王 磊
(总后后勤科学研究所,北京 100071)
现代军事物流与传统军事物流相比,最大的区别就是引入了先进的信息技术。各种信息技术的应用研究是现代军事物流的重要议题。条形码、二维码、无线射频识别(RFID)、移动通信、卫星通信、地理信息系统(GIS)及卫星定位等信息技术的应用,使得现代军事物流的效率得到了大大的提升。目前,物联网技术的发展和应用,更是为现代军事物流增添了迅猛发展的助推剂。物联网将为现代军事物流体系的增效率、降成本、提精度等方面提供强有力的支撑。
物联网的英文名称是(IoT,Internet of Things),顾名思义,物联网就是“物物相连的网络”。物联网的最终目标是要将自然空间中的所有物体通过网络连接起来。物联网的核心和基础是网络,是在现有各种网络基础上延伸和扩展的网络,同时现实生活中的所有物体在物联网上都有对应的实体,可以说最终的物联网就是虚拟的、数字化的现实物理空间。
物联网的概念是麻省理工学院Auto-ID实验室的Ashton教授于1999年提出的。目前物联网的定义还没有完全统一,其普遍采用的定义[1]是:利用二维码、无线射频识别(RFID,Radio Frequency Identification Devices)、红外感应器、全球定位系统(GPS,Global Position System)、激光扫描器等各种感知技术和设备,使任何物体与网络相连,全面获取现实世界的各种信息,完成物与物、人与物的信息交互,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、管理和控制。
从物联网本质上看,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,使人与物智慧对话,创造一个智慧的世界[2-3]。
物联网具备 3个特点:①全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;②可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;③智能应用,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对天量(注:互联网中,人们常说海量数据,物联网的信息量比互联网大得多,因而这里将其称为天量数据)数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
从物联网的3个特点出发,业界将物联网分为3个层次,底层是感知世界的感知层,第 2层是数据传输的网络层,最上面则是应用层,如图1所示。
物流的概念诞生于军事领域,二战时期,美军为了高效、准确地将各种军用物资运送到战场上去,引入了物资配送理论,对军事物资实现有效的管理,取得了显著效果,在此基础上逐步发展提出了物流理论。战后物流理论飞速发展,在民用领域得到了广泛应用,其发展成果反过来又推动了军事物流的发展。
军事物流是对军用物资进行动态管理,通过对物流信息的处理,使军事物资的采集、包装、运输、存储、分拣等物流环节能够准确、高效、安全和可控。与社会物流相比,军事物流具有很强的特殊性,主要包括军事物资的专用性、物流信息安全保密性、物流管理严格性、物流运作缜密性、物流供需不均衡等方面[4]。
冷兵器时期的军事物流比较落后,基本局限于手拉肩扛、人背马驮的原始状态;工业革命之后的军事物流,从手工化发展到了机械化,包括了采集、包装、运输、存储、分拣等多个环节,其保障范围也从单一保障方式,扩展到了陆、海、空三维空间保障方式;信息技术发展成熟之后,随着计算机技术、通信网络技术、自动控制技术等先进技术广泛应用于军事领域,军事物流正从机械化向信息化迈进。
军事物流信息化,包括军事物资包装、存储、分拣等环节的自动化,调度、运输、配送等环节的可视化,监控、管理等环节的信息化等多方面内容。军事物流信息化需要现代信息技术的支撑,集传感器技术、通信网络技术、计算机技术于一体的物联网技术正好能满足军事物流信息化的需要。
物联网的目前是要实现所有物体的连接。对于军事物流来说,就是要通过物联网将所有的军事物资连接起来。相对于目前的军事物流信息系统来说,通过物联网连接的军事物流体系将更加丰富,信息将更加准确,系统效率将更高。
物联网感知层,包括各种感知器件,如条形码、二维码、RFID标签、全球定位系统(GPS)、传感器网络节点等。可能目前已经应用成熟的军事物流信息系统中已经使用了这些感知器件,但是从物联网的角度看,目前系统的覆盖范围还不够全。军事物联网中,每一件独立的军事物资都是网络连接的对象,也就是说每一件军事物资都要布置上感知器件,在军事物流过程中,每一件独立的军事物资都要贴上标签或者装上传感器网络节点。通过感知层的作用,将为每一件独立的军事物资在军事物联网中建立起一个与之对应的映射物资,这样将现实中的军事物资与军事物联网中的虚拟化的军事物资对应起来。
