物联网技术伴随着互联网技术的发展也随之发展起来,在许多领域都得到广泛应用,本文着重探讨物联网技术在军事领域的应用。
《物联网技术》杂志是目前国内第一本经国家新闻出版总署批准,手续齐全的物联网专业科技期刊。物联网是继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次革命,据美国独立市场研究机构Forreter预测,物联网所带来的产业价值要比互联网大30倍,将形成下一个上万亿元规模的高科技市场。
物联网技术是继互联网后信息技术的又一次革命性创新,它将传统的信息通信网络延伸到了更为广泛的物理世界,对经济发展和社会生活产生了深远影响[1]。经过十几年的发展,物联网技术已经在一些民用和军用领域得到应用,包括智能电网、智能交通、智能家居、智慧营区和军事物流等诸多领域[2-5]。
针对海军军械信息化建设问题,对物联网技术在军械保障中的应用进行了需求分析,详细分析了物联网技术在军械资产管理、环境(设施)监控、人员管理和作业活动管理中的需求和应用点,对物联网技术在军械保障中的推广应用具有重要的技术指导意义。
目前,部队装备物资的信息化管理是我军整体信息化建设的薄弱环节,部队现行的武器装备管理模式已不适应未来战争对于装备快速、准确保障的要求。利用信息技术手段实现对武器装备质量信息的智能管理,节约管理成本,提高管理效益已成为非常紧迫的形势要求[6]。
自2010年起,我海军开始推动军械信息化建设,经过几年的建设,在信息化基础性研究与建设上取得了初步成效,也为物联网技术在军械信息化建设中的应用提供了理论与基础平台。基于此,本文对物联网在海军军械保障中的应用需求进行分析,以期为物联网技术在军械管理中的推广应用提供必要的技术指导。
1军械保障任务信息分析
军械信息化建设中物联网的应用需求可以从不同角度划分,各个角度的应用相互渗透相互交叉。从信息时间性(此时间指信息从感知终端传至控制平台后有人工采取措施的时间)的重要程度来划分,可分为安全类、调节控制类以及监测控制类等,从应用对象来分,军械物联网应用涉及军械资产、环境(设施)、人员以及作业活动等管控;从军械保障任务性质来分,物联网可应用于军械保障的“供”、“管”、“修”、“训”四大领域等[7];而应用形式中的各个种类的信息时间性又分为不同的重要程度,这即是不同维度划分的形式的渗透。从信息时间性的重要程度的角度划分种类如表1所列。
表1中,安全类应用中的物联网监测量一般为0/1量,例如一些安全类装置的开关量,或者一些信号灯的亮暗情况等;而调节控制类应用中,一些物理量的闭环调节控制即为自反馈调节控制类,而需人工采取措施调节的,即为人工调节控制类应用;而监测控制类应用一般实现数据采集、存储或传输的作用,例如一些环境物理量的本地存储及远程传输的情况。
针对不同对象的物联网应用,其信息时间性的重要程度又各有不同,对于它们之间的交叉关系所作的分析如表2所列。
如表2所列,在军械资产管理的应用中,物联网前端设备主要用于记载和监控军械装备、器材及法规资料等的数量、位置和状态信息,这些信息有的需及时上载,有的需做本地记录;在环境监测控制中的应用中,一般对应环境物理量的实时监测控制较多,其物联网前端感知设备采集的信息可本地存储或通过无线传感网、通信网等手段传至远端数据存储、分析中心进行分析处理,这些信息一般为慢变量,其时间性相对较低;而对于人员的情况,物联网前端设备主要用于采集人员数量、人体体征/身份及位置等信息,这些信息需及时传输至人员管控中心;作业活动的情况一般较为复杂,它综合了众多方面,如物资资产、环境、人员等,因此其采集信息的时间性分布于各个层次。
2军械资产管理
在军械保障领域,资产管理对物联网的应用需求十分广泛。其需求可大致分为两类:
一类是资产的供应管理与追踪。正如物流业等对在运物品的追踪管理方面应用物联网,可体现其多种优势[8,9]。物联网的此方面的应用可以提高传统人工方式登记、盘点军械物资的效率,提高物资在检查节点的通过率,将事后登记改为实时登记,提高信息的实时性,可以做到实时的管控和准确的信息查询,保证了信息与实物相符,可以解决类似账物不符和盘点困难等问题;
另一类是对军械资产本身的智能化控制。如通过可提高传统军械物资的智能性促使军械资产的日常管理、使用管理与维修管理,以提高装备保障工作效率等,对于物资的追踪管理一般对于信息的时间性要求较高,即系统需实时追踪物资的位置信息,此类应用为第二级应用;而对于其他关于物资自身智能化的应用则对信息的时间性要求不高,属第四、五级应用。对于军械资产管理为主的物联网应用可推广的应用点可简单分为以下几方面:
(1)装备及器材供应管理与追踪
主要指对军械装备和器材的在保障业务活动全寿命周期的管理[10]。对于频繁移动、借调、使用等资产,通过实时记录装备器材进出仓储库房的时间、现场快速盘点等,解决现有资产管理中账物不符、无法快速确定所需资产所处位置等情况;可以自动记录装备的使用情况,通过物联网前端设备自动记录使用人、使用时间和装备使用前后的状态;还实现装备自动维护保养预警、危险性预警等。对于装备、器材交付交接、出入库交接还可实现不开箱读取其信息等功能。此外,还可进行危险品追踪管理、物资运输车辆全程追踪管理、维修装备的追踪管理等;
