首发|浅谈5G的军事应用（二）

导读

近些年来，世界很多国家正在积极推进5G的应用。全世界5G基站的数量持续增长，5G应用层出不穷，享受5G服务的用户也越来越多，5G正在越来越多地影响和改变着人们的生活方式。与此同时，5G在军事领域的应用也在逐渐拉开帷幕。本文是《浅谈5G的军事应用》系列的第二篇文章，主要介绍5G在军事物联网、模拟训练和实战化演训平台的应用前景，供感兴趣的读者参考。

图1：军事物联网未来概念图

一、

军事物联网

军事物联网是物联网技术在军事领域的应用，是将物联网技术应用于战场和作战指挥的专用网络，其目的就是围绕战场态势感知、智能分析和过程控制，实现系统的全方位、全频谱有效运行，全面提升体系作战能力。军事物联网较民用物联网，对感知控制的时效性和保密性提出了更高要求。本质上讲，5G对军事物联网最大的吸引力在于：对于物联网两个最重要的核心需求——海量的连接和毫秒级的时延，现在的网络无法给予支撑，而5G可满足接入网络设备多样化的无线连接性要求，并以极高速度处理各类联网信息，实现高效、便捷和安全的信息传输与共享，在后勤保障、态势传感器网络、物资管理等方面机具应用前景，将真正开启军事物联网新时代。

多样化无线接入，解决武器装备数量多的问题。军事物联网底层是由嵌入在武器、装备上的 若干个传感器组成，网络节点多、设备类型杂，根据不同的应用范围，接入方式也大不相同。例如，对于普通战场侦察节点（雷达、光学摄像机等），侦察信息需要通过接力，采用短波、超短波或者微波传输到前方指挥车（所），经中继接力后接入物联网；对于小范围内的网络节点，如楼宇监控设备（报警器、传感器等），可通过无线局 域网，甚至蓝牙、红外等无线接入方式接入物联网；而对于无人机等高速、远程设备，其无线接入方式就要通过卫星接入物联网。因此，不同环境下的无线接入方式有所不同。目前技术条件下，尚无法实现各种无线接入的有效融合，而5G系统通过对底层无线接入的接口标准进行统一，能彻底解决军事物联网的无线接入问题。

图2：军事物联网的潜在应用

大容量数据交互，解决武器装备智能化的问题。未来的军事物联网必将是一个“装备与装备”、“装备与人”之间信息互联、 管理操控的大系统，涉及的要素越多、武器装备越复杂，要求的战场反应速度越快、操控管理越及时，系统产生的数据容量也就越大、需要的传输速率也就越高。例如，军事物联网要求每个要素（如单兵、武器装备和物资）都是一个网络节点，具有感知、定位、识别、控制和智能化管理等功能，所以，任何一个网络终端都将是一个小型电脑。从目前技术条件看，技术可实现，但成本太高，物理条件和网络架构仍然不适应。而5G将采用许多新技术、新理念，从系统架构和信息安全上为军事物联网的应用铺平道路。

高速率信息处理，解决指挥控制系统时效性的问题。军事物联网的最大优势就是全维、实时、准确，通过自动感知、实时采集、数据传输、指挥决策、火力控制，建立战场“从传感器到射手”的全要素综合信息链，其中最关键的就是要建立反应迅速、管控及时、适合海量数据处理的指挥控制系统。5G系统将采用云计算、大数据技术，将大量数据处理工作交由“云”来完成，通过建立完善、合理的模型库，构建高效、完备的数据库， 提高信息处理速率。

5G网络还将使军民融合应急物流系统成为可能。当前4G网络很难满足物联网的发展，军民融合应急物流系统建设必须结合5G通信技术高速率、大容量、低延迟的优势，达到人员和物资的实时视频信息传输，实现指挥中心对整个应急物流事件可视化，增加指令的及时性和有效性。通过5G通信技术使军民融合应急物流通信与民用移动通信分离，建立专门的军民融合应急物流通信频段，可以大大提高信息的安全性，无疑会减少军民融合在信息安全上的担忧，对军队应急物流资源同地方应急物流资源的结合共享将起到极大促进作用。5G通信技术借助毫米波通信还可以有效减小通信设备体积，为小型化、便携化的设备提供了生产和发展的基础，应急物流设备结合小型化的5G通信收发设备将极大地推进物联网的建设，为军民融合应急物流智慧化提供条件，增加了军民融合应急物流信息系统建设的可行性。

图3：军用物流工作流程

二、

模拟训练

虚拟现实系统是未来作战人机交互和军事训练的重要手段，超高清视频数据的无线传输是影响其推广应用和体验效果的主要因素之一。5G可大幅提升虚拟现实系统的实用性，高清画面和交互信息可通过5G网络实时传输至用户，使受训人员仅需穿戴头盔和必要的武器装备就能参与训练，摆脱背负式计算设备、各种线缆和训练场地的束缚，真正做到贴近实战，还可将处于不同地理位置的部队，组织在同一虚拟环境中进行大规模战术、战役级训练，提高效费比。

