張余清+劉志遠(yuǎn)

摘 要：當(dāng)世界進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，美軍深刻認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)將會(huì)是未來戰(zhàn)場(chǎng)重要的決勝利器，物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用是軍隊(duì)未來作戰(zhàn)取勝的關(guān)鍵。在軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展過程中，美軍面臨非常大的困難與挑戰(zhàn)，但是軍事物聯(lián)網(wǎng)在美國(guó)軍隊(duì)的各個(gè)方面都得到了廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：美國(guó)；軍事物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用；信息

中圖分類號(hào)：TP11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）02-0-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)最簡(jiǎn)單的想法就是實(shí)現(xiàn)日常生活物體或裝置（可稱為對(duì)象）與網(wǎng)絡(luò)的連接。但物聯(lián)網(wǎng)真正的目的并非只是進(jìn)行對(duì)象與網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單連接，其最終目的在于使連網(wǎng)對(duì)象具有智能識(shí)別或者互聯(lián)互通的功能。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，這些對(duì)象必須嵌入或配備電子組件、軟件、傳感器及網(wǎng)絡(luò)裝置等，通過上述配備與裝置的運(yùn)行，讓對(duì)象可以進(jìn)行信息收集與處理。特別是通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)象與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通與遠(yuǎn)程控制，快速、有效地下達(dá)正確的指令與動(dòng)作。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用非常廣泛，目前物聯(lián)網(wǎng)已應(yīng)用在通信、醫(yī)學(xué)、智慧家庭、智慧電網(wǎng)、自動(dòng)化建筑與汽車等領(lǐng)域，通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)象的連接，大幅度提高了管理效率和安全性。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示意圖如圖1所示。

1 軍事物聯(lián)網(wǎng)的概念

1996年世界進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，美軍深刻認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)將會(huì)是未來戰(zhàn)場(chǎng)重要的決勝利器，因此在當(dāng)年提出了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的決策，目的是全力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，并將該技術(shù)與武器系統(tǒng)相結(jié)合。當(dāng)時(shí)美軍希望通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建立形成決策圈，并將其應(yīng)用在情報(bào)采集與后勤供應(yīng)等行動(dòng)中，以方便軍事決策者正確、快速的下達(dá)指令，提高軍事行動(dòng)的效率，后來又將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展擴(kuò)大至通信、網(wǎng)絡(luò)傳輸與信息處理等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面運(yùn)用。

美軍目前規(guī)劃以現(xiàn)行的軍用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為中心，把陸、海、空軍與國(guó)土安全部門所收集的信息通過網(wǎng)絡(luò)連接的方式傳送至軍方信息中心或云端作戰(zhàn)中心進(jìn)行分析與儲(chǔ)存，然后再利用信息分析的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)軍事行動(dòng)。美國(guó)軍事物聯(lián)網(wǎng)使用環(huán)境如圖2所示。陸、海、空軍與國(guó)土安全部門可以看成被連接的對(duì)象，采集信息與情報(bào)，通過網(wǎng)絡(luò)連接，將采集的信息與情報(bào)進(jìn)行儲(chǔ)存與分析，方便終端使用者（美國(guó)國(guó)防部）依據(jù)這些信息與情報(bào)以及結(jié)果進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作與指令。

許多人會(huì)將軍用穿戴式裝置與軍事物聯(lián)網(wǎng)畫上等號(hào)，雖然兩者之間有相似之處，但嚴(yán)格來說，穿戴式裝置與物聯(lián)網(wǎng)屬于不同的技術(shù)。以美軍為例，目前許多軍用穿戴式裝置將傳感器與軍用頭盔或軍服相結(jié)合，對(duì)士兵的生理體征狀況進(jìn)行測(cè)量與監(jiān)控。此外，許多穿戴式計(jì)算機(jī)可以配戴在士兵身上，遠(yuǎn)程操控?zé)o人系統(tǒng)，而這些都僅僅是單純的監(jiān)控與操作。通過比較可以看到，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要借助整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接人或?qū)ο?，通過傳感裝置收集信息，但收集的信息需要經(jīng)分析處理后再傳遞給人或?qū)ο?，以進(jìn)行后續(xù)有效的動(dòng)作。因此，穿戴式裝置的功能比物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)狹窄，通過穿戴式裝置收集的信息并沒有進(jìn)行智能分析，也無法與更多的人員或?qū)ο筮M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，因此無法實(shí)現(xiàn)更有效的管理與跟蹤。

