装备保障辅助决策与信息可视化技术实验室建设

 1.  任务与定位

1.1  军事需求
       提高装备保障信息化水平，转变装备保障能力生成模式，为我军打赢信息化战争提供坚强有力的装备保障，是新世纪新阶段通装保障建设的战略任务。随着数字化机步师建设和集团军信息系统综合集成装备建设向深度和广度加速发展，大量信息化装备和信息系统陆续编配部队，对通用装备保障信息化建设和信息化装备维修保障提出了严峻挑战。如何实现精细管理、视情维修、全域供应、模拟训练、智能指控等通用装备保障信息化建设目标要求，进而形成反应灵敏、指挥顺畅、管理科学、综合高效的装备保障能力，成为通用装备保障领域亟待解决的重大课题。针对通用装备保障信息化建设领域的需求开展关键技术研究和保障手段建设，对于科学推进通用装备保障信息化建设步伐，加快装备保障全面转型，形成基于信息系统的装备保障能力具有重大的现实意义。
1.2  使命任务
       研究中心依托学院现有军事信息工程学科领域科研学术条件进行建设，其使用任务是：
       一是支撑装备保障信息化关键技术研究，满足装备技术状况采集与在线监测、装备故障智能检测、装备保障可视可控、装备维修手段虚拟化的需求。为通用装备保障视情维修、精细管理、全资可视、模拟训练等应用提供支持，为部队提供高质量的装备保障信息化技术服务。
       二是支撑信息化装备维修保障手段建设，满足信息化装备维修检测诊断智能化、软件保障科学化的需求。以信息化装备故障机理、故障模式分析为基础，以通用化、智能化、模块化维修检测设备研发为手段，提升部队信息化装备维修保障能力。
       三是支撑装备保障信息系统建设，满足装备保障信息系统建设标准化、自主化和国产化的需求。以信息系统建设标准、数据标准为基础，以信息系统架构技术、国产化软硬件技术、软件故障诊断与修复技术为依托，提升装备保障信息系统建设的科学化、标准化水平。
1.3  实验室定位
1.3.1  地位作用
       初步建成为军内一流、国内先进、特色鲜明的装备保障辅助决策与信息可视化共性关键技术创新及装备物联网工程化示范基地、装备物联网共享技术标准规范的研发和推广基地、装备物联网工程技术及管理人才的培养基地、装备保障辅助决策可视化技术服务中心，在全军通用装备保障辅助决策领域中发挥引领和示范作用，支撑和带动装备保障辅助决策及信息可视化技术服务的发展。
1.3.2  研究方向和内容
        实验室建成后，将形成系统的装备保障可视化关键技术的科研试验环境，可以支撑信息化装备保障的“管、修、供、训、战”以及勤务保障等领域的基础研究、技术开发及工程应用。为通用装备保障视情维修、精细管 理、敏捷保障、模拟训练、信息系统建设等工作提供科学研究与学术交流平台，具体包括：
（1）装备技术状况采集与处理研究
利用物联网传感器技术，通过模拟装备运用环境，能够开展武器装备系统有关摩托小时、行驶里程、使用状态等技术状况信息的采集和处理研究。
（2）装备物联网关键技术研究
开展以RFID、传感器为核心的信息感知关键技术研究，支持定制开发集成传感器；能够开展基于ZigBee、蓝牙的短距离数据通信研究，基于军用CDMA、北斗短报文、卫星通信的长距离通信研究，开展数据高可靠性数据传输融合技术攻关；支持开展云计算、大数据相关数据处理研究。
（3）装备物联网原型系统设计与开发
开展覆盖装备管理、修理、储供、训练、战备（战时保障）、勤务等主要业务方向的装备物联网原型系统的设计开发，为建立装备智慧营区，实现智能维修、智能管理、智能仓储提供科学研究与学术交流的平台。
（4）装备保障辅助决策与信息可视化技术研究
       开展基于地理信息系统的装备保障信息融合处理、信息可视化展示、数据挖掘与辅助决策等技术研究，具备装备保障资源、态势、过程动态建模与仿真和多维可视化开发能力，为基于信息系统的装备保障指挥与决策能力提升提供支持。

