基于物聯(lián)網(wǎng)技術的空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障系統(tǒng)構建
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引言
作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和拓展,物聯(lián)網(wǎng)(TheInternet of Things,IOT)借助各種信息傳感設備(射頻識別裝置、紅外感應裝置和全球定位系統(tǒng)等)將物品按照約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,不僅可以自動、實時地對物品進行識別、定位、跟蹤和監(jiān)管,還能實現(xiàn)人與物、物與物之間的信息傳輸和交換。
物聯(lián)網(wǎng)的關鍵性應用技術包括射頻識別(RFID)技術、傳感器網(wǎng)絡技術、物物通信技術(M2M)、智能技術(SmartTechnologies)和納米技術等,在軍事領域都具有重要應用價值。物聯(lián)網(wǎng)技術在軍事上的應用簡稱軍事物聯(lián)網(wǎng),其最核心的問題是明確軍事需求??罩羞M攻作戰(zhàn)是握有主動權一方的航空兵作戰(zhàn)行動,空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障重在圍繞戰(zhàn)場態(tài)勢感知、智能分析判斷和行動過程控制等因素,使空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障系統(tǒng)實現(xiàn)全方位、全時域、全頻譜的有效運行,提高空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場對己方的透明度,全面提升基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)保障能力。物聯(lián)網(wǎng)技術有助于實現(xiàn)空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障系統(tǒng)指揮的信息化、戰(zhàn)場保障手段的技術化和戰(zhàn)場物資保障的精確化,對于全面提升空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障系統(tǒng)的作戰(zhàn)保障效能具有重要意義。
1空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障的特點
空中進攻作戰(zhàn),是空軍作戰(zhàn)集團在其他軍兵種的協(xié)同下,為達成一定的戰(zhàn)略、戰(zhàn)役目的,按照統(tǒng)一的企圖和計劃,在一定空間和時間內對敵實施的一系列以空中突擊為主的作戰(zhàn)行動叫空中進攻作戰(zhàn)是深入敵區(qū)的作戰(zhàn),對戰(zhàn)場保障依賴性大,要求高。軍事高技術的發(fā)展運用,不僅促進了空中進攻作戰(zhàn)能力的提高,而且也使空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障出現(xiàn)了一些新的特點。
1.1空中進攻作戰(zhàn)要求戰(zhàn)場保障指揮信息化
空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮的正確與否,將直接影響空中進攻作戰(zhàn)裝備保障任務的完成。及時、準確地掌握空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮信息,是空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮員正確進行指揮決策的基礎。空中進攻作戰(zhàn)中不確定因素多、局勢變化快、機動方式多樣,戰(zhàn)場情況難以預設,作戰(zhàn)規(guī)模難以確定,作戰(zhàn)持續(xù)時間模糊不清[6]o因此,對于作戰(zhàn)中物資消耗量的預計,物資預置地點的選擇,運輸工具、線路的安排等,均沒有比較穩(wěn)定的依據(jù),呈現(xiàn)出不規(guī)律性,從而使戰(zhàn)場保障任務預測的蓋然性增大。這也就要求戰(zhàn)場保障隨著作戰(zhàn)進程的變化而變化,其依據(jù)是戰(zhàn)場保障需求信息以及戰(zhàn)場保障過程信息的及時采集、傳輸與處理。
