随着军民融合国家战略的深度发展,经济社会建设全面进入以 “大智移云” 为特征的信息时代,我国国防动员信息化建设正站在体系重塑、 迭代跃进的历史门槛。
智慧国防动员 (简称智慧动员) 是在智慧城市理论和实践基础上提出的新概念,指的是利用物联网、 大数据、 云计算和移动互联网等新一代信息技术,构建泛在互联、全面感知、智能控制的智慧动员体系。智慧动员是一个以动员信息系统为核心,融合各类物资、人员和装备的体系。开展智慧动员信息系统建设是适应网络强国和信息强军发展目标的时代需要,是促进军民融合深度发展的重要推动力,也是实现国防动员能力倍增的根本途径。
1.国防动员信息化建设现状
随着信息技术迅猛发展和国家治理现代化水平的稳步提升,我国国防动员信息系统建设也取得了较大进展。各省 (直辖市、 自治区) 以及各地级市国防动员委员会开展了国防动员信息系统建设,天津市、 上海市、 山东省、 福建省等省市基本建立覆盖全省市及相关区域的国防动员系统。依托 “智慧城市” 建设,江西新余、 湖北武汉等地先后开展了 “智慧动员” 试点建设。不同程度上解决了信息汇聚、 跨网交互、 联动指挥等难题。但还未形成 “智慧动员” 信息系统体系。
(一) 动员数据采集效率较低
国防动员潜力调查通常依托国家统计系统进行,所需统计资料主要从统计机构和有关部门采集。目前,大多以离线方式人工采集国防动员潜力数据,通过光盘、报表等方式导入信息系统,效率低、易出错。按照过去的做法,国防动员数据往往一年才更新一次,存在严重滞后现象。部分地区依托 “智慧城市”建设开展国防动员数据在线采集试点工作,取得了较好效果。
地方提供的潜力数据有些直接从行业数据库中导出,不符合国防动员潜力数据标准和要求,后期需要花费大量人力进行数据整理。同时,动员潜力数据量十分巨大,结构种类繁杂,简单的数据登记、格式转换和统计查询等功能无法满足应用需求,亟需开发自动校验核对、 数据纠错去冗、关联挖掘分析等功能,提升动员数据深度处理分析能力。
(二) 动员资源管理烟囱林立
省军区、军分区等国防动员机构根据自身需要开发了一些小型数据管理系统,主要采用人工方式将各单位提报的潜力数据录入系统。同时,人防、经济动员、交通战备、装备动员等专业办也都各自开展了信息系统建设,如国民经济动员信息化系统、装备动员信息系统等。
整体上,国防动员资源管理系统建设还比较分散、各类系统自成体系,“军地不联、上下不通” 的现象比较普遍,信息资源融合共享、综合运用不够。
(三) 动员行动指挥手段落后
在动员行动指挥方面,各地信息化程度差异较大。有的地区主要靠手工作业进行潜力分析、预案和方案制订,靠电话通知等手段来调动人员和物资协调各相关部门,不仅效率低,而且调控不准确。有的地区虽然建设了国防动员指挥信息系统,但功能单一,主要为数据查询和视频会议、语音通信系统,指挥决策智能化程度低,只能根据手工选定的动员原则形成各区的资源调配方案,还无法根据实时路况、气象条件、保障条件等进行物资运输交接行动的动态详细规划,难以满足国防动员指挥决策和精准调控的需要。
(四) 受通信网络制约
国防动员涉及军地各类机构和部门,要掌握军民两方面的信息和联动指挥,通信网络建设以及跨网系安全交互是一大难题。目前,省军区、军分区等机构部分接入了军队涉密信息网。在与地方专业办及民用系统交互方面,主要通过两种方式: 一是新建国动专网,这种方式彻底解决了动员信息交互难题,但费用较高;二是部署引接终端,能够展示各类信息,但不能直接交换数据。此外,国防动员行动中还使用了民用手机、电台、北斗终端、海事卫星电话等民用无线通信手段。
2.智慧动员体系建设思路
