基于網(wǎng)絡(luò)的隨船器材全資可視化系統(tǒng)的研究

呂志彤，寧兆宇，皮湛恩

(1.海軍裝備技術(shù)研究所，北京 102442;2.海軍裝備部艦技部，北京 100841)

由于經(jīng)費(fèi)有限和效率低下，隨船器材的供應(yīng)不能采用冗余供應(yīng)的政策，必須實(shí)現(xiàn)適地適時(shí)適量的精確化保障。隨船器材精確化保障的前提是實(shí)現(xiàn)隨船器材的全資可視化，隨船器材全資可視化系統(tǒng)可為器材保障相關(guān)各方及時(shí)提供準(zhǔn)確的器材供應(yīng)鏈信息，包括位置、運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)等，以及器材的修理、部署、需求和庫存情況。隨船器材的被服務(wù)方可隨時(shí)通過該系統(tǒng)了解自己申請(qǐng)器材的全部信息，輔助其提高隨船器材保障工作的效率和質(zhì)量。

該系統(tǒng)的主要內(nèi)容是，按照一定規(guī)則進(jìn)行器材編碼，并為每個(gè)器材粘貼射頻電子帳物卡;采用射頻卡作為電子運(yùn)輸單據(jù)貼在集裝箱上;貨運(yùn)車輛上配置衛(wèi)星定位終端，在數(shù)據(jù)處理中心配置衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)接收端，用于接收定位信息和器材途中收發(fā)信息;開發(fā)覆蓋整個(gè)隨船器材供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)器材庫存帳和收發(fā)帳，以及器材的申領(lǐng)、批復(fù)、維修、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)信息，這些信息可按照權(quán)限劃分提供給各級(jí)管理部門查詢使用。

該系統(tǒng)可借鑒美國的一觸式保障系統(tǒng)。器材供應(yīng)保障信息化是美國后勤信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)其“聚焦后勤”思想的重要技術(shù)手段和基礎(chǔ)。經(jīng)過多年建設(shè)，當(dāng)前美國后勤資產(chǎn)可視化已達(dá)到較高程度。該系統(tǒng)將可視化系統(tǒng)按照供應(yīng)鏈管理的業(yè)務(wù)流程，劃分為資產(chǎn)識(shí)別、資產(chǎn)定位、資產(chǎn)訂購和資產(chǎn)跟蹤4個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)均有不同的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)源支持。各隨船器材被服務(wù)方能夠通過其訪問和獲取整個(gè)系統(tǒng)的供應(yīng)鏈信息、產(chǎn)品可用度信息、自身購買信息，查詢所購器材狀態(tài)并能夠跟蹤其購買器材的運(yùn)輸狀態(tài)等。

1 研究思路

該系統(tǒng)研究思路是以網(wǎng)絡(luò)為中心，將各種隨船器材保障業(yè)務(wù)納入到一個(gè)大信息系統(tǒng)中，各種隨船器材保障業(yè)務(wù)單據(jù)和業(yè)務(wù)活動(dòng)都依托該網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)進(jìn)行。在該信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將整個(gè)完整的隨船器材供應(yīng)鏈信息納入到網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中，所有數(shù)據(jù)都記錄在數(shù)據(jù)庫中，以備回溯和查詢統(tǒng)計(jì)。并以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的形式為隨船器材保障的被服務(wù)方提供一種指令發(fā)出到實(shí)現(xiàn)整個(gè)環(huán)節(jié)的控制能力，查找器材途中環(huán)節(jié)，縮減中間環(huán)節(jié)流通時(shí)間，提高隨船器材服務(wù)效率。其目的是減少人工環(huán)節(jié)，器材申領(lǐng)提出者可對(duì)申領(lǐng)流程全程可控和全維可視，從而實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的精確化隨船器材保障服務(wù)，增強(qiáng)了隨船器材保障工作的質(zhì)量和效率。

