裝備保障輔助決策與信息可視化技術實驗室建設

 1.  任務與定位

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，為我軍打贏信息化戰(zhàn)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(zhàn)略任務。隨著數(shù)字化機步師建設和集團軍信息系統(tǒng)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(tǒng)陸續(xù)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(zhàn)。如何實現(xiàn)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，進而形成反應靈敏、指揮順暢、管理科學、綜合高效的裝備保障能力，成為通用裝備保障領域亟待解決的重大課題。針對通用裝備保障信息化建設領域的需求開展關鍵技術研究和保障手段建設，對于科學推進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(tǒng)的裝備保障能力具有重大的現(xiàn)實意義。
1.2  使命任務
       研究中心依托學院現(xiàn)有軍事信息工程學科領域科研學術條件進行建設，其使用任務是：
       一是支撐裝備保障信息化關鍵技術研究，滿足裝備技術狀況采集與在線監(jiān)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，為部隊提供高質量的裝備保障信息化技術服務。
       二是支撐信息化裝備維修保障手段建設，滿足信息化裝備維修檢測診斷智能化、軟件保障科學化的需求。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(tǒng)建設，滿足裝備保障信息系統(tǒng)建設標準化、自主化和國產(chǎn)化的需求。以信息系統(tǒng)建設標準、數(shù)據(jù)標準為基礎，以信息系統(tǒng)架構技術、國產(chǎn)化軟硬件技術、軟件故障診斷與修復技術為依托，提升裝備保障信息系統(tǒng)建設的科學化、標準化水平。
1.3  實驗室定位
1.3.1  地位作用
       初步建成為軍內(nèi)一流、國內(nèi)先進、特色鮮明的裝備保障輔助決策與信息可視化共性關鍵技術創(chuàng)新及裝備物聯(lián)網(wǎng)工程化示范基地、裝備物聯(lián)網(wǎng)共享技術標準規(guī)范的研發(fā)和推廣基地、裝備物聯(lián)網(wǎng)工程技術及管理人才的培養(yǎng)基地、裝備保障輔助決策可視化技術服務中心，在全軍通用裝備保障輔助決策領域中發(fā)揮引領和示范作用，支撐和帶動裝備保障輔助決策及信息可視化技術服務的發(fā)展。
1.3.2  研究方向和內(nèi)容
        實驗室建成后，將形成系統(tǒng)的裝備保障可視化關鍵技術的科研試驗環(huán)境，可以支撐信息化裝備保障的“管、修、供、訓、戰(zhàn)”以及勤務保障等領域的基礎研究、技術開發(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(tǒng)建設等工作提供科學研究與學術交流平臺，具體包括：
（1）裝備技術狀況采集與處理研究
利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術，通過模擬裝備運用環(huán)境，能夠開展武器裝備系統(tǒng)有關摩托小時、行駛里程、使用狀態(tài)等技術狀況信息的采集和處理研究。
（2）裝備物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術研究
開展以RFID、傳感器為核心的信息感知關鍵技術研究，支持定制開發(fā)集成傳感器；能夠開展基于ZigBee、藍牙的短距離數(shù)據(jù)通信研究，基于軍用CDMA、北斗短報文、衛(wèi)星通信的長距離通信研究，開展數(shù)據(jù)高可靠性數(shù)據(jù)傳輸融合技術攻關；支持開展云計算、大數(shù)據(jù)相關數(shù)據(jù)處理研究。
（3）裝備物聯(lián)網(wǎng)原型系統(tǒng)設計與開發(fā)
開展覆蓋裝備管理、修理、儲供、訓練、戰(zhàn)備（戰(zhàn)時保障）、勤務等主要業(yè)務方向的裝備物聯(lián)網(wǎng)原型系統(tǒng)的設計開發(fā)，為建立裝備智慧營區(qū)，實現(xiàn)智能維修、智能管理、智能倉儲提供科學研究與學術交流的平臺。
（4）裝備保障輔助決策與信息可視化技術研究
       開展基于地理信息系統(tǒng)的裝備保障信息融合處理、信息可視化展示、數(shù)據(jù)挖掘與輔助決策等技術研究，具備裝備保障資源、態(tài)勢、過程動態(tài)建模與仿真和多維可視化開發(fā)能力，為基于信息系統(tǒng)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(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬現(xiàn)實相關領域的先進技術，按照高標準、重實用、可發(fā)展的要求，通過構建裝備物聯(lián)網(wǎng)科研及實驗環(huán)境、可視化建模環(huán)境、軍事地理信息開發(fā)環(huán)境、虛擬現(xiàn)實環(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、過程可視、能力可視和決策可視）的科研實驗平臺，為促進裝備保障領域信息可視能力發(fā)展提供科研、試驗、模擬、訓練的支撐條件。
2.2  建成后達到的技術水平
