智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系研究

張志成，劉 巖，張晉芳，史錚錚，張瑞權(quán)

(1.華北計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程研究所，北京100083；2.北京航天飛行控制中心，北京100094)

0 引言

十九大報(bào)告提出建設(shè)數(shù)字中國(guó)和智慧社會(huì)。軍隊(duì)是國(guó)家的重要組成部分，在《軍隊(duì)建設(shè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》中對(duì)信息化基礎(chǔ)設(shè)施、部隊(duì)管理數(shù)字化等有明確要求，同時(shí)特別提出軍委后勤要打造新型部隊(duì)智慧營(yíng)區(qū)。當(dāng)前，全國(guó)各個(gè)營(yíng)區(qū)都已經(jīng)紛紛試水智慧營(yíng)區(qū)的建設(shè)，并取得了一定成果，隨著智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)需求的不斷增長(zhǎng)和軍民對(duì)于智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)要求的不斷提高，迫切需要一套兼具前沿性與科學(xué)性，能夠規(guī)范營(yíng)區(qū)建設(shè)目標(biāo)、指導(dǎo)營(yíng)區(qū)建設(shè)方向、評(píng)價(jià)營(yíng)區(qū)建設(shè)成果的智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系。

1 智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)痛點(diǎn)

自智慧營(yíng)區(qū)這一概念提出以來，智慧營(yíng)區(qū)的建設(shè)取得快速發(fā)展。智慧營(yíng)區(qū)指的是通過綜合運(yùn)用先進(jìn)信息技術(shù)，讓計(jì)算機(jī)如同人腦一樣擁有“智慧”，打造人性化的智慧營(yíng)區(qū)，應(yīng)用于營(yíng)區(qū)的各方各面[1]?，F(xiàn)階段較為先進(jìn)的營(yíng)區(qū)基本實(shí)現(xiàn)了營(yíng)區(qū)從傳統(tǒng)管理模式到信息化管理模式的轉(zhuǎn)型，完成了人員組織、車輛交通、信息通信、業(yè)務(wù)/政務(wù)、水和能源等核心系統(tǒng)的信息化建設(shè)[2]，取得了階段性的成果，但同時(shí)也顯現(xiàn)出了很多弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)缺少頂層設(shè)計(jì)

由于缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)時(shí)往往會(huì)盲目建設(shè)各種先進(jìn)的信息化系統(tǒng)，而不考慮整體性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和業(yè)務(wù)規(guī)劃，建設(shè)出來“多腦”、“空腦”型的信息系統(tǒng)，最終造成投入產(chǎn)出比很低，落地效果不及預(yù)期的結(jié)果。

(2)智能化程度低

現(xiàn)階段智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)時(shí)普遍缺少明確的智慧化建設(shè)方向和思路。沒有較高較遠(yuǎn)的規(guī)劃，即使建設(shè)了高成本的信息系統(tǒng)，也不知道如何有效地利用，大量功能被棄用，只保留了簡(jiǎn)單基礎(chǔ)的功能，導(dǎo)致實(shí)際投入使用的建設(shè)成果智能化程度很低，營(yíng)區(qū)的智能化水平并沒有得到有效提高。

(3)大量重復(fù)建設(shè)和無效建設(shè)

由于營(yíng)區(qū)的業(yè)務(wù)繁多、系統(tǒng)復(fù)雜，同時(shí)建設(shè)經(jīng)費(fèi)有限，因此整個(gè)營(yíng)區(qū)的建設(shè)可能要分為多個(gè)項(xiàng)目完成。但是由于缺少一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)與建設(shè)框架，每次項(xiàng)目的需求不同，從不同需求出發(fā)就產(chǎn)生了不同的設(shè)計(jì)，新設(shè)計(jì)與舊設(shè)計(jì)必然產(chǎn)生大量的沖突和矛盾，最終導(dǎo)致了大量的重復(fù)建設(shè)和無效建設(shè)。

