肖 驊，張?zhí)煊?，羅凱文，徐 瞳，韓 榮

（1.中國人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院,重慶 401331；2.93710 部隊，北京 101400）

0 引 言

畢業(yè)綜合演練是對軍校學(xué)員在校學(xué)習(xí)期間的學(xué)習(xí)效果的一次綜合檢驗，也是對學(xué)員畢業(yè)離校前的最后一次加鋼淬火，能有效地檢驗和提升畢業(yè)學(xué)員的綜合能力素質(zhì)，作為畢業(yè)學(xué)員離校前的一次強(qiáng)化訓(xùn)練，綜合演練的目的就是要檢驗學(xué)員的綜合素質(zhì)，使學(xué)員進(jìn)一步了解物資保障的組織流程，強(qiáng)化學(xué)員的專業(yè)勤務(wù)保障技能，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)員的戰(zhàn)斗意志和戰(zhàn)斗作風(fēng)，因此如何有效地檢驗綜合演練的實踐能力具有重要意義。在此背景下，緊跟前沿、貼近實戰(zhàn)的無人化實驗室引起了廣泛關(guān)注。近年來，無人化技術(shù)、裝備發(fā)展迅速，應(yīng)用也日益成熟和廣泛，給物流保障、應(yīng)急救災(zāi)、巡邏監(jiān)控、商業(yè)物流、工農(nóng)業(yè)建設(shè)等方面帶來了深刻影響[1]。美軍通過發(fā)布無人系統(tǒng)戰(zhàn)略白皮書、路線圖等規(guī)劃文件，指導(dǎo)無人化物流裝備建設(shè)快速發(fā)展，推動各種無人化裝備加速應(yīng)用于物流保障領(lǐng)域，并在阿富汗等局部戰(zhàn)爭中得到了實戰(zhàn)應(yīng)用和檢驗[2-3]。在軍事領(lǐng)域，隨著無人化技術(shù)的發(fā)展，物流保障模式正由機(jī)械化、信息化向無人化方向演進(jìn)，無人化建設(shè)成為了當(dāng)前發(fā)展的全新階段，必須深刻認(rèn)識到無人化建設(shè)的內(nèi)涵，準(zhǔn)確把握信息智能感知，決策智慧運行，保障力量智成體系，行動自行適應(yīng)等物流保障需求，瞄準(zhǔn)物流保障體系人機(jī)一體，行動覆蓋全域，控制自主決策，合理確定智能嵌入發(fā)展，智能支撐行動和智能主導(dǎo)的軍事物流建設(shè)階段[4-7]。中國民用領(lǐng)域在國家人工智能、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、“物聯(lián)網(wǎng)+”等規(guī)劃政策的支持下，無人化技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，產(chǎn)品日新月異。固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)和多旋翼無人機(jī)等空中無人平臺發(fā)展迅猛，技術(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)了系列化實用化。輪式、履帶式、仿生式以及無人駕駛汽車等地面無人平臺快速崛起、日臻成熟，應(yīng)用形式呈現(xiàn)出多樣化、專業(yè)化趨勢?！拔锫?lián)網(wǎng)+人工智能”成為無人化作業(yè)的主要模式。以無人機(jī)為代表的無人化裝備已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段，從目標(biāo)偵察到任務(wù)執(zhí)行的系列形成，總體呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢[8-9]。

訓(xùn)練大綱指出，要加強(qiáng)新裝備、新力量、新領(lǐng)域訓(xùn)練，突出無人、智能裝備訓(xùn)練，加強(qiáng)有人無人協(xié)同訓(xùn)練，創(chuàng)新無人平臺的集群訓(xùn)練，探索人與智能裝備的互動訓(xùn)練。為加快推進(jìn)三位一體新型軍事物流人才培養(yǎng)體系的建設(shè)，需要依據(jù)訓(xùn)練大綱、軍事物流專業(yè)人才培養(yǎng)方案等，建設(shè)軍事物流無人化物資保障實驗室，以滿足相關(guān)專業(yè)的日常教學(xué)、綜合演練等任務(wù)需求。

