軍事物聯網在裝備“智能維修”中的應用研究

崔洋++王道峰

摘 要：在未來的信息化戰(zhàn)場環(huán)境下，傳統(tǒng)的裝備保障模式已不適合聯合作戰(zhàn)要求，物聯網技術在裝備維修保障領域的應用十分迫切，將軍事物聯網技術應用于裝備維修保障，可以實現“智能維修”，是提高武器裝備維修保障信息化水平和提升整體作戰(zhàn)能力的關鍵。文中提出了一種基于軍事物聯網的武器裝備智能維修信息系統(tǒng)體系架構，可以實現裝備信息的實時采集、數據實時傳輸和處理，并能完成裝備的狀態(tài)評估和故障診斷，為裝備維修保障提供輔助決策。

關鍵詞：物聯網；裝備保障；智能維修；信息化水平

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）09-00-03

0 引 言

當前，我軍裝備保障力量總體上仍以數量規(guī)模型為主，保障模式仍以傳統(tǒng)的自我保障為主，保障手段以機械化和半機械化為主，這與信息化條件下的裝備保障要求存在很大差距。傳統(tǒng)的保障理論和技術已無法適應現代海、陸、空、天、電（磁）“五位一體”信息化戰(zhàn)場環(huán)境的要求[1]。加強裝備保障能力建設，提升整體作戰(zhàn)能力是我軍面臨的一項艱巨任務。發(fā)展符合信息化戰(zhàn)爭條件下所需的保障理論和技術，選好裝備保障模式轉型的突破口，已經成為迫切需要解決的問題。

軍事物聯網正是在這種情況下出現的，被眾多軍事專家稱為“一座未探明儲量的金礦” [2]。將軍事物聯網技術應用于裝備保障，可以實現武器系統(tǒng)的“智能維修”，是提高武器裝備維修保障信息化水平和提升整體作戰(zhàn)能力的關鍵。

1 軍事物聯網概述

以軍事物聯網為代表的高新技術堪稱信息化戰(zhàn)場的寵兒，它以“在現實物理世界與虛擬計算機世界之間實現信息交互”為根本理念，突破了計算機網絡原有的模式，代表了計算機技術和通信技術的未來，因此被很多國家稱為信息技術革命的第三次浪潮，以及繼計算機、互聯網、移動通信網之后信息產業(yè)的又一重大里程碑[3]。正如互聯網技術一樣，物聯網技術的發(fā)展正孕育著軍事變革深入發(fā)展的新契機，在軍事領域有著廣闊的發(fā)展前景。

以物聯網技術為基礎，軍事物聯網可以構建起涵蓋戰(zhàn)場態(tài)勢感知、作戰(zhàn)指揮控制、后勤裝備保障等核心軍事應用的龐大網絡體系。“實現從傳感器到發(fā)射器的無縫鏈接”是外軍對信息化條件下聯合作戰(zhàn)能力形成的一種概括。“傳感器到發(fā)射器無縫鏈接”的載體正是推動世界新軍事變革的軍事物聯網技術，它以物聯網為發(fā)展基礎，將應用的觸角延伸到信息化戰(zhàn)場空間，將用戶端擴展至戰(zhàn)場任意要素，通過對信息的感知、傳遞、處理和應用，塑造出了一個不同以往的“智慧”戰(zhàn)場[4]。

2 物聯網在裝備維修保障領域的應用需求分析

以信息技術為代表的高技術廣泛應用于軍事領域，最直接的形式就是大量先進的武器裝備，而戰(zhàn)爭形態(tài)的變革必然帶來新的保障需求。隨著武器裝備信息化程度的提高，武器裝備呈現出規(guī)模大、技術復雜等特點。相較于機械化時代，保障強度大大增強，對裝備的維修保障提出了更高的要求。而軍事裝備的復雜程度日益增加，對維修保障的依賴性也越來越大，軍事裝備維修保障的地位和作用也就越來越重要。

物聯網技術在裝備維修保障領域的應用是信息技術在軍事領域廣泛運用和新軍事變革不斷深化的內在迫切需求，具體體現在裝備保障模式一體化需求、裝備保障行動精確化需求、裝備保障指揮靈敏化需求、裝備保障手段智能化需求、裝備保障力量快速化需求五個方面。

2.1 裝備保障模式一體化需求

未來大規(guī)模聯合作戰(zhàn)是體系與體系之間的對抗，作戰(zhàn)空間將由傳統(tǒng)的陸地、海洋、天空擴展到陸、海、空、天、電等多個維度，戰(zhàn)斗實施也由單一兵種轉變?yōu)槎嘬姳N力量融合的一體化行動，作戰(zhàn)裝備需要保障的空間隨之增大，保障類別逐漸增多。而我軍現有裝備保障體系與未來一體化“大保障”的要求極不適應，急需尋求武器裝備信息化保障的新模式。