(4)缺少評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)完工之后，由于沒有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此各個(gè)智慧營(yíng)區(qū)均缺少對(duì)建設(shè)成果的全面評(píng)價(jià)與反饋，營(yíng)區(qū)首長(zhǎng)無法獲得智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)成果的全方位定量評(píng)估數(shù)據(jù)，不能根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)調(diào)整建設(shè)思路和建設(shè)方向，這使得智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)缺乏成長(zhǎng)性，各方面提升較為緩慢。

2 智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)

本文所提出的智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系從理論出發(fā)，參考了顧及地理空間視角的面向城市治理的綜合評(píng)價(jià)體系[3]，提出了基于數(shù)據(jù)利用[4]的評(píng)價(jià)模型；其次，結(jié)合智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，將抽象的模型具象為具體的智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)；最后通過各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，綜合計(jì)算分析得出智慧營(yíng)區(qū)的建設(shè)評(píng)分以及營(yíng)區(qū)所處的發(fā)展階段。

2.1 智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)模型

談到智慧化、智能化，常用的一個(gè)方法論就是DIKW模型，即數(shù)據(jù)(Data)、信息(Information)、知識(shí)(Knowledge）、智慧(Wisdom)[5]。四個(gè)字母代表四個(gè)層次，四個(gè)層次相互關(guān)聯(lián)，要想實(shí)現(xiàn)智慧一定要實(shí)現(xiàn)前三個(gè)層面的內(nèi)容，即數(shù)據(jù)層面、信息層面以及知識(shí)層面。DIKW模型是將數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧分成四級(jí)，形成一個(gè)金字塔形狀。如圖1所示，第一層是數(shù)據(jù)層，數(shù)據(jù)處于DIKW模型中的最底層，代表著未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)；第二層是信息層，信息是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，系統(tǒng)化整理分析得到的資料[6]；第三層為知識(shí)層，知識(shí)是對(duì)沉淀信息結(jié)構(gòu)化后形成的產(chǎn)物；頂層是智慧層，智慧是對(duì)知識(shí)的利用，模仿人類智慧的生成邏輯，實(shí)現(xiàn)類腦智慧生成。

圖1 DIKW模型

2.2 智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)

基于DIKW模型可以進(jìn)行具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)的制定。一套科學(xué)合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，有必要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，使相互制約的繁多因素層次化、條理化，以便充分把握各級(jí)指標(biāo)對(duì)智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)整體評(píng)價(jià)的影響程度，并滿足各級(jí)別使用者的評(píng)價(jià)與決策[7]。

如表1所示，利用DIKW模型，本文提出了智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)通用的共性評(píng)價(jià)指標(biāo)，分為三個(gè)層級(jí)，由3個(gè)一級(jí)指標(biāo)、8個(gè)二級(jí)指標(biāo)以及25個(gè)三級(jí)指標(biāo)構(gòu)成。指標(biāo)根據(jù)DIKW模型的數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)-智慧轉(zhuǎn)化過程劃分制定，并結(jié)合數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集類別分別細(xì)分出二級(jí)指標(biāo)和三級(jí)指標(biāo)。

2.3 評(píng)估方法

利用DIKW模型制定好評(píng)價(jià)指標(biāo)后，需要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，本文提出了具體的評(píng)估方法，對(duì)智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)的優(yōu)良進(jìn)行評(píng)價(jià)，分為優(yōu)、良、好、中、差五檔；覆蓋率、普及率分別為86%～100%、76%～85%、61%～75%、41%～60%、0～40%五級(jí)，對(duì)應(yīng)86～100、76～85、61～75、41～60、0～40分；其他指標(biāo)為100分制，分五級(jí)，依次為86～100、76～85、61～75、41～60、0～40分[8]。

參照表1所示各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)和上述評(píng)分機(jī)制，可以通過式(1)求得智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)水平的評(píng)分，也即智慧營(yíng)區(qū)的發(fā)展指數(shù)。

表1 智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)

