物联网在军事远程机动任务中的应用研究

郝金杰+丁志宏+李春雨+庞钰宁

摘 要：军事远程机动任务具有车辆数量多、装备种类多、军事人员多、出征路途远等特点，不同类型的装备，机动速度差异大，机动任务中车队首尾距离可达几十公里，需统一协调指挥；高强度机动中军事车辆性能、特殊装备运输完好性、司机身体状态等关键信息需实时掌握，并对特殊事件即时做出合理决策。物联网作为一种新兴的民用技术，通过物物互联，可实现物资的全程管控，其已在快递物流、智慧城市、智慧交通等领域得到广泛应用。文章针对军事远程机动任务特点，分析了物联网技术的总体架构，并依据物联网思想设计了军事机动任务车辆管控方案，最后分析了方案实现难点。

关键词：军民融合；物联网；远程机动

信息化战争中，军事远程机动任务越来越频繁，装备物资及作战人员能否安全、快速地到达指定战位，直接影响装备快速展开和作战任务执行。军事任务远程机动涉及的车辆、人员、特种装备、作战物资复杂多样，机动任务是对军事车队信息化水平的直接考验。目前，在军事机动任务中，各车辆之间基本靠对讲机进行短程无线通信，通信距离仅几公里，且受遮挡物影响严重，车辆、物资、设备、人员等状况则无法实时掌握，只能通过定时、定人检查，信息化水平严重滞后，已不满足日益频繁的机动作战任务需求。

近年来，物联网技术快速发展，通过射频识别、激光扫描器及红外感应器等信息传感设备，根据约定协议，将物体和互联网相互连接，实现信息通信及交换，从而实现信息智能化定位、识别、监控及跟踪管理，极大优化了物流运作，实现了物流智能化及可视化，并且有效降低了在物流成本[1]。在现代社会信息时代发展的大背景下，物联网技术的实现及其应用已经成为一种必然趋势，同时也是当前社会发展的一种必然要求。对于物联网技术而言，其在社会民用方面具有十分广泛的应用，主要体现在智能化设备及设施方面的应用，对很多领域发展均起到十分广泛的推动作用[2-3]。

物联网在军事领域的应用在伊拉克战争时期，已经初步显现。美军规定任何进入其所辖战区的物资必须贴有射频标签，这样就可毫不费力地得到一张战场动态物流全景图。按照这张全景图调配部署，后勤补给可更快、更精确，大大缩短了美军的平均后勤补给时间，后勤物资保障效率也大幅提升[4]。继美国之后，日本、英国、意大利等国也对军事物联网系统表现出极大兴趣，纷纷展开了物联网技术在军事应用领域的研究。随着射频识别技术、二维条码技术和智能传感技术的发展，物联网的军事应用前景更加广阔，可有效提高部队远程机动能力[5-6]。

在军民融合背景下，针对军事远程机动任务难点，将物联网技术应用于远程机动任务，通过传感器和特殊网络通信，可获取机动过程中的军事车辆导航定位、周边环境信息、车辆关键参数、司机身体健康指标、特种装备运输安全信息等，并将多类型信息进行融合汇集，实现对车辆和人员的全程管控。同时，可通过车辆远程故障诊断中的无线信息传输系统，能够将文件、同步音频与视频通过无线局域网由故障车辆及时传回到后勤技术保障中心，由专家快速分析故障可能的原因以及解决办法，即时做出合理决策。

1 物联网总体架构

1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心”，首次阐明了物联网的基本含义。2005年国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）发布的报告中正式引用了“物联网”的概念。2008年起各国政府开始重视下一代的技术规划，美国国际商用机器公司（International Business Machine，IBM）提出“智慧地球”受到美国各界的高度重视，欧盟提出《欧盟物联网行动计划》以实现其“重振欧洲”的梦想，温家宝总理在视察无锡产业园区时也明确提出了“感知中国”的概念，物联网作为国家五大新兴战略性产业之一，被写入政府工作报告，我国开始把物联网作为未来重要的发展战略。

物联网英文名称是“Internet of Things”，顾名思义，就是“物物相连的互联网”。目前被普遍接受的概念是：物联网是通过无线射频识别（Radio Frequency Identification Devices，RFID）、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智化识别、定位、跟蹤、监控和管理的一种网络概念。简而言之，物联网让物体能“看见”、可“交流”、会“思考”、听“指挥”，好像使物体也拥有了智慧。

物联网总体体系架构可分为感知层、传输层、数据层和应用层（见图1）。感知层位于最底层，是物联网识别物体、采集信息的来源。中间传输层负责传递和处理感知层获取的信息。数据层负责汇集传感器数据，并进行详细分析。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，其与行业需求相结合来实现物联网的智能应用。简单来说，物联网需要射频识别、传感器等感知技术即时获取物品信息；通过各种有线、无线网络，将这些信息传递到信息存储与处理中心，还要依托云计算强大的计算能力处理这些海量信息；最后需要各种应用程序满足终端用户的不同需求，例如智能交通、安防、物流以及军事应用等。物联网虽然是一个新概念，但是组成物联网的各部分都是早已存在的技术或概念。因此，物联网不是凭空出现的，而是在原有技术基础上的提升、汇总和融合。

1.1 感知层

感知层的主要功能是信息采集，根据一定的采集周期和协议标准，定时向各大智慧交通前端系统采集基础交通流数据。感知层的主要系统有GPS定位设备，各类摄像头，RFID，船舶专用检测设备等其他各类传感器，通过多类型感知设备，使车辆感知全面覆盖。

