基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)研究

引言

在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)條件下，由于軍事物資的使用頻率高、損耗大的特點(diǎn)，部隊(duì)用戶對(duì)軍事物資的需求也就越來越多。為滿足部隊(duì)用戶日益增長(zhǎng)的軍事物資需求，越來越需要軍事物流配送的支持，以提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。但由于“配送需求迷霧”和'配送資源迷霧”等問題長(zhǎng)期存在，軍事物流配送效益不高，效果也不理想。針對(duì)該問題，必須以提高基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力為目標(biāo)，采用先進(jìn)的信息技術(shù)，建立軍事物流配送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確配送，提高后勤保障能力，打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)。

1需求分析

軍事物流配送是軍事物流配送中心根據(jù)部隊(duì)用戶的需求，將軍事物資送達(dá)到指定地點(diǎn)的軍事物流活動(dòng)，其中包括計(jì)劃處理、集貨、分揀、加工、包裝、組箱、暫存、裝載、運(yùn)輸、卸載和信息反饋等作業(yè)過程。軍事物流配送作為軍事物流的末端活動(dòng)，為滿足部隊(duì)用戶平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的物資需求提供大力支持。隨著科技的發(fā)展，為適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的零點(diǎn)后勤和精確配送要求，對(duì)軍事物流配送的要求也越來越高。傳統(tǒng)的軍事物流配送模式中，由于技術(shù)條件的限制，軍事物流配送存在以下不足:一是軍事物流配送水平還不高，如裝卸載不合理、行駛路線不優(yōu)化等；二是軍事物流配送成本居高不下，如人員數(shù)量相對(duì)較多、人均產(chǎn)能低、單位運(yùn)價(jià)高等；三是信息技術(shù)含量低，如網(wǎng)絡(luò)閉塞、系統(tǒng)不統(tǒng)一、訂單方式傳統(tǒng)落后、運(yùn)輸跟蹤能力差、識(shí)別技術(shù)利用率低等；四是信息不暢通，如軍事物流配送中心不能及時(shí)掌握部隊(duì)用戶的需求信息，用戶也不能查詢所配送的物資在哪里，什么時(shí)候到，不能及時(shí)反映在運(yùn)物資和載運(yùn)工具在運(yùn)輸途中的實(shí)時(shí)情況等。

針對(duì)以上問題，國(guó)內(nèi)外也采取很多措施來應(yīng)對(duì)。美軍在經(jīng)歷幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)后，系統(tǒng)分析了戰(zhàn)爭(zhēng)中軍事物流配送能力和效果，成立了國(guó)防配送中心和24個(gè)配送點(diǎn)，向軍隊(duì)提供所需要的物資保障和服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的財(cái)產(chǎn)登記與部隊(duì)補(bǔ)給系統(tǒng)（PBUSE）、基于MTS（移動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）和RFID的作戰(zhàn)指揮持續(xù)保障系統(tǒng)（BCS3），實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)給需求可知、資源可視、在儲(chǔ)資產(chǎn)可視、在運(yùn)可視的目標(biāo)。

國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者對(duì)物流配送研究也有一定的進(jìn)展，如王福威等提出基于ArcGIS的智能物流配送信息系統(tǒng)，綜合運(yùn)用GPS和WEBGIS技術(shù)解決了配送過程中車輛跟蹤及調(diào)度、運(yùn)輸路線規(guī)劃和導(dǎo)航、電子地圖顯示和空間信息查詢等問題；王義勇提出了基于B/S模式的第三方物流配送系統(tǒng)，物流配送的全程跟蹤和配送過程的實(shí)時(shí)查詢，實(shí)現(xiàn)對(duì)配送車輛、貨物信息、訂單信息和客戶信息的管理。但是，國(guó)內(nèi)和軍內(nèi)有關(guān)學(xué)者對(duì)軍事物流配送的研究還不夠細(xì)致，研究資料和成果還不多，僅王豐等提出基于電子商務(wù)的軍事物流配送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物流配送的合理化等功能，和田豐等提出基于RFID、衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)的軍事物流配送，優(yōu)化行車路線、車輛調(diào)度等,縮短配送時(shí)間和節(jié)約配送成本。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)物流配送和軍事物流配送的研究情況，不難發(fā)現(xiàn)，要適應(yīng)以信息化為主導(dǎo)的新軍事變革，軍事物流配送必須和先進(jìn)的信息技術(shù)相結(jié)合，以軍事物流配送需求信息可知、軍事物流配送環(huán)節(jié)可視為目標(biāo)，建立一個(gè)完整的軍事物流配送系統(tǒng)，形成一個(gè)合理的軍事物流配送體系，更好地為部隊(duì)用戶提供適時(shí)、適地、適量保障。物聯(lián)網(wǎng)作為現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，利用感知技術(shù)與智能裝置對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫連接，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策問。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事物流配送中，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)，運(yùn)用軍隊(duì)有線網(wǎng)和無線網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)軍事物流配送需求的實(shí)時(shí)感知，利用RFID、視頻監(jiān)控、北斗定位系統(tǒng)和GIS等實(shí)現(xiàn)配送狀態(tài)的實(shí)時(shí)可視、可控，以達(dá)到精確配送的目的。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)

