車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)業(yè)務(wù)需求與設(shè)計(jì)建設(shè)研究

楊　華，朱　閩，邵文韜

(1.陸軍軍事交通學(xué)院 裝備保障系， 天津　300161； 2.陸軍軍事交通學(xué)院蚌埠士官學(xué)校 裝備保障系， 安徽 蚌埠　233010；3.陸軍軍事交通學(xué)院 研究生管理大隊(duì)， 天津　300161)

requirements

車輛裝備保障工作既涉及不同層級(jí)、不同地域的保障機(jī)關(guān)，還包括車輛使用分隊(duì)、修理機(jī)構(gòu)、器材倉庫、地方修理廠、地方器材網(wǎng)點(diǎn)等保障機(jī)構(gòu)。原有的車輛裝備保障業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，分別部署在不同保障機(jī)關(guān)、保障機(jī)構(gòu)，存在著數(shù)據(jù)資源散落、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)不及時(shí)、數(shù)據(jù)缺乏共享等問題。隨著信息化建設(shè)推進(jìn)，分散獨(dú)立的信息系統(tǒng)顯然不適應(yīng)業(yè)務(wù)管理與決策的需要，忽略了數(shù)據(jù)的挖掘分析應(yīng)用，以及各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)作用[1]。研發(fā)車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，以各類保障機(jī)構(gòu)末端為數(shù)據(jù)來源，從海量數(shù)據(jù)中分析、挖掘所需的信息和規(guī)律，結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型等生成更高層次的決策支持信息，獲得各類分析、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，為計(jì)劃工作、修理工作、保養(yǎng)工作、器材保障工作等車輛裝備保障管理活動(dòng)提供決策支持。

本文在分析車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)功能需求基礎(chǔ)上，提出車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用方案與總體框架。從業(yè)務(wù)需求角度，明確了車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中需考慮到的數(shù)據(jù)工程需求。

1　業(yè)務(wù)功能需求

車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)主要是服務(wù)于各類機(jī)關(guān)決策，對(duì)各類車輛裝備保障活動(dòng)實(shí)現(xiàn)從“監(jiān)視-分析-響應(yīng)-預(yù)警” 的管理目標(biāo)[2]。

1.1　態(tài)勢監(jiān)控

包括：車輛裝備數(shù)質(zhì)量分布、車輛裝備動(dòng)態(tài)分布、庫存器材分布等三項(xiàng)態(tài)勢監(jiān)控功能。

1) 車輛裝備數(shù)質(zhì)量分布

區(qū)分不同單位、不同地域環(huán)境、不同車型，對(duì)比顯示車輛裝備數(shù)質(zhì)量的分布情況，也可以單獨(dú)顯示單個(gè)車輛裝備履歷信息。

2) 車輛裝備動(dòng)態(tài)分布

區(qū)分不同單位、不同地域環(huán)境，顯示執(zhí)勤車、封存車、當(dāng)日完成保養(yǎng)的車、待(在)修車、待料車、待報(bào)廢車、當(dāng)日未完成保養(yǎng)車等車輛裝備動(dòng)態(tài)分布情況。

3) 庫存器材分布

區(qū)分不同地域環(huán)境，展示后方器材倉庫、部隊(duì)器材倉庫的儲(chǔ)備布局，以及庫存器材的儲(chǔ)備品種、儲(chǔ)備規(guī)模變化情況。

1.2　規(guī)律分析

包括車輛動(dòng)用使用、故障規(guī)律、維修作業(yè)項(xiàng)目、器材消耗規(guī)律、維修經(jīng)費(fèi)開支、設(shè)備配套使用六項(xiàng)功能。

1) 車輛動(dòng)用使用

統(tǒng)計(jì)歷年不同單位、不同車型的車輛使用公里數(shù)目、使用頻率，按年形成不同單位不同車型的車輛動(dòng)用使用車公里數(shù)。

2) 故障規(guī)律

統(tǒng)計(jì)歷年各車型總成、零部件的故障發(fā)生頻度；區(qū)分不同車輛使用單位、不同地域環(huán)境、不同車型，分析不同的故障規(guī)律。

3) 維修作業(yè)項(xiàng)目

統(tǒng)計(jì)歷年不同單位、不同車型的車輛維修間隔里程、維修間隔時(shí)間、維修更換器材、維修使用的工具、作業(yè)內(nèi)容、維修工時(shí)等；區(qū)分不同單位、不同車型，展示車輛修理作業(yè)、車輛保養(yǎng)作業(yè)、維修工時(shí)定額、維修間隔里程、維修間隔時(shí)間等變化情況。