2 軍事物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

據(jù)美國(guó)國(guó)防部的規(guī)劃，美軍物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將會(huì)被應(yīng)用在飛機(jī)、地面車輛、船艦、太空飛行器及其他武器系統(tǒng)。無論這些武器系統(tǒng)的大小，是否需要人工操控，都可以進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的連接。但將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在國(guó)防科技領(lǐng)域，仍有許多困難與挑戰(zhàn)需要克服，包括系統(tǒng)安全性與隱私權(quán)問題，大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與分析技術(shù)以及構(gòu)建智能與可程序化的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，都是美國(guó)國(guó)防部關(guān)心的重要物聯(lián)網(wǎng)研究課題。若將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用在軍事方面，美軍會(huì)實(shí)際考慮物聯(lián)網(wǎng)在戰(zhàn)場(chǎng)上的實(shí)際使用環(huán)境以及對(duì)于戰(zhàn)爭(zhēng)型態(tài)的影響。以往總認(rèn)為行動(dòng)成敗的關(guān)鍵可能取決于指揮官對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)際狀況的了解與臨場(chǎng)應(yīng)變能力。但是未來戰(zhàn)場(chǎng)部隊(duì)裝備的完好性、安全性與機(jī)動(dòng)性才是決勝的關(guān)鍵。利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，各式軍用卡車和裝甲車輛可以裝載各式車用傳感器，通過傳感器的監(jiān)測(cè)，可以清楚了解每臺(tái)車輛的油料數(shù)量、輪胎壓，甚至是發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，通過智能型手機(jī)的軟件連接，可以顯示各車輛的狀況，提早警示何時(shí)需要補(bǔ)充油料，或是哪一臺(tái)車輛的輪胎壓異常，需要進(jìn)行維修與更換。也可以通過計(jì)算機(jī)的連接，知道上述車輛的油料更換與輪胎檢修是由哪位士兵負(fù)責(zé)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)任何狀況時(shí)，通過對(duì)象收集的信息與需求傳遞給負(fù)責(zé)人員，即可迅速完成所需工作，減少在戰(zhàn)場(chǎng)上因?yàn)檐囕v與部件疏于保養(yǎng)或維修造成士兵傷亡的風(fēng)險(xiǎn)。此外，許多生物型傳感器也可以佩戴在戰(zhàn)士的軍裝上，實(shí)時(shí)測(cè)量每一位士兵的生理體征狀況，如體溫、心跳、血壓與腎上腺素等指標(biāo)，并且可以警示有狀況的戰(zhàn)士與所處位置，當(dāng)醫(yī)護(hù)人員收到上述警示信息時(shí)立即前往救護(hù)。早期的救護(hù)可將傷亡降至最低，這樣可以大幅提高戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)斗效率與成功機(jī)率。

在國(guó)防使用環(huán)境中，軍事物聯(lián)網(wǎng)可以應(yīng)用在人員、環(huán)境觀察、武器、自動(dòng)系統(tǒng)、后勤與設(shè)施管理等方面，如圖3所示。

（1）人員應(yīng)用方面包括戰(zhàn)術(shù)通信與生命體征監(jiān)控；

（2）環(huán)境觀察應(yīng)用方面包括定位系統(tǒng)、數(shù)字地圖、部隊(duì)追蹤與危險(xiǎn)偵測(cè)；

（3）武器系統(tǒng)應(yīng)用方面包括引導(dǎo)系統(tǒng)與無人系統(tǒng)；

（4）自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用包括感測(cè)預(yù)防與各式機(jī)器人的自動(dòng)化應(yīng)用；

（5）后勤供應(yīng)保障應(yīng)用包括預(yù)測(cè)維修與供應(yīng)管理；

（6）設(shè)施管理應(yīng)用包括能源管理與廢棄物管理系統(tǒng)。

3 軍事物聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)

美國(guó)戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心研究人員表示，在軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展過程中，美國(guó)國(guó)防部所遭遇的困難與挑戰(zhàn)非常大，主要存在9個(gè)方面的問題。

