裝備保障輔助決策與信息可視化技術(shù)實(shí)驗室建設

 1.  任務(wù)與定位

1.1  軍事需求
       提高裝備保障信息化水平，轉變裝備保障能力生成模式，為我軍打贏(yíng)信息化戰爭提供堅強有力的裝備保障，是新世紀新階段通裝保障建設的戰略任務(wù)。隨著(zhù)數字化機步師建設和集團軍信息系統綜合集成裝備建設向深度和廣度加速發(fā)展，大量信息化裝備和信息系統陸續編配部隊，對通用裝備保障信息化建設和信息化裝備維修保障提出了嚴峻挑戰。如何實(shí)現精細管理、視情維修、全域供應、模擬訓練、智能指控等通用裝備保障信息化建設目標要求，進(jìn)而形成反應靈敏、指揮順暢、管理科學(xué)、綜合高效的裝備保障能力，成為通用裝備保障領(lǐng)域亟待解決的重大課題。針對通用裝備保障信息化建設領(lǐng)域的需求開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研究和保障手段建設，對于科學(xué)推進(jìn)通用裝備保障信息化建設步伐，加快裝備保障全面轉型，形成基于信息系統的裝備保障能力具有重大的現實(shí)意義。
1.2  使命任務(wù)
       研究中心依托學(xué)院現有軍事信息工程學(xué)科領(lǐng)域科研學(xué)術(shù)條件進(jìn)行建設，其使用任務(wù)是：
       一是支撐裝備保障信息化關(guān)鍵技術(shù)研究，滿(mǎn)足裝備技術(shù)狀況采集與在線(xiàn)監測、裝備故障智能檢測、裝備保障可視可控、裝備維修手段虛擬化的需求。為通用裝備保障視情維修、精細管理、全資可視、模擬訓練等應用提供支持，為部隊提供高質(zhì)量的裝備保障信息化技術(shù)服務(wù)。
       二是支撐信息化裝備維修保障手段建設，滿(mǎn)足信息化裝備維修檢測診斷智能化、軟件保障科學(xué)化的需求。以信息化裝備故障機理、故障模式分析為基礎，以通用化、智能化、模塊化維修檢測設備研發(fā)為手段，提升部隊信息化裝備維修保障能力。
       三是支撐裝備保障信息系統建設，滿(mǎn)足裝備保障信息系統建設標準化、自主化和國產(chǎn)化的需求。以信息系統建設標準、數據標準為基礎，以信息系統架構技術(shù)、國產(chǎn)化軟硬件技術(shù)、軟件故障診斷與修復技術(shù)為依托，提升裝備保障信息系統建設的科學(xué)化、標準化水平。
1.3  實(shí)驗室定位
1.3.1  地位作用
       初步建成為軍內一流、國內先進(jìn)、特色鮮明的裝備保障輔助決策與信息可視化共性關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新及裝備物聯(lián)網(wǎng)工程化示范基地、裝備物聯(lián)網(wǎng)共享技術(shù)標準規范的研發(fā)和推廣基地、裝備物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)及管理人才的培養基地、裝備保障輔助決策可視化技術(shù)服務(wù)中心，在全軍通用裝備保障輔助決策領(lǐng)域中發(fā)揮引領(lǐng)和示范作用，支撐和帶動(dòng)裝備保障輔助決策及信息可視化技術(shù)服務(wù)的發(fā)展。
1.3.2  研究方向和內容
        實(shí)驗室建成后，將形成系統的裝備保障可視化關(guān)鍵技術(shù)的科研試驗環(huán)境，可以支撐信息化裝備保障的“管、修、供、訓、戰”以及勤務(wù)保障等領(lǐng)域的基礎研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)及工程應用。為通用裝備保障視情維修、精細管 理、敏捷保障、模擬訓練、信息系統建設等工作提供科學(xué)研究與學(xué)術(shù)交流平臺，具體包括：
（1）裝備技術(shù)狀況采集與處理研究
利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)，通過(guò)模擬裝備運用環(huán)境，能夠開(kāi)展武器裝備系統有關(guān)摩托小時(shí)、行駛里程、使用狀態(tài)等技術(shù)狀況信息的采集和處理研究。
（2）裝備物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究
開(kāi)展以RFID、傳感器為核心的信息感知關(guān)鍵技術(shù)研究，支持定制開(kāi)發(fā)集成傳感器；能夠開(kāi)展基于ZigBee、藍牙的短距離數據通信研究，基于軍用CDMA、北斗短報文、衛星通信的長(cháng)距離通信研究，開(kāi)展數據高可靠性數據傳輸融合技術(shù)攻關(guān)；支持開(kāi)展云計算、大數據相關(guān)數據處理研究。
（3）裝備物聯(lián)網(wǎng)原型系統設計與開(kāi)發(fā)
開(kāi)展覆蓋裝備管理、修理、儲供、訓練、戰備（戰時(shí)保障）、勤務(wù)等主要業(yè)務(wù)方向的裝備物聯(lián)網(wǎng)原型系統的設計開(kāi)發(fā)，為建立裝備智慧營(yíng)區，實(shí)現智能維修、智能管理、智能倉儲提供科學(xué)研究與學(xué)術(shù)交流的平臺。
（4）裝備保障輔助決策與信息可視化技術(shù)研究
       開(kāi)展基于地理信息系統的裝備保障信息融合處理、信息可視化展示、數據挖掘與輔助決策等技術(shù)研究，具備裝備保障資源、態(tài)勢、過(guò)程動(dòng)態(tài)建模與仿真和多維可視化開(kāi)發(fā)能力，為基于信息系統的裝備保障指揮與決策能力提升提供支持。

