军事物流无人化物资保障实验室建设探索与实践——基于综合演练实践能力评价

肖 骅，张天宇，罗凯文，徐 瞳，韩 荣

（1.中国人民解放军陆军勤务学院,重庆 401331；2.93710 部队，北京 101400）

0 引 言

毕业综合演练是对军校学员在校学习期间的学习效果的一次综合检验，也是对学员毕业离校前的最后一次加钢淬火，能有效地检验和提升毕业学员的综合能力素质，作为毕业学员离校前的一次强化训练，综合演练的目的就是要检验学员的综合素质，使学员进一步了解物资保障的组织流程，强化学员的专业勤务保障技能，培养和锻炼学员的战斗意志和战斗作风，因此如何有效地检验综合演练的实践能力具有重要意义。在此背景下，紧跟前沿、贴近实战的无人化实验室引起了广泛关注。近年来，无人化技术、装备发展迅速，应用也日益成熟和广泛，给物流保障、应急救灾、巡逻监控、商业物流、工农业建设等方面带来了深刻影响[1]。美军通过发布无人系统战略白皮书、路线图等规划文件，指导无人化物流装备建设快速发展，推动各种无人化装备加速应用于物流保障领域，并在阿富汗等局部战争中得到了实战应用和检验[2-3]。在军事领域，随着无人化技术的发展，物流保障模式正由机械化、信息化向无人化方向演进，无人化建设成为了当前发展的全新阶段，必须深刻认识到无人化建设的内涵，准确把握信息智能感知，决策智慧运行，保障力量智成体系，行动自行适应等物流保障需求，瞄准物流保障体系人机一体，行动覆盖全域，控制自主决策，合理确定智能嵌入发展，智能支撑行动和智能主导的军事物流建设阶段[4-7]。中国民用领域在国家人工智能、机器人产业、“物联网+”等规划政策的支持下，无人化技术的发展突飞猛进，产品日新月异。固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机等空中无人平台发展迅猛，技术产品实现了系列化实用化。轮式、履带式、仿生式以及无人驾驶汽车等地面无人平台快速崛起、日臻成熟，应用形式呈现出多样化、专业化趋势。“物联网+人工智能”成为无人化作业的主要模式。以无人机为代表的无人化装备已经进入应用阶段，从目标侦察到任务执行的系列形成，总体呈现出快速发展的趋势[8-9]。

训练大纲指出，要加强新装备、新力量、新领域训练，突出无人、智能装备训练，加强有人无人协同训练，创新无人平台的集群训练，探索人与智能装备的互动训练。为加快推进三位一体新型军事物流人才培养体系的建设，需要依据训练大纲、军事物流专业人才培养方案等，建设军事物流无人化物资保障实验室，以满足相关专业的日常教学、综合演练等任务需求。

1 军事物流无人化物资保障实验室建设规划

1.1 建设目标

把加快推进无人化物流装备体系建设作为现代化后勤建设的重要突破口，坚持聚焦实战、面向部队，通过科学地谋划发展途径和建设重点，成体系筹划、分阶段实施，将军事物流无人化实验室建设成符合未来物流保障模式和承担毕业综合演练的教学实践场所和创新实践能力支撑平台。

1.2 需求分析

目前实践性教学环节少，专业教育与就业需求的结合不紧密，院校与部队之间的联教联训机制不健全、计划落实刚性不足，研讨式、案例式、模拟式等实践教学水平不高。根据以上现实问题，从培养物流专业学员毕业综合实践能力的教学规律和特点出发，总结军事物流无人化智能化实验室的建设需求。

1.2.1 提升军事物流训练条件的需要

目前军事物流专业在“仓库勤务”“运输勤务”“综合演练”“现代物流技术与装备”等课程中的无人化相关内容教学中缺乏实验条件；军事物流管理专业为紧贴任职岗位实际，需要模拟不同条件下运用多种无人力量进行物资协同保障的需求，因此必须创造与专业相关的无人化教学条件。另外，物资保障相关专业在综合演练、岗位强化训练等综合实践教学的过程中也需要有无人化实训平台。受当时无人技术装备发展的限制，无人化勤务保障实训场地和设备器材不足，现有的实训条件已经无法满足军事物流训练的内容需求，训练条件亟待升级。