建成的裝備保障輔助決策與信息可視化技術實驗室的技術水平將在軍內(nèi)同類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、移動終端環(huán)境下地理信息系統(tǒng)應用開發(fā)；
（2）具有傳感器集成設計能力，可進行物聯(lián)網(wǎng)應用模擬實驗；
（3）具備北斗定位導航、軍用無線通信等實驗條件，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(guī)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體系集成與評估能力；
（6）具有開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  工程技術研究開發(fā)能力和水平
（1）凝練和建立起一個年齡、學科、學歷結構層次合理、服務工程化技術水平高的核心團隊。
（2）不少于1000m2的工作場地（包括技術研發(fā)、日常運行服務、培訓等），不少于100m2的計算機機房，20個以上的計算服務節(jié)點，100TB以上的數(shù)據(jù)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、安全與質量等相關標準規(guī)范，為總部機關和部隊提供共性關鍵技術支撐。
（4）在通用裝備保障信息可視化技術，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利3～6項。
（5）設計研發(fā)智能裝備物聯(lián)網(wǎng)科研開發(fā)與共享平臺、智能裝備場科研實驗平臺、智能維修科研實驗平臺、智能儲供、智能戰(zhàn)場信息感知科研實驗平臺、智能軍用安防科研實驗平臺、智能裝備保障指揮控制科研實驗平臺系統(tǒng)共計7套，取得軟件著作權不少于7項，并向2家以上軍內(nèi)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項以上委托開發(fā)任務。
2.3.2  開放服務能力
（1）成果轉化。參加軍內(nèi)專業(yè)展覽會；舉辦成果推介與技術交流會每年1～2次；圍繞領域相關軟/硬件產(chǎn)品的推廣應用及技術成果的轉讓。
（2）交流培訓。每年邀請3～5名國際知名專家到中心開展合作研究及講學；舉辦1-2次行業(yè)內(nèi)國際權威的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術研討會；組織并參與2-3次國際學術交流活動。
（3）人才培養(yǎng)。每年舉辦專題報告會1～2期，技術培訓班1～2期，為總部機關、部隊以及合作單位提供培訓約200人次/每年；每年培養(yǎng)（聯(lián)合培養(yǎng)）碩士生、博士生3～6人。
（4）開放、合作研究課題。吸引軍內(nèi)外本領域的開發(fā)研究人員申報，開展創(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。實驗室的建成和運行將充分利用依托總部、學院的資源、技術、服務等優(yōu)勢，緊密結合“產(chǎn)學研用”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域共性技術工程化、產(chǎn)品開發(fā)、服務推廣三個環(huán)節(jié)展開工作。
（2）經(jīng)濟效益。實驗室通過軟/硬件開發(fā)、工程化推廣應用，支撐通用裝備保障領域重大工程、重大項目的建設，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和軍內(nèi)外影響力的雙豐收。
（3）自我發(fā)展能力。實驗室將開展與地方企業(yè)、軍內(nèi)外院校、科研院所及科研人員等廣泛的技術交流，為我軍裝備物聯(lián)網(wǎng)領域提供更為準確的信息，使總部機關、科研院所、部隊等各類用戶及時方便了解更準確的技術信息和先進的技術產(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，并能夠對該領域起到引領作用，實現(xiàn)實驗室的可持續(xù)發(fā)展。
2.3.4  成果對領域技術進步的帶動作用
實驗室建立后，圍繞裝備保障輔助決策與信息可視化技術創(chuàng)新需求和軍內(nèi)共享科技服務需求，針對該領域共享服務中的共性關鍵技術難題，開展工程技術研究開發(fā)、成果應用測試和推廣示范，為總部機關提供技術咨詢、技術服務和人才培訓，推動該領域整體的技術進步，形成服務產(chǎn)業(yè)鏈。
（1）建立裝備物聯(lián)網(wǎng)能力開放和共享服務平臺，對我軍裝備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)資源進行整合和管理，為總部機關、部隊等各類用戶提供科技資源匯交、加工處理、信息檢索及跨領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品牌，帶動科技資源服務業(yè)良性發(fā)展。
（2）通過推廣裝備物聯(lián)網(wǎng)相關的共性關鍵技術及工具軟件，并通過與總部機關和部隊應用系統(tǒng)的集成及個性化定制服務，逐步構建覆蓋全軍的裝備物聯(lián)網(wǎng)試驗系統(tǒng)，進而提高裝備保障能力。
（3）實驗室建成后，將成為我軍裝備保障輔助決策與信息技術可視化以及裝備物聯(lián)網(wǎng)領域的工程化技術平臺，依托該平臺，開展“產(chǎn)學研用”合作，積極開展軍內(nèi)外合作與交流，進行軍內(nèi)外相關的先進技術引進、消化、吸收，大量開展科研創(chuàng)新人才培訓，發(fā)揮平臺技術輻射作用，廣泛開展技術咨詢、技術服務，推動領域技術進步，引領該領域的發(fā)展。