實踐證明,空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮決策的過程,實質上就是空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮員及其指揮機關進行信息收集、傳遞、處理、使用和反饋的過程,能否及時、系統(tǒng)、準確地獲得可靠的空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮信息,直接關系著空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮的正確與否。信息需要具有及時性、準確性和系統(tǒng)性叫為此,要求空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮員在空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮活動中,應采取各種手段和措施,尤其應注意運用先進信息技術手段實時地獲取有關指揮信息并快速傳遞和處理,為實施正確的指揮決策奠定基礎。
1.2空中進攻作戰(zhàn)要求戰(zhàn)場保障手段技術化
空中進攻作戰(zhàn)的基本手段是空中突擊,即集中航空兵力、火力,對敵目標實施迅疾、猛烈的轟炸和打擊,以達成戰(zhàn)略、戰(zhàn)役的目的。為了確??罩型粨羧蝿杖〉脛倮鞣N空中優(yōu)勢武器裝備將投入戰(zhàn)場,這些高新技術武器裝備是微電子技術、光電技術、電子對抗技術、制導技術、納米技術等最新科技領域的先進技術的集成,其技術保障也涉及微電子技術、生物技術、電子對抗技術、隱身技術、制導技術和定向能技術等許多新技術領域凱空中進攻作戰(zhàn)裝備的高技術密度和高技術難度,決定了戰(zhàn)場裝備技術保障的高技術難度。
高技術戰(zhàn)爭條件下,進行空中進攻作戰(zhàn)任務時,武器裝備在遭到“硬”毀傷的同時,更可能受到由電磁、計算機病毒等導致的“軟”毀傷,戰(zhàn)場裝備技術保障不僅要解決大量的硬件技術問題,還要解決許多軟件方面的技術難題。武器裝備損傷機理的增多,提高了戰(zhàn)場裝備技術保障的難度。
現(xiàn)代空中進攻作戰(zhàn),不僅是大機群、多兵(機)種空軍內部多機種的協(xié)同作戰(zhàn),還可能與其他軍、兵種部隊進行更高層次的合同作戰(zhàn)。作戰(zhàn)力量的多元化,使得作戰(zhàn)裝備的技術管理和控制以及技術保養(yǎng)和維修趨于復雜化,戰(zhàn)場保障越來越依賴于各種各樣的技術保障裝備,對技術保障裝備的操作、使用和維修也增加了戰(zhàn)場保障的技術難度。
1.3空中進攻作戰(zhàn)要求戰(zhàn)場物資保障精確化
空軍作戰(zhàn)飛機的速度、高度、續(xù)航能力的提高,帶來了空中進攻作戰(zhàn)活動范圍的擴大,未來空中進攻作戰(zhàn)的戰(zhàn)場甚至可能到達大氣層以外的宇宙空間。無論是縱向空間還是橫向空間,空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障力量的分布都大大超出了傳統(tǒng)的戰(zhàn)場范圍,要想在廣闊的空間、超視距的范圍內實施空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場的物質保障活動,就必須建立全面、快速、有效的立體化、精確化戰(zhàn)場保障體系,從補給、運輸、維修等各個方面實現(xiàn)戰(zhàn)場物資的按需保障,在準確的時間和準確的地點,為準確的對象提供精確的保障。
空中進攻作戰(zhàn)強調速戰(zhàn)速決,軍事行動的速度加快,戰(zhàn)斗進程縮短,戰(zhàn)機稍縱即逝。要保持對敵高強度的空中打擊壓力,保證連續(xù)突擊的兵力密度,滿載武器彈藥出動,實施“飽和轟炸”和精確打擊,更加依賴空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場的物資保障與空中進攻達成密切協(xié)調和同步行動。建立精干、靈活、快捷、精確的空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場物資保障體系,可為作戰(zhàn)部隊提供快速、多維、遠程、持續(xù)的精確保障。
空中進攻作戰(zhàn)裝備具有高強度、高速度、高消耗的使用特點,對戰(zhàn)場物資保障依存度高,在裝備保障對象、保障力量多元和保障資源有限的情況下,尤其是首次突擊的軍械(彈藥)保障任務、戰(zhàn)傷飛機搶救搶修、裝備防護等任務十分繁重的情況下,必須最大限度地發(fā)揮戰(zhàn)場保障的整體效能,合理使用各種保障力量,建立科學的保障體系,實施快速、多維、遠程、持續(xù)的精確化保障。
2物聯(lián)網(wǎng)技術在空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障系統(tǒng)中的應用