2.  建設目標

2.1  建設目標
       瞄準信息化條件下裝備保障的前沿理論，緊跟國內外物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、虛擬現實(shí)相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，按照高標準、重實(shí)用、可發(fā)展的要求，通過(guò)構建裝備物聯(lián)網(wǎng)科研及實(shí)驗環(huán)境、可視化建模環(huán)境、軍事地理信息開(kāi)發(fā)環(huán)境、虛擬現實(shí)環(huán)境，結合輔助決策支持工具，創(chuàng )立裝備保障全維可視（需求可視、環(huán)境可視、資源可視、過(guò)程可視、能力可視和決策可視）的科研實(shí)驗平臺，為促進(jìn)裝備保障領(lǐng)域信息可視能力發(fā)展提供科研、試驗、模擬、訓練的支撐條件。
2.2  建成后達到的技術(shù)水平
建成的裝備保障輔助決策與信息可視化技術(shù)實(shí)驗室的技術(shù)水平將在軍內同類(lèi)研究條件中處于較先地位。
（1）具有二、三維地理信息采集、加工、存儲、建模、分析、輸出能力，支持國產(chǎn)化固定終端、移動(dòng)終端環(huán)境下地理信息系統應用開(kāi)發(fā)；
（2）具有傳感器集成設計能力，可進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應用模擬實(shí)驗；
（3）具備北斗定位導航、軍用無(wú)線(xiàn)通信等實(shí)驗條件，能夠采集和發(fā)送裝備保障資源、對象的狀態(tài)與位置，可為裝備保障資源部署、保障路徑規劃提供工具支持；
（4）具有裝備保障輔助決策分析能力；
（5）具有裝備保障信息技術(shù)體系集成與評估能力；
（6）具有開(kāi)展裝備保障信息標準化研究的能力。
2.3  建成后的預期成果
2.3.1  工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)能力和水平
（1）凝練和建立起一個(gè)年齡、學(xué)科、學(xué)歷結構層次合理、服務(wù)工程化技術(shù)水平高的核心團隊。
（2）不少于1000m2的工作場(chǎng)地（包括技術(shù)研發(fā)、日常運行服務(wù)、培訓等），不少于100m2的計算機機房，20個(gè)以上的計算服務(wù)節點(diǎn)，100TB以上的數據存儲能力。
（3）制定或參與制定裝備物聯(lián)網(wǎng)，通用裝備保障信息資源共享、安全與質(zhì)量等相關(guān)標準規范，為總部機關(guān)和部隊提供共性關(guān)鍵技術(shù)支撐。
（4）在通用裝備保障信息可視化技術(shù)，裝備物聯(lián)網(wǎng)應用科研、工程設計，通用裝備保障信息資源整合、共享與挖掘方面取得專(zhuān)利3～6項。
（5）設計研發(fā)智能裝備物聯(lián)網(wǎng)科研開(kāi)發(fā)與共享平臺、智能裝備場(chǎng)科研實(shí)驗平臺、智能維修科研實(shí)驗平臺、智能儲供、智能戰場(chǎng)信息感知科研實(shí)驗平臺、智能軍用安防科研實(shí)驗平臺、智能裝備保障指揮控制科研實(shí)驗平臺系統共計7套，取得軟件著(zhù)作權不少于7項，并向2家以上軍內單位推廣使用。
（6）獨立或與其他單位合作，承擔國家級科研課題、軍隊級科研課題、省部級科研課題、地方平臺委托項目以及國際合作項目等，承接3項以上委托開(kāi)發(fā)任務(wù)。
2.3.2  開(kāi)放服務(wù)能力
（1）成果轉化。參加軍內專(zhuān)業(yè)展覽會(huì )；舉辦成果推介與技術(shù)交流會(huì )每年1～2次；圍繞領(lǐng)域相關(guān)軟/硬件產(chǎn)品的推廣應用及技術(shù)成果的轉讓。
（2）交流培訓。每年邀請3～5名國際知名專(zhuān)家到中心開(kāi)展合作研究及講學(xué)；舉辦1-2次行業(yè)內國際權威的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)研討會(huì )；組織并參與2-3次國際學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。
（3）人才培養。每年舉辦專(zhuān)題報告會(huì )1～2期，技術(shù)培訓班1～2期，為總部機關(guān)、部隊以及合作單位提供培訓約200人次/每年；每年培養（聯(lián)合培養）碩士生、博士生3～6人。
