军事物联网 打造作战系统的天罗地网 2019-11-04 21:22

  西班牙《国防》杂志网站近日报道称,研究人员正在创建一个专门为军事装备设计研发的物联网。这种物联网将使可穿戴生物识别设备更好地融入未来单兵作战装备,帮助士兵在战场复杂环境下识别敌人、操控装备和武器系统,从而获得更强的战斗力。

  对此,军事科普作家易芳对科技日报记者表示:“士兵的现代化与军事物联网本质是两个概念,士兵的现代化是解决如何更好、更加有效、更加科学‘入网’的问题,本质是现代军事技术在单兵上的运用。而军事物联网核心是如何将更多的人、装、设施‘组网’的问题,本质是解决‘网络中心’与‘固定/移动终端’的联接问题。从报道中看,西班牙所报道的这种物联网应该还是着重解决未来军事物联网的基础问题。”

  易芳介绍,物联网实质是随着传感器技术、网络技术、通信技术、数字信号处理技术、计算机控制技术等信息化技术群的运用,而展现的一种“万物互联”的构想。2005年国际电信联盟发布的《互联网系列报告:物联网》报告,标志着物联网正式步入人类社会。

  但早在1999年,物联网的概念就已被提出,随即引起各国重视。美国国家情报委员会(NIC)发表的“2025年对美国利益潜在影响的关键技术”报告中,把物联网列为6种关键技术之一。

  “实际上军事物联网的运用要早得多。越南战争中,美国运用无人值守的‘热带树’传感器与指挥控制中心相连,实质已经构成了一张简单的物联网。上世纪90年代,美军所构建的传感器网,实质是早期基本成型的物联网。”易芳介绍。

  第一次海湾战争中,美队向交战区域运送了大约40000个集装箱的装备。可由于标志不清,很多装备丢失无从查找,消耗了巨大的战争资源,至少多花了几十亿美元的支出。12年之后,伊拉克战争爆发。这一次,美军利用RFID技术建置的“全资产可视化”系统,加快了后勤装备补给从生产工厂到散兵坑的运送,实现了由“储备式后勤”向“配送式后勤”的转变,有效消除了超额库存和超额补给,最大限度地减少了人工失误。与海湾战争相比,海运量减少了87%,空运量减少了88.6%,战役装备储备减少了75%,战略支援装备动员量减少了89%。

  “随着技术的进步,特别是先进传感器技术、5G/6G技术、云计算、大数据等先进技术发展,‘万物互联’的军事物联网成为可能。”易芳介绍,军事物联网主要解决未来战争的战场透明化、要素联合化、行为智能化、行动速决化、风险可控化等问题,通过对未来战场的人、装、物进行清晰的定位和特征识别,并实现智能化的指挥、控制、决策、行动。

  比如,智能敌我识别,一旦导弹发现所攻击的是己方装备平台,就可能转向或自毁;智能人装匹配,一旦发现非己方人员捡拾使用己方武器,就自动锁死等。

  国防科技大学国际问题研究中心主任马建光曾在一篇文章中介绍道:军事物联网还可以有效提升战场侦察监视能力,实现有用信息的隐秘传输;可以有效缩短指挥周期,提高即时打击能力;也可以提高后勤保障水平,实现保障过程全程可视,准确适度提供装备与补给。

  “当然,由于网络通信、传感器、云计算水平等制约,当前的军事物联网还处于初级水平,主要是联网通信容量、特征提取识别、网络安全等根本性问题没有解决,还处在有限物联、有节点、需要人工操控或干预的阶段。”易芳说。

  “比较有代表水准的还是美军已经完成的‘网络中心战’网,已经实现了传感器网、交战网、信息网三网合一,这实质上就是一个军事物联网。其飞机、地面车辆、舰船、太空飞行器及其他武器系统、军事设施、后勤物资都已经处于网络之中,形成互联。比如美军自主式后勤保障系统,通过射频扫码方式实现精准定位、精准派送和精准保障。当前,美军也在规划将国防部、军兵种、安全部门的信息系统,通过数据中心或云作战中心,整合到一张网络之中,其中也包括‘未来士兵系统’。”易芳表示。

  实际上,西班牙媒体的报道主要讨论的是物联网对未来单兵作战装备的作用。文章认为如何通过传感器(包括地面固定传感器和士兵随身携带的传感器)汇总整合战场上的各种动态信息,将是在战场环境中部署物联网解决方案所面临的关键挑战之一。

  易芳表示:“例如已经投入使用的单兵定位导航技术,其实就是一种物联网运用技术,它将定位信号、导航信号与指挥信息系统相连,已经构成了一个基本的物联网。而报道中的未来单兵系统,无非是增加了传感器的功能作用,能够捕捉各种信号及静态和动态生物特征数据,如人脸、虹膜、眼间距、指纹、心率、步态、手势和面部表情等,这些特征数据如果入网,对未来战场更具有指导性意义。比如报道中‘识别敌方战斗人员’,通过网络化的特征匹配识别,就能判别敌我,这种技术甚至可防范敌方人员操作己方武器装备,还可防范己方人员操作非授权装备系统。”

  这篇报道中还提到了边缘计算在军事物联网中的作用。边缘计算是“万物互联”的延伸和云计算的扩展,旨在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务。

  “如果真在‘万物互联’的情况下,军事行动中产生的终端数据会指数倍增多,此时线性增长的集中式云计算能力就无法满足要求,网络带宽的负载量也会大幅增加,网络延时问题、终端耗电问题、集中处理速度问题都将会显现出来。在此背景下,云计算、雾计算、边缘计算都是一种解决方案。边缘计算的好处在于,它是在终端设备中就将众多数据清洗、提取为一种通用、可用、管用的‘小数据’,当然这是基于大数据清洗的科学经验和对战争机理的深刻把握。”易芳解释。

  边缘计算解决了战场海量数据中可靠小数据提取和体系大数据综合分析等问题,是破解未来战争迷雾的一种方案。“当然,军事物联网效能受限于网络通信、传感器、云计算水平等,有赖于技术的进步。”易芳说。(张强)