(2)技术资料与法规的管理
对于各级军械保障单位的技术资料室、档案室、图书室等必须保存大量原始凭证、文件等纸制资料,随着时间的推移,技术资料的查找和清点变得异常复杂,寻找原始档案往往要耗费大量时间,许多档案无法及时找到或遗失,因此,利用物联网技术能够准确地定位技术资料、法规及档案的准确位置,有效解决技术资料及档案的查找、查询、查新等管理问题;
(3)军械保障车辆及通用车辆的管理
通过对车辆进行标识,实现车辆的快速验证,如ETC不停车快速通关、进出营区车辆的出入管理、外出车辆使用追踪管理等[11]。如智能阻止不假外出车辆,实时跟踪外出车辆的行驶路线及车辆运行情况,有效监管车辆的行驶安全;(4)智能化装备
对各类装备可加入识别装置和控制装置,连入军械物联网,并通过自动控制规则或人机交互,使之成为智能化产品,如可通过网络进行管控的智能装备能够自动进行状态检查并定期提交质量报告,以及自动提出维修申请的智能装备、能够识别主人的智能枪械、能够智能识别敌我的智能武器等。
3环境(设施)监控
装备贮存库内及装备运输途中,大气温湿度及其它有害气体等环境条件对于军械装备质量具有重大影响。因此,就军械装备安全角度出发,物联网应用中对于这些环境信息的监控需求是较为广泛的。
对于环境监控为主的物联网应用可推广的应用点可简单规划为以下几方面:
(1)环境监测
如水位监测、有害气体(氡气)监测、防火监测、水源污染监测、金属探测等[12]。
(2)节能控制
如根据光线情况自动控制路灯开关、根据温度情况自动控制空调以达到节能的目的。
(3)智能化安全管理
机房环境监测控制(根据烟感、雨水、温度等自动控制和报警)、军械物资的仓储管理(按照装备贮存的温湿度要求,根据温湿度自动控制通风、除湿设备开机和重要阀值报警)、智能安防系统(根据红外触发现场装置并报警)等。
4人员管理
人员管理在军械保障领域存在普遍的需求,在某些场合,对特定人员进行管理,具体来讲即对其进行身份识别、位置监控、特定位置停留时间甚至其体征信息等信息的实时监控,也是军械物联网的重要应用方向。
对于人员管理为主的军械物联网应用可推广的应用点可简单分为以下几方面:
(1)特殊人群的区域管理
如对需进入重要涉密场所的临时人员、参观见习的外单位人员设定活动区域,一旦在规定时间,超出区域或消失则进行现场和后台报警,支持人员与后台、人员与人员之间的互动。
(2)人员巡检监督管理
如大型洞库的设施设备巡检、安防巡检管理,自动记录人员到达现场的时间,确保巡检制度执行到位。
(3)作业活动安全管理
如执行重大任务现场,实现对具体岗位人员、总人数、所在位置的实时精确管理,确保对现场状况的了解,确保现场人员部署到位,保障人员安全。
(4)人员签到离场管理
通过与门禁相结合,可实现参加重大活动以及上班期间人员签到离场的自动化统计管理;与人场体温即时检测相结合,可以实现发热人群自动统计报警。
此类应用采集的数据一般可包括人员身份、出现的区域.、停留的时间,以及现场人员的其他相关信息如体温、脉搏、现场视频等。通过此类信息的采集,可帮助完成对人在现场活动的实时监测、控制,帮助管理者实现对大量人员的精细化、智能化、自动化管理。因此,在人员管理的场景对于军械物联网的应用需求也十分广泛。
5作业活动管理
在军械保障领域,围绕装备保障的作业活动主要包括军械装备的接装运输、装备的技术准备/等级转进、装备的维修[13-15]、装备的日常维护、装设备的出入库等。对于类似制造业生产的流水过程中,各环节也需要智能化的高效管理,而此处也是物联网的优势应用领域。
物联网在作业活动管理方面具有众多优势,其可以推广的应用点大致分为以下几个方面:
(1)作业环境监测
对作业环境进行实时监测及记录,可保证作业安全及作业完成的质量。作业环境监测包括如技术阵地温湿度、有害气体浓度、通风等参数监测等多个方面;
(2)作业人员管理
作业人员管理包含上述人员管理中的几个方面,例如技术阵地作业的人员出入管理、总数管理,技术准备岗位人员的精确定位,以及技术阵地的人员巡检监督管理等;再如装备接装运输过程上下车辆的人员管理、总数管理,安保人员的岗位部署精确定位,以及列车保障人员巡检监督管理等;
(3)作业工具管理
作业工具类型及管理方式依作业类型不同而变化,例如导弹等级转进过程的工装工具的统一追踪管理,技术阵地设施设备维修工具的统一存放、使用管理以及技术准备保障装备、设备的定位管理等;
(4)作业流程管理
物联网应用于作业流程管理可提高作业活动的信息化水平,从而提高作业活动的整体效率及质量等级。具体应用如导弹技术准备进程管理,军械物资的入库、出库及军械仓库的库房管理等。
6结语
本文从军械资产管理、环境(设施)监控、人员管理以及作业活动管理四个方面对物联网技术在海军军械保障中的应用需求进行了分析,充分说明了物联网技术在军械保障中具有普遍的需求,是当前及未来军械保障信息化的重要技术手段。物联网技术在军械信息化领域的应用,必将会对海军军械保障的保障理念、保障手段、保障模式和保障活动等诸多方面产生深远的影响。
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