大數據在軍事飛行教育中的應用研究

鄧歌明 王學敏

(海軍航空兵學院,遼寧葫蘆島 125100)

大數據在軍事飛行教育中的應用研究

鄧歌明 王學敏

(海軍航空兵學院,遼寧葫蘆島 125100)

大數據應用示范層出不窮,將大數據應用于軍事飛行教育,結合軍事飛行教育的特點,給出大數據在軍事教學、軍事管理、軍事保障和軍事安全的應用,指出大數據在軍事飛行教育中需要注意的問題。

大數據 射頻識別 飛行教育 軍事

在1980年出版的著作《第三次浪潮》中,首次對大數據作出了預言。書中指出大數據是繼工業革命、信息化革命后的第三次浪潮。雖然30年前大數據僅僅是一個預言,但30年后的今天,大數據在軍民領域中的應用研究日新月異,其應用示范更是數不勝數。例如:文獻[1]將大數據作為一種優化服務的手段納入視野,對高校信息化服務的發展產生巨大的影響;文獻[2]指出以數據為中心精確設計和指揮戰爭,成為軍事管理的新焦點,提出了大數據時代的軍事管理變革。但大數據在軍事飛行教育中的討論研究卻鮮有見諸報道,同時,軍事飛行教育重要性不言而喻,因此,有必要研究大數據在軍事飛行教育中的應用。

1 大數據簡介

麥肯錫全球研究機構在2011年5月發布的《大數據:創新、競爭和生產力的下一個前沿領域》正式提出了“大數據”一詞,并對大數據從技術和功能上進行闡述。大數據具有四個顯著特征。一是數據容量巨大(Volume)。大數據通常指10TB(1TB=1024GB)規模以上的數據量。二是數據類型繁多(Variety)。除了傳統的關系數據類型,還包括半結構化的和非結構化的數據。三是決策速度快(Velocity)。大數據一般要求在秒級時間范圍內給出分析結果,即1秒定律。四是價值密度低(Value)。隨著數據量成指數增長,有用信息被淹沒在海量數據的相應比例不但沒有增長,反而增加獲取有用信息的難度。大數據的“4V”特征決定著其在軍事領域上廣闊應用。

2 軍事飛行教育概述[3]

軍事飛行教育泛指軍事飛行院校和航空兵部隊為培養和造就軍事飛行人才,增強空中作戰能力而進行的傳授知識和技能的教學訓練活動。由軍事飛行教育的概念可看出,軍事飛行教育的目標是培養軍事飛行人才,需求是為了增強空中作戰能力,方法是傳授知識和技能的教學訓練。由此看見,軍事飛行教育是一種特殊的教育活動。與各類地面院校教育相比,它除了培養對象要求條件高、裝備技術密集、訓練投資大、訓練環境特殊、訓練周期長、成材率低等特點外,在組織實施上還有如下特點:空地教學兩條線、受客觀因素制約大、部隊分散管理難、訓練保障門類多、飛行安全壓力大。

3 大數據在軍事飛行教育中應用

軍事飛行院校利用大數據技術對飛行教育中各項資源的管理,教員、學員、管理人員、保障人員和機場、飛機等院校資源的人與人、人與物以及物與物之間的產生的數據進行處理,從而實現軍事飛行教育的智慧化管理和保障模式。軍事飛行院校是把EPC、RFID、各種傳感器等智能終端裝配到機場、教室 、訓練場、實驗室、圖書館、保障部門等各種設施里,通過軍事飛行教育系統平臺鏈接到一起,對平臺匯聚的海量數據進行數據流處理或批量數據處理,將各種信息融入院校的各個應用領域進行互聯與協作,達到軍事飛行教育的“智慧教學、管理、保障和安全”[4]。通過對軍事飛行教育特點分析,可以將軍事飛行教育系統分為四個子系統,其系統結構如圖1所示。