（4）開(kāi)放、合作研究課題。吸引軍內外本領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)研究人員申報，開(kāi)展創(chuàng )新性研究工作。
2.3.3  運行管理、經(jīng)濟效益及自我發(fā)展能力
（1）運行管理。實(shí)驗室的建成和運行將充分利用依托總部、學(xué)院的資源、技術(shù)、服務(wù)等優(yōu)勢，緊密結合“產(chǎn)學(xué)研用”四位一體的發(fā)展模式，圍繞裝備保障輔助決策與信息可視化領(lǐng)域共性技術(shù)工程化、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、服務(wù)推廣三個(gè)環(huán)節展開(kāi)工作。
（2）經(jīng)濟效益。實(shí)驗室通過(guò)軟/硬件開(kāi)發(fā)、工程化推廣應用，支撐通用裝備保障領(lǐng)域重大工程、重大項目的建設，實(shí)現經(jīng)濟效益和軍內外影響力的雙豐收。
（3）自我發(fā)展能力。實(shí)驗室將開(kāi)展與地方企業(yè)、軍內外院校、科研院所及科研人員等廣泛的技術(shù)交流，為我軍裝備物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供更為準確的信息，使總部機關(guān)、科研院所、部隊等各類(lèi)用戶(hù)及時(shí)方便了解更準確的技術(shù)信息和先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品，避免重復投資，較大地提高通用裝備保障信息資源的利用率，并能夠對該領(lǐng)域起到引領(lǐng)作用，實(shí)現實(shí)驗室的可持續發(fā)展。
2.3.4  成果對領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的帶動(dòng)作用
實(shí)驗室建立后，圍繞裝備保障輔助決策與信息可視化技術(shù)創(chuàng )新需求和軍內共享科技服務(wù)需求，針對該領(lǐng)域共享服務(wù)中的共性關(guān)鍵技術(shù)難題，開(kāi)展工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)、成果應用測試和推廣示范，為總部機關(guān)提供技術(shù)咨詢(xún)、技術(shù)服務(wù)和人才培訓，推動(dòng)該領(lǐng)域整體的技術(shù)進(jìn)步，形成服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈。
（1）建立裝備物聯(lián)網(wǎng)能力開(kāi)放和共享服務(wù)平臺，對我軍裝備物聯(lián)網(wǎng)系統資源進(jìn)行整合和管理，為總部機關(guān)、部隊等各類(lèi)用戶(hù)提供科技資源匯交、加工處理、信息檢索及跨領(lǐng)域知識挖掘等功能及知識產(chǎn)品，打造我國科技資源共享服務(wù)品牌，帶動(dòng)科技資源服務(wù)業(yè)良性發(fā)展。
（2）通過(guò)推廣裝備物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的共性關(guān)鍵技術(shù)及工具軟件，并通過(guò)與總部機關(guān)和部隊應用系統的集成及個(gè)性化定制服務(wù)，逐步構建覆蓋全軍的裝備物聯(lián)網(wǎng)試驗系統，進(jìn)而提高裝備保障能力。
（3）實(shí)驗室建成后，將成為我軍裝備保障輔助決策與信息技術(shù)可視化以及裝備物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的工程化技術(shù)平臺，依托該平臺，開(kāi)展“產(chǎn)學(xué)研用”合作，積極開(kāi)展軍內外合作與交流，進(jìn)行軍內外相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收，大量開(kāi)展科研創(chuàng )新人才培訓，發(fā)揮平臺技術(shù)輻射作用，廣泛開(kāi)展技術(shù)咨詢(xún)、技術(shù)服務(wù)，推動(dòng)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，引領(lǐng)該領(lǐng)域的發(fā)展。