在空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場上,物聯(lián)網(wǎng)的三類主要功能是智能識別、智能監(jiān)測、定位跟蹤,可應用于戰(zhàn)場指揮、戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測、戰(zhàn)場感知、目標跟蹤定位、人員車輛的監(jiān)測與控制以及武器裝備智能化等各個方面。
2.1空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)是典型的M2M系統(tǒng),它能夠將各種信息終端與固網(wǎng)、無線移動網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)和各種其他專網(wǎng)進行有效的連接,從而實現(xiàn)人與人(P2P)、人與機器(P2M)之間廣泛的通信和信息交流,更好地將情報、偵察、監(jiān)視、預警、指揮等各種保障裝備及平臺連接成一體化的網(wǎng)絡系統(tǒng)。借助智能傳感器技術,保障指揮人員和機構可以實時獲取戰(zhàn)場情報,精確感知裝備技術保障和物資保障需求,對保障指揮做出科學決策,并可通過互聯(lián)的智能傳感器網(wǎng)絡,將保障指揮意圖和命令延伸或直接傳遞給一線的保障單元,使戰(zhàn)場保障指揮更加靈活、高效。
基于以上特點,針對空中進攻作戰(zhàn)對戰(zhàn)場保障指揮信息化的需求,通過物聯(lián)網(wǎng)先進信息技術途徑,建立以智能決策、智能分析、數(shù)據(jù)挖掘、全要素管理為主要功能的信息化空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮信息系統(tǒng),以用于為戰(zhàn)場保障指揮提供快速信息流交互,從而使作戰(zhàn)系統(tǒng)內各個作戰(zhàn)單元間能夠快速傳遞作戰(zhàn)信息以及戰(zhàn)場保障需求信息,其系統(tǒng)框圖如圖1所示。也可以通過嵌入各類智能化終端、復雜計算軟件和專家決策系統(tǒng)等,提高空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮控制的精度、速度和敏捷度,提升戰(zhàn)場保障指揮控制能力,確??罩羞M攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮員可以對戰(zhàn)場保障進行實時動態(tài)控制,對裝備保障需求進行精確評估。同時,還可以采用云計算對由物聯(lián)網(wǎng)感知層采集的海量信息進行智能化處理,以提升戰(zhàn)場保障指揮控制的速度、精度與敏捷度,確??罩羞M攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障決策指揮控制可以異地、同步進行。
圖1空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障指揮系統(tǒng)框圖
2.2空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場感知系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)軍事應用的優(yōu)勢還在于其可以在更高層次上實現(xiàn)戰(zhàn)場感知的精確化、系統(tǒng)化和智能化。戰(zhàn)場感知(BattlefieldAwareness,BA)是指參戰(zhàn)部隊和支援保障部隊對戰(zhàn)場空間內敵、我、友各方的兵力部署、武器配備和戰(zhàn)場環(huán)境(如地理環(huán)境、氣象和核生化環(huán)境)等信息的實時感知和掌握過程。戰(zhàn)場感知系統(tǒng)可以把過去在戰(zhàn)場上需要幾小時乃至更長時間才能完成處理、傳送和利用的信息,縮短到在分、秒內,甚至同步完成。戰(zhàn)場感知除了可以完成傳統(tǒng)的偵察、監(jiān)視、情報獲取、目標指示與毀傷評估等功能外,它的最大特點在于能夠實現(xiàn)信息共享和信息資源的管理與控制。
可以采用物聯(lián)網(wǎng)技術建立起空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場從傳感器到指揮員的自動感知→數(shù)據(jù)傳輸→指揮決策的全要素、全過程戰(zhàn)場感知系統(tǒng),其系統(tǒng)框圖如圖2所示。