3.1 軍事教學系統

飛行院校的教學計劃、管理、組織、實施等一系列活動,都是在空中和地面兩條線進行的[3]。因此,軍事飛行教學系統分為兩部分:地面教學和空中教學。二者最終目標是培養政治合格,技術過硬、作風優良的飛行員。目前,飛行模擬器已成為訓練飛行員的不可或缺的方法。外軍訓練經驗表明,空中教學在地面完成飛行模擬器訓練后,只需簡單上機適應性飛行訓練,即可達到真機實操訓練的效果。在大力發展模擬器的同時,需要對規模巨大數據進行處理。通過軍事教學系統對每個學員花了多少時間操作飛行模擬器,哪個科目花的時間比較多,做錯了哪些動作,哪些科目輕松地完成順利晉級到下一個科目的訓練等數據都做了記錄,并通過對這些數據的分析作為學員的補充性教學的基礎與依據。在模擬器訓練過程中通過跟蹤學員的操作軌跡(如學員在具體科目操作時哪個動作停留的時間以及重新操作的時間更長、哪個動作可以一次性通過)來尋找最佳的教學方法。這些都是過去無法得知的,對于這些海量數據的應用徹底地改變了當前的教學方式。

3.2 軍事管理系統

軍事飛行院校是軍隊的重要組成部分,面向戰場、服務部隊是其使命任務。同時,管理是實現軍事飛行院校使命任務的重要支撐。軍事管理系統就是將大數據滲透、應用于飛行訓練能力的生成、轉化和實現的全過程,提高軍事飛行教育的整體水平。軍事管理包括對人、財、物的管理。大數據研發的機器學習算法、圖像可視化手段、數據共享技術、人機互動設備等,使大數據為服務飛行訓練的軍事管理系統成為現實。目前,飛行訓練實時態勢信息、飛行指揮命令、航空管制、氣象信息、傳感器信息等,都是以數據形式存在并且傳輸的。這些不同來源、不同類型的數據是提高飛行訓練的“生命力”。缺乏對數據的有效管理和利用,飛行訓練的效益將大打折扣。從人員管理看,大數據為管理人員、教員提供新的途徑去更準確地了解和把握學員的需求特征、興趣愛好、行為傾向等。

3.3 軍事保障系統

軍事保障力在很大程度上取決于數據的積累能力、數據分析和處理能力、數據主導決策能力。大數據技術應用在飛行指揮控制領域,在很大程度能夠提高對飛行指揮控制數據的智能處理、輔助決策能力,有效地增強基于數據的飛行指揮控制水平;在維修保障領域,通過各種內嵌的診斷傳感芯片數據(RFID),保障人員能及時了解裝備各部件的完好情況,并通過數據分析向最近的航材部門訂購所需的具體零部件,裝備保障點能夠提前準備、隨到隨修。還可將飛機飛行過程中的運行情況真實、準確地數據記錄下來,幫助飛行員對突發性異常情況進行判斷處理,并且向飛行員提供報警、專家咨詢、故障處理幫助等服務。飛行結束后,還可向地勤人員提供飛機各系統在飛行過程中的真實情況,通過數據分析,指出故障單元,便于地勤人員迅速處理,減少維修測試的盲目性,從而大大縮短了維修保障時間[5]。

3.4 軍事安全系統

圍繞我軍能打仗、打勝仗的使命任務,近年來我國軍用飛機的事故率有所抬頭,同時,境外敵對勢力對我國軍事、政治、經濟等各個方面的滲透從未間斷,失泄密事件時有發生。因此,我國軍事飛行教育安全面臨嚴峻的考驗。軍事安全系統包括飛行安全信息子系統和軍事信息數據安全子系統。在飛行安全方面,將飛行計劃、飛行組織、飛行管理和飛速實施等整個飛行全過程數據進行真實有效地記錄和系統分類,建立起一個完整的軍事飛行安全信息系統,幫助飛行指揮人員、飛行人員、地面保障人員及時高效對各種情況進行判斷、決策和處理,摒棄飛行不安全因素,從而保障飛機飛行安全。在存儲載體保密方面,明確一些重點的保障對象(機場、實驗室、保密室等等),強化對數據的監控管理,建立起一個完整的軍事信息數據安全系統。采用數據安全刪除技術對數據恢復正常的條件進行破壞,使數據在刪除之后無法恢復,不可逆轉;在一些大規模的分布式計算中,要對動態數據的細粒度進行安全監控和分析,對大數據分布式進行實時監控,以保證動態數據健康運行[6]。