1.2.2 任职培训实训条件亟待升级

物流无人化力量、装备使用管理与维护是物资供应保障的主要实训内容。现有的相关实训场地大多建于十多年前，无人化勤务保障的实训场地和设备器材不足，现有的实训条件已经无法满足当前物流人员任职实训的需求，培训环境条件亟待升级。

1.2.3 学科创新实践平台建设的需要

后勤综合勤务、军事物流管理、军需勤务等学科方向着力解决军事物资保障问题。探索无人化装备在军事物资保障中的应用，提高对军事行动的保障能力是当前学科创新实践的重要发展方向。随着物流保障新方法、新技术、新工艺、新装备的不断发展，现有的教研创新平台已经落后，并亟需加强。

1.2.4 新时期物资保障联教联训的需要

随着联演联教联训的不断深入，军事物流各要素协同发力，需要在态势感知、需求分析、保障筹划、方案拟制、组织实施等方面一体设计、统筹规划，对精确保障方法模式提出了更高的要求；同时，随着无人化的发展，亟需运用人工智能、大数据、物联网等高技术手段提升联教联训的实效。为此，应紧跟新技术的发展，加快人才培养、教学训练、科技创新的转型发展，建设军事物流无人化物资保障实验室，以满足多维度、多层级的物流保障需要。

1.3 实施步骤

军事物流无人化物资保障实验室建设拟分为三步：一是突出技术应用，构筑发展基础。二是完善物流装备系列，形成物流体系。以提升“最后一公里”物资保障能力为牵引，以提高物流装备器材无人化水平为重点，研发无人化物流系列装备器材。在未来，无人系统将胜任约20%的物流保障任务；加大物流保障设施设备的无人化建设与改造力度。三是深化综合集成，实现智能转型。实现各类无人系统的综合集成，无人和有人物流装备有机协同，无人化物流装备器材推广应用，引领物流技术保障模式进行变革；基本完成物流保障设施的无人化建设。为实现以上目标，研究探索军事物流无人化实验室建设势在必行。

2 军事物流无人化实验室建设架构分析

当前，无人化、智能化技术开始在物流保障中得以应用。无人装备具有独特作用，如无人运输车、无人机前送等优势明显，其应用已从传统的物资装卸搬运、运输补给等领域拓宽到了多个勤务领域，功能上由单一功能向多功能复合发展，使用空间也从地面为主向空域和水域拓展。军事物流无人化物资保障实验室从无人装备模拟训练平台、无人化物流控制系统和无人化配送保障系统三个建设内容方面着手，通过无人设备系统的模拟训练、单机操作、维修到模拟物资保障、配送等功能，建立无人化的物流保障体系。实验室将云计算、物联网、大数据技术及新一代无人化技术应用于物流保障领域，使无人化物流装备能得到精确保障，实现数据流程与物流保障流程的无缝链接并相互驱动，构建全方位遂行保障任务的动态体系，实现高度无人干预的物资保障任务。实验室体系架构如图1所示。

其中门户层基于教师与学员之间的互动需求，构建直观便捷且贴合大纲的训练界面。应用层基于无人化装备技术在物资保障领域的教学训练需求，构建从无人设备基础教学、系统模拟训练、实装操作使用到无人化物资保障演练的一体化、全链路无人化保障教学训练体系，包括无人设备模拟训练平台、无人化调度系统和无人化配送系统。数据层：为确保管理及物资配送全链路数据的一致性，数据层应通过数据中台对基础数据、主数据进行预定义，对事务数据进行统一管控，基于物联网平台获取观测数据，例如各种传感器或探针记录观测对象产生的数据，视频监控器产生的视频数据、操作系统产生的日志记录数据等提供数据支撑。环境层以任务需求和能力建设为牵引，综合考虑室内和室外环境下组织、领导、控制对网络的要求，依据一体化教学训练信息系统设计思想，通过物联网平台实现装备及外设统一接入、统一网络架构、统一安全策略和统一硬件监测及运维。

3 主要实践训练内容

3.1 无人设备基础操作

无人机操作训练。学员在教员的指导下，完成无人机操作理论的学习，并对实验室配备的小型无人机进行室内基础操作训练，使学员掌握无人机的基本操作技能。无人机装配训练。学员在教员的指导下，掌握无人机的基本结构和主要工作原理，并在规定的操作台完成对实验室配备的小型无人机的拆装训练。无人机检修、维保训练。学员在教员的指导下，完成无人机的常见故障排除、简易维修、日常保养等相关知识的学习，并对实验室配备的小型无人机进行故障排除、维修保养等相关训练。

