基于物联网技术的空中进攻作战战场保障系统构建

引言

作为互联网的延伸和拓展，物联网(TheInternet of Things,IOT)借助各种信息传感设备(射频识别装置、红外感应装置和全球定位系统等)将物品按照约定的协议与互联网连接起来，不仅可以自动、实时地对物品进行识别、定位、跟踪和监管，还能实现人与物、物与物之间的信息传输和交换。

物联网的关键性应用技术包括射频识别(RFID)技术、传感器网络技术、物物通信技术(M2M)、智能技术(SmartTechnologies)和纳米技术等，在军事领域都具有重要应用价值。物联网技术在军事上的应用简称军事物联网，其最核心的问题是明确军事需求。空中进攻作战是握有主动权一方的航空兵作战行动，空中进攻作战战场保障重在围绕战场态势感知、智能分析判断和行动过程控制等因素，使空中进攻作战战场保障系统实现全方位、全时域、全频谱的有效运行，提高空中进攻作战战场对己方的透明度，全面提升基于信息系统的体系作战保障能力。物联网技术有助于实现空中进攻作战战场保障系统指挥的信息化、战场保障手段的技术化和战场物资保障的精确化，对于全面提升空中进攻作战战场保障系统的作战保障效能具有重要意义。

1空中进攻作战战场保障的特点

空中进攻作战，是空军作战集团在其他军兵种的协同下,为达成一定的战略、战役目的，按照统一的企图和计划，在一定空间和时间内对敌实施的一系列以空中突击为主的作战行动叫空中进攻作战是深入敌区的作战，对战场保障依赖性大，要求高。军事高技术的发展运用，不仅促进了空中进攻作战能力的提高,而且也使空中进攻作战战场保障出现了一些新的特点。

1.1空中进攻作战要求战场保障指挥信息化

空中进攻作战战场保障指挥的正确与否，将直接影响空中进攻作战装备保障任务的完成。及时、准确地掌握空中进攻作战战场保障指挥信息，是空中进攻作战战场保障指挥员正确进行指挥决策的基础。空中进攻作战中不确定因素多、局势变化快、机动方式多样，战场情况难以预设，作战规模难以确定，作战持续时间模糊不清[6]o因此，对于作战中物资消耗量的预计，物资预置地点的选择，运输工具、线路的安排等,均没有比较稳定的依据，呈现出不规律性，从而使战场保障任务预测的盖然性增大。这也就要求战场保障随着作战进程的变化而变化，其依据是战场保障需求信息以及战场保障过程信息的及时采集、传输与处理。

实践证明，空中进攻作战战场保障指挥决策的过程，实质上就是空中进攻作战战场保障指挥员及其指挥机关进行信息收集、传递、处理、使用和反馈的过程，能否及时、系统、准确地获得可靠的空中进攻作战战场保障指挥信息，直接关系着空中进攻作战战场保障指挥的正确与否。信息需要具有及时性、准确性和系统性叫为此，要求空中进攻作战战场保障指挥员在空中进攻作战战场保障指挥活动中，应采取各种手段和措施,尤其应注意运用先进信息技术手段实时地获取有关指挥信息并快速传递和处理，为实施正确的指挥决策奠定基础。

1.2空中进攻作战要求战场保障手段技术化

空中进攻作战的基本手段是空中突击，即集中航空兵力、火力，对敌目标实施迅疾、猛烈的轰炸和打击，以达成战略、战役的目的。为了确保空中突击任务取得胜利，各种空中优势武器装备将投入战场，这些高新技术武器装备是微电子技术、光电技术、电子对抗技术、制导技术、纳米技术等最新科技领域的先进技术的集成，其技术保障也涉及微电子技术、生物技术、电子对抗技术、隐身技术、制导技术和定向能技术等许多新技术领域凯空中进攻作战装备的高技术密度和高技术难度，决定了战场装备技术保障的高技术难度。

高技术战争条件下，进行空中进攻作战任务时，武器装备在遭到“硬”毁伤的同时，更可能受到由电磁、计算机病毒等导致的“软”毁伤，战场装备技术保障不仅要解决大量的硬件技术问题，还要解决许多软件方面的技术难题。武器装备损伤机理的增多，提高了战场装备技术保障的难度。