1 軍事物流無人化物資保障實驗室建設(shè)規(guī)劃

1.1 建設(shè)目標(biāo)

把加快推進(jìn)無人化物流裝備體系建設(shè)作為現(xiàn)代化后勤建設(shè)的重要突破口，堅持聚焦實戰(zhàn)、面向部隊，通過科學(xué)地謀劃發(fā)展途徑和建設(shè)重點，成體系籌劃、分階段實施，將軍事物流無人化實驗室建設(shè)成符合未來物流保障模式和承擔(dān)畢業(yè)綜合演練的教學(xué)實踐場所和創(chuàng)新實踐能力支撐平臺。

1.2 需求分析

目前實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)少，專業(yè)教育與就業(yè)需求的結(jié)合不緊密，院校與部隊之間的聯(lián)教聯(lián)訓(xùn)機(jī)制不健全、計劃落實剛性不足，研討式、案例式、模擬式等實踐教學(xué)水平不高。根據(jù)以上現(xiàn)實問題，從培養(yǎng)物流專業(yè)學(xué)員畢業(yè)綜合實踐能力的教學(xué)規(guī)律和特點出發(fā)，總結(jié)軍事物流無人化智能化實驗室的建設(shè)需求。

1.2.1 提升軍事物流訓(xùn)練條件的需要

目前軍事物流專業(yè)在“倉庫勤務(wù)”“運輸勤務(wù)”“綜合演練”“現(xiàn)代物流技術(shù)與裝備”等課程中的無人化相關(guān)內(nèi)容教學(xué)中缺乏實驗條件；軍事物流管理專業(yè)為緊貼任職崗位實際，需要模擬不同條件下運用多種無人力量進(jìn)行物資協(xié)同保障的需求，因此必須創(chuàng)造與專業(yè)相關(guān)的無人化教學(xué)條件。另外，物資保障相關(guān)專業(yè)在綜合演練、崗位強(qiáng)化訓(xùn)練等綜合實踐教學(xué)的過程中也需要有無人化實訓(xùn)平臺。受當(dāng)時無人技術(shù)裝備發(fā)展的限制，無人化勤務(wù)保障實訓(xùn)場地和設(shè)備器材不足，現(xiàn)有的實訓(xùn)條件已經(jīng)無法滿足軍事物流訓(xùn)練的內(nèi)容需求，訓(xùn)練條件亟待升級。

1.2.2 任職培訓(xùn)實訓(xùn)條件亟待升級

物流無人化力量、裝備使用管理與維護(hù)是物資供應(yīng)保障的主要實訓(xùn)內(nèi)容?，F(xiàn)有的相關(guān)實訓(xùn)場地大多建于十多年前，無人化勤務(wù)保障的實訓(xùn)場地和設(shè)備器材不足，現(xiàn)有的實訓(xùn)條件已經(jīng)無法滿足當(dāng)前物流人員任職實訓(xùn)的需求，培訓(xùn)環(huán)境條件亟待升級。

1.2.3 學(xué)科創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)的需要

后勤綜合勤務(wù)、軍事物流管理、軍需勤務(wù)等學(xué)科方向著力解決軍事物資保障問題。探索無人化裝備在軍事物資保障中的應(yīng)用，提高對軍事行動的保障能力是當(dāng)前學(xué)科創(chuàng)新實踐的重要發(fā)展方向。隨著物流保障新方法、新技術(shù)、新工藝、新裝備的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的教研創(chuàng)新平臺已經(jīng)落后，并亟需加強(qiáng)。