2.2 裝備保障行動精確化需求

非線式、非對稱、非接觸的精確作戰(zhàn)對裝備保障的精確性要求日益增強，對戰(zhàn)場保障信息的掌控要求不斷提高。遠距離投送、點對點直達、全時域調度、全過程可視、智能化檢修等精確保障模式已成為一方獲勝的重要因素。誰能在關鍵的時間、地點為作戰(zhàn)力量提供“感知實時、全面精準”的保障，實現作戰(zhàn)人員流、裝備物資流和戰(zhàn)場信息流的最佳結合，就有可能在未來的作戰(zhàn)行動中贏得主動。因此，研究構建 “感知實時、全面精準”的裝備信息化保障平臺對贏得未來信息化條件下大規(guī)模聯合作戰(zhàn)具有非常重要的現實意義[5]。

2.3 裝備保障指揮靈敏化需求

未來作戰(zhàn)任務具有“有限性、精確性、突然性”等特點，要求在很短的時間內，能以高度合成、精干高效的編組，實現靈敏化的裝備指揮控制和自主化的火力打擊，以達成震懾瓦解敵軍的戰(zhàn)略意圖。從參戰(zhàn)人員到作戰(zhàn)單元、從單裝武器到火力單元、從火力單元到武器系統(tǒng)，接入各式各樣的傳感設備，使部隊所有的作戰(zhàn)行動能夠在各區(qū)域、各層次之間進行實時交互和匯總上報，裝備指揮決策可瞬時反饋各個單元，火力射擊諸元可同時自動裝定，使指揮控制變得更為靈敏，使火力打擊平臺更為自主。

2.4 裝備保障手段智能化需求

戰(zhàn)場環(huán)境瞬息萬變、錯綜復雜，隨著參戰(zhàn)武器裝備戰(zhàn)技性能的提升，裝備保障亦呈現出高技術、高智能、高復合等信息化特征，但也暴露出技術體系復雜、組成元件繁多、故障診斷困難、精密元器件供應不便、薄弱環(huán)節(jié)凸現等問題[6]，同時由于面臨的戰(zhàn)場環(huán)境的潛在危險和維修考驗將高于以往任何時候，裝備保障的工作標準也將變的更高、要求更嚴、難度更大。考慮到高精尖武器裝備的易損特性，要求與高精尖武器裝備配套的維修保障必須智能、快捷，只有這樣才能在第一時間發(fā)現問題，在第一時間解決問題，以確保武器裝備隨時隨地形成戰(zhàn)斗力。

2.5 裝備保障力量快速化需求

隨著作戰(zhàn)理念的轉變和武器裝備的不斷更新，未來戰(zhàn)場將呈現出“局部激烈、焦點突出”的特點，裝備保障聚焦性明顯增強。在未來的作戰(zhàn)過程中，消耗將更加集中、突出，“飽和攻擊”“確保摧毀”都是這種局部焦點的體現[7]，組織如此巨大、繁雜的裝備保障，我們必須整合現有保障力量，更新現有保障觀念，借助現代科技力量，組織一支能夠“快速抵達、重點支援”的“拳頭”保障隊伍。endprint

3 基于軍事物聯網的裝備“智能維修”系統(tǒng)研究

信息技術的迅速發(fā)展和應用，使得武器裝備日趨高技術化和復雜化，隨之對裝備的維修也提出了更高的要求，傳統(tǒng)依賴于人員經驗及簡易工具的維修手段已無法適應未來聯合戰(zhàn)場上的維修工作，維修手段的革新勢在必行。智能維修出現于20世紀90年代，美國等發(fā)達國家一直將其作為武器裝備保障信息化的核心技術，美軍阿帕奇直升機、Ml主戰(zhàn)坦克智能維修系統(tǒng)都已成功運用了該技術，并在伊拉克戰(zhàn)爭中發(fā)揮了超預期作用。近幾年，隨著我軍信息化建設步伐加快，維修電子技術快速發(fā)展，裝備智能維修系統(tǒng)技術也得到了一定發(fā)展。