未来信息化战争环境下,粗放式动员已经不能满足需求,应当大力运用先进科学技术,构建智慧国防动员信息系统体系,提高国防动员的组织动员力、快速反应力和支援保障力。智慧动员信息系统体系建设的主要思路包括以下三个方面。
其一,面向平战需求,基于网络信息体系理念。新时期,国防动员作为有效保障国家安全和支援部队行动的重要活动,面临由单一满足 “应战需要” 向 “战时应战” “急时应急” “平时服务” 的多种功能转变,国防动员信息系统体系应按照网络信息体系的理念,将各类潜力资源、动员力量和指挥单元等融合一体,实现网络化、服务化、体系化协同运用,达成能力聚合、体系制胜的效果。
其二,打通行业壁垒,盘活国防动员全域资源。国防动员潜力涉及党政军等多个部门,动员信息和资源涵盖公安、社保、交通、医疗、通信、教育、金融、科技、电力和人防等多个行业,必须从制度上和技术上打通各行业壁垒,明确资源共享责任和使用模式,实现各类国防动员资源跨网系、跨领域统一管理调配,各行业、各类型动员专业力量统一指挥。
其三,应用先进技术,实现动员活动智慧转型。充分利用大数据、云计算、人工智能和物联网等先进技术,构建动员大数据平台、动员信息服务体系、动员智能决策系统和物资人员监控体系,实现潜力精准采集分析、信息精准定制服务、决策精准智能辅助、状态精准实时掌握、要素精准复原归位,推动国防动员的智慧转型。
3.智慧动员信息系统构建设想
(一) 系统能力要求
智慧动员信息系统为国家、省、市、县各级国防动员机构提供先进的信息化手段,并作为军队指挥信息系统国防动员功能的延伸和补充,实现 “动员态势全面感知、动员潜力深度挖掘、动员数量精确计算、动员指挥智能决策、动员行动精准管控”。系统应具备五大应用能力和一项支撑服务能力。
1.动员态势感知
通过安全隔离手段,获取军队指挥信息系统推送的动员计划要求。采用射频、指纹、条码和卫星定位等多种技术,动态获取动员部门调动车辆、物资、装备等的位置信息。通过有线和无线方式接收各级动员机构和执行人员上报的任务进度、行动状态和动员效果等信息。基于统一的地理信息平台对动员要素状态、行动计划和路径规划等进行二维/三维展现,提供动员态势生成、订阅、分发等能力。
2.动员潜力掌握
利用智慧城市数据中心、国家统计局数据库以及web端、智能手机和各类传感设备,支持离线交互、网页填报、智能终端APP填报等多种潜力上报方式实时或近实时地掌握人武动员、经济动员、交通战备、信息动员和科技动员等相关信息。利用大数据技术为国防动员提供智能化数据分析服务,实现潜力数据的自动抽取与处理,并提供快速准确的动员潜力信息服务。
3.动员需求分析
辅助任务部队明确、规范、高效地提出国防动员需求,确保动员筹划阶段高效组织开展提报动员需求,以及动员实施阶段及时汇总处理动员需求。提供动员需求导入及需求查询检索和统计分析能力,并基于历史数据和当前情况,利用智能预测的相关算法,针对动员的特点实现基于人工智能技术的需求预测与评估,为后续有效制定动员计划与实施动员行动奠定基础。
4.动员筹划决策
提供潜力需求对接匹配和方案智能辅助生成能力,可根据预先设定的动员任务优化规则,考虑多种约束条件,采用遗传算法、人工神经网络、粒子群等现代智能算法,自动计算出任务最优分配方案。基于模板和自动生成工具,辅助用户拟制计划,下发动员指令。
5.动员行动控制
利用智能手机终端、无线电台、集群通信和卫星电话等各种移动设备,指挥控制应急民兵力量和专业民兵力量,开展集结、输送、交接、防护和救援等活动,并根据作战进程或事件进程调整行动方案。完成动员任务并接到复员指令后,对动员资源的移交和返还工作进行指挥调度,并掌握复员进展情况和效果。
