美国军事物联网及应用
时间：2021-05-29 12:01:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：当世界进入网络信息时代，美军深刻认识到网络将会是未来战场重要的决胜利器，物联网在军事领域的应用是军队未来作战取胜的关键。在军事物联网系统的发展过程中，美军面临非常大的困难与挑战，但是军事物联网在美国军队的各个方面都得到了广泛应用。
关键词：美国；军事物联网；应用；信息
中图分类号：TP11 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）02-0-03
0 引 言
物联网最简单的想法就是实现日常生活物体或装置（可称为对象）与网络的连接。但物联网真正的目的并非只是进行对象与网络的简单连接，其最终目的在于使连网对象具有智能识别或者互联互通的功能。为了实现该目标，这些对象必须嵌入或配备电子组件、软件、传感器及网络装置等，通过上述配备与装置的运行，让对象可以进行信息收集与处理。特别是通过网络系统进行对象与网络的互联互通与远程控制，快速、有效地下达正确的指令与动作。
物联网的应用非常广泛，目前物联网已应用在通信、医学、智慧家庭、智慧电网、自动化建筑与汽车等领域，通过网络与对象的连接，大幅度提高了管理效率和安全性。物联网应用示意图如图1所示。
1 军事物联网的概念
1996年世界进入到网络信息时代，美军深刻认识到网络将会是未来战场重要的决胜利器，因此在当年提出了网络技术优先发展的决策，目的是全力发展网络信息技术，并将该技术与武器系统相结合。当时美军希望通过网络基础设施的建立形成决策圈，并将其应用在情报采集与后勤供应等行动中，以方便军事决策者正确、快速的下达指令，提高军事行动的效率，后来又将网络技术发展扩大至通信、网络传输与信息处理等领域，实现网络技术的全面运用。
美军目前规划以现行的军用网络基础设施为中心，把陆、海、空军与国土安全部门所收集的信息通过网络连接的方式传送至军方信息中心或云端作战中心进行分析与储存，然后再利用信息分析的结果进行相关军事行动。美国军事物联网使用环境如图2所示。陆、海、空军与国土安全部门可以看成被连接的对象，采集信息与情报，通过网络连接，将采集的信息与情报进行储存与分析，方便终端使用者（美国国防部）依据这些信息与情报以及结果进行后续动作与指令。
许多人会将军用穿戴式装置与军事物联网画上等号，虽然两者之间有相似之处，但严格来说，穿戴式装置与物联网属于不同的技术。以美军为例，目前许多军用穿戴式装置将传感器与军用头盔或军服相结合，对士兵的生理体征状况进行测量与监控。此外，许多穿戴式计算机可以配戴在士兵身上，远程操控无人系统，而这些都仅仅是单纯的监控与操作。通过比较可以看到，物联网系统主要借助整个网络系统连接人或对象，通过传感装置收集信息，但收集的信息需要经分析处理后再传递给人或对象，以进行后续有效的动作。因此，穿戴式装置的功能比物联网系统狭窄，通过穿戴式装置收集的信息并没有进行智能分析，也无法与更多的人员或对象进行网络连接，因此无法实现更有效的管理与跟踪。
2 軍事物联网的应用
据美国国防部的规划，美军物联网系统将会被应用在飞机、地面车辆、船舰、太空飞行器及其他武器系统。无论这些武器系统的大小，是否需要人工操控，都可以进行物联网系统的连接。但将物联网应用在国防科技领域，仍有许多困难与挑战需要克服，包括系统安全性与隐私权问题，大数据储存与分析技术以及构建智能与可程序化的网络信息系统，都是美国国防部关心的重要物联网研究课题。若将物联网系统应用在军事方面，美军会实际考虑物联网在战场上的实际使用环境以及对于战争型态的影响。以往总认为行动成败的关键可能取决于指挥官对于战场实际状况的了解与临场应变能力。但是未来战场部队装备的完好性、安全性与机动性才是决胜的关键。利用物联网系统，各式军用卡车和装甲车辆可以装载各式车用传感器，通过传感器的监测，可以清楚了解每台车辆的油料数量、轮胎压，甚至是发动机的寿命，通过智能型手机的软件连接，可以显示各车辆的状况，提早警示何时需要补充油料，或是哪一台车辆的轮胎压异常，需要进行维修与更换。也可以通过计算机的连接，知道上述车辆的油料更换与轮胎检修是由哪位士兵负责，当发现任何状况时，通过对象收集的信息与需求传递给负责人员，即可迅速完成所需工作，减少在战场上因为车辆与部件疏于保养或维修造成士兵伤亡的风险。此外，许多生物型传感器也可以佩戴在战士的军装上，实时测量每一位士兵的生理体征状况，如体温、心跳、血压与肾上腺素等指标，并且可以警示有状况的战士与所处位置，当医护人员收到上述警示信息时立即前往救护。早期的救护可将伤亡降至最低，这样可以大幅提高战场的战斗效率与成功机率。
在国防使用环境中，军事物联网可以应用在人员、环境观察、武器、自动系统、后勤与设施管理等方面，如图3所示。
（1）人员应用方面包括战术通信与生命体征监控；
（2）环境观察应用方面包括定位系统、数字地图、部队追踪与危险侦测；
（3）武器系统应用方面包括引导系统与无人系统；
（4）自动化系统应用包括感测预防与各式机器人的自动化应用；
（5）后勤供应保障应用包括预测维修与供应管理；
（6）设施管理应用包括能源管理与废弃物管理系统。
3 军事物联网的挑战
美国战略与国际研究中心研究人员表示，在军事物联网系统发展过程中，美国国防部所遭遇的困难与挑战非常大，主要存在9个方面的问题。
3.1 数据输入未完全自动化
目前许多军事数据仍然需要人工输入，特别是后勤供应工作。虽然美军使用无线射频识别技术，加快了后勤供应的效率与速度。但若遇到系统故障，或没有配备识别系统的仓库，很多工作还是依靠人工进行，而这也意味着人工数据输入势必会产生人为错误。事实上，物联网系统也将面临相同的状况，由于许多信息无法自动感知与输入，通过人工输入后，即便系统可以连接对象或人员，也可能因为人为输入的错误衍生错误动作与指令。