4) 器材消耗規(guī)律

統(tǒng)計(jì)不同單位、不同車型器材消耗歷史數(shù)據(jù)；區(qū)分不同車型，展現(xiàn)器材消耗變化情況。

5) 維修經(jīng)費(fèi)開支

統(tǒng)計(jì)不同單位車輛修理、保養(yǎng)、器材購置、設(shè)備購置等維修經(jīng)費(fèi)消耗情況；區(qū)分不同單位，提供車輛修理、保養(yǎng)、器材購置、設(shè)備購置等維修經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的變化趨勢。

6) 設(shè)備配套使用

統(tǒng)計(jì)不同單位，設(shè)備配套使用頻率；根據(jù)不同單位、不同裝備修理要求，分析設(shè)備配套數(shù)量情況。

1.3　需求預(yù)測

包括維修經(jīng)費(fèi)需求預(yù)測、器材需求預(yù)測兩項(xiàng)功能。

1) 維修經(jīng)費(fèi)需求預(yù)測

區(qū)分不同單位、不同車型，預(yù)測各車型從配發(fā)部隊(duì)直至車輛退役報(bào)廢前各年度維修經(jīng)費(fèi)需求。

2) 器材需求數(shù)量預(yù)測

區(qū)分不同地域環(huán)境、不同單位、不同車型，預(yù)測下一年后方器材倉庫、部隊(duì)器材倉庫庫存需求與籌措需求數(shù)量。

1.4　指標(biāo)預(yù)警

包括經(jīng)費(fèi)預(yù)警、維修預(yù)警、庫存預(yù)警三項(xiàng)功能。

1) 經(jīng)費(fèi)預(yù)警

統(tǒng)計(jì)單臺(tái)車輛單次維修經(jīng)費(fèi)開支情況、單臺(tái)車輛年度維修經(jīng)費(fèi)開支情況、單位車輛年度維修經(jīng)費(fèi)開支情況。設(shè)置上限值，超出支出經(jīng)費(fèi)限額后，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)提醒功能。

2) 維修預(yù)警

統(tǒng)計(jì)單臺(tái)車輛在修時(shí)間、上級(jí)下達(dá)的車輛送修時(shí)間、上級(jí)下達(dá)的車輛送檢時(shí)間、車輛送軍內(nèi)修理機(jī)構(gòu)次數(shù)、車輛送地方修理機(jī)構(gòu)次數(shù)、在修的車輛等待器材采購時(shí)間等。設(shè)置上限值，超過上限后提示報(bào)警，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)車輛在修時(shí)間過長告警、失修告警、失檢告警、修理次數(shù)過多報(bào)警、器材采購等待時(shí)間報(bào)警。

3) 庫存預(yù)警

統(tǒng)計(jì)庫存器材數(shù)量、金額、周轉(zhuǎn)頻率。監(jiān)控倉庫器材儲(chǔ)存量、儲(chǔ)存金額的上下限、周轉(zhuǎn)頻率情況，超出限定值后報(bào)警。

2　總體框架設(shè)計(jì)

2.1　應(yīng)用層次設(shè)計(jì)

車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)在應(yīng)用層次可分為三個(gè)層次，分別是數(shù)據(jù)層、執(zhí)行應(yīng)用層和管理決策層。應(yīng)用層次設(shè)計(jì)如圖1所示。

數(shù)據(jù)層主要分為數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)加工整理層和數(shù)據(jù)中心層。數(shù)據(jù)源層為部署在各級(jí)保障機(jī)關(guān)、車輛使用分隊(duì)、修理機(jī)構(gòu)、器材倉庫、地方修理廠、地方器材網(wǎng)點(diǎn)的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)加工整理層主要是各個(gè)部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)中心層主要是對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并按分析模型進(jìn)行存儲(chǔ)。

執(zhí)行應(yīng)用層主要是根據(jù)保障機(jī)關(guān)業(yè)務(wù)工作需求建立各種分析模型，以及數(shù)據(jù)分析、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)查詢等。

管理決策層主要是按照不同層級(jí)保障機(jī)關(guān)使用對(duì)象的權(quán)限不同，提供各類不同的信息服務(wù)。

2.2　總體框架設(shè)計(jì)

依據(jù)圖1設(shè)計(jì)思路，將車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的總體框架設(shè)計(jì)為由數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和信息服務(wù)四個(gè)部分組成[3]。如圖2所示。