將物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于軍事物流配送中，是軍事物流配送信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)，是提高我軍戰(zhàn)斗力和保障力的重要途徑?；谖锫?lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)，采用RFID標(biāo)簽、射頻讀寫器等智能感知設(shè)備、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代化的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲取和處理軍事物流配送需求、配送狀態(tài)等信息，將軍事物資適時(shí)、適地、適量地送達(dá)用戶。

2.1系統(tǒng)組成

基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)主要由智能感知設(shè)備、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和軟件系統(tǒng)等組成。

智能感知設(shè)備主要由RFID標(biāo)簽、射頻讀寫器和傳感器組成。RFID標(biāo)簽具有一定的存儲(chǔ)空間來存儲(chǔ)固化存儲(chǔ)信息（物資出廠前寫入，包括物資類別、名稱等）和追加記錄存儲(chǔ)信息（配送前寫入，包括配送地點(diǎn)、配送用戶等信息）；射頻讀寫器,分為手持式讀寫器和固定式讀寫器，獲取標(biāo)簽上的信息，并將所獲信息傳輸給計(jì)算機(jī)；傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器等，對(duì)相關(guān)信息智能感知。網(wǎng)絡(luò)，包括通信網(wǎng)、Ethernet、北斗定位網(wǎng)等，主要用于數(shù)據(jù)傳輸和信息傳遞。硬件系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)、北斗終端等，用于接收和處理相關(guān)感知信息。軟件系統(tǒng)，主要包括北斗定位系統(tǒng)、GIS、監(jiān)控系統(tǒng)、車輛故障診斷系統(tǒng)和輔助駕駛系統(tǒng)等，用于在運(yùn)物資途中動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)展示配送路況，根據(jù)相關(guān)信息診斷車輛故障并提供解決措施，以及借助熱磁成像探測(cè)系統(tǒng)解決全黑、大霧、沙塵等惡劣環(huán)境下配送車隊(duì)安全行駛問題。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主要分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等三層，以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和信息安全體系，圖1所示是基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)的基本架構(gòu)。

（1）感知層

感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知識(shí)別、信息采集處理和自動(dòng)控制，并通過通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。主要由環(huán)境狀態(tài)智能感知、載運(yùn)工具智能感知、在運(yùn)物資智能感知和裝卸現(xiàn)場(chǎng)智能感知等四個(gè)模塊組成。

環(huán)境狀態(tài)智能感知：運(yùn)用溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器等傳感器對(duì)配送中心進(jìn)行分區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)通過中繼傳送得到，而且能夠自動(dòng)更新。若數(shù)據(jù)超過設(shè)定范圍，則進(jìn)行聲音報(bào)警，顏色變?yōu)榧t。用戶可以很方便查看各個(gè)區(qū)域?qū)崟r(shí)溫濕度數(shù)據(jù)。

載運(yùn)工具智能感知：對(duì)載運(yùn)工具位置、技術(shù)狀態(tài)以及駕駛員的智能感知。采用通信衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、CDMA/GPRS數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代物流優(yōu)化技術(shù)獲取載運(yùn)工具的地理位置信息；通過車輛故障診斷系統(tǒng)獲取載運(yùn)工具的技術(shù)狀態(tài)信息，通過監(jiān)控技術(shù)獲取感知司機(jī)的駕駛狀態(tài)信息。

在運(yùn)物資智能感知：在裝載物資前，用射頻讀寫器把載運(yùn)物資的相關(guān)信息，包括物資名稱、物資編碼、數(shù)量等信息,經(jīng)過提煉、合并、增加(如收貨單位信息、接收單位信息)，寫到貼在載運(yùn)工具表面的RFID標(biāo)簽上。將一批物資作業(yè)處理完成后，以批處理的方式將手持式讀寫器的信息回傳到系統(tǒng)平臺(tái)上。

裝卸現(xiàn)場(chǎng)智能感知：利用RFID技術(shù)對(duì)物資處于配送的哪個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行智能感知；利用視頻監(jiān)控和無線網(wǎng)等技術(shù)實(shí)時(shí)感知載運(yùn)工具是否到達(dá)裝卸場(chǎng)地、裝卸進(jìn)度等，以更好地把握物資出發(fā)的時(shí)間。