3.1 數(shù)據(jù)輸入未完全自動(dòng)化

目前許多軍事數(shù)據(jù)仍然需要人工輸入，特別是后勤供應(yīng)工作。雖然美軍使用無線射頻識(shí)別技術(shù)，加快了后勤供應(yīng)的效率與速度。但若遇到系統(tǒng)故障，或沒有配備識(shí)別系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)，很多工作還是依靠人工進(jìn)行，而這也意味著人工數(shù)據(jù)輸入勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生人為錯(cuò)誤。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)也將面臨相同的狀況，由于許多信息無法自動(dòng)感知與輸入，通過人工輸入后，即便系統(tǒng)可以連接對(duì)象或人員，也可能因?yàn)槿藶檩斎氲腻e(cuò)誤衍生錯(cuò)誤動(dòng)作與指令。

3.2 信息分析處理的限制

使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)象可以利用嵌入式傳感器收集大量的信息或數(shù)據(jù)。但是目前最大的問題就是大量收集的信息都未經(jīng)處理，無法與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)連接。即便有些信息可以由人工進(jìn)行分析與處理，也需要花費(fèi)大量的時(shí)間，因此無法通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的反應(yīng)與動(dòng)作。而無法實(shí)時(shí)分析的數(shù)據(jù)信息都無法使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

3.3 武器系統(tǒng)未自動(dòng)化操作

自動(dòng)化是物聯(lián)網(wǎng)非常重要的因素，目前許多美軍的武器系統(tǒng)仍然無法完成全面的自動(dòng)化操作。例如許多裝備的無人系統(tǒng)雖號(hào)稱“無人”，但都需要遠(yuǎn)程人員操作遙控系統(tǒng)，若未來能將武器系統(tǒng)完全自動(dòng)化，不但可以減少人為操作的失誤，還能增加與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的兼容性，提高使用效率。

3.4 網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備不兼容

美軍使用的許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都由不同的承包商制造，缺乏一套完善與統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備系統(tǒng)。不同的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備系統(tǒng)可能需要使用不同的輸入接口，缺乏硬件系統(tǒng)設(shè)備的兼容性。

3.5 網(wǎng)絡(luò)信息安全有漏洞

軍事物聯(lián)網(wǎng)可以獲取、傳送軍隊(duì)的部署、撤離與機(jī)動(dòng)等各種機(jī)密信息，信息交換非常頻繁、廣泛。因此，如何做好信息安全工作顯得非常重要。信息安全工作包括網(wǎng)絡(luò)安全與人員管理。由于許多網(wǎng)絡(luò)存在安全漏洞，因此敵人的網(wǎng)絡(luò)部隊(duì)往往便趁機(jī)而入，侵入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，竊取信息與情報(bào)。此外，目前隸屬美國(guó)國(guó)防部的人員，包括軍人、文職、后備役以及其它相關(guān)人員，已超過三百萬人，對(duì)于如此龐大的組織，要確保信息安全非常困難。雖然通過不斷的信息安全訓(xùn)練與教育可以達(dá)到一定的效果，但只要存在少數(shù)不法分子或一些無心的錯(cuò)誤，都可能造成嚴(yán)重的信息安全問題。

3.6 系統(tǒng)易遭電子戰(zhàn)攻擊

大部分物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都會(huì)通過無線傳輸技術(shù)進(jìn)行信息傳送，但這些信息可能會(huì)被敵人攔截，暴露軍隊(duì)的行蹤或者直接進(jìn)行阻塞，導(dǎo)致信息無法傳送。因此，如何加強(qiáng)信息傳輸?shù)陌踩允擒娛挛锫?lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。

3.7 存在技術(shù)限制與不足

目前，美軍強(qiáng)調(diào)仍然需要加強(qiáng)連接性、數(shù)字信號(hào)分析與軟件通用性三方面技術(shù)：

（1）在連接性技術(shù)方面，希望健全網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施來提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩裕?/p>

（2）在數(shù)字信號(hào)分析方面，由于物聯(lián)網(wǎng)需要接收傳感單元的信號(hào)并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，所以必須強(qiáng)化數(shù)字信號(hào)分析技術(shù)，以應(yīng)對(duì)巨大的信號(hào)分析需求；

（3）在軟件通用性方面，要確保所有的軟件系統(tǒng)都能夠兼容，特別是現(xiàn)在許多軟件需要搭配硬件設(shè)備，因此要建立硬件標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，提高軟硬件的兼容性。