數(shù)據(jù)源主要采集各單位的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)抽取和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)過濾來獲取，業(yè)務(wù)部門的一些統(tǒng)計(jì)信息則通過錄入來獲取。數(shù)據(jù)中心是集中存儲(chǔ)經(jīng)過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的各個(gè)業(yè)務(wù)部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)分析平臺(tái)通過采取數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)挖掘、時(shí)序分析、關(guān)聯(lián)分析、聚類分析等數(shù)據(jù)分析技術(shù)，面向機(jī)關(guān)內(nèi)部綜合計(jì)劃、技術(shù)保障、供應(yīng)保障等各個(gè)部門的管理人員，提供決策分析。

2.3　運(yùn)行環(huán)境與技術(shù)方法

結(jié)合車輛裝備保障信息系統(tǒng)的特點(diǎn)規(guī)律和實(shí)際要求，充分利用現(xiàn)有成熟技術(shù)結(jié)果，同時(shí)著眼技術(shù)發(fā)展與國產(chǎn)自主可控，確立運(yùn)行環(huán)境與技術(shù)方法[4]。

1) 操作系統(tǒng)

客戶端可結(jié)合實(shí)際情況采用Windows操作系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)；服務(wù)器端采用Linux操作系統(tǒng)。

2) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的客戶端與服務(wù)器均采用國產(chǎn)“達(dá)夢”數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

3) 軟件架構(gòu)

業(yè)務(wù)流程以B/S架構(gòu)為主，保障末端數(shù)據(jù)采集以C/S架構(gòu)為主。其中B/S架構(gòu)遵循J2EE規(guī)范，實(shí)現(xiàn)基于WEB的多層應(yīng)用。

4) 數(shù)據(jù)體系

遵循已發(fā)布通用的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

5) 信息交換

采用文件交換、數(shù)據(jù)庫共享等方式實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)以及系統(tǒng)內(nèi)部之間的信息交換。

3　數(shù)據(jù)工程建設(shè)需求

研發(fā)車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)重點(diǎn)是利用數(shù)據(jù)工程建設(shè)為決策服務(wù)，但數(shù)據(jù)工程建設(shè)不是一個(gè)單純的數(shù)據(jù)采集、分析、利用的過程，其成敗在于如何與相應(yīng)業(yè)務(wù)應(yīng)用相對(duì)應(yīng)。如：是否與決策方向、業(yè)務(wù)流程密切相結(jié)合；是否體現(xiàn)數(shù)據(jù)潛在價(jià)值、數(shù)據(jù)分析技術(shù)；能否確定數(shù)據(jù)集范圍和邊界；可否支撐起業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的完美結(jié)合等。因此，應(yīng)從業(yè)務(wù)需求角度提出在車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中需考慮到的數(shù)據(jù)工程建設(shè)需求。

3.1　標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

結(jié)合各類保障機(jī)構(gòu)、保障機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)需求，分析業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析管理以及信息的表達(dá)、發(fā)布、交換等過程，開展數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)規(guī)范、管理標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。包括：元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)等方面的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)服務(wù)規(guī)范、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)規(guī)范、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)規(guī)范等服務(wù)規(guī)范；數(shù)據(jù)發(fā)布規(guī)范、信息安全規(guī)范、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)范等管理標(biāo)準(zhǔn)。

3.2　數(shù)據(jù)采集

圍繞“要什么數(shù)據(jù)、有什么數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)怎么用”等問題，需明確車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)采集的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范化需求。按照各類業(yè)務(wù)運(yùn)行關(guān)系、業(yè)務(wù)職能、業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)功能，設(shè)計(jì)基于數(shù)據(jù)共享?xiàng)l件下的數(shù)據(jù)分類框架，對(duì)數(shù)據(jù)的性質(zhì)、種類、數(shù)量、質(zhì)量和功能等方面進(jìn)行具體描述和具體要求，明確各類數(shù)據(jù)由誰在哪個(gè)業(yè)務(wù)工作中采集。為了規(guī)范數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)膬?nèi)容、手段，以數(shù)據(jù)分類框架設(shè)計(jì)為依據(jù)，構(gòu)建一套數(shù)據(jù)采集規(guī)范，從數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)周期、操作崗位等方面提出數(shù)據(jù)采集規(guī)范[5]。

3.3　數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

為了提高數(shù)據(jù)真實(shí)性、時(shí)效性，提高數(shù)據(jù)利用率，需明確車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方案。從各類業(yè)務(wù)機(jī)關(guān)、保障機(jī)構(gòu)采集到的原始數(shù)據(jù)可能存在噪聲數(shù)據(jù)、缺失或異常數(shù)據(jù)、沖擊擾動(dòng)數(shù)據(jù)、不一致數(shù)據(jù)的問題，通過數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方案，針對(duì)性地提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)可以為數(shù)據(jù)分析平臺(tái)提供良好基礎(chǔ)，可進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)服務(wù)決策的有效性。