现代空中进攻作战，不仅是大机群、多兵(机)种空军内部多机种的协同作战，还可能与其他军、兵种部队进行更高层次的合同作战。作战力量的多元化，使得作战装备的技术管理和控制以及技术保养和维修趋于复杂化，战场保障越来越依赖于各种各样的技术保障装备，对技术保障装备的操作、使用和维修也增加了战场保障的技术难度。

1.3空中进攻作战要求战场物资保障精确化

空军作战飞机的速度、高度、续航能力的提高，带来了空中进攻作战活动范围的扩大，未来空中进攻作战的战场甚至可能到达大气层以外的宇宙空间。无论是纵向空间还是横向空间，空中进攻作战战场保障力量的分布都大大超出了传统的战场范围，要想在广阔的空间、超视距的范围内实施空中进攻作战战场的物质保障活动，就必须建立全面、快速、有效的立体化、精确化战场保障体系，从补给、运输、维修等各个方面实现战场物资的按需保障，在准确的时间和准确的地点,为准确的对象提供精确的保障。

空中进攻作战强调速战速决，军事行动的速度加快，战斗进程缩短，战机稍纵即逝。要保持对敌高强度的空中打击压力，保证连续突击的兵力密度，满载武器弹药出动，实施“饱和轰炸”和精确打击，更加依赖空中进攻作战战场的物资保障与空中进攻达成密切协调和同步行动。建立精干、灵活、快捷、精确的空中进攻作战战场物资保障体系,可为作战部队提供快速、多维、远程、持续的精确保障。

空中进攻作战装备具有高强度、高速度、高消耗的使用特点，对战场物资保障依存度高，在装备保障对象、保障力量多元和保障资源有限的情况下，尤其是首次突击的军械(弹药)保障任务、战伤飞机抢救抢修、装备防护等任务十分繁重的情况下，必须最大限度地发挥战场保障的整体效能，合理使用各种保障力量，建立科学的保障体系，实施快速、多维、远程、持续的精确化保障。

2物联网技术在空中进攻作战战场保障系统中的应用

在空中进攻作战战场上,物联网的三类主要功能是智能识别、智能监测、定位跟踪，可应用于战场指挥、战场环境监测、战场感知、目标跟踪定位、人员车辆的监测与控制以及武器装备智能化等各个方面。

2.1空中进攻作战战场保障指挥系统

物联网是典型的M2M系统，它能够将各种信息终端与固网、无线移动网、互联网、广电网和各种其他专网进行有效的连接，从而实现人与人(P2P)、人与机器(P2M)之间广泛的通信和信息交流，更好地将情报、侦察、监视、预警、指挥等各种保障装备及平台连接成一体化的网络系统。借助智能传感器技术，保障指挥人员和机构可以实时获取战场情报，精确感知装备技术保障和物资保障需求，对保障指挥做出科学决策，并可通过互联的智能传感器网络，将保障指挥意图和命令延伸或直接传递给一线的保障单元，使战场保障指挥更加灵活、高效。

基于以上特点，针对空中进攻作战对战场保障指挥信息化的需求，通过物联网先进信息技术途径，建立以智能决策、智能分析、数据挖掘、全要素管理为主要功能的信息化空中进攻作战战场保障指挥信息系统，以用于为战场保障指挥提供快速信息流交互，从而使作战系统内各个作战单元间能够快速传递作战信息以及战场保障需求信息，其系统框图如图1所示。也可以通过嵌入各类智能化终端、复杂计算软件和专家决策系统等，提高空中进攻作战战场保障指挥控制的精度、速度和敏捷度，提升战场保障指挥控制能力，确保空中进攻作战战场保障指挥员可以对战场保障进行实时动态控制，对装备保障需求进行精确评估。同时，还可以采用云计算对由物联网感知层采集的海量信息进行智能化处理，以提升战场保障指挥控制的速度、精度与敏捷度，确保空中进攻作战战场保障决策指挥控制可以异地、同步进行。