4 大數據在軍事飛行教育中注意問題

4.1 頂層設計是軍事飛行教育發展的導航儀

軍事飛行教育作為大數據應用示范是一個新的領域,沒有具體經驗可供借鑒,如果僅靠一時熱情,很有可能會一無所獲。因此,大數據技術在軍事飛行教育中的頂層設計應該采取由小到大、由簡入繁的策略。由小到大是指先在軍事飛行院校的基層專業部門開展大數據應用示范,然后自下而上擴大大數據應用范疇,最后形成點線面功能齊全、嵌套式的軍事飛行教育結構。由簡入繁是指在軍事飛行院校已有的物聯網、移動互聯網和云計算的基礎上,構建軍事飛行教育系統。

4.2 科研學術是軍事飛行教育發展的發動機

飛行軍事院校中的教、學員除了完成規定教學訓練任務,科研學術也是不可或缺的。將大數據技術應用到軍事飛行教育中來,并不是簡單把通用大數據技術“移植”到軍事飛行教育中去就萬事大吉,而是要將走出去和領進來相結合,自主創新和外出調研相結合。針對軍事飛行教育特點,通過外出學習、調研、參觀,結合自身作為高等院校科研優勢,構建符合軍事飛行教育需求和發展的大數據應用示范。

4.3 安全保密是軍事飛行教育發展的防火墻

將大數據術應用于軍事飛行教育中,不可避免會帶來安全隱患、泄密危險。對軍事飛行教育來說,大數據技術是一把“雙刃劍”。如何讓大數據這把劍為我所用,是一個不容回避的問題。一方面要加強保密教育。很多涉密問題發生,不是技術的問題,而是人為誤操作,保密意識薄弱造成的。另一方面要設置可控安全等級。對絕對有保密能力的部門,可以直接采取物聯網、移動互聯網、云計算等相關技術;對暫時沒有或達不到保密能力的部門,采取有線傳感器、有線通信網絡來實現數據感知和傳輸,隨著保密能力提高,可以視情降低其安全等級。

5 結語

針對軍事飛行教育特點,大數據在軍事飛行教育中應用主要包括教學、管理、保障和安全四個方面。每個方面構建一個系統,各個系統之間不是獨立的、單向的,而是雙向的、互通的。最后從頂層設計、學術科研、安全保密三個方面給出了大數據在軍事飛行教育中需要注意的問題。

[1]宓 詠 ,趙澤宇.大數據創新智慧校園服務.中國教育信息化,2013, No.24:3-7.

[2]楊蓮珍.大數據時代的軍事管理變革.解放軍報,2013年9月23日第007版.

[3]陳建法.現代軍事教育理論讀本.北京:海潮出版社,2010.

[4]鄔賀銓.物聯網的應用于挑戰綜述.重慶郵電大學學報(自然科學版),2010,No.5:526-531.

[5]范文潔,傅濤.大數據技術在空軍裝備保障中的應用研究.2013年首屆中國航空科學技術大會論文集,北京:2013.

[6]李洪洋.大數據環境下的數據安全研究 電子技術與軟件工程2013,No.20:250.

This paper introduces the application research on Big Data in the military flight education. Combined with characteristics of military fight education. It introduce the applications of Big Data: military teaching, military management, military security, military safety. It points out the attention aspects of Big Data in military fight education.

Big Data RFID Flight Education Military

鄧歌明(1967—),男,遼寧葫蘆島人,本科,副教授,研究方向:航空反潛,航空布雷;王學敏(1985—),男,山東臨沂人,碩士,助教,研究方向:信息融合,航空反潛。