2019年4月15日，SK 电信 B2B 事业团长崔日圭与陆军士官学校校长郑镇京在首尔芦原区孔陵洞的陆军士官学校总部签署了《5G技术的智能陆军士官学校》业务协议，携手建立“智能陆军士官学校”，以5G网络为基础，打造虚拟现实射击训练，韩媒《朝鲜日报》将该计划誉为韩国真实版《头号玩家》，以尖端技术打造身如其境的训练体系。通过该协议，SK电信将与陆军士官学校合作，利用5G和ICT技术，包含人工智能、增强现实、虚拟现实、物联网、云端、大数据等方式打造“智能陆军士官学校”。此外，双方还将共同进行量子密码、无人机等5G、ICT 研究。

图4：基于韩国SK电信5G技术的模拟训练

根据计划安排，2019年上半年 SK 电信将在学校的校园内为军事设施中的地形、保安量身打造5G基础设施。之后，再引进增强现实、虚拟现实等技术的实战型训练场，未来的射击、战术、指挥控制等综合战斗训练都将在这里完成。利用5G网络的超高速、超低延迟和超链接等特性优势，过去只能进行10人左右分队训练的小型训练场，现在都可以容纳200人左右的中队训练；再加上超高质量的虚拟现实影像可以不中断地进行播放，训练的真实感也将大幅增加。训练者可以利用虚拟现实技术，在多屏幕放映的情况下模拟不同的实战状况，使用者能利用个人武器进行定点射击、室内短距射击、长距射击、移动射击、夜间射击、战况射击等训练。

三、

实战化演训平台

以海军为例，5G技术将在以下几个方面为海军的实战化演训平台建设助力赋能：

（1）海量信息集成。实战化试训离不开航母、舰艇、飞机、导弹、靶标等武器平台，指控、武控、导航、卫通、雷达等操作战位，大气、电磁、海浪、烟雨雷电等复杂环境，而贯穿各平台、战位与环境的是海量的信息。各级指战员基于海量数据信息，通过先进技术计算，可以掌控或查看全局试验资源，完成整个体系演习、演练、试验与训练。5G可以将海量信息综合集成，充分发挥信息技术优势，利用大数据进行分析挖掘，充分发挥实战化试训效果。

（2）大范围设备联网。实战化试训需要各种舰艇平台、复杂战场环境、不同类别靶标、自适应蓝军、各装备信息采集设备等综合资源参与，需要高智能、实时、并行处理各信息。但航母、驱逐舰、护卫舰、导弹艇、飞机、导弹、导航、武控、雷达、靶弹、靶机、靶船、数字靶、电磁、干扰等各武器装备是否可以进行数据共享共用，直接影响着各武器装备的作战效能。5G技术可实现大范围装备互联，解决数据量大、传输慢、处理超时等问题，实现信息共用。

（3）实战化试训平台。实战化试训平台应采用通用软件平台架构，开发公共服务平台、运行工具、开发工具、显示工具及配套工具，形成虚实融合的全领域、全要素、全流程武器装备试训环境。5G支撑下的实战化试训平台将支撑完成多体系、跨地域、海天一体、虚实合成的试验训练，依托航区、舰艇平台、技术阵地、试验设施、导航、测控装备、气象水文 等环境资源，完成实战化试训方案设计、方案推演、任务调度、过程监控、运维管理、作战效能评估、完成智能化决策等任务。

（4）实时评估。实时评估需要根据评估指标体系对多体系对抗条件下的武器装备作战效能、装备贡献率、可靠性、毁伤效果进行实时评估，实现对战场武器和人员兵力部署调配进行优化，发挥最大作战效能。利用武器装备性能试验鉴定、作战试验鉴定、训练演习、在役考核等积累的海量试训数据，进行大数据挖掘分析，实时计算、分析、评估与决策，不断优化实战化试训方案，为作战指战员提供智能化辅助决策。

图5：多维立体展示

（5）多维立体显示。目前显示系统根据试验、演习、训练装备航迹和状态信息，在二维平面或三维空间显示物体，指战员能够对全局资源有一个基本了解，但是因网速、数据处理能力、多维显示技术、系统经费等原因，还不能全局、全精度、立体、多维显示战场信息。5G支撑下的显示系统，可对武器装备进行虚拟现实显示，对装备内部结构、人员操作、口令下达、信息显示、装备运转、效能发挥、武器内外部动作等进行逼真显示，就如同进入战场空间，实时感受一样真实。多维立体显示将对各级指战员战略战术运用发挥重要作用。

（6）实战氛围训练。5G可以满足虚拟现实和增强现实对数据获取速度的极高要求，将推动虚拟现实和增强现实技术广泛应用。5G技术虚拟场景更加真实，实际战场氛围更加浓厚，让指战员身临其境，掌控武器装备，实时打击眼前敌人；各级领导可以虚拟查看演习试训流程、武器装备部署情况；参谋、干事、助理等人员可以借助虚拟场景，实际体验打击敌人真实场景，进一步了解武器装备作战性能；科技人员通过5G技术可以进一步理解掌握武器装备战技指标，对航区规划、指标论证、大纲编写、武器试验具有重要意义。

THE  END

文字 | 秦中南、龙坤（国防科技大学）

图片 | 来源于网络

编辑 | 谢士娇

审阅 | Q、黄洋

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