網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，主要把從感知層獲取的信息傳輸?shù)綉?yīng)用層，為系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)提供相應(yīng)的信息傳遞。可依托軍網(wǎng)、全軍軍線電話網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、北斗定位網(wǎng)、Ethernet,WiFi、CDMA和GSM/GPRS等網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)感知層和應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)交互。

應(yīng)用層

應(yīng)用層包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施、中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，主要有計(jì)劃管理、用戶管理、車輛管理等12個(gè)服務(wù)。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)劃擬制、上報(bào)、審核和下達(dá)；對(duì)用戶、車輛和人員信息的錄入、審核、查詢、修改、刪除；對(duì)裝卸載物資和路線選擇進(jìn)行優(yōu)化，形成裝卸載方案和行車方案；對(duì)載運(yùn)車輛和物資進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；需求單位用戶根據(jù)權(quán)限，查詢所屬物資的配送狀態(tài)；用戶接收物資后，用射頻讀寫器讀取相應(yīng)射頻標(biāo)簽信息，在檢核無誤后，登錄系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和信息安全體系

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系：系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換模式，支持多種通用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換服務(wù)，對(duì)各類數(shù)據(jù)的定義進(jìn)行統(tǒng)一，同時(shí)支持SITA電報(bào)、EDI數(shù)據(jù)傳輸以及其他各種電報(bào)。

信息安全體系：通過一些加密技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)維管理、權(quán)限管理、信息安全防御、數(shù)據(jù)庫(kù)安全保障、網(wǎng)絡(luò)通信通道提供安全保障。

2.3主要功能實(shí)現(xiàn)

2.3.1軍事物流配送需求實(shí)時(shí)可知

基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)可利用軍網(wǎng)、Ethernet等網(wǎng)絡(luò)，通過軍事物流配送中心實(shí)時(shí)感知部隊(duì)用戶的物資需求和上級(jí)主管部門的軍事物流配送需求，圖2所示是軍事物流配送需求感知圖。根據(jù)該系統(tǒng)功能，部隊(duì)用戶可登錄系統(tǒng)的客戶端，然后根據(jù)實(shí)際情況，填寫物資需求計(jì)劃，并把該計(jì)劃提交給上級(jí)主管部門；上級(jí)主管部門就可在登錄系統(tǒng)主界面后，查看各部隊(duì)用戶的物資需求計(jì)劃，審核、匯總后，生成物資配送計(jì)劃，然后下發(fā)給軍事物流配送中心；軍事物流配送中心登錄系統(tǒng)，收到上級(jí)主管部門下發(fā)的物資配送計(jì)劃，進(jìn)行一系列的配送作業(yè)，將軍事物資配送給指定用戶；用戶收到物資后，經(jīng)檢核無誤后，登錄系統(tǒng)客戶端進(jìn)行確認(rèn)和信息反饋。

圖2  軍事物流配送需求感知圖

2.3.2軍事物流配送狀態(tài)的實(shí)時(shí)可視和可控

采用分階段實(shí)時(shí)掌握軍事物流配送的方式，來實(shí)時(shí)掌控軍事物流配送狀態(tài)。首先，將其分為軍事物流配送中心內(nèi)作業(yè)階段、途中運(yùn)輸階段、物資到達(dá)后交接等三個(gè)階段，圖3所示是基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送流程。其次，在實(shí)時(shí)感知軍事物流配送需求的基礎(chǔ)上，基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從上述的三個(gè)階段來實(shí)現(xiàn)對(duì)軍事物流配送狀態(tài)的可視、可控，以解決軍事物流配送水平不高、成本居高不下、技術(shù)含量低、信息化程度低等問題。

(1)軍事配送中心內(nèi)作業(yè)可視、可控

一方面，把貼有RFID標(biāo)簽的物資集結(jié)到軍事物流配送中心內(nèi)；按照上級(jí)下達(dá)的物資配送計(jì)劃，利用手持式射頻讀寫器讀出物資信息，然后根據(jù)所獲信息，對(duì)物資進(jìn)行分揀、加工、包裝、組箱等作業(yè)，并在集裝箱上貼上射頻標(biāo)簽，寫入相應(yīng)信息，暫存于配送中心倉(cāng)庫(kù)內(nèi)；根據(jù)智能配載系統(tǒng)提供的裝載方案，對(duì)組箱物資進(jìn)行裝載，并在配送車輛上貼上射頻標(biāo)簽，寫入相應(yīng)信息，利用無線網(wǎng)和視頻監(jiān)控，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行可視化管控，確保各環(huán)節(jié)信息暢通，保證作業(yè)安全、高效、流程規(guī)范,及時(shí)掌握物資出發(fā)的時(shí)間。另一方面，根據(jù)人員管理系統(tǒng)和路線選擇系統(tǒng)，分別對(duì)駕駛員選擇和行車路線選擇進(jìn)行規(guī)劃，生成預(yù)案，輔助領(lǐng)導(dǎo)決策；根據(jù)決策分析系統(tǒng)對(duì)預(yù)案綜合評(píng)估的結(jié)果，確定實(shí)施方案和應(yīng)急預(yù)案等；根據(jù)實(shí)施方案，按照既定的行車路線，向目的地出發(fā)。