1.2.4 新時期物資保障聯(lián)教聯(lián)訓(xùn)的需要

隨著聯(lián)演聯(lián)教聯(lián)訓(xùn)的不斷深入，軍事物流各要素協(xié)同發(fā)力，需要在態(tài)勢感知、需求分析、保障籌劃、方案擬制、組織實施等方面一體設(shè)計、統(tǒng)籌規(guī)劃，對精確保障方法模式提出了更高的要求；同時，隨著無人化的發(fā)展，亟需運用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等高技術(shù)手段提升聯(lián)教聯(lián)訓(xùn)的實效。為此，應(yīng)緊跟新技術(shù)的發(fā)展，加快人才培養(yǎng)、教學(xué)訓(xùn)練、科技創(chuàng)新的轉(zhuǎn)型發(fā)展，建設(shè)軍事物流無人化物資保障實驗室，以滿足多維度、多層級的物流保障需要。

1.3 實施步驟

軍事物流無人化物資保障實驗室建設(shè)擬分為三步：一是突出技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)筑發(fā)展基礎(chǔ)。二是完善物流裝備系列，形成物流體系。以提升“最后一公里”物資保障能力為牽引，以提高物流裝備器材無人化水平為重點，研發(fā)無人化物流系列裝備器材。在未來，無人系統(tǒng)將勝任約20%的物流保障任務(wù)；加大物流保障設(shè)施設(shè)備的無人化建設(shè)與改造力度。三是深化綜合集成，實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。實現(xiàn)各類無人系統(tǒng)的綜合集成，無人和有人物流裝備有機(jī)協(xié)同，無人化物流裝備器材推廣應(yīng)用，引領(lǐng)物流技術(shù)保障模式進(jìn)行變革；基本完成物流保障設(shè)施的無人化建設(shè)。為實現(xiàn)以上目標(biāo)，研究探索軍事物流無人化實驗室建設(shè)勢在必行。

2 軍事物流無人化實驗室建設(shè)架構(gòu)分析

當(dāng)前，無人化、智能化技術(shù)開始在物流保障中得以應(yīng)用。無人裝備具有獨特作用，如無人運輸車、無人機(jī)前送等優(yōu)勢明顯，其應(yīng)用已從傳統(tǒng)的物資裝卸搬運、運輸補(bǔ)給等領(lǐng)域拓寬到了多個勤務(wù)領(lǐng)域，功能上由單一功能向多功能復(fù)合發(fā)展，使用空間也從地面為主向空域和水域拓展。軍事物流無人化物資保障實驗室從無人裝備模擬訓(xùn)練平臺、無人化物流控制系統(tǒng)和無人化配送保障系統(tǒng)三個建設(shè)內(nèi)容方面著手，通過無人設(shè)備系統(tǒng)的模擬訓(xùn)練、單機(jī)操作、維修到模擬物資保障、配送等功能，建立無人化的物流保障體系。實驗室將云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及新一代無人化技術(shù)應(yīng)用于物流保障領(lǐng)域，使無人化物流裝備能得到精確保障，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流程與物流保障流程的無縫鏈接并相互驅(qū)動，構(gòu)建全方位遂行保障任務(wù)的動態(tài)體系，實現(xiàn)高度無人干預(yù)的物資保障任務(wù)。實驗室體系架構(gòu)如圖1所示。

其中門戶層基于教師與學(xué)員之間的互動需求，構(gòu)建直觀便捷且貼合大綱的訓(xùn)練界面。應(yīng)用層基于無人化裝備技術(shù)在物資保障領(lǐng)域的教學(xué)訓(xùn)練需求，構(gòu)建從無人設(shè)備基礎(chǔ)教學(xué)、系統(tǒng)模擬訓(xùn)練、實裝操作使用到無人化物資保障演練的一體化、全鏈路無人化保障教學(xué)訓(xùn)練體系，包括無人設(shè)備模擬訓(xùn)練平臺、無人化調(diào)度系統(tǒng)和無人化配送系統(tǒng)。數(shù)據(jù)層：為確保管理及物資配送全鏈路數(shù)據(jù)的一致性，數(shù)據(jù)層應(yīng)通過數(shù)據(jù)中臺對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、主數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定義，對事務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管控，基于物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取觀測數(shù)據(jù)，例如各種傳感器或探針記錄觀測對象產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控器產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)、操作系統(tǒng)產(chǎn)生的日志記錄數(shù)據(jù)等提供數(shù)據(jù)支撐。環(huán)境層以任務(wù)需求和能力建設(shè)為牽引，綜合考慮室內(nèi)和室外環(huán)境下組織、領(lǐng)導(dǎo)、控制對網(wǎng)絡(luò)的要求，依據(jù)一體化教學(xué)訓(xùn)練信息系統(tǒng)設(shè)計思想，通過物聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)裝備及外設(shè)統(tǒng)一接入、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、統(tǒng)一安全策略和統(tǒng)一硬件監(jiān)測及運維。