3  建設方案

3.1  建設思路
       實(shí)驗室建設的總體發(fā)展思路是著(zhù)眼裝備保障能力生成模式轉變，瞄準裝備保障領(lǐng)域的重大需求，緊密?chē)@關(guān)鍵問(wèn)題，研究體現裝備物聯(lián)網(wǎng)特性、適應信息化條件下聯(lián)合作戰要求的體系結構理論與關(guān)鍵技術(shù)。以“采用先進(jìn)成熟技術(shù)、突破基礎理論與關(guān)鍵技術(shù)、研究專(zhuān)用安全技術(shù)”為原則，從基礎理論與方法、關(guān)鍵支撐技術(shù)、平臺與典型示范應用等三個(gè)層次著(zhù)手，按照“研究理論體系、突破關(guān)鍵技術(shù)、搭建驗證平臺”的整體目標開(kāi)展研究和建設工作。
3.2  系統組成
3.2.1  實(shí)驗室構成
實(shí)驗室由三個(gè)實(shí)驗區組成：即：裝備物聯(lián)網(wǎng)基礎科研實(shí)驗區、裝備物聯(lián)網(wǎng)應用實(shí)驗區、MGIS可視化及虛擬現實(shí)科研實(shí)驗區。其構成情況如圖3-1所示。
 
圖3-1  實(shí)驗室構成

3.2.2  體系結構
裝備保障輔助決策與信息可視化技術(shù)實(shí)驗室的體系由四層組成，分別是感知層、網(wǎng)絡(luò )層、服務(wù)層和應用層，其體系結構如圖3-2所示。
 圖3-2 實(shí)驗室技術(shù)體系結構

3.2.3  分區之間的關(guān)系
       裝備物聯(lián)網(wǎng)基礎科研實(shí)驗區面向基礎應用，主要包括應用科研區涉及的各類(lèi)傳感器、通信模塊、RFID識別模塊、嵌入式主板、網(wǎng)絡(luò )通信、以及輔助電子維護維修設備，為學(xué)員提供學(xué)習、測試、應用科研平臺維護維修、應用創(chuàng )新、科研開(kāi)發(fā)的場(chǎng)所。
       裝備物聯(lián)網(wǎng)應用科研實(shí)驗區，在基礎科研實(shí)驗區的基礎上，面向裝備應用的各個(gè)環(huán)節，將物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)引入到裝備使用過(guò)程中，提高裝備管理、物資管理、人員管理的智能化水平和效率。
裝備保障環(huán)境可視化科研實(shí)驗區，接收應用科研實(shí)驗區的信息，利用三維掃描儀、三維地形快速計算軟件、三維全息顯示平臺、無(wú)人機搭載可見(jiàn)光/熱成像等多種成像設備，在軍事地理信息系統中同步模擬繪制，為實(shí)現戰場(chǎng)裝備保障環(huán)境的全景可視化仿真提供技術(shù)支撐。
 
圖  三個(gè)科研實(shí)驗區的關(guān)系圖
3.3  應用模式
實(shí)驗室建成后，其主要的應用模式有如下幾種。
3.3.1  開(kāi)展技術(shù)研究
圍繞裝備技術(shù)狀況采集與監測、裝備保障可視化、裝備物聯(lián)網(wǎng)系統等領(lǐng)域的技術(shù)研究，充分利用實(shí)驗室的軟硬件資源，采用采集監測、測試評估、仿真計算、演示驗證等形式，開(kāi)展裝備保障可視化關(guān)鍵技術(shù)的研究和實(shí)驗驗證。
3.3.2  承擔專(zhuān)項任務(wù)
充分利用實(shí)驗室提供的科研實(shí)驗條件、形成的創(chuàng )新技術(shù)成果和儲備的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，承擔裝備保障可視化系統構建、裝備物聯(lián)網(wǎng)應用系統研制、基于國產(chǎn)化平臺的裝備保障指控系統和業(yè)務(wù)管理信息系統建設等專(zhuān)項任務(wù)。
3.3.3  培養專(zhuān)業(yè)人才
充分利用實(shí)驗室提供的科研實(shí)驗條件，組織開(kāi)展裝備物聯(lián)網(wǎng)及裝備保障可視化專(zhuān)業(yè)人才輪訓、研究生課題研究、本科生畢業(yè)設計、教員科學(xué)研究等活動(dòng)，為通用裝備保障信息化建設培養專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。
3.3.4  提供技術(shù)服務(wù)
建立“平臺開(kāi)放、項目協(xié)作、成果共享”的開(kāi)放機制，為軍隊裝備保障信息化建設關(guān)鍵技術(shù)難題提供解決方案，為總部機關(guān)科學(xué)決策提供技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)，為軍地院所開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究提供技術(shù)合作和學(xué)術(shù)交流的平臺。