其中，E表示智慧營(yíng)區(qū)發(fā)展指數(shù)(總評(píng)分)，Pi表示第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分；Wi表示第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，且∑Wi=1。

根據(jù)智慧營(yíng)區(qū)發(fā)展指數(shù)劃分智慧營(yíng)區(qū)的發(fā)展程度，由低級(jí)到高級(jí)劃分為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、智慧化四個(gè)階段：(1)數(shù)字化階段智慧營(yíng)區(qū)：智慧營(yíng)區(qū)發(fā)展指數(shù)≤40；(2)網(wǎng)絡(luò)化階段智慧營(yíng)區(qū)：41≤智慧營(yíng)區(qū)發(fā)展指數(shù)≤60；(3)智能化階段智慧營(yíng)區(qū)：61≤智慧營(yíng)區(qū)發(fā)展指數(shù)≤85；(4)智慧化階段智慧營(yíng)區(qū)：86≤智慧營(yíng)區(qū)發(fā)展指數(shù)＜100。通過評(píng)估報(bào)告可以對(duì)營(yíng)區(qū)建設(shè)情況有充分的了解和認(rèn)識(shí)，有助于明確下一步營(yíng)區(qū)的建設(shè)重點(diǎn)，修正建設(shè)目標(biāo)，分階段、分層次、分步推進(jìn)智慧營(yíng)區(qū)的建設(shè)。

3 智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用

3.1 智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系的實(shí)際應(yīng)用模型

3.1.1 實(shí)際需求引導(dǎo)

智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系并不是孤立存在的，必須與營(yíng)區(qū)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求相結(jié)合，本文提出了智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系的落地模型，切實(shí)將評(píng)價(jià)體系應(yīng)用到實(shí)際建設(shè)之中。圖2中列舉了安防監(jiān)控、軍事訓(xùn)練、戰(zhàn)備管理、后勤保障四類智慧軍營(yíng)基礎(chǔ)系統(tǒng)功能模塊。實(shí)際應(yīng)用中，由于各類營(yíng)區(qū)性質(zhì)不同，系統(tǒng)功能會(huì)有所不同，建設(shè)時(shí)均應(yīng)將評(píng)價(jià)體系落實(shí)到實(shí)際功能之上，將實(shí)際建設(shè)需求作為智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系的落腳點(diǎn)。

圖2 智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系落地模型

3.1.2 新興技術(shù)支撐

(1)邊緣計(jì)算+5G通信

基于邊緣計(jì)算+5G通信技術(shù)，可以為營(yíng)區(qū)安防監(jiān)控等系統(tǒng)提供云邊協(xié)同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)、基于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的人工智能模型訓(xùn)練、云邊之間的智能應(yīng)用的交付等能力[9]。5G提供了快速的網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)交換能力，邊緣計(jì)算技術(shù)可以提供簡(jiǎn)單功能的實(shí)時(shí)計(jì)算和針對(duì)復(fù)雜功能的數(shù)據(jù)預(yù)處理等能力，從而實(shí)現(xiàn)了將計(jì)算、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)資源下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣[10]，可以更加便捷地響應(yīng)用戶需求，滿足了營(yíng)區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)高實(shí)時(shí)性、低時(shí)延的需求。

(2)人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是從海量異構(gòu)數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)價(jià)值的關(guān)鍵手段，其在目標(biāo)檢測(cè)和計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、語音識(shí)別和語義分析等方面可以為智慧營(yíng)區(qū)的建設(shè)提供核心技術(shù)支持[11]，可以通過類腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和類腦神經(jīng)計(jì)算體系的協(xié)同方式，基于類腦感知學(xué)習(xí)和類腦自主強(qiáng)化學(xué)習(xí)等計(jì)算理論與模型構(gòu)建以自主學(xué)習(xí)和決策為核心的智慧服務(wù)[12]，對(duì)營(yíng)區(qū)未來發(fā)展模式進(jìn)行多情景模擬。例如實(shí)現(xiàn)營(yíng)區(qū)生態(tài)體系的自我整合、自我反饋、自我學(xué)習(xí)；以作戰(zhàn)需求為牽引的裝備研制、訓(xùn)練試驗(yàn)、后勤保障的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)；未來訓(xùn)練需求的智能預(yù)測(cè)；圍繞任務(wù)的人、裝、物的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置。人工智能技術(shù)在智慧營(yíng)區(qū)中的應(yīng)用深度和廣度是評(píng)價(jià)營(yíng)區(qū)是否“智慧”的關(guān)鍵影響因素。