图1空中进攻作战战场保障指挥系统框图

2.2空中进攻作战战场感知系统

物联网军事应用的优势还在于其可以在更高层次上实现战场感知的精确化、系统化和智能化。战场感知(BattlefieldAwareness，BA)是指参战部队和支援保障部队对战场空间内敌、我、友各方的兵力部署、武器配备和战场环境(如地理环境、气象和核生化环境)等信息的实时感知和掌握过程。战场感知系统可以把过去在战场上需要几小时乃至更长时间才能完成处理、传送和利用的信息，缩短到在分、秒内，甚至同步完成。战场感知除了可以完成传统的侦察、监视、情报获取、目标指示与毁伤评估等功能外，它的最大特点在于能够实现信息共享和信息资源的管理与控制。

可以采用物联网技术建立起空中进攻作战战场从传感器到指挥员的自动感知→数据传输→指挥决策的全要素、全过程战场感知系统，其系统框图如图2所示。

借助于形式多样的物联网感知层终端设备，基于物联网技术的空中进攻作战战场感知系统可以测量战场环境中的热辐射、红外辐射、电磁辐射等多种信号，侦察敌方作战和保障力量的部署、运动，实时感知战场的地理环境、大气环境和电磁环境等。物联网感知设备既可以在复杂核、生、化环境中工作，又可以在水下或者空中实施监控，因此可以通过多个战场感知节点网的密切协调，构建起海、陆、空、天以及电磁多维一体的战场感知网，实现对空中进攻作战战场的全域感知和监控。基于物联网技术的各种战场感知设备之间还可以进行信息交互，实现战场信息的高度融合和共享，有利于获取持续的空中进攻作战战场态势信息及对作战和保障全过程进行实时监控。

2.3空中进攻作战战场物资保障系统

物联网的诸如物体标识及追踪、通信、网络融合等新型信息技术的应用，不仅可以为自动获取在储、在运、在筹和在用战场保障物资信息提供高效、灵活的信息渠道，其极强的抗干扰和抗攻击的非线性结构特征，也有助于空中进攻作战复杂战场环境下物资保障行动的组织和管理（如物资运输路径的设定与优化，沿途运输任务的布置等）。基于物联网的战场物资保障系统可以把空中进攻作战战场保障行动与整个空中进攻作战行动及战场环境有效融合，使保障指挥人员根据作战进程和战场环境变化，有效控制战场物资保障行动，向作战部队提供适时、适量的战场物资保障，实现保障行动与作战行动及战场环境的一体化，极大地增强战场保障行动的灵活性、有效性和精确性。

可以在各类战场保障物资上附加统一的电子标签，采用射频识别技术（RFID）、二维条码技术和智能传感技术建成如图3所示的空中进攻作战战场物资保障系统，对空中进攻作战战场物资在储、在运、在筹和在用状态实现自动感知与控制。通过移动式或便携式读写器对战场保障物资进行自动识别和定位分类，并实时采集和更新物资存储、运输、使用的信息。根据物资保障系统的实时信息流，保障指挥控制中心可以准确控制战场保障的人员流与物资流，在准确的时间、准确的地点向空中进攻作战部队提供数量准确的补给，避免多余的物资涌向作战地域，实现精确保障。

图3空中进攻作战战场物资保障系统框图

此外，基于物联网技术的空中进攻作战战场物资保障系统还能将物资保障信息与战场感知节点的信息进行融合，根据战场环境的变化，自主协调、控制战场物资保障行动，实现自适应需求保障。

3结语

目前，广义的物联网在我国的发展尚处于起步阶段，特殊用途的专用物联网已经在一定范围内得到应用，特别是在军事领域中，国内有部分高校和军队科研机构已经结合部队需求，在军用车辆管理、哨兵执勤管理、军事试验装备管理、军用危险品仓储管理、军事物流MIS可视化集成管理等方面进行了研究和探索。尽管物联网军事应用面临的技术标准、通信协议、信息安全等方面的技术问题仍有待于进一步解决,但信息化战争条件下，物联网信息技术的浪潮必将对革新作战和保障方式，促发新的军事变革产生深远的影响。

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