借助于形式多樣的物聯(lián)網(wǎng)感知層終端設備,基于物聯(lián)網(wǎng)技術的空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場感知系統(tǒng)可以測量戰(zhàn)場環(huán)境中的熱輻射、紅外輻射、電磁輻射等多種信號,偵察敵方作戰(zhàn)和保障力量的部署、運動,實時感知戰(zhàn)場的地理環(huán)境、大氣環(huán)境和電磁環(huán)境等。物聯(lián)網(wǎng)感知設備既可以在復雜核、生、化環(huán)境中工作,又可以在水下或者空中實施監(jiān)控,因此可以通過多個戰(zhàn)場感知節(jié)點網(wǎng)的密切協(xié)調,構建起海、陸、空、天以及電磁多維一體的戰(zhàn)場感知網(wǎng),實現(xiàn)對空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場的全域感知和監(jiān)控。基于物聯(lián)網(wǎng)技術的各種戰(zhàn)場感知設備之間還可以進行信息交互,實現(xiàn)戰(zhàn)場信息的高度融合和共享,有利于獲取持續(xù)的空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場態(tài)勢信息及對作戰(zhàn)和保障全過程進行實時監(jiān)控。
2.3空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場物資保障系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)的諸如物體標識及追蹤、通信、網(wǎng)絡融合等新型信息技術的應用,不僅可以為自動獲取在儲、在運、在籌和在用戰(zhàn)場保障物資信息提供高效、靈活的信息渠道,其極強的抗干擾和抗攻擊的非線性結構特征,也有助于空中進攻作戰(zhàn)復雜戰(zhàn)場環(huán)境下物資保障行動的組織和管理(如物資運輸路徑的設定與優(yōu)化,沿途運輸任務的布置等)?;谖锫?lián)網(wǎng)的戰(zhàn)場物資保障系統(tǒng)可以把空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場保障行動與整個空中進攻作戰(zhàn)行動及戰(zhàn)場環(huán)境有效融合,使保障指揮人員根據(jù)作戰(zhàn)進程和戰(zhàn)場環(huán)境變化,有效控制戰(zhàn)場物資保障行動,向作戰(zhàn)部隊提供適時、適量的戰(zhàn)場物資保障,實現(xiàn)保障行動與作戰(zhàn)行動及戰(zhàn)場環(huán)境的一體化,極大地增強戰(zhàn)場保障行動的靈活性、有效性和精確性。
可以在各類戰(zhàn)場保障物資上附加統(tǒng)一的電子標簽,采用射頻識別技術(RFID)、二維條碼技術和智能傳感技術建成如圖3所示的空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場物資保障系統(tǒng),對空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場物資在儲、在運、在籌和在用狀態(tài)實現(xiàn)自動感知與控制。通過移動式或便攜式讀寫器對戰(zhàn)場保障物資進行自動識別和定位分類,并實時采集和更新物資存儲、運輸、使用的信息。根據(jù)物資保障系統(tǒng)的實時信息流,保障指揮控制中心可以準確控制戰(zhàn)場保障的人員流與物資流,在準確的時間、準確的地點向空中進攻作戰(zhàn)部隊提供數(shù)量準確的補給,避免多余的物資涌向作戰(zhàn)地域,實現(xiàn)精確保障。
圖3空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場物資保障系統(tǒng)框圖
此外,基于物聯(lián)網(wǎng)技術的空中進攻作戰(zhàn)戰(zhàn)場物資保障系統(tǒng)還能將物資保障信息與戰(zhàn)場感知節(jié)點的信息進行融合,根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境的變化,自主協(xié)調、控制戰(zhàn)場物資保障行動,實現(xiàn)自適應需求保障。
3結語
目前,廣義的物聯(lián)網(wǎng)在我國的發(fā)展尚處于起步階段,特殊用途的專用物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在一定范圍內得到應用,特別是在軍事領域中,國內有部分高校和軍隊科研機構已經(jīng)結合部隊需求,在軍用車輛管理、哨兵執(zhí)勤管理、軍事試驗裝備管理、軍用危險品倉儲管理、軍事物流MIS可視化集成管理等方面進行了研究和探索。盡管物聯(lián)網(wǎng)軍事應用面臨的技術標準、通信協(xié)議、信息安全等方面的技術問題仍有待于進一步解決,但信息化戰(zhàn)爭條件下,物聯(lián)網(wǎng)信息技術的浪潮必將對革新作戰(zhàn)和保障方式,促發(fā)新的軍事變革產(chǎn)生深遠的影響。
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