(3)云原生架構(gòu)

智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系指導(dǎo)下的智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)是一個(gè)不斷更新迭代的持續(xù)發(fā)展型工程，需要面對(duì)不斷變化的業(yè)務(wù)需求、復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境以及不同來源的大量數(shù)據(jù)，考慮以何種模式構(gòu)建云系統(tǒng)是至關(guān)重要的[13]。而云原生架構(gòu)具備天然的云計(jì)算屬性，在資源虛擬化的基礎(chǔ)上，完全可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，同時(shí)云原生架構(gòu)具備現(xiàn)階段從底層到服務(wù)層所有的動(dòng)態(tài)靈活的技術(shù)，例如自動(dòng)化運(yùn)維、持續(xù)交付、容器、微服務(wù)等。在此技術(shù)框架之下，可以實(shí)現(xiàn)保證系統(tǒng)不間斷運(yùn)行之下的系統(tǒng)升級(jí)、完全獨(dú)立的應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境以及全自動(dòng)的應(yīng)用部署方式,利用云調(diào)度的彈性和敏捷，逐漸消除人工治理[14]。

3.2 可持續(xù)發(fā)展的智慧營(yíng)區(qū)

智慧營(yíng)區(qū)的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期發(fā)展和推進(jìn)的過程，首先需要為智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)提供頂層設(shè)計(jì)框架，保證智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)方向明確、目標(biāo)清晰；建設(shè)完成后，根據(jù)智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)以及評(píng)估方法，分析判斷智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀，制定規(guī)劃及發(fā)展戰(zhàn)略，保證了智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)性與持續(xù)性。智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系可以為智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)提供建設(shè)藍(lán)圖與發(fā)展規(guī)劃，并對(duì)營(yíng)區(qū)建設(shè)情況進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)價(jià)與反饋，有效解決智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)的現(xiàn)有痛點(diǎn)。

在實(shí)際的智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)工程中，為了實(shí)現(xiàn)智慧營(yíng)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，避免重復(fù)規(guī)劃、重復(fù)建設(shè)，智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系在智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)工程中貫穿始終。智慧軍營(yíng)需要為人服務(wù)，但同時(shí)也需要人的管理和維護(hù)[15]，如圖3所示，評(píng)價(jià)體系對(duì)營(yíng)區(qū)的建設(shè)成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，為下一階段的建設(shè)提供依據(jù)和規(guī)劃，再人為制定詳細(xì)實(shí)施計(jì)劃，建設(shè)完成后，對(duì)新的建設(shè)成果繼續(xù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)了智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

圖3 智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展模型

4 結(jié)論

本文構(gòu)建了指導(dǎo)智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)的頂層框架，提出了智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系，解決了現(xiàn)階段智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)中缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、盲目跟風(fēng)、智能化程度低、缺少成長(zhǎng)性、缺少評(píng)價(jià)方法等諸多弊病。本文提出的智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系的落地模型，以營(yíng)區(qū)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)作為評(píng)價(jià)體系的落腳點(diǎn)，以邊緣計(jì)算、5G通信、人工智能、云原生架構(gòu)作為技術(shù)支撐，完成了評(píng)價(jià)體系的實(shí)際落地。智慧營(yíng)區(qū)評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用使智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)工程成為一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，形成了可持續(xù)發(fā)展的、成長(zhǎng)型的智慧營(yíng)區(qū)建設(shè)模式。