3.1 系統(tǒng)總體框架構建

基于軍事物聯網的武器裝備戰(zhàn)場智能維修信息系統(tǒng)致力于破解新一輪信息化條件下裝備保障中存在的數據鏈與末端裝備不通達、裝備信息靠人工采集、裝備指控靠層層傳遞、裝備技術保障手段落后等疑難問題。系統(tǒng)綜合運用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、傳感器、人工智能、信息處理、無線通信等先進技術，研制了武器裝備數據實時采集與傳輸、狀態(tài)監(jiān)測與評估、故障預測與診斷和智能輔助決策等系統(tǒng)，通過感知、監(jiān)控、管理和預測，掌握大型復雜武器裝備的質量狀態(tài)，實現武器裝備保障儲、運、供、修的“實時化感知、信息化管理、科學化決策、精確化保障”。基于軍事物聯網的武器裝備智能維修信息系統(tǒng)體系架構如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)分層構成分析

3.2.1 信息感知層

裝備信息感知層主要感知裝備狀態(tài)數據，建立武器裝備參數指標體系，進行參數優(yōu)化，采用無線通信網絡，實現參數信息的實時采集，解決武器裝備保障信息實時采集的難題。通過武器裝備內部的傳感器、射頻識別裝置、自動測試設備和人工錄入設備完成對武器裝備信息的實時采集和在線處理。采集的數據類型有武器裝備基礎信息、戰(zhàn)技狀態(tài)參數、位置參數和檢測車或檢測設備的測試結果。

3.2.2 信息網絡層

裝備信息網絡層主要傳輸裝備戰(zhàn)場信息。通過構建裝備與裝備之間的自組織網絡和中繼通信網絡完成信息的傳輸；通過WLAN、WiFi、ZigBee等無線傳輸方式及基站、無人機、熱氣球等中繼通信模式，構建混合的信息傳輸網絡，實現裝備之間通過無線自組織子網的方式連接。無線子網網關應一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，新添加的網絡節(jié)點會被自組織網絡發(fā)現，無線路由會把節(jié)點的信息發(fā)送給無線網關，同時在網絡中斷的情況下，節(jié)點具有數據臨時存儲的功能。

3.2.3 信息控制層

裝備信息控制層主要通過物理資源（計算資源、存儲資源、網絡資源）及虛擬資源（虛擬計算資源、虛擬存儲資源、虛擬網絡資源）實現裝備信息數據的處理，通過高性能數據存儲、計算服務器等實現大量裝備信息的存儲、處理、挖掘，為執(zhí)行層提供支撐。

3.2.4 信息執(zhí)行層

裝備信息執(zhí)行層主要評估裝備狀態(tài)，做出維修決策，利用自動采集的武器裝備狀態(tài)數據，通過構建武器裝備智能維修評估系統(tǒng)，完成故障診斷、預測和智能決策，實現武器裝備戰(zhàn)場智能維修保障，提高裝備的保障效率。由數據處理、健康評估、故障診斷和決策支持子模塊組成，主要用以提供裝備的基礎數據信息庫，根據戰(zhàn)場環(huán)境變化和單裝運行數據完成裝備的狀態(tài)評估和故障診斷，實時根據裝備狀態(tài)和保障力量的變化，實現優(yōu)化配屬，生成裝備維修保障的輔助決策。

4 結 語

在當前形勢下，我軍要著眼于搶占未來軍事競爭戰(zhàn)略制高點，充分發(fā)揮創(chuàng)新驅動發(fā)展作用，培養(yǎng)戰(zhàn)斗力新的增長點。必須選準突破口，超前布局，加強前瞻性、先導性、探索性的重大技術研究和新概念研究，積極謀取軍事技術競爭優(yōu)勢，提高創(chuàng)新對戰(zhàn)斗力增長的貢獻率。在填補體系空白、補齊短板弱項上下功夫，以網絡信息體系為抓手，推動我軍信息化建設實現跨越式發(fā)展，緊跟世界軍事革命特別是軍事科技發(fā)展方向，超前規(guī)劃布局，加速發(fā)展步伐[8]。

如何緊緊抓住推進中國特色軍事變革的重要戰(zhàn)略機遇期，積極推動裝備維修保障信息化建設的健康發(fā)展是我們迫切需要思考的問題。認真分析我軍裝備保障領域存在的不足，深入研究外軍當前保障技術的發(fā)展趨勢以及我軍發(fā)展類似技術的可行性和必要性。對于我軍需要的技術，應根據需求的迫切程度制定發(fā)展的優(yōu)先次序；對于不符合我軍實際的技術，決不盲從；對于我軍將來需要但當前沒有能力深入發(fā)展的技術，必須密切關注國外的動向。在技術的發(fā)展中樹立創(chuàng)新意識，努力研究具有我軍特色的保障技術，為實現我軍裝備保障的跨躍式發(fā)展創(chuàng)造條件。

參考文獻

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[6]周紅，甘茂治.人工智能在裝備維修中的應用與發(fā)展[J].通用裝備保障，2003（6）：10-11.

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[8]藍羽石.物聯網軍事應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.endprint