6.源汇聚服务
依托云计算、虚拟化和服务化技术,汇聚整合动员涉及的传感器、物资、装备、数据、网络、计算等各类资源,形成虚拟化的资源网,支撑全域范围内的按权限共享使用。打造分布式一体化的动员信息智能服务平台,主动分析各级各类用户的需求,将信息转化为知识,实现智能推送服务能力。
(二) 系统体系架构
智慧动员信息系统采用 “网—云—端” 的体系架构,如图1所示。按照栅格化、服务化的要求整合通信网络、时空基准、计算存储、潜力采集和行动力量等各类资源,构建一张虚拟 “资源网”;在国防动员资源网的基础上构建物理形态分布、逻辑功能聚合的智慧动员 “服务云”,支撑各类动员业务应用;“端” 指的是各级各类智慧动员业务系统,包括国家/ 军委级、省军区/ 军分区级业务系统,以及经动办、人防办、交战办等国动委各专业办业务信息系统和民兵预备役力量使用的智能便携式采集终端、指挥终端系统。
▲ 图1 系统体系架构图
(三) 系统数据架构
国防动员领域的数据包括人民武装、经济动员、科技动员、网信动员和交通战备等潜力数据,以及军方提出的动员需求,指挥机构制定的动员方案计划,动员行动开展的情况,筹划计划所需的气象、地形、交通等保障数据,还包括日常动员演习、训练数据等。
动员数据体系架构逻辑上由国家/ 军委、省军区/ 军分区两级数据服务中心构成,分别支撑国家级和地方各级动员信息系统应用。数据架构如图2所示。
各类国防动员数据分布在军事网、政务网、行业专网、互联网等不同网系。由于网络密级和保密要求各不相同,跨网安全交换的体制机制尚未成熟,造成动员数据融合处理 “壁垒”。针对非密网络,需通过物理隔离手段定期收集数据。针对党政军的涉密网络,通过网络安全隔离交换设备实现信息的可控与安全交换。
▲ 图2 数据架构图
(四) 系统运行模式
1.支撑联合作战的运行模式
在战时,智慧动员信息系统依托国动委及下属多个专业办信息系统更新地方潜力数据,通过引接政务数据、行业数据和社情舆情等信息生成地方动态。系统可以接收部队动员需求、战区动员任务,支持国防动员机构会同战区制定联合作战动员方案并下发,协助省军区会同各级国动委专业办提高行动监视能力和指令下达能力,并及时掌握动员计划执行情况。系统战时运行模式和流程如图3所示。
▲ 图3 系统战时运行流程
2.支撑地方应急的运行模式
在遭遇突发事件时,可通过智慧动员信息系统掌握事件情况,形成综合态势,上报突发事件发生的地点、环境、危害程度等信息。系统可支撑动员机构指挥员调度动员储备物资,组织民兵预备役人员协助地方政府开展抢险救灾、应急处突、反恐维稳等行动,并协助地方政府向军方提出支援需求。系统急时运行模式和流程如图4所示。
▲ 图4 系统急时运行流程
3.平时潜力管控的运行模式
平时,通过地方国动委各专业办业务信息系统以及潜力调查员的掌上智能采集终端,搜集汇总各行业潜力数据和动态信息。省级国防动员信息系统汇总地方潜力数据并进行综合分析,上报地方潜力数据和潜力缺口情况。经上级国动委批准,地方国防动员机构依托智慧动员信息系统,组织各领域动员潜力建设和日常管理维护。系统平时运行模式和流程如图5所示。
▲ 图5 系统平时运行流程
4.关键技术分析
(一) 动员大数据自动挖掘分析技术
随着社会信息化程度的提高以及动员指挥信息系统建设、动员潜力数据系统的不断发展,各级动员部门获取和生成的数据量同步激增,国防动员领域的数据信息呈 “井喷式” 爆发。例如,新余军分区开展 “智慧动员” 试点建设后,动员潜力数据从2万条迅速增长至180万条。国防动员对象涵盖人员、物资、装备、信息资源等诸多领域,数据来源渠道多样,数据结构种类繁杂,数据分析模型复杂,数据结果抽象、价值密度低,要求动员信息系统具备 “大海捞针” 的数据处理能力。