2 研究規(guī)劃

該系統(tǒng)研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)隨船器材保障全資產(chǎn)可視化?？煞謨刹阶摺Ｊ紫仁墙y(tǒng)一器材分類和編碼、統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和格式，統(tǒng)一系統(tǒng)維護(hù)和管理模式，實(shí)現(xiàn)隨船器材識(shí)別與驗(yàn)證、器材定位、器材訂購與申請(qǐng)、器材跟蹤等全資產(chǎn)可視化，使各級(jí)各單位的器材業(yè)務(wù)保障系統(tǒng)互聯(lián)互通，并能與器材維修基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和共享數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息共享。最終是進(jìn)一步建立分布式隨船器材供應(yīng)鏈分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，開發(fā)隨船器材供應(yīng)鏈查詢系統(tǒng)，形成覆蓋所有隨船器材保障單位的器材保障全業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全范圍的隨船器材保障全資產(chǎn)可視化，并與隨船器材技術(shù)保障遠(yuǎn)程維修支援系統(tǒng)和隨船器材技術(shù)保障指揮管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)各級(jí)管理部門和器材保障被服務(wù)方隨時(shí)隨地查詢，提供器材消耗統(tǒng)計(jì)和成本分析工具，支持器材保障計(jì)劃擬制和輔助決策。

3 功能組成

按照工作環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)部署在各單位的子系統(tǒng)，主要功能包括以下幾點(diǎn)。

1)器材申領(lǐng)。該子系統(tǒng)借助北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)部署在船上。船員使用該系統(tǒng)管理隨船器材申領(lǐng)單和提交隨船器材申領(lǐng)單，并可隨時(shí)查看該隨船器材申領(lǐng)單的處理情況、到達(dá)部門和狀態(tài)變化。對(duì)于批準(zhǔn)的器材可查看該器材的收發(fā)情況、運(yùn)輸情況和地理位置等。通過該系統(tǒng)，船員還可提出自己的服務(wù)要求，比如到達(dá)時(shí)間要求等。

2)申領(lǐng)批復(fù)。該子系統(tǒng)部署在基地。該子系統(tǒng)有后臺(tái)駐留的提醒程序，提醒基地助理員哪些單據(jù)沒有進(jìn)行處理，以及各種處理內(nèi)容的查詢和回溯。該子系統(tǒng)與隨船器材業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)鏈接在一起，助理員首先在倉庫查詢申領(lǐng)器材的庫存信息，如果數(shù)量滿足要求，則直接出庫，系統(tǒng)自動(dòng)記錄其狀態(tài)。如果基地器材不能滿足其要求，則該單據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)為向總部機(jī)關(guān)的申領(lǐng)單，上傳到總部機(jī)關(guān)的器材部門。

3)器材收發(fā)。該子系統(tǒng)部署在基地。該子系統(tǒng)借助現(xiàn)有的隨船器材業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)軟件，增加的功能是對(duì)這些業(yè)務(wù)單據(jù)處理的狀態(tài)記錄管理，并將這些狀態(tài)信息追溯到最初的申領(lǐng)單據(jù)狀態(tài)信息中。助理員處理完畢，可將這些單據(jù)發(fā)往相關(guān)的倉庫進(jìn)行上賬和器材提取。

4)倉庫提取。該子系統(tǒng)部署在基地倉庫。該子系統(tǒng)借助于現(xiàn)有的隨船器材業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)軟件，增加的功能是對(duì)這些倉庫上賬業(yè)務(wù)單據(jù)處理的狀態(tài)記錄管理，同時(shí)將器材庫存信息的變化寫入基地的器材庫存數(shù)據(jù)庫中。并且在進(jìn)行器材車載貨運(yùn)時(shí)，將這些車號(hào)和箱號(hào)信息通過網(wǎng)絡(luò)通知基地和船。并將這些狀態(tài)信息追溯到最初的申領(lǐng)單據(jù)狀態(tài)信息中。