3.8 先期研發(fā)投入資金過高

美軍在發(fā)展軍事物聯(lián)網(wǎng)過程中遇到的最大困難是經(jīng)費(fèi)問題。研究計(jì)劃都需要研究經(jīng)費(fèi)的支持才能順利進(jìn)行。對(duì)于開發(fā)軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而言，所需經(jīng)費(fèi)非常龐大，因此美國(guó)國(guó)防部是否愿意在現(xiàn)階段投入大量的經(jīng)費(fèi)來研發(fā)“未來”才可能用得到的技術(shù)，仍然是一個(gè)未知數(shù)。

3.9 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與技術(shù)輸出控制

知識(shí)產(chǎn)權(quán)也是民間企業(yè)是否愿意參與軍事物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)與建設(shè)的關(guān)鍵因素之一。對(duì)于民間研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)而言，其最終目的在于獲得商業(yè)利益，若將開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)轉(zhuǎn)讓或銷售給其它企業(yè)，則可以獲得較高的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)用與銷售費(fèi)用。相較而言，若將相同的技術(shù)轉(zhuǎn)讓給國(guó)防軍事單位，獲得的利益則非常有限。此外，技術(shù)的輸出許可也是造成美國(guó)民間企業(yè)不愿與美國(guó)國(guó)防部合作的原因之一。美軍使用的任何軍事技術(shù)都將會(huì)被美國(guó)國(guó)防部歸類為軍用技術(shù)或軍民通用技術(shù)，而這些技術(shù)若要輸出海外，則必須要獲得輸出許可證明。就民間研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)而言，若受限于國(guó)防科技與設(shè)備輸出管制，將會(huì)嚴(yán)重影響公司的商業(yè)利益，嚴(yán)重影響、挫傷民間企業(yè)投入軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)的積極性。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前全世界都在關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用，雖然物聯(lián)網(wǎng)并非全新發(fā)明的技術(shù)，而是將傳感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與智能分析等技術(shù)進(jìn)行整合與應(yīng)用。許多國(guó)際知名產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)都預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)象每年都會(huì)大幅增加。到2020年，全世界大約會(huì)有300至500億個(gè)對(duì)象與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，除可以進(jìn)行傳感與信息收集外，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與行動(dòng)規(guī)劃，更可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)象與對(duì)象的連接來下達(dá)正確的指令與動(dòng)作，其巨大的商機(jī)不言可喻。未來，物聯(lián)網(wǎng)潛力巨大，可以應(yīng)用在政府組織、軍事國(guó)防、健康管理、倉(cāng)儲(chǔ)管理、交通運(yùn)輸、通信工程與能源開采、產(chǎn)品制造與供應(yīng)運(yùn)送等領(lǐng)域，每年全球可以創(chuàng)造的商機(jī)高達(dá)數(shù)十兆美元。尤其是后續(xù)分析所獲得的數(shù)據(jù)，除了可進(jìn)行管理與供應(yīng)工作的參考外，更可衍生出許多創(chuàng)新服務(wù)與商業(yè)模式。雖然軍事物聯(lián)網(wǎng)所面臨的困難與挑戰(zhàn)比企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高，但是美國(guó)國(guó)防部仍在積極規(guī)劃布局，以期提高軍隊(duì)的作戰(zhàn)能力，減少人員傷亡。相信在不久的將來，軍事物聯(lián)網(wǎng)在美國(guó)軍隊(duì)的各個(gè)方面都將得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]王少波，王偉.軍事物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系及其應(yīng)用構(gòu)建[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（10）：47-51.

[2]杜英，劉會(huì)英.軍事物聯(lián)網(wǎng)信息安全威脅及攻擊技術(shù)探析[J].無線互聯(lián)科技，2015（14）：53-54.

[3]岳亮.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)軍事電子系統(tǒng)建設(shè)的影響分析[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015，5（8）：54-56.

[4]刁新穎.LINK-16數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)抗干擾能力研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015，5（6）：40-41.

[5]尤春艷，朱桂斌，王煬.物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應(yīng)用研究[J].軍事通信技術(shù)，2011，36（1）：54.

[6]王繼新，趙繼廣.物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應(yīng)用前瞻[J].國(guó)防科技，2015，36（6）：42-47.

[7]陳笑雷.物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應(yīng)用前景[J].軍事通信技術(shù)，2014，36（6）：54.

[8]張康益，敖志剛，唐長(zhǎng)春，等.物聯(lián)網(wǎng)在軍事中的應(yīng)用研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（1）：66-68.