途中運(yùn)輸可視、可控

在運(yùn)輸途中，利用輔助駕駛系統(tǒng)，借助熱磁成像探測(cè)系統(tǒng)解決全黑、大霧、沙塵等惡劣環(huán)境下運(yùn)輸車隊(duì)安全行駛問題,輔助駕駛；利用車輛故障診斷系統(tǒng)，對(duì)車輛故障信息進(jìn)行診斷和分類，提供相應(yīng)的解決措施；利用視頻監(jiān)控，對(duì)車輛駕駛員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止駕駛員不當(dāng)駕駛；利用GIS，獲得實(shí)時(shí)路況，按照既定的行車路線，可以計(jì)算出到達(dá)下一個(gè)目的地的大概時(shí)間。

車隊(duì)行進(jìn)過程中，各車輛利用無線自組網(wǎng)分系統(tǒng)或超短波集群通信分系統(tǒng)，如WiFi、藍(lán)牙等，把駕駛員信息、車輛故障信息等(含圖片、視頻、報(bào)告等)，發(fā)送實(shí)時(shí)信息給車隊(duì)指揮車，使車隊(duì)指揮員實(shí)時(shí)掌控車隊(duì)行駛狀態(tài)；軍事物流配送中心利用全軍軍話網(wǎng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、3G通信、北斗導(dǎo)航(定位及報(bào)文傳輸分系統(tǒng))，獲取由配置在車隊(duì)內(nèi)的北斗終端和衛(wèi)星通信終端等發(fā)送的實(shí)時(shí)消息，從而對(duì)物資運(yùn)輸動(dòng)態(tài)監(jiān)控；用戶登錄軍事物流配送系統(tǒng)的客戶端，根據(jù)權(quán)限查詢所屬物資所處的地理位置和到達(dá)的大概時(shí)間，并做好接貨準(zhǔn)備。

物資到達(dá)后的交接可視、可控

物資到達(dá)目的地后，根據(jù)智能配載系統(tǒng)提供的卸載方案,將物資卸載到指定區(qū)域，與部隊(duì)用戶做好交接；部隊(duì)用戶接收物資時(shí)，用手持式射頻讀寫器讀出貼在物資表面上的射頻標(biāo)簽，獲取相應(yīng)的物資信息，檢核無誤后，登錄配送系統(tǒng),進(jìn)行確認(rèn)；軍事物流配送中心登錄系統(tǒng)獲取部隊(duì)用戶在裝卸場(chǎng)的監(jiān)控畫面，實(shí)現(xiàn)對(duì)物資到達(dá)后交接可視、可控；物資交接完畢后，把物資配送到下一目的地。重復(fù)上述過程。完成最后一批物資配送后，車隊(duì)按照既定方案返回到配送中心,并做好交接。

從上述的功能實(shí)現(xiàn)來看，基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)，采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有助于提高軍事物流配送的作業(yè)水平和信息技術(shù)含量，保證了各階段、各環(huán)節(jié)之間信息更加流暢。系統(tǒng)的初始投資可能比較高，但如果長(zhǎng)期加以使用，節(jié)約的資金也就相當(dāng)可觀?？傊?，通過將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于軍事物流配送中，傳統(tǒng)的軍事物流配送模式存在的問題也就迎刃而解了。

3結(jié)語(yǔ)

為適應(yīng)以信息化為核心的世界新軍事變革，打贏現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭(zhēng)，軍事物流配送必須實(shí)現(xiàn)可知、可視、可控，保證軍事物流配送信息流暢通。筆者在分析軍事物流配送需求的基礎(chǔ)上，建立了基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)的基本架構(gòu)體系，詳細(xì)設(shè)計(jì)了其功能實(shí)現(xiàn),有效提高軍事物流配送總體效能,增強(qiáng)軍事物流配送效益。由于軍事物流配送系統(tǒng)是軍事物流配送信息化的重要組成部分，目前硬件條件和軟件條件還不成熟，因此，系統(tǒng)建設(shè)的路還很長(zhǎng)，需要繼續(xù)展開深入的研究。

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