3.2 无人设备集群协同控制

无人设备智能协同训练。学员在教员的指导下，通过系统学习无人设备之间、设备与系统之间的相关通信原理，掌握无人设备信息通信的相关技术。通过系统操作完成无人设备的信息共享、任务分解、组网通信等基本操作。无人设备集群控制训练。学员在教员的指导下，通过系统学习无人设备的自主编队、集群控制等相关原理，并实际完成无人设备的集群控制、状态监控和应急处置等操作。

3.3 物资方案拟制

3.3.1 物资保障信息共享

学员根据教员的指导，利用无人机搭载CCD/CMOS 等遥感遥测设备实时采集环境数字影像、空间地理等数据，通过影像解析、点云数据处理等方式，快速构建环境数字高程模型DEM、正射影像图DOM、地面模型DSM、数字线划图DLG 等数字实景地形图，完成对模拟环境的气候、地形、水源、人文等物资保障态势的分析，进而判断其对本次保障方案的影响程度。

3.3.2 配送方案编制

学员根据教员的指导，在完成物资保障信息共享的情况下，利用系统完成无人设备配送方案的编制，包括保障任务区分、编组与配置，无人设备动用分配计算，无人设备配送计划生成，保障任务完成准备的时限等方面。

3.3.3 物流路径勘测巡查

学员根据教员的指导，通过系统操作无人机挂载对应的载具完成配置地域内的地形、道路、水源、气象等物资物流路径的环境勘测、重要目标巡检、输油管线巡查、地理环境测绘等训练，通过数据智能处理分析，快速发现作业现场的意外事故以及智能识别定位异常情况。

3.3.4 保障路径规划训练

学员根据教员的指导，在完成物流路径勘测巡查的情况下，结合预设的地图信息绘制地图，通过系统完成无人设备保障路径规划训练。其中，无人设备物资保障路径规划应包括保障路径的统一规划、分段式制订和路线实时调控等功能。系统应具备一系列可视化的编辑工具，在路径规划训练的过程中应可以通过可视化的拖拽方式对无人机、无人车等无人化装备进行配置。

3.3.5 物资配送实施

无人机物资投送。学员在指定场所，按照训练作业的要求，完成物资模块在无人机上的快速挂载、卸载等操作，并操作无人设备运输物资，可以选择按照预设路线飞行运输，也可以采用实时操作的方式灵活机动地选择路线进行运输。

3.3.6 无人机跨域协同物资配送

学员在指定场所，按照训练作业的要求，充分发挥无人机空中平台机动灵活的优势和无人车地面平台载荷支撑的优势，自主选配无人设备完成物资的快速装载、载荷切换和卸载，并操作无人设备运输物资，可以按照预设方案进行载荷切换和路线制定，也可以采用实时操作的方式灵活机动地切换载荷并选择合适的路线完成物资配送任务。

4 预期效果

建成完善后，能够为军事物流无人化研究提供理论研究场景及实训场地，其预期效益存在于两个方面：一是提升物流专业学员的无人化物资保障能力，让学员着眼未来需求，探索物流保障与无人化的有机结合，提高学员运用无人化手段实施无人化物资保障的组织能力，以提升保障信息化水平。二是为专业科研提供综合服务平台，可形成相关领域的综合科研服务平台，为各科研团队提供有效的服务和支撑。

5 结 语

通过无人化实验室建设，加强综合演练评价能力，能有效地解决物流专业学员毕业综合实践培养聚焦无人化发展趋势的问题。旨在以“向就业需求实践能力聚焦、向部队靠拢”为基本出发点，明确物流专业学员的综合实践能力培养的能力需求、知识构成体系，在此基础上科学规划和设计“实践性强，服务部队”的培养体系，从教学内容创新方面确保提高军事物流专业学生综合实践能力的培养水平和质量。军事物流无人化物资保障实验室的建设是一项复杂并需要与时俱进的系统工程，还需不断地探索和实践。建立综合性、开放式、有层次、有特色的无人化物资保障实验室，能更好地激发创造潜力、实践能力和创新能力，以培养无人化物资保障专业人才。