物联网网络层,包括各种通信网络系统,如有线、卫星等核心网,短波、超短波、卫星、移动通信等接入网。军事物联网中,将会有更多的网络资源供军事物流系统使用,通过网络,感知层感知的每一件独立军事物资的位置、状态、使用情况的信息将无缝实时地传送到各个应用系统中。与目前的网络层相比,军事物流信息的数据量将大大增加,这对物联网网络层提出了更高的要求。
物联网应用层,包括各种军事物流信息系统,如仓储管理系统、运输管理系统、物资管理系统等。物联网中的军事物流信息系统,责任将更大,压力也将更大。由于基础数据量的增大,信息系统必须以更高的效率进行数据的处理和分析,并且还要向更多的用户提供各种应用接口。
目前,物联网的部分技术已经应用于军事物流体系中,比如军车的电子(RFID)车牌系统、军事物资自动仓库、枪械管理、军车管理控制系统、军营管理等,这些应用都是物联网技术应用的初级阶段,随着技术的发展,物联网技术将更加广泛,并且这些原本独立的应用将连接起来,形成军事物流物联网,然后又与其军事应用物联网系统一起组成覆盖所有军事应用的军用物联网,真正实现从传感器到射手的无缝铰链。
战场情况瞬息万变,战场信息的收集和管理无法依赖固定的基础设施进行,无线传感器网络将是战场物资管理的一大利器。
无线传感器网络是自组织、分布式网感知网络系统,每个节点拥有传感器、处理器、存储器和通信器件[5]。无线传感器网络节点能够在不依赖固定网络基础设施的支持下,监控和追踪目标,这个特点正是战场所需要的。军事物资随着战场情况的变化出现在不同的地点,指挥员需要实时的了解物资的位置、状况、数量等。传统的物资管理方式无法适应信息化战争的需要。在“网络中心战”中,要求能够在正确时间、正确地点、正确方式,将正确信息交给正确的人,对“信息”如此要求,同样对物资也是如此要求。这种5个正确的军事物流体系依赖于战场上的分布式自组织信息网络,无线传感器网络恰恰能够满足此需求[6]。
每件物资上安装有无线传感器网络节点,配置温度、位置、磁场等多种传感器,在物流过程中也会将相关信息存储到传感器节点中,当指挥员需要了解战场上物资的具体位置和达到时间,就可以使用无线传感器网络的数据查询功能,发出查询指令,网络就可以为指挥员提供相应的信息。
采用物联网技术对军事仓库的物资进行管理,将更加高效。存储到仓库中的军事物资,将贴上RFID标签,每件军事物资入库、出库等都能自动记录,并且还能查到物资在仓库中的具体位置。同时进出仓库的车辆、人员等都能自动识别,并能根据权限决定是否能够获取到军事物资[7]。通过管理可视化技术,还可以实时显示军事仓库各种物资的状况以及车辆、人员情况;同时仓库中的各种信息还可以通过网络连接到“大”的军事物流信息系统中,供上级指挥员或者其他有权限的人员查看。
信息化战争快速反应、精确打击的特点要求军事物流体系与之适应,现代物流体系必须具备快、准等能力。各种信息技术的发展和应用推动了军事物流体系的进步。
随着物联网概念的提出和物联网技术的兴起,现代军事物流体系必将从中获益。物联网中“万物相连”的基本思想与军事物流中物资精确管理的需求不谋而合。物联网技术,包括智能传感技术、分布式网络技术、高速数据传输技术、云计算技术等,都将在未来信息化的现代军事物流体系中发挥出十分重要的作用。可以想象,借助于物联网技术,将军事物资贴上感知器件,通过网络连接起来,再通过各种智能化的应用系统处理和共享信息,现代军事物流体系必将实现“五个正确”,现代军事物流将真正迈向信息化。
[1] 吴功宜.智慧的物联网[M].北京:机械工业出版社,2010.
[2] 赵静,喻晓红,黄波,等.物联网的体系结构与发展[J].通信技术,2010,43(09):106-108.
[3] 孙鹏, 王耀辉, 陈超.物联网核心技术与应用前景[J].通信技术, 2011,44(05):100-102.
[4] 王坚红, 李海燕.军事物流的发展阶段与军事物流的基本特点[J].军事经济研究, 2007(12): 15-17.
[5] 孙利民,李建中,陈渝,等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.
[6] 王翔宇, 沈冬远. 传感器网络技术在未来战争中的发展与应用[J].通信技术, 2007,40(11):227-229.
[7] 马勇, 朱宏, 杨云志,等. 射频识别技术在军事物流领域的应用[J].电讯技术, 2008(09):119-122.