智慧动员是以国防动员大数据为支撑、以精准预测为基础、以精确调控为手段的动员活动。通过获取掌握 “看似无关” 的海量动员数据,分析挖掘数据间的联系,从而实现精准动员和主动匹配。因此,智慧动员信息系统必须运用大数据挖掘和分析技术,围绕可视化分析、数据挖掘算法、预测性分析、语义引擎、数据质量和数据管理,研究开发分析海量动员数据的计算技术和软件工具,构建精确分析处理大数据的硬件环境和软件模型,从而实现动员大数据从 “数据优势” 向 “决策优势” “行动优势” 转变。
(二) 动员计划智能辅助生成技术
此前,动员潜力分析、任务分配和行动计划制定,很多工作要靠人工查询、手工作业来完成,通常需要半天到一天时间,并且动员规则、运输风险、经济成本等因素都很难量化,主要依靠指挥决策人员的经验和主观判断,不仅效率低,科学性也不强。由于缺少动员预案的计算机仿真评估工具,开展实战演练成本高、灵活性差、次数也有限,预案的完备性和可行性无法得到检验。在突发应急应战任务时,需要智能化的辅助评估手段支撑,根据任务要求快速匹配优选预案并调整转换成实施方案。
智慧动员信息系统中,应将动员预案进行数字化制定和管理,对各种影响因素进行量化建模,采用智能算法自动生成多套任务分配方案。通过网络将各级国防动员信息系统构成一个分布式仿真演练体系,可针对多套预案开展模拟协同演练,评估不同情况下的预案实施效果,从而促进预案的修订完善。智慧动员信息系统还可采用自然语言分析技术自动分析提取事件类型、程度和紧急度等关键信息,在预案库中选择最适合的预案并给出调整建议,辅助指挥人员快速生成方案并下达。
(三) 动员行动精确监视控制技术
在应战和应急行动中,动员的人力和物力涉及面广、时间紧、数量大,加之地理气象条件恶劣,动员行动精确指挥控制的难度很大。例如,汶川抗震救灾中,6个重灾地军分区在震后30分钟即组织所属36个人武部和3个大型企业武装部,动员7180名民兵预备役人员开赴重灾点;芦山震后10天内,各级共组建后勤保障分队14支,出动车辆3100余台次,动用储备器材7100余件,下拨被装物资2.1万套。受灾地区往往地形地貌发生重大变化,而且次生灾害频发,动员计划中的人员集结、物资调配、行进路线随时面临调整,动员指挥人员必须实时掌握动员行动情况,采取临机处置措施。
智慧动员信息系统应充分利用军地信息科学技术对人员、物资、装备、设施等进行全方位实时监控;利用移动视频、卫星定位、物联感知等技术,随时掌握人员、物资、装备的储备情况、出入库、运送、交接、复员等全过程;采用开源情报智能分析预测技术,掌握交通、气象、地理、舆情等实时状态,据此对动员行动方案计划进行临机调整;综合使用短波电台、移动视频、卫星电话、北斗终端等应急通信平台,通过多种手段指挥控制动员行动 ,确保 “信息上得来,命令下得去”。
5.结语
本文围绕智慧动员的概念内涵,从我国国防动员领域信息化建设现状出发,分析提出了利用虚拟化、云计算、大数据等先进技术打造 “网— 云—端” 的架构以及跨军地的动员数据体系架构,初步分析了 “应战” “应急” “平时” 三种系统运行模式。最后,从技术层面探讨了新兴技术在智慧动员领域的应用需求。下一步,还需要针对关键技术进行深入研究和攻关,突破新兴信息技术在国防动员领域的运用,为精准、高效、持续动员打下坚实基础。
文字 |来源:《国防科技》2020年第41卷第2期,作者:王芳、郭静、王纪震
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