5)途中管理。借助北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，以及該網(wǎng)絡(luò)提供的車載設(shè)備，隨時(shí)定位這些車載器材的地理位置，并告知到達(dá)時(shí)間，以及其它途中情況。

6)查詢與統(tǒng)計(jì)。分析和明確各級(jí)器材管理部門的數(shù)據(jù)權(quán)限，借助有線專網(wǎng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)可查詢與統(tǒng)計(jì)隨船器材從申領(lǐng)到裝船等一系列過程情況，并按時(shí)間段查詢申領(lǐng)的器材、待批復(fù)的器材、收發(fā)中的器材、倉庫裝載的器材、途中的器材、到達(dá)的器材等的數(shù)量和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。

7)權(quán)限管理。深入分析各節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)提供方和需求方的數(shù)據(jù)要求和數(shù)據(jù)交流方式，明確各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流程回溯和查詢統(tǒng)計(jì)權(quán)限。并根據(jù)系統(tǒng)功能劃分系統(tǒng)角色，實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限的角色化管理。

4 網(wǎng)絡(luò)方案

該系統(tǒng)有線網(wǎng)采用了電信的DDN(Digital Data NetWork)專線，連接各個(gè)岸基器材保障單位。選擇DDN的理由:DDN是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的專線，兩點(diǎn)間無任何中介，僅在電信局設(shè)有一個(gè)電子開關(guān)控制電路的開通與關(guān)閉，是申請(qǐng)者獨(dú)享的專門線路，所以不存在第三方搭線竊聽的問題;該系統(tǒng)僅將DDN做為數(shù)據(jù)通訊電路，不與互連網(wǎng)或其它公共網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，所以不存在黑客侵入的問題;該系統(tǒng)軟件使用大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線路上流動(dòng)的是經(jīng)過壓縮調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)，傳輸時(shí)間不固定，而且所傳送的數(shù)據(jù)是不連續(xù)的分幀數(shù)據(jù)包，因此不容易丟失，即使丟失了也不可能解密。

5 定位方案

經(jīng)過充分的調(diào)研，GPS定位系統(tǒng)我們擬定了2種方案。

1)購買第三方開發(fā)的GPS模塊。這是最簡單，也很有效的方案，可以在市面上購買美國公司生產(chǎn)的GPS模塊，加到PDA手機(jī)中或車載系統(tǒng)中。這種定位方式是通過在設(shè)備中植入美國公司的GPS芯片，然后借助美國公司的廣播群發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行定位，是一種單向定位，由美國衛(wèi)星進(jìn)行搜索定位，不需要該點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求。該方式的優(yōu)點(diǎn)是定位精度高，價(jià)格低;缺點(diǎn)是單向定位，定位信息中心站無法獲取，必須通過第三方的通訊手段，如GSM/CDMA向中心點(diǎn)傳送定位信息。

2)采用北斗雙星定位系統(tǒng)。北斗雙星定位系統(tǒng)是根據(jù)上世紀(jì)70年代提出的雙星定位原理，于2000年底正式建成，2003年備份星入軌，2007年和2009年又相繼發(fā)射了兩顆北斗二代衛(wèi)星，定位精度在“厘米”之內(nèi)。該系統(tǒng)由空間段、用戶機(jī)、地面系統(tǒng)3部分組成，其中地面系統(tǒng)包括信號(hào)收發(fā)處理子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)、時(shí)統(tǒng)子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、測(cè)試及配套設(shè)備子系統(tǒng)組成。其業(yè)務(wù)功能有:定位導(dǎo)航、雙向通信、通播功能、GPS差分信息廣播、精密授時(shí)等。其信息收發(fā)機(jī)制是由地面用戶機(jī)發(fā)出一個(gè)短突發(fā)的信號(hào)進(jìn)行請(qǐng)求，發(fā)射時(shí)間短、隱蔽性好。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢采取召測(cè)技術(shù)，從中心到各個(gè)點(diǎn)定位、時(shí)間處理不超過1 s，通訊手段采用編碼方式，數(shù)據(jù)采用包傳送，210字節(jié)/包。神州天鴻科技有限公司是北斗一號(hào)衛(wèi)星的開發(fā)商和平臺(tái)運(yùn)營商，有一個(gè)中心控制站。