2.  建设目标

2.1  建设目标
       瞄准信息化条件下装备保障的前沿理论，紧跟国内外物联网、大数据、云计算、虚拟现实相关领域的先进技术，按照高标准、重实用、可发展的要求，通过构建装备物联网科研及实验环境、可视化建模环境、军事地理信息开发环境、虚拟现实环境，结合辅助决策支持工具，创立装备保障全维可视（需求可视、环境可视、资源可视、过程可视、能力可视和决策可视）的科研实验平台，为促进装备保障领域信息可视能力发展提供科研、试验、模拟、训练的支撑条件。
2.2  建成后达到的技术水平
建成的装备保障辅助决策与信息可视化技术实验室的技术水平将在军内同类研究条件中处于较先地位。
（1）具有二、三维地理信息采集、加工、存储、建模、分析、输出能力，支持国产化固定终端、移动终端环境下地理信息系统应用开发；
（2）具有传感器集成设计能力，可进行物联网应用模拟实验；
（3）具备北斗定位导航、军用无线通信等实验条件，能够采集和发送装备保障资源、对象的状态与位置，可为装备保障资源部署、保障路径规划提供工具支持；
（4）具有装备保障辅助决策分析能力；
（5）具有装备保障信息技术体系集成与评估能力；
（6）具有开展装备保障信息标准化研究的能力。
2.3  建成后的预期成果
2.3.1  工程技术研究开发能力和水平
（1）凝练和建立起一个年龄、学科、学历结构层次合理、服务工程化技术水平高的核心团队。
（2）不少于1000m2的工作场地（包括技术研发、日常运行服务、培训等），不少于100m2的计算机机房，20个以上的计算服务节点，100TB以上的数据存储能力。
（3）制定或参与制定装备物联网，通用装备保障信息资源共享、安全与质量等相关标准规范，为总部机关和部队提供共性关键技术支撑。
（4）在通用装备保障信息可视化技术，装备物联网应用科研、工程设计，通用装备保障信息资源整合、共享与挖掘方面取得专利3～6项。
（5）设计研发智能装备物联网科研开发与共享平台、智能装备场科研实验平台、智能维修科研实验平台、智能储供、智能战场信息感知科研实验平台、智能军用安防科研实验平台、智能装备保障指挥控制科研实验平台系统共计7套，取得软件著作权不少于7项，并向2家以上军内单位推广使用。
（6）独立或与其他单位合作，承担国家级科研课题、军队级科研课题、省部级科研课题、地方平台委托项目以及国际合作项目等，承接3项以上委托开发任务。
2.3.2  开放服务能力
（1）成果转化。参加军内专业展览会；举办成果推介与技术交流会每年1～2次；围绕领域相关软/硬件产品的推广应用及技术成果的转让。
（2）交流培训。每年邀请3～5名国际知名专家到中心开展合作研究及讲学；举办1-2次行业内国际权威的产业发展及技术研讨会；组织并参与2-3次国际学术交流活动。
（3）人才培养。每年举办专题报告会1～2期，技术培训班1～2期，为总部机关、部队以及合作单位提供培训约200人次/每年；每年培养（联合培养）硕士生、博士生3～6人。
（4）开放、合作研究课题。吸引军内外本领域的开发研究人员申报，开展创新性研究工作。
2.3.3  运行管理、经济效益及自我发展能力
（1）运行管理。实验室的建成和运行将充分利用依托总部、学院的资源、技术、服务等优势，紧密结合“产学研用”四位一体的发展模式，围绕装备保障辅助决策与信息可视化领域共性技术工程化、产品开发、服务推广三个环节展开工作。
（2）经济效益。实验室通过软/硬件开发、工程化推广应用，支撑通用装备保障领域重大工程、重大项目的建设，实现经济效益和军内外影响力的双丰收。
（3）自我发展能力。实验室将开展与地方企业、军内外院校、科研院所及科研人员等广泛的技术交流，为我军装备物联网领域提供更为准确的信息，使总部机关、科研院所、部队等各类用户及时方便了解更准确的技术信息和先进的技术产品，避免重复投资，较大地提高通用装备保障信息资源的利用率，并能够对该领域起到引领作用，实现实验室的可持续发展。
2.3.4  成果对领域技术进步的带动作用
实验室建立后，围绕装备保障辅助决策与信息可视化技术创新需求和军内共享科技服务需求，针对该领域共享服务中的共性关键技术难题，开展工程技术研究开发、成果应用测试和推广示范，为总部机关提供技术咨询、技术服务和人才培训，推动该领域整体的技术进步，形成服务产业链。
（1）建立装备物联网能力开放和共享服务平台，对我军装备物联网系统资源进行整合和管理，为总部机关、部队等各类用户提供科技资源汇交、加工处理、信息检索及跨领域知识挖掘等功能及知识产品，打造我国科技资源共享服务品牌，带动科技资源服务业良性发展。
（2）通过推广装备物联网相关的共性关键技术及工具软件，并通过与总部机关和部队应用系统的集成及个性化定制服务，逐步构建覆盖全军的装备物联网试验系统，进而提高装备保障能力。
（3）实验室建成后，将成为我军装备保障辅助决策与信息技术可视化以及装备物联网领域的工程化技术平台，依托该平台，开展“产学研用”合作，积极开展军内外合作与交流，进行军内外相关的先进技术引进、消化、吸收，大量开展科研创新人才培训，发挥平台技术辐射作用，广泛开展技术咨询、技术服务，推动领域技术进步，引领该领域的发展。

