物联网技术对军事电子系统建设的影响分析

岳亮

摘 要：物联网技术的兴起深刻影响着科技领域的发展变革，同时对军事领域的现有格局也必将产生巨大的冲击。文章分析了物联网技术对军事电子系统的建设所产生的影响，通过对信息化条件下基于物联网技术的军事电子系统的建设需求、应用场景和关键技术的分析，探讨了物联网技术在未来军事电子领域的应用前景和所面临的技术挑战。

关键词：物联网；军事电子；认知；智能决策

中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）08-00-03

0 引 言

物联网技术作为计算机和通信技术的发展方向，展现着引人注目的应用前景。物联网通过实现人、机、物三者的智能互联和信息交互，实现虚拟和现实之间的有效沟通和融合，深刻的改变着整个世界。

军事电子信息系统是一个应用于作战指挥和作战保障领域，主要实现指挥、控制、通信、情报、信息对抗等功能， 由信息获取、传递、加工、存储等硬件与软件组成的有机整体[1]。

军事领域作为推动新技术发展的重要领域，牢牢把握着新科技的发展前沿，新技术的产生必将对整个军事领域产生革命性的影响。物联网技术的出现引起了世界各国的极大兴趣，纷纷研究其在军事领域的应用，以确保战争主动权的把握。美军推出了一系列军事传感系统，包括用于战场信息感知的 “智能微尘”系统、用于战场环境实时监控的 “伦巴斯”系统、用于作战武器平台跟踪的 “沙地直线”和用于战场无线频谱资源感知的“狼群”系统等[2]，日本、意大利、法国等世界其他强国也不甘落后。随着研究的不断深入，物联网技术的发展必将对军事电子系统的建设产生深远影响。

1 信息化条件下军事电子系统建设的背景分析

1.1 一体化联合作战对军事电子系统建设的影响

信息化时代对作战要素之间的广泛和可靠的互联出了新的要求。现代战争是信息化条件下的一体化联合作战，战争形态和作战样式将发生重大改变。现代战争的作战范围涵盖陆、海、空、天多个维度，作战指挥需要统一协调战略、战役、战术层次，实现不同视角、不同层次、不同类型的情报信息的融合显得尤为重要[3]。

一体化联合作战对军事电子系统的建设提出了严格的要求。实现信息的全面搜集、实时分析和快速共享，进而做到准确决策和精准打击将是今后军事电子系统建设的关键。

1.2 物联网技术对军事电子系统建设的影响

物联网技术的广泛互联性以及分布式的数据处理和智能决策技术，将扩展未来的作战空间，改变未来的作战样式，深刻影响军事电子系统的建设。

1.3 物联网和认知物联网

物联网最早于1999年由麻省理工学院的Ashton教授提出，指的是“通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、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络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络”[4]。顾名思义这是一种物物相连的网络，但绝不是简单的物物相连。随着相关学科的发展及其应用领域的拓展，物联网不断被赋予新的内涵。人工智能技术的发展使得认知物联网的概念逐渐清晰[5]：认知物联网将网络中广泛分布的节点所感知的数据进行高效的传输和交换，同时强化数据的处理过程，智能的分析所获得的数据并提取出隐藏在复杂数据中的知识信息，建立起知识库以辅助决策和判断，从而实现快速和准确的决策，赋予整个网络更多的智能，真正实现人、机、物的全面交互。

1.4 军事电子系统建设对物联网技术的需求

军事电子系统的发展趋势对物联网技术的应用提出了迫切的需求，主要表现在以下几个方面：

（1）信息主动权的掌握。现代战争的战场形势瞬息万变，唯有“看得明”才能突破战争迷雾，从而实现“反应快”，最终做到“打得准”。信息主动权的掌握需要利用物联网的广泛互联和快速感知。

（2）一体化联合作战的需求。现代战争的作战维度极大扩展，强调不同军兵种的配合和不同武器装备的协同，需要物联网的全面感知和全局掌控。

（3）综合保障灵敏化的考验。“兵马未动，粮草先行”，现代战争对后勤保障体系提出了更加严格的要求。后勤保障的需求日益增多，保障物资的种类日趋复杂，实现高效的资源利用和精细化的物资配属至关重要。

（4）指挥体系结构的变化。信息化条件下特战小分队的精确打击日益取代大兵团的直接对抗。实现分队之间及分队内部准确及时的敌我识别，推进快速通信组网以保证作战指令的时效传达，都离不开物联网技术的发展。