3 主要實踐訓(xùn)練內(nèi)容

3.1 無人設(shè)備基礎(chǔ)操作

無人機(jī)操作訓(xùn)練。學(xué)員在教員的指導(dǎo)下，完成無人機(jī)操作理論的學(xué)習(xí)，并對實驗室配備的小型無人機(jī)進(jìn)行室內(nèi)基礎(chǔ)操作訓(xùn)練，使學(xué)員掌握無人機(jī)的基本操作技能。無人機(jī)裝配訓(xùn)練。學(xué)員在教員的指導(dǎo)下，掌握無人機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和主要工作原理，并在規(guī)定的操作臺完成對實驗室配備的小型無人機(jī)的拆裝訓(xùn)練。無人機(jī)檢修、維保訓(xùn)練。學(xué)員在教員的指導(dǎo)下，完成無人機(jī)的常見故障排除、簡易維修、日常保養(yǎng)等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，并對實驗室配備的小型無人機(jī)進(jìn)行故障排除、維修保養(yǎng)等相關(guān)訓(xùn)練。

3.2 無人設(shè)備集群協(xié)同控制

無人設(shè)備智能協(xié)同訓(xùn)練。學(xué)員在教員的指導(dǎo)下，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)無人設(shè)備之間、設(shè)備與系統(tǒng)之間的相關(guān)通信原理，掌握無人設(shè)備信息通信的相關(guān)技術(shù)。通過系統(tǒng)操作完成無人設(shè)備的信息共享、任務(wù)分解、組網(wǎng)通信等基本操作。無人設(shè)備集群控制訓(xùn)練。學(xué)員在教員的指導(dǎo)下，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)無人設(shè)備的自主編隊、集群控制等相關(guān)原理，并實際完成無人設(shè)備的集群控制、狀態(tài)監(jiān)控和應(yīng)急處置等操作。

3.3 物資方案擬制

3.3.1 物資保障信息共享

學(xué)員根據(jù)教員的指導(dǎo)，利用無人機(jī)搭載CCD/CMOS 等遙感遙測設(shè)備實時采集環(huán)境數(shù)字影像、空間地理等數(shù)據(jù)，通過影像解析、點云數(shù)據(jù)處理等方式，快速構(gòu)建環(huán)境數(shù)字高程模型DEM、正射影像圖DOM、地面模型DSM、數(shù)字線劃圖DLG 等數(shù)字實景地形圖，完成對模擬環(huán)境的氣候、地形、水源、人文等物資保障態(tài)勢的分析，進(jìn)而判斷其對本次保障方案的影響程度。

3.3.2 配送方案編制

學(xué)員根據(jù)教員的指導(dǎo)，在完成物資保障信息共享的情況下，利用系統(tǒng)完成無人設(shè)備配送方案的編制，包括保障任務(wù)區(qū)分、編組與配置，無人設(shè)備動用分配計算，無人設(shè)備配送計劃生成，保障任務(wù)完成準(zhǔn)備的時限等方面。

