《军事指挥控制与物联网系统的联合互操作性》2025最新118页报告

本报告呈现了北约研究小组的成果，该小组是一项专注于物联网系统数据联合与交换的研究计划。这项工作的推动力来自于对数据驱动型防御日益增长的需求，即跨越国界从军事和民用物联网源获取及时相关信息，这对有效开展行动和决策至关重要。该小组旨在通过探索安全、可互操作的数据共享机制来满足这一需求，确保信息能够送达决策者并被整合到指挥控制系统中。本研究旨在利用尖端技术组合，结合仿真与真实实验，评估并提升分布式物联网环境中的互操作性、可信度和可扩展性。研究探索了物联网资产发现、数据格式和本体论，并高度重视跨平台兼容性与系统联合。为以受控且可重复的方式验证方法，研究团队使用Unity游戏引擎构建了一个合成测试环境。该环境模拟了动态物联网场景，并结合可扩展移动自组网仿真器，包括虚拟资产发现和实时数据共享功能，使研究人员能够在不同操作条件下检验互操作性与联合策略。

研究特别关注系统间的语义互操作性。本研究识别出现有标准中的最佳实践与不足，并通过结合JSON和GeoJSON开发了一种用于物联网资产地理定位和共享传感器测量的自定义格式。报告中记录了使用该格式的经验。研究使用MQTT协议在联合架构内检验了物联网数据共享。指挥控制系统作为MQTT客户端连接到桥接代理，以摄取、分析并响应来自异构源的物联网数据流。这种方法实现了实时态势感知和决策，同时保持了支持动态系统组合和可扩展性的解耦架构。基于MQTT的联合机制确保了跨组织边界的可靠消息传递，从而增强了作战协调与响应能力。

研究的一个重要方面涉及面向人道主义援助与灾难救援应用的众包与群智感知方法。通过利用分布式网络中支持物联网的设备和传感器，众包能够从普通公民和响应人员那里实时收集并共享关键的环境与态势数据（如位置坐标、天气状况和紧急警报）。群智感知通过个人携带或现场部署的传感器设备提高了数据准确性。这种分布式数据收集与分析框架被证明对改善HADR场景中的决策和优化资源分配具有宝贵价值，特别是在基础设施有限地区或大规模紧急事件期间。

研究在拉脱维亚利用5G基础设施进行了实地实验，以评估联合物联网环境下的网络性能与响应能力。这些测试为理解带宽、延迟和设备连接性提供了见解，评估了下一代移动网络对联合物联网部署的影响。为解决数据可信性、完整性和可追溯性问题，项目集成了超级账本Fabric这一许可型区块链平台。该层充当了分布式信任锚，支持对跨联合节点的数据交易和身份管理进行安全审计。研究得出结论：联合物联网系统是可行的，并且可以通过标准化协议、区块链支持的可信机制以及用于仿真验证的合成环境来加强。5G与分布式账本技术的集成为构建具备韧性和互操作性的物联网生态系统提供了一条前景广阔的路径，这对支持现代数据驱动型防御需求至关重要。

提纲

实现物联网资源联合的第一步是解决与发现物联网能力相关的挑战。 该小组通过一个名为“MARGOT”的原型解决方案研究了此问题，该方案将在第2章讨论。

为审视现有物联网标准以及现有STANAG标准、架构和最佳实践，以便更好地理解如何将商业和民用物联网技术与能力集成到军事指挥控制中，小组研究了数据模型（在第3章涵盖）；小组还针对物联网联合的数据格式提出了自己的方案。

下一步是使用第3章中的数据格式进行实验，并通过概念验证试验来展示将民用物联网与军事指挥控制系统集成的益处和能力。该数据格式承载应用信息。为了在联盟国家间进行通信，仅商定格式是不够的，还必须采用能够传播数据的网络协议。基于IST-150小组“混合战术网络的北约核心服务规划”[6]的建议，我们研究了MQTT协议。第4章涵盖了基于MQTT的联合实验。

物联网适用于许多用例，其中一个用例是人道主义援助与灾难救援。第5章总结了我们的物联网研究，特别是从群智感知和众包的角度。它探讨了基于物联网的解决方案在未来智慧城市环境中支持HADR行动的实际可用性，旨在促进实现协同韧性。

在进行大规模物联网实验时，需要一个物理精度高的平台来模拟物联网传感器的行为。此外，应将合成数据与真实世界传感器的输出相集成，以形成增强的混合模型。第6章讨论了使用Unity游戏引擎支持此类实验。

第7章总结了为指挥控制实施物联网支持的主要发现、经验和建议。该章节的实验基础包括IST-176开发的数据格式（在第3章描述）和MQTT联合实验（见第4章）。

第8章描述了在创建CIS传感器融合演示器过程中所部署的技术、开发流程以及集成与配置步骤，该演示器曾在拉脱维亚的一次5G演习中展示。本章介绍了在不同传感器技术下此集成的结果。

第9章对报告进行总结，并为IST-176工作未充分探索的领域提出了未来工作活动的建议。

附录A重点指出了潜在的改进领域和后续活动，特别是那些源自第8章中5G演习的活动。

附录B.1探讨了将指挥控制系统与物联网集成如何增强军事行动。它通过可部署检查点和联网士兵等场景来说明其益处。

附录B.2提供了IST-176联合工作的早期计划。它讨论了在战术联合环境中指挥控制系统与物联网的集成，回顾了关键的物联网技术和实践，并提出了计划中的实验以展示集成战场资产的可行性。

最后，关于联合方法的说明：IST-176小组探索了三种不同的方法来联合物联网系统并促进信息交换。一种方法利用了信息管理系统桥，该方法在第2章发现架构部分有所描述。第二种方法依赖于联合MQTT代理，在第4章描述。第三种方法依赖于使用星际文件系统和超级账本Fabric，在附录B.3至B.5中探讨。