該定位系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)衛(wèi)星系統(tǒng)，不受國際因素影響;衛(wèi)星系統(tǒng)備份方案完善，保障系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行;全天候全天時(shí)提供衛(wèi)星通信定位服務(wù)，采用的微波頻段可抗雨雪天氣;覆蓋區(qū)域面積大，能夠保證中國領(lǐng)土內(nèi)的15 m定位，海上30 m;支持大容量、短時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)并發(fā)處理;采用CDMA通信體制，抗干擾、保密性能突出;車載終端結(jié)構(gòu)緊湊，外觀小巧，易于架設(shè)，維護(hù)簡易，并可遙控修改終端參數(shù);車載終端由機(jī)車電力系統(tǒng)供電，無須專用電源;終端采用全向天線，可用吸盤或法蘭固定，高速移動(dòng)過程中持續(xù)鎖星。

采用北斗系統(tǒng)與采用GPS模塊相比，安全性高，戰(zhàn)時(shí)可行，但定位精度較低，費(fèi)用高。該系統(tǒng)測(cè)試時(shí)采用第一種方案，在建成后過渡到第二種方案。

6 識(shí)別方案

該系統(tǒng)采用射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)識(shí)器材。射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是通過無線電波，在電磁場(chǎng)作用下對(duì)記錄媒體進(jìn)行非接觸式讀寫和識(shí)別的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，廣泛應(yīng)用于需要對(duì)信息進(jìn)行跟蹤或數(shù)據(jù)內(nèi)容需要頻繁變化的場(chǎng)合。射頻識(shí)別設(shè)備主要包括射頻卡、手持機(jī)、卡讀寫機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)接收裝置等。

利用射頻識(shí)別技術(shù)研制的記錄媒體稱為射頻卡或非接觸智能卡。該卡是一種以磁信號(hào)壓縮加密存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方式，非接觸讀寫的磁卡。其特點(diǎn)是:可借助讀寫機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫;有8 K/16 K字節(jié)的內(nèi)存，可存儲(chǔ)多條文本或二維表數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)雙重加密存儲(chǔ)，具有唯一卡標(biāo)識(shí);可擦寫多次，反復(fù)使用;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不受濕度、光照、污垢等環(huán)境因素影響;數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確，不易丟失數(shù)據(jù);表面可使用專業(yè)磁卡打印機(jī)打印文字或圖像。該系統(tǒng)中，射頻卡可用做:①存儲(chǔ)“電子入/出庫單”數(shù)據(jù)信息;②標(biāo)識(shí)器材的屬性信息;③內(nèi)部存儲(chǔ)“電子帳頁”數(shù)據(jù)信息。

7 數(shù)據(jù)庫方案

該系統(tǒng)可在各個(gè)基地建立該系統(tǒng)的分布式服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這些服務(wù)器與北京信息處理中心的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，構(gòu)成一個(gè)集群。各個(gè)服務(wù)器有無線網(wǎng)絡(luò)接收終端和有線網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備，實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)同時(shí)通信。

8 結(jié)束語

該系統(tǒng)開發(fā)成功后，船員可隨時(shí)在屏幕上跟蹤所需要的申領(lǐng)器材的供應(yīng)鏈信息，并根據(jù)隨船裝備維修需求隨時(shí)提出各種保障建議發(fā)給各級(jí)器材保障部門，從而實(shí)現(xiàn)了隨船器材供應(yīng)鏈服務(wù)整個(gè)環(huán)節(jié)的可視化，極大地提高了隨船器材保障的信息化水平，輔助實(shí)現(xiàn)隨船器材的精確化快速高效保障。