3.3.3 物流路徑勘測巡查

學(xué)員根據(jù)教員的指導(dǎo)，通過系統(tǒng)操作無人機(jī)掛載對應(yīng)的載具完成配置地域內(nèi)的地形、道路、水源、氣象等物資物流路徑的環(huán)境勘測、重要目標(biāo)巡檢、輸油管線巡查、地理環(huán)境測繪等訓(xùn)練，通過數(shù)據(jù)智能處理分析，快速發(fā)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場的意外事故以及智能識別定位異常情況。

3.3.4 保障路徑規(guī)劃訓(xùn)練

學(xué)員根據(jù)教員的指導(dǎo)，在完成物流路徑勘測巡查的情況下，結(jié)合預(yù)設(shè)的地圖信息繪制地圖，通過系統(tǒng)完成無人設(shè)備保障路徑規(guī)劃訓(xùn)練。其中，無人設(shè)備物資保障路徑規(guī)劃應(yīng)包括保障路徑的統(tǒng)一規(guī)劃、分段式制訂和路線實時調(diào)控等功能。系統(tǒng)應(yīng)具備一系列可視化的編輯工具，在路徑規(guī)劃訓(xùn)練的過程中應(yīng)可以通過可視化的拖拽方式對無人機(jī)、無人車等無人化裝備進(jìn)行配置。

3.3.5 物資配送實施

無人機(jī)物資投送。學(xué)員在指定場所，按照訓(xùn)練作業(yè)的要求，完成物資模塊在無人機(jī)上的快速掛載、卸載等操作，并操作無人設(shè)備運輸物資，可以選擇按照預(yù)設(shè)路線飛行運輸，也可以采用實時操作的方式靈活機(jī)動地選擇路線進(jìn)行運輸。

3.3.6 無人機(jī)跨域協(xié)同物資配送

學(xué)員在指定場所，按照訓(xùn)練作業(yè)的要求，充分發(fā)揮無人機(jī)空中平臺機(jī)動靈活的優(yōu)勢和無人車地面平臺載荷支撐的優(yōu)勢，自主選配無人設(shè)備完成物資的快速裝載、載荷切換和卸載，并操作無人設(shè)備運輸物資，可以按照預(yù)設(shè)方案進(jìn)行載荷切換和路線制定，也可以采用實時操作的方式靈活機(jī)動地切換載荷并選擇合適的路線完成物資配送任務(wù)。

4 預(yù)期效果

建成完善后，能夠為軍事物流無人化研究提供理論研究場景及實訓(xùn)場地，其預(yù)期效益存在于兩個方面：一是提升物流專業(yè)學(xué)員的無人化物資保障能力，讓學(xué)員著眼未來需求，探索物流保障與無人化的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)員運用無人化手段實施無人化物資保障的組織能力，以提升保障信息化水平。二是為專業(yè)科研提供綜合服務(wù)平臺，可形成相關(guān)領(lǐng)域的綜合科研服務(wù)平臺，為各科研團(tuán)隊提供有效的服務(wù)和支撐。

5 結(jié) 語

通過無人化實驗室建設(shè)，加強(qiáng)綜合演練評價能力，能有效地解決物流專業(yè)學(xué)員畢業(yè)綜合實踐培養(yǎng)聚焦無人化發(fā)展趨勢的問題。旨在以“向就業(yè)需求實踐能力聚焦、向部隊靠攏”為基本出發(fā)點，明確物流專業(yè)學(xué)員的綜合實踐能力培養(yǎng)的能力需求、知識構(gòu)成體系，在此基礎(chǔ)上科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計“實踐性強(qiáng)，服務(wù)部隊”的培養(yǎng)體系，從教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新方面確保提高軍事物流專業(yè)學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)水平和質(zhì)量。軍事物流無人化物資保障實驗室的建設(shè)是一項復(fù)雜并需要與時俱進(jìn)的系統(tǒng)工程，還需不斷地探索和實踐。建立綜合性、開放式、有層次、有特色的無人化物資保障實驗室，能更好地激發(fā)創(chuàng)造潛力、實踐能力和創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)無人化物資保障專業(yè)人才。