生產(chǎn)線到散兵坑”的精細化的物資生產(chǎn)和流通體系，真正做到“急人之所急，補人之所需”。

認知物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝備保障領(lǐng)域同樣起著不可或缺的作用。通過收集裝備運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，就可以了解裝備的工作時間、使用強度、例行維護保養(yǎng)和故障維修等情況，實現(xiàn)對裝備信息的全程跟蹤，充分掌握裝備的工作動態(tài)?；谡J知的信息分析從歷史運行數(shù)據(jù)中挖掘出相應知識，就可以評估出裝備的運行狀況，預估出裝備在什么時候最可能出現(xiàn)什么樣的問題，建立相應的風險預警機制，提前進行相應的維修和保障，消除風險于未然。智能化的裝備保障可以保證所有裝備時刻處在最佳狀態(tài)，為執(zhí)行任務打下堅實的基礎(chǔ)。

2.3 智能武器裝備協(xié)同

以無人機的興起為標志，未來武器裝備的發(fā)展趨勢在于智能化。智能化的裝備具備遠程精確化打擊的能力，大大減少了士兵在正面戰(zhàn)場的直接對抗。隨著裝備種類日益增多，裝備結(jié)構(gòu)日趨復雜，裝備和武器平臺之間需要有有效的火力協(xié)同，才能實現(xiàn)火力打擊效能的最大化。

認知的引入使得系統(tǒng)可以分析出作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)可動用的裝備的種類和數(shù)量以及可調(diào)用的后備資源，建立起實時的戰(zhàn)場綜合火力評估鏈，預估所有裝備可以提供的最大火力。一旦明確作戰(zhàn)目標，系統(tǒng)就可以分析出合適的火力打擊策略，確定所需要動用的裝備以及各種裝備之間的聯(lián)合策略，保證作戰(zhàn)目的的達成。只有全面掌握己方和敵軍的裝備部署情況，評估出合適的打擊策略，實現(xiàn)武器裝備之間的智能協(xié)同，才能避免作戰(zhàn)資源的盲目使用和不同裝備之間的相互干擾，最大限度的發(fā)揮其作戰(zhàn)效能。

3 關(guān)鍵技術(shù)展望

盡管應用前景可觀，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還處在不斷發(fā)展的階段。物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的應用更是剛剛起步，還有很多核心技術(shù)需要克服，才能真正發(fā)揮其效用。

3.1 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

信息化條件下，聲、光、電、磁、壓力、震動等各類型傳感器的高密度鋪開，所搜集的數(shù)據(jù)信息將呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，遠遠超過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)規(guī)模。高速的數(shù)據(jù)流對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和處理能力提出了極大的挑戰(zhàn)。不同種類的傳感器所搜集的數(shù)據(jù)類型各異，各種異構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)對信息的融合提出了新的要求[8]。只有實現(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)的高效融合和快速處理，才能做到對同一目標從不同角度的準確感知，構(gòu)建一條清晰的綜合信息鏈，準確反映戰(zhàn)場態(tài)勢的動態(tài)變化。

3.2 數(shù)據(jù)挖掘與智能決策

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就是對數(shù)據(jù)進行分析，提取出隱藏在里面的信息，為決策提供可靠的依據(jù)。整個電子系統(tǒng)在運行過程中將不斷收到傳感數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不僅規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)各異，包含著不確定性，且時效性要求高，對于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。認知技術(shù)的“觀測-調(diào)整-認知-決策”的認知環(huán)，使得整個軍事電子系統(tǒng)具備了學習能力。信息的提取為決策提供了依據(jù)，對決策結(jié)果的再觀測又可以實時調(diào)整下一步?jīng)Q策，力求決策的準確性。高效認知和決策系統(tǒng)值得進一步的研究。

3.3 高效的頻譜管理

現(xiàn)代戰(zhàn)爭的快節(jié)奏使各類裝備位置變換極為頻繁，傳感數(shù)據(jù)的實時收集很大程度上依靠無線網(wǎng)絡。無線傳感網(wǎng)絡的工作環(huán)境極為復雜，信道狀況復雜多變，可能受到敵方強烈的電磁干擾，同時在目標區(qū)域部署的大量傳感器和用頻設備之間對于有限的頻譜資源存在競爭，可能面臨著頻譜緊張的問題。如何給海量的傳感設備分配工作頻率，避免相鄰傳感器之間、傳感器與雷達、導航等電磁設備之間的相互干擾，保證電子系統(tǒng)的有效運轉(zhuǎn)，對電磁頻譜的管理提出了極高的要求。

3.4 網(wǎng)絡信息安全

網(wǎng)絡信息安全決定著整個電子系統(tǒng)建設的成敗。基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事電子系統(tǒng)具備開放的特性，同時也衍生出自身的脆弱性。大量傳感器面臨著故障和失效風險，以致產(chǎn)生不準確甚至錯誤的感知結(jié)果；同時敵方可以通過部署惡意節(jié)點來攻擊網(wǎng)絡，利用其產(chǎn)生的虛假感知數(shù)據(jù)來干擾整個系統(tǒng)的判斷；戰(zhàn)場信息被敵方通過無線網(wǎng)絡攻擊技術(shù)截獲、干擾甚至篡改。這些都將使系統(tǒng)安全性面臨著極大的考驗，所以高效的網(wǎng)絡風險評估相當重要。實現(xiàn)準確的檢測和剔除惡意節(jié)點，研發(fā)合適的加解密技術(shù)、通信抗干擾技術(shù)和網(wǎng)絡反攻擊技術(shù)，實現(xiàn)基于信用的不同等級的接入權(quán)限控制，建立相應的網(wǎng)絡風險評估機制值得深入研究。

4 結(jié) 語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展將帶來軍事領(lǐng)域的新變革。只有研究和論證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對未來的軍事電子系統(tǒng)建設可能產(chǎn)生的影響，才能引領(lǐng)軍事技術(shù)發(fā)展的潮流。當前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事電子系統(tǒng)建設領(lǐng)域的應用還處于起步階段，然而伴隨著技術(shù)的不斷進步，必將展現(xiàn)其重要的一面。

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