3.4　數(shù)據(jù)挖掘

運(yùn)用線性回歸、分類分析、聚類分析、統(tǒng)計(jì)分析、主成分分析、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)、優(yōu)化算法等數(shù)據(jù)挖掘算法，可建立總成部件故障預(yù)測模型、器材消耗規(guī)律模型、器材庫存量模型、保障方案優(yōu)化模型、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化模型、維修經(jīng)費(fèi)預(yù)測模型、維修經(jīng)費(fèi)調(diào)整模型等[6]。針對(duì)不同模型，提供具體解決方法與算法步驟，滿足軟件研發(fā)需求.

3.5　數(shù)據(jù)即席查詢

保障機(jī)關(guān)決策者重點(diǎn)關(guān)注車輛裝備數(shù)質(zhì)量分布、修理機(jī)構(gòu)保障能力建設(shè)、器材庫存問題、維修管理費(fèi)投向、維修保障效益等問題。針對(duì)重點(diǎn)關(guān)注的問題，可提供靈活的業(yè)務(wù)分析查詢。在分析匯總數(shù)據(jù)的同時(shí)，通過即席查詢進(jìn)一步深入到某個(gè)地域、某個(gè)重點(diǎn)單位、某項(xiàng)重要業(yè)務(wù)工作的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)中，以便更全面地反映車輛裝備數(shù)質(zhì)量分布、修理機(jī)構(gòu)保障能力建設(shè)、器材庫存問題、維修管理費(fèi)投向、維修保障效益的情況。

3.6　數(shù)據(jù)多維分析

車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)匯總了各個(gè)單位上報(bào)的維修計(jì)劃執(zhí)行、維修經(jīng)費(fèi)開支、車輛故障、車輛檢測、車輛修理、車輛保養(yǎng)、器材采購、器材庫存、器材消耗等數(shù)據(jù)后，可按單位類型、按不同任務(wù)方向、按當(dāng)年同期(同比)、按歷年同期(環(huán)比)、按單位類型、按車輛構(gòu)成、按地域環(huán)境等，設(shè)計(jì)不同“維”(影響因素)和 “指標(biāo)”(衡量因素)來衡量。也可由保障機(jī)關(guān)決策者選擇維度、指標(biāo)，搭建自己所關(guān)心的分析主題。提供靈活的分析功能、直觀的數(shù)據(jù)操作和分析結(jié)果可視化表示等，從而使保障機(jī)關(guān)決策者對(duì)基于大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的分析變得輕松而高效，以利于迅速做出正確判斷。

3.7　數(shù)據(jù)GIS展示

建立車輛、器材、修理機(jī)構(gòu)、人員等情況數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)關(guān)系。結(jié)合地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行車輛、修理機(jī)構(gòu)、人員等資源數(shù)據(jù)的檢索、查詢、分析。在基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上以分段專題圖與點(diǎn)密度圖的形式展示車輛分類分級(jí)、修理機(jī)構(gòu)維修任務(wù)完成情況、人員實(shí)力的空間分布。其中，分段專題圖可包括各區(qū)域車輛完好情況、在儲(chǔ)車輛情況、車輛隨裝配套情況、車輛分類分級(jí)情況、各區(qū)域修理機(jī)構(gòu)完成任務(wù)情況、人員實(shí)力等的分段專題顯示。點(diǎn)密度圖可包括各區(qū)域新車、堪用車、待修車、待退役報(bào)廢車等的點(diǎn)密度顯示。

4　結(jié)論

車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)匯集了車輛裝備調(diào)撥、使用、維修、退役報(bào)廢、器材籌措等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，使各類保障機(jī)關(guān)、各類保障機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)有序開放、交換共享，為保障機(jī)關(guān)決策者提供多方位數(shù)據(jù)服務(wù)，有利于構(gòu)筑全新的基于信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)管控的新模式。本文提出了車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)應(yīng)具備態(tài)勢監(jiān)控、規(guī)律分析、趨勢預(yù)測、指標(biāo)預(yù)警等功能需求，完成了總體框架設(shè)計(jì)，明確了數(shù)據(jù)建設(shè)需求，為研發(fā)車輛裝備保障數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)提供了解決方案，也為裝備保障信息化建設(shè)提供有價(jià)值的模式參考和示范應(yīng)用。

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