1.2 传输层

传输层的主要功能是信息传输，包括信息传输的方式及通讯规约，及时将采集的信息和控制信息进行上传下达。机动车队主要依靠无线移动通信。随着人们对信息传递要求的提高，无线网络和网络安全建设越来越受重视。endprint

1.3 数据层

数据层主要由数据交换平台、数据分析平台和云计算中心组成。主要功能是信息的融合共享，包含车辆相关的实时信息和各类数据库，并进行高效计算。云计算中心针对海量数据进行存储、计算，包括海量存储与查询、虚拟存储、高性能计算、弹性计算、安全管理、负载均衡、数据清洗等。

1.4 应用层

应用层的主要功能是信息处理，基于数据层的数据库及计算，通过实时在线的数据融合模型和数据分析模型来挖掘得到各种深层次的有价值的出行輔助信息，以支持各种交通应用。应用层主要包含4大应用平台：车辆管理平台、信息服务平台、应急指挥平台、决策支持平台。各类管理和服务消息通过短信、电话、广播、电子信息板、电子邮件、网站、移动APP等多种渠道方式发布至用户端，形成全面、即时、合理的车辆监管系统。

2 军事任务车辆管控方案设计

针对军事远程机动任务管控需求和现实难点，依据物流网总体架构，对军事机动任务信息化管控方案进行设计（见图2）。

感知层主要包括车辆和人员的信息采集传感器，车辆传感器主要包括地理资讯系统（Geographic Information System，GIS）系统、北斗导航定位系统、物资掉落告警系统、车距监测传感器、车辆自身传感器等，可对车辆机动任务进行实时导航和路径规划，可全时监视物资运输状态，并进行车距告警和车辆运行全面监测，实现车辆、物资的关键数据完全采集。人员信息采集主要是获取司机、副驾驶员等关键岗位人员的心跳、体温、血压、疲劳程度等生命体征，实时掌控人员身体状态，确保不出现疲劳驾驶和非战斗减员。

传输层主要为加密移动通信，在确保军事秘密安全条件下实现移动通信。车辆、人员、物资信息通过移动通信网络实时传输至数据信息中心。

数据层主要是汇集各类传感器测得的信息，并进行分析挖掘，画出车队运行态势图、人员身体状态表、合理规划车队行驶路径，并找出潜在风险，方便指挥员全时、全面、直观地掌控机动任务的实时状态。

应用层主要是基于数据分析结果，对车辆、人员进行协调指挥，实现军事机动任务各个单元要素的合理指挥和有效管控。并依据综合信息分析结果，辅助指挥员对任务中出现的紧急事态进行即时决策。

3 方案实现难点

军事机动任务全程管控信息化建设方案与民用物联网有较大区别，主要表现在安全保密要求高、信息采集要求全、数据分析要求准、辅助决策要求快等，在民用转军用具体方案实现中需解决克服一些难题。

3.1 通信网络安全加密

军事行动密级要求高，在车辆间的通信网络必须增加符合国军标的保密措施，达到信息安全可靠，无泄密风险。而相关技术和标准尚未完全成熟，需逐步探讨和解决军用物联网信息传输的保密问题。

3.2 国产传感器未达军标

物联网建立在多类型传感器基础上，军事机动任务中，传感器必须国产化。国内传感器普遍可靠性、稳定性不高，未能获得国军标，在军事应用中存在无国产传感器可选的问题。

3.3 法规规范未完备

物联网技术在军事领域应用的相关法律法规尚未成熟，在实际技术应用过程中存在无法可依、无规可依的现象。

4 结语

在军民融合大背景下，针对军事机动任务中的难点，本文分析了物联网总体架构、搭建了军事机动任务管控方案并分析了方案实现难点。文中方案将成熟的民用物联网技术合理应用至军事远程机动任务监测管控中，解决信息采集、协调指挥、应急决策等难题，可实现部队远程机动战斗力快速提升。

[参考文献]

[1]张平，吕耀平.基于物联网技术的装备物资储备供应系统研究[J].物联网技术，2017（1）：108-111.

[2]江英.军队改革与军民深度融合[J].国防，2017（5）：14-21.

[3]王少波，王伟.军事物联网战地装备安全监管体系及其应用构建[J].物联网技术，2016（10）：47-51.

[4]宋景蔚.军用车辆管理信息技术研究与应用[J].军事物流，2017（4）：161-164.

[5]张余清，刘志远.美国军事物联网及应用[J].物联网技术，2017（2）：108-110.

[6]韵力宇.物联网及应用探讨[J].网络与通信技术，2017（3）：184-186.

Abstract：The characteristic of army remote maneuver is various vehicles， equipment and staffs. Different types of equipment have the difference in moving velocity， which makes the distance of troops as far as a few tens of kilometers. The significant information such as vehicle performance， special equipment integrity and driver state should be grasped in real time and peculiar incident has to be made a strategic decision timely. Internet of Things is a new civil technology which has been used in logistics， smart city and smart traffic. In this article， under the background of civil-military integration， the army remote maneuver characteristic is analyzed， and the army remote maneuver scheme is designed based on Internet of Things structure. Finally， the scheme difficulty is analyzed and enumerated.

Key words：civil-military integration； Internet of Things； remote maneuverendprint