在“九三”阅兵中,我们更多的是看到国产武器装备的“硬”,而我军的拳头实力---“软”,也是国之利器。作为“软”的最流行产物---大数据,率先在互联网领域发展,目前诸多领先技术与应用已在多个国家的军用信息技术建设中产生重要影响。在大数据框架支撑下的信息服务,不但在数据应用密集环境中发挥重大作用,还会在传统作战、装备应用对数据依赖小的环境中起到前所未有的效果。
对于新一代的军用数据中心设计,大数据框架的核心在于对异源、异构数据的采集、存储、处理、建模、分析、可视化等环节的设计与处理。其体系结构可分为:
(1)基础服务层
用于支撑一线数据(涉及侦察、监测、情报、气象等)、态势数据、装备数据、战损数据等。其数据在未来几年会以几何数量递增,与传统的数据处理差异较大的是,对于海量非结构化数据、半结构化数据,必将是处理重点。
(2)数据整合层
用于实现关系型数据库、非关系型数据库的数据融合,既可以依靠混合型数据处理引擎,也可以通过分类预处理的应用,将数据处理与存储形成统一管理。
(3)大数据服务支撑层
通过对接特定应用,提供的大数据服务在战场支持体系中可以包括:目标识别、态势分析、战场感知、打击评估等,在训练保障中可以包括:演习模拟、训练仿真、装备监测等。
参考美军发布的海军作战应用建设规划,其重中之重就是信息系统与应用在数据处理、数据整合、数据分析等方面研发出更强大的数据应用技术,围绕其指挥控制、水文、雷达、遥感、火控等众多数据服务需求,提供研究、试验、测试、实战等软硬件环境与技术保障,以达到领先至少一代的目标要求。而落实的手段之一,就是投资建设新型数据实验室,专注对大数据、云计算、虚拟化等新兴领域的核心技术,进行攻关突破。
纵观美军几十年的信息化建设之路,各种军方的数据实验室是其作战实力在信息化应用水平上领先全球的基石,美军的数据实验室,已成为美军设计未来战争、开发作战理念、研发武器装备、以及先进作战技术应用等多方面的发展保障。美军对于数据实验室建设的成功案例也不胜枚举,从最新的雷达技术,到隐形作战飞机,从航母的编队技术应用实验到战时后勤供应理论,均有重大科技成果与研究实践来自于数据实验室。长期以来,美军所确定的发展战略和方针都涉及到从数据优势转换到决策优势的问题,而且采取了一系列措施促进这一问题的解决,尤其是确立了“网络中心战(Network-centric warfare,NCW)”的理论,按照“以数据为中心”的架构来开展整个国防部信息系统的建设,为“从数据到决策”建立了基础性体系架构。2003年美军颁布了《美国国防部网络中心战数据战略》,对数据管理和利用提出了宏观、整体的统一规划,并将数据提高到信息化战争中的战略高度,以确保美军在全球战争及军事行动中能够“随时随地保证信息的可视化、可获取和可利用,以加速决策过程”,其实质就是使美军能够最大程度地实现信息共享,提高指挥速度,更快赢得战争胜利。美军数据战略实施的核心是数据的处理,为此美军建立了统一的数据管理体系,美军数据战略规定,所有的数据,无论是涉密的情报数据还是非涉密的情报数据,原始数据还是处理后的数据,都必须采用元数据进行标记,以确保数据的及时发现和利用。所谓元数据即是“描述数据的数据”,是专门描述数据的特征和属性的,如同数据的标签,通过元数据,可以快速地从网络环境下寻找相关情报信息,进而利用情报信息,达到信息优势的目的。美军数据战略的首要目标是实现数据的可视化,其定义为“用户和应用软件能够通过信息资源目录、信息资源注册和信息资源检索发现数据资源的存在”。对于美军来说,数据资源包括数据库数据、应用软件数据、网页数据及各类图像、音频和视频,这些数据通过元数据进行一致、规范的描述,以实现可检索和可利用的目标。美军数据战略的“可获取”指的是数据资源在政策、法规和安全许可范围内被任何用户或应用软件访问,即数据资源的安全体系建设。美军规定,数据资源应提交到国防部信息共享空间,并进行统一安全访问控制。美军数据战略的“可利用”指的是数据能够长久可用,并且用户能够理解所利用的信息资源。为实现此目标,美军在国防部建设了专门的数据中心,逐步将数据资源纳入到数据中心进行统一存储和管理。同时要求对于图像类非结构化数据进行必要的信息描述,并专门制定了《数据字典-静态数字图像技术元数据标准》,以加强对图像类信息的可利用。
2011年4月19日,在为期两年的国防科技战略研究的基础上,美国国防部科学技术执行委员会发布了《2013~2017年国防部科学技术投资优先项目》,从综合需求表单中的54项中选出7项战略投资优先发展项目,其中,“从数据到决策”排在第一位,凸显出解决数据过载,提高数据分析智能化、自动化水平,提供知识服务,缩短决策周期等问题的重要性和紧迫性。同时说明美军在数据战略方面已经基本完成以元数据为核心的数据采集、数据管理和数据交换分享的基础阶段。
我们可以看到,在把握大数据发展时机方面各国争先恐后,同时,在信息安全方面,也是对大数据良性发展的重要挑战。尤其对我国而言,许多行业采用国外产品,甚至部分核心数据的应用服务已对国产软件形成壁垒。这对于国家安全、社会稳定、软件产业的健康发展、针对国外强手的竞争力,都形成了威胁,并已敲响了警钟。“斯诺登事件”更是引发了全球各国对国家安全的高度关注,对数据安全的威胁将在未来一段时间内持续成为数据应用的焦点。
除了建立数据实验室、数据系统自主可控会保障大数据应用的可持续性发展,军民融合的步伐也会在很大程度上影响国防信息建设的进展。通观二战后的美军高新科技的发展,不但部分尖端技术可以领先民用技术,还会历经军转民的方式,大大提高人民生活水平。其武器承包商,大部分都由军民两用产品制造商涵盖。我国的军民融合的提速,尤其是互联网领域的新技术、民用领域的典型新应用,一定会对国防领域的大数据发展带来积极影响。
在未来几年服务军方的软硬件供应商中,除了传统的军工领域的工业部门外,将会有更多的小微、初创但颇具技术前沿、掌握核心技术的企业和业务带头人出现在国防供应商的名单中,他们需要克服研发周期长、资质门槛、业务介入等困难与挑战,但与传统巨头相比,他们更具灵活性、高速发展、更能享受到最新技术带来的革命性的进步。
在诸多大数据业务发展的挑战中,技术人才的缺乏十分明显,在国防领域,也一定会需要更多的大数据人才汇集与发展。我们国家在太空、航母、发动机、自主芯片与国产软件等诸多方面都有关键性的发展,但与发达国家尤其是美国在部分尖端领域还具有代差,这个赶超需要大量民用领域的技术人员带进先进的技术经验,并结合国防信息化建设的特点,制造、研发与创造出扬国威、保国门的技术与产品。