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美军方着手测试智能城市通信工具

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摘要:陆军研究实验室(ARL)正在研究如何借由智能城市的互联基础设施促进军方提高在如何能够提高军队在密集城市环境下的相关能力...
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陆军研究实验室(ARL)正在研究如何借由智能城市的互联基础设施促进军方提高在如何能够提高军队在密集城市环境下的相关能力。

令ARL的研究人员非常感兴趣的一点是探索如何在新兴战场物联网(IoBT)环境中高效地运作传感器和其他设备,因此他们将远程广域网(LoRaWAN--商业网络协议)作为测试对象。该技术开发之初便是为了连接大量的物联网设备,并且经常用于智能城市的相关规划过程。ARL想看看它在密集城市环境(高楼众多影响信号传输)中表现如何。

ARL的计算机科学家詹姆斯·米凯利斯说,研究人员将不同的连接设备组合在一辆汽车的车顶上,驾驶着它环绕蒙特利尔行驶。物联网设备配置具备三种LoRaWAN数据传输速率传输模式——每一种数据传输速率发送不同大小的消息——其中915兆赫的带宽专门用于北美的工业、科学和医疗用途。

该测试结合了ARL开发的物联网体系结构和商用智能城市软硬件,并试图验证该集成系统是否具备能够支持态势感知和战术环境中的指挥控制能力。

在蒙特利尔行驶时,这些设备接收并传输了车辆的GPS坐标。而根据数据结果,接收器至该城市中央商务区最大传输距离为5公里(约合3.1英里)。

米凯利斯告诉GCN记者:“在进行这项测试时,一个核心要点是尽可能达到全覆盖,及蒙特利尔市区及周边所有道路一个关键的目标是尽可能全面地覆盖蒙特利尔市区及周边的道路。但这样便存在一个问题,有一些道路或因处于建设中无法一直通行。因而,数据收集必须把控多条路线和不同城市地形的各类情况。”

研究人员还将该测试的数据应用到另外两个研究领域:覆盖率缺口分析(远程广域网受阻的情况研究)和数据速率覆盖率(数据传输速率对覆盖率的影响研究)。

米凯利斯说:“这些工作都是目前正在进行的项目领域,包括确定评估LoRaWAN的方法,以及其他通信协议在不同类型的城市基础设施下的表现。另外,近期的目标将包括开发城市地形剖面,涉及建筑类人为地形以及自然地形等方面,这些有助于我们分析如何更好地提高网络覆盖率和相关能力。”

目前该研究尚未纳入5G或其他通信协议。

米凯利斯说,IoBT符合美国陆军的现代化重点,包括为士兵配备最先进的安全网络和通信技术。

他说:“物联网基础设施可以部署衍生至很多方面。其中一个便是如今的军事战地物联网的研究,对象是城市本身,代表着现代化的目标。当然,这种现代化可能还包括智能基础设施和智能系统。”

他补充说,军方类似城市的前线作战基地和战术作战中心也可能纳入IoBT。

用例包括外围防御,借由智能技术可以改进环境监视能力,从而更好地识别和响应潜在威胁。另一个例子是人道主义和救灾工作,通常在部署之前需要了解受影响地区的情况;基于此,传感器和交通摄像头等民用资产可以提供帮助。

他说:“军事设施将在许多应用中结合商用技术。智能设备和网络技术的基础理论非常相似,而我们的研究重点应该更多地放在相关基础研究上,而不是特定某个方面。每个操作环境都是与众不同的,但许多相同的技术可以被用于各种设置。”

一个挑战是物联网基础设施缺乏一致性,因为有许多供应商与城市合作,帮助它们以不同的方式收集和分析数据。标准化可以提供帮助,米凯利斯说,但是这并不能保证系统与军方设施的各个阶段都具有互操作性,因为技术在不断地变化和改进。

他说:“无论有没有标准,透明的互操作性问题都是集成物联网基础设施所面临的基本科学挑战的一个经典案例。”

米凯利斯和他的团队下一步将扩大ARL关于LoRaWAN覆盖范围的数据收集和分析工作;包括在其他城市地区,增加相应的覆盖缺口分析研究组,并评估陆军在智能设备和其他通信基础设施中使用LoRaWAN的方式。

“从战场物联网的角度来看,智慧城市的概念实际上只是对涉及智能设备/系统技术的潜在科学和工程难题进行分类的一般方法。”米凯利斯说。