3  建設方案

3.1  建設思路
       實驗室建設的總體發(fā)展思路是著眼裝備保障能力生成模式轉變，瞄準裝備保障領域的重大需求，緊密圍繞關鍵問題，研究體現(xiàn)裝備物聯(lián)網(wǎng)特性、適應信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)要求的體系結構理論與關鍵技術。以“采用先進成熟技術、突破基礎理論與關鍵技術、研究專用安全技術”為原則，從基礎理論與方法、關鍵支撐技術、平臺與典型示范應用等三個層次著手，按照“研究理論體系、突破關鍵技術、搭建驗證平臺”的整體目標開展研究和建設工作。
3.2  系統(tǒng)組成
3.2.1  實驗室構成
實驗室由三個實驗區(qū)組成：即：裝備物聯(lián)網(wǎng)基礎科研實驗區(qū)、裝備物聯(lián)網(wǎng)應用實驗區(qū)、MGIS可視化及虛擬現(xiàn)實科研實驗區(qū)。其構成情況如圖3-1所示。
 
圖3-1  實驗室構成

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

3.2.3  分區(qū)之間的關系
       裝備物聯(lián)網(wǎng)基礎科研實驗區(qū)面向基礎應用，主要包括應用科研區(qū)涉及的各類傳感器、通信模塊、RFID識別模塊、嵌入式主板、網(wǎng)絡通信、以及輔助電子維護維修設備，為學員提供學習、測試、應用科研平臺維護維修、應用創(chuàng)新、科研開發(fā)的場所。
       裝備物聯(lián)網(wǎng)應用科研實驗區(qū)，在基礎科研實驗區(qū)的基礎上，面向裝備應用的各個環(huán)節(jié)，將物聯(lián)網(wǎng)新技術引入到裝備使用過程中，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)境可視化科研實驗區(qū)，接收應用科研實驗區(qū)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、無人機搭載可見光/熱成像等多種成像設備，在軍事地理信息系統(tǒng)中同步模擬繪制，為實現(xiàn)戰(zhàn)場裝備保障環(huán)境的全景可視化仿真提供技術支撐。
 
圖  三個科研實驗區(qū)的關系圖
3.3  應用模式
實驗室建成后，其主要的應用模式有如下幾種。
3.3.1  開展技術研究
圍繞裝備技術狀況采集與監(jiān)測、裝備保障可視化、裝備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等領域的技術研究，充分利用實驗室的軟硬件資源，采用采集監(jiān)測、測試評估、仿真計算、演示驗證等形式，開展裝備保障可視化關鍵技術的研究和實驗驗證。
3.3.2  承擔專項任務
充分利用實驗室提供的科研實驗條件、形成的創(chuàng)新技術成果和儲備的專業(yè)技術人才，承擔裝備保障可視化系統(tǒng)構建、裝備物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)研制、基于國產(chǎn)化平臺的裝備保障指控系統(tǒng)和業(yè)務管理信息系統(tǒng)建設等專項任務。
3.3.3  培養(yǎng)專業(yè)人才
充分利用實驗室提供的科研實驗條件，組織開展裝備物聯(lián)網(wǎng)及裝備保障可視化專業(yè)人才輪訓、研究生課題研究、本科生畢業(yè)設計、教員科學研究等活動，為通用裝備保障信息化建設培養(yǎng)專業(yè)技術人才。
3.3.4  提供技術服務
建立“平臺開放、項目協(xié)作、成果共享”的開放機制，為軍隊裝備保障信息化建設關鍵技術難題提供解決方案，為總部機關科學決策提供技術咨詢服務，為軍地院所開展相關技術研究提供技術合作和學術交流的平臺。