3  建设方案

3.1  建设思路
       实验室建设的总体发展思路是着眼装备保障能力生成模式转变，瞄准装备保障领域的重大需求，紧密围绕关键问题，研究体现装备物联网特性、适应信息化条件下联合作战要求的体系结构理论与关键技术。以“采用先进成熟技术、突破基础理论与关键技术、研究专用安全技术”为原则，从基础理论与方法、关键支撑技术、平台与典型示范应用等三个层次着手，按照“研究理论体系、突破关键技术、搭建验证平台”的整体目标开展研究和建设工作。
3.2  系统组成
3.2.1  实验室构成
实验室由三个实验区组成：即：装备物联网基础科研实验区、装备物联网应用实验区、MGIS可视化及虚拟现实科研实验区。其构成情况如图3-1所示。
 
图3-1  实验室构成

3.2.2  体系结构
装备保障辅助决策与信息可视化技术实验室的体系由四层组成，分别是感知层、网络层、服务层和应用层，其体系结构如图3-2所示。
 图3-2 实验室技术体系结构

3.2.3  分区之间的关系
       装备物联网基础科研实验区面向基础应用，主要包括应用科研区涉及的各类传感器、通信模块、RFID识别模块、嵌入式主板、网络通信、以及辅助电子维护维修设备，为学员提供学习、测试、应用科研平台维护维修、应用创新、科研开发的场所。
       装备物联网应用科研实验区，在基础科研实验区的基础上，面向装备应用的各个环节，将物联网新技术引入到装备使用过程中，提高装备管理、物资管理、人员管理的智能化水平和效率。
装备保障环境可视化科研实验区，接收应用科研实验区的信息，利用三维扫描仪、三维地形快速计算软件、三维全息显示平台、无人机搭载可见光/热成像等多种成像设备，在军事地理信息系统中同步模拟绘制，为实现战场装备保障环境的全景可视化仿真提供技术支撑。
 
图  三个科研实验区的关系图
3.3  应用模式
实验室建成后，其主要的应用模式有如下几种。
3.3.1  开展技术研究
围绕装备技术状况采集与监测、装备保障可视化、装备物联网系统等领域的技术研究，充分利用实验室的软硬件资源，采用采集监测、测试评估、仿真计算、演示验证等形式，开展装备保障可视化关键技术的研究和实验验证。
3.3.2  承担专项任务
充分利用实验室提供的科研实验条件、形成的创新技术成果和储备的专业技术人才，承担装备保障可视化系统构建、装备物联网应用系统研制、基于国产化平台的装备保障指控系统和业务管理信息系统建设等专项任务。
3.3.3  培养专业人才
充分利用实验室提供的科研实验条件，组织开展装备物联网及装备保障可视化专业人才轮训、研究生课题研究、本科生毕业设计、教员科学研究等活动，为通用装备保障信息化建设培养专业技术人才。
3.3.4  提供技术服务
建立“平台开放、项目协作、成果共享”的开放机制，为军队装备保障信息化建设关键技术难题提供解决方案，为总部机关科学决策提供技术咨询服务，为军地院所开展相关技术研究提供技术合作和学术交流的平台。