2 物联网技术在军事电子系统中的应用

2.1 实时战场态势感知

利用物联网技术可以对每个作战单元进行标识， IPv6协议的引入可以确保所有装备的无冲突连接。微型传感器技术的发展使得在目标区域快速部署大量无线传感器成为可能，实现对声、光、电、磁、红外、震动等信息的全面感知。利用物联网的互联性可以实现各类传感器之间的快速自组网，建立起战场综合侦查信息网，在牢牢掌握己方部队动向的同时准确感知敌方兵力和武器装备的部署和动向，综合相应的地形和气候信息进行分析，可以达到“知己知彼，百战不殆”的境界。大到卫星、导弹、飞机、舰船、坦克，小到士兵的单兵装备，利用物联网技术都可以实现完美的融合[6]。装备之间的互联互通可以实现数据的快速传输，通过与指挥中心的交互，指挥中心便可以实现对战场态势及时和准确的感知，建立起动态的战场态势图，时刻把握战场动向。

认知物联网的引入在更高层次上推动了对战场态势的掌握，实现了对战场态势的综合评估。认知物联网赋予了传统物联网更多的智能，物体之间不是简单的相互连接，而是整个网络对于所收集的数据进行分布式的处理，分析各种数据之间的关联关系，提取出相应的知识，再经过智能的分析判断，做出预见性的决策。战场态势将不再是简单的感知和再现，而是通过对数据的处理和分析来预估战场态势的变化，从而找出潜在的威胁，建立起自动侦测预警和决策指挥系统，将传统作战体系中信息感知、传递、处理、决策、行动、反馈、评估的时间大大缩短，建立一条所有武器装备相互协同的控制链，实现信息化条件下的快速攻防，抓住稍纵即逝的战机。

2.2 精确的作战综合保障

物联网技术在军队后勤领域有着突出的表现。利用射频识别技术（RFID）、二维条码技术和智能传感技术，给每份物资贴上特有的标识，可以实现对物资动态的实时掌控。传感技术的发展使得物资的快速识别、准确定位和精确分类成为可能，从而建立起现代化的物流和仓储系统，保障整个后勤体系的高效运转[7]。未来的保障体系需要在准确的时间，准确的地点，向准确的人，提供准确的物资和装备补给。通过高效的分配物资和保障力量来实现资源的最优化配置，避免资源的浪费。

认知物联网的引入为智能化后勤保障体系的建立提供了技术支撑。认知物联网不仅可以感知现有物资的种类、数目和流通情况以建立起高效的物流体系，还可以综合分析整个保障体系在运行过程中产生的超大规模的数据。通过对数据信息的智能化处理，提取出有关后勤保障的知识信息，为保障决策提供依据。基于认知的网络可以对后勤保障的需求做出预见性的决策，提高后勤保障的反应速度，切实发挥出后勤保障的最大效能。以物联网技术准确的战场态势感知为基础，通过分析战场环境的变化情况，结合从历史数据中提取的信息，就可以预估各类作战物资的消耗需求趋势，分析各类装备可能的补给需求。在作战行动真正开始前，就可以实现对物资生产的准确管控，利用有限的资源生产急需物资，再高效的补给到需要的地方，建立从“生产线到散兵坑”的精细化的物资生产和流通体系，真正做到“急人之所急，补人之所需”。

认知物联网技术在装备保障领域同样起着不可或缺的作用。通过收集装备运行过程中产生的数据，就可以了解装备的工作时间、使用强度、例行维护保养和故障维修等情况，实现对装备信息的全程跟踪，充分掌握装备的工作动态。基于认知的信息分析从历史运行数据中挖掘出相应知识，就可以评估出装备的运行状况，预估出装备在什么时候最可能出现什么样的问题，建立相应的风险预警机制，提前进行相应的维修和保障，消除风险于未然。智能化的装备保障可以保证所有装备时刻处在最佳状态，为执行任务打下坚实的基础。

2.3 智能武器装备协同

以无人机的兴起为标志，未来武器装备的发展趋势在于智能化。智能化的装备具备远程精确化打击的能力，大大减少了士兵在正面战场的直接对抗。随着装备种类日益增多，装备结构日趋复杂，装备和武器平台之间需要有有效的火力协同，才能实现火力打击效能的最大化。

认知的引入使得系统可以分析出作战区域内可动用的装备的种类和数量以及可调用的后备资源，建立起实时的战场综合火力评估链，预估所有装备可以提供的最大火力。一旦明确作战目标，系统就可以分析出合适的火力打击策略，确定所需要动用的装备以及各种装备之间的联合策略，保证作战目的的达成。只有全面掌握己方和敌军的装备部署情况，评估出合适的打击策略，实现武器装备之间的智能协同，才能避免作战资源的盲目使用和不同装备之间的相互干扰，最大限度的发挥其作战效能。

3 关键技术展望

尽管应用前景可观，物联网技术还处在不断发展的阶段。物联网在军事领域的应用更是刚刚起步，还有很多核心技术需要克服，才能真正发挥其效用。

3.1 大数据处理技术

信息化条件下，声、光、电、磁、压力、震动等各类型传感器的高密度铺开，所搜集的数据信息将呈现爆发式的增长，远远超过现有的数据规模。高速的数据流对系统的数据存储和处理能力提出了极大的挑战。不同种类的传感器所搜集的数据类型各异，各种异构和非结构化的数据对信息的融合提出了新的要求[8]。只有实现对异构数据的高效融合和快速处理，才能做到对同一目标从不同角度的准确感知，构建一条清晰的综合信息链，准确反映战场态势的动态变化。

3.2 数据挖掘与智能决策

数据挖掘技术就是对数据进行分析，提取出隐藏在里面的信息，为决策提供可靠的依据。整个电子系统在运行过程中将不断收到传感数据，数据不仅规模庞大，结构各异，包含着不确定性，且时效性要求高，对于数据挖掘技术提出了新的挑战。认知技术的“观测-调整-认知-决策”的认知环，使得整个军事电子系统具备了学习能力。信息的提取为决策提供了依据，对决策结果的再观测又可以实时调整下一步决策，力求决策的准确性。高效认知和决策系统值得进一步的研究。

3.3 高效的频谱管理

现代战争的快节奏使各类装备位置变换极为频繁，传感数据的实时收集很大程度上依靠无线网络。无线传感网络的工作环境极为复杂，信道状况复杂多变，可能受到敌方强烈的电磁干扰，同时在目标区域部署的大量传感器和用频设备之间对于有限的频谱资源存在竞争，可能面临着频谱紧张的问题。如何给海量的传感设备分配工作频率，避免相邻传感器之间、传感器与雷达、导航等电磁设备之间的相互干扰，保证电子系统的有效运转，对电磁频谱的管理提出了极高的要求。

3.4 网络信息安全

网络信息安全决定着整个电子系统建设的成败。基于物联网的军事电子系统具备开放的特性，同时也衍生出自身的脆弱性。大量传感器面临着故障和失效风险，以致产生不准确甚至错误的感知结果；同时敌方可以通过部署恶意节点来攻击网络，利用其产生的虚假感知数据来干扰整个系统的判断；战场信息被敌方通过无线网络攻击技术截获、干扰甚至篡改。这些都将使系统安全性面临着极大的考验，所以高效的网络风险评估相当重要。实现准确的检测和剔除恶意节点，研发合适的加解密技术、通信抗干扰技术和网络反攻击技术，实现基于信用的不同等级的接入权限控制，建立相应的网络风险评估机制值得深入研究。

4 结 语

物联网技术的不断发展将带来军事领域的新变革。只有研究和论证物联网技术对未来的军事电子系统建设可能产生的影响，才能引领军事技术发展的潮流。当前物联网技术在军事电子系统建设领域的应用还处于起步阶段，然而伴随着技术的不断进步，必将展现其重要的一面。

参考文献

[1] 刘菡，刘岱，范亚军.军事电子信息系统体系结构与发展[J].火力与指挥控制，2005（S1）：3-5.

[2] 王胜开，孔宁，田野.物联网技术在军事领域的应用展望[J].物联网技术， 2012，2（9）：62-65.

[3] 李勇.一体化联合作战军事需求分析研究[C].军事电子信息学术会议论文集，2006.

[4] 王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报，2009，23（12）：1-7.

[5] Wu Q， Ding G， Xu Y， et al.Cognitive Internet of things： A new paradigm beyond connection[J].Internet of Things Journal， 2014，1（2）： 129-143.

[6] 聂强，田广东，仇大勇，等.物联网技术在军事物流中的应用研究[J].重庆电子工程职业学院学报， 2010，19（6）：23-25.

[7] 陈海勇，朱诗兵，李冲.军事物联网的需求分析[J].物联网技术，2011， 1（5）：53-57.

[8] 王珊，王会举，覃雄派，等.架构大数据：挑战、现状与展望[J].计算机学报， 2011，34（10）：1741-1752.