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

1需求分析

軍事物流配送是軍事物流配送中心根據(jù)部隊用戶的需求，將軍事物資送達到指定地點的軍事物流活動，其中包括計劃處理、集貨、分揀、加工、包裝、組箱、暫存、裝載、運輸、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，為滿足部隊用戶平時和戰(zhàn)時的物資需求提供大力支持。隨著科技的發(fā)展，為適應信息化戰(zhàn)爭的零點后勤和精確配送要求，對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)量相對較多、人均產(chǎn)能低、單位運價高等；三是信息技術含量低，如網(wǎng)絡閉塞、系統(tǒng)不統(tǒng)一、訂單方式傳統(tǒng)落后、運輸跟蹤能力差、識別技術利用率低等；四是信息不暢通，如軍事物流配送中心不能及時掌握部隊用戶的需求信息，用戶也不能查詢所配送的物資在哪里，什么時候到，不能及時反映在運物資和載運工具在運輸途中的實時情況等。

針對以上問題，國內(nèi)外也采取很多措施來應對。美軍在經(jīng)歷幾場局部戰(zhàn)爭后，系統(tǒng)分析了戰(zhàn)爭中軍事物流配送能力和效果，成立了國防配送中心和24個配送點，向軍隊提供所需要的物資保障和服務。在此基礎上，開發(fā)了基于網(wǎng)絡技術的財產(chǎn)登記與部隊補給系統(tǒng)（PBUSE）、基于MTS（移動跟蹤系統(tǒng)）和RFID的作戰(zhàn)指揮持續(xù)保障系統(tǒng)（BCS3），實現(xiàn)了補給需求可知、資源可視、在儲資產(chǎn)可視、在運可視的目標。

國內(nèi)相關學者對物流配送研究也有一定的進展，如王福威等提出基于ArcGIS的智能物流配送信息系統(tǒng)，綜合運用GPS和WEBGIS技術解決了配送過程中車輛跟蹤及調(diào)度、運輸路線規(guī)劃和導航、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時查詢，實現(xiàn)對配送車輛、貨物信息、訂單信息和客戶信息的管理。但是，國內(nèi)和軍內(nèi)有關學者對軍事物流配送的研究還不夠細致，研究資料和成果還不多，僅王豐等提出基于電子商務的軍事物流配送系統(tǒng)實現(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,縮短配送時間和節(jié)約配送成本。

結合國內(nèi)外對物流配送和軍事物流配送的研究情況，不難發(fā)現(xiàn)，要適應以信息化為主導的新軍事變革，軍事物流配送必須和先進的信息技術相結合，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，建立一個完整的軍事物流配送系統(tǒng)，形成一個合理的軍事物流配送體系，更好地為部隊用戶提供適時、適地、適量保障。物聯(lián)網(wǎng)作為現(xiàn)代信息技術發(fā)展的關鍵技術，是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應用和網(wǎng)絡延伸，利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網(wǎng)絡傳輸互聯(lián)，進行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫連接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策問。將物聯(lián)網(wǎng)技術廣泛應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)，運用軍隊有線網(wǎng)和無線網(wǎng)等方式實現(xiàn)軍事物流配送需求的實時感知，利用RFID、視頻監(jiān)控、北斗定位系統(tǒng)和GIS等實現(xiàn)配送狀態(tài)的實時可視、可控，以達到精確配送的目的。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)設計和功能實現(xiàn)

將物聯(lián)網(wǎng)廣泛應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，是提高我軍戰(zhàn)斗力和保障力的重要途徑。基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)，采用RFID標簽、射頻讀寫器等智能感知設備、相關網(wǎng)絡、現(xiàn)代化的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，實時、準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、適地、適量地送達用戶。

2.1系統(tǒng)組成

基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)主要由智能感知設備、計算機、網(wǎng)絡和軟件系統(tǒng)等組成。

智能感知設備主要由RFID標簽、射頻讀寫器和傳感器組成。RFID標簽具有一定的存儲空間來存儲固化存儲信息（物資出廠前寫入，包括物資類別、名稱等）和追加記錄存儲信息（配送前寫入，包括配送地點、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，獲取標簽上的信息，并將所獲信息傳輸給計算機；傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器等，對相關信息智能感知。網(wǎng)絡，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)，如計算機、北斗終端等，用于接收和處理相關感知信息。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，用于在運物資途中動態(tài)監(jiān)控，實時展示配送路況，根據(jù)相關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系統(tǒng)解決全黑、大霧、沙塵等惡劣環(huán)境下配送車隊安全行駛問題。

2.2結構設計

基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)總體結構主要分為感知層、網(wǎng)絡層、應用層等三層，以及技術標準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。

（1）感知層

感知層實現(xiàn)對物理世界的智能感知識別、信息采集處理和自動控制，并通過通信模塊將物理實體連接到網(wǎng)絡層和應用層。主要由環(huán)境狀態(tài)智能感知、載運工具智能感知、在運物資智能感知和裝卸現(xiàn)場智能感知等四個模塊組成。

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

載運工具智能感知：對載運工具位置、技術狀態(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)字移動通信技術、GIS地理信息技術、計算機網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代物流優(yōu)化技術獲取載運工具的地理位置信息；通過車輛故障診斷系統(tǒng)獲取載運工具的技術狀態(tài)信息，通過監(jiān)控技術獲取感知司機的駕駛狀態(tài)信息。

在運物資智能感知：在裝載物資前，用射頻讀寫器把載運物資的相關信息，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)，寫到貼在載運工具表面的RFID標簽上。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)平臺上。

裝卸現(xiàn)場智能感知：利用RFID技術對物資處于配送的哪個環(huán)節(jié)進行智能感知；利用視頻監(jiān)控和無線網(wǎng)等技術實時感知載運工具是否到達裝卸場地、裝卸進度等，以更好地把握物資出發(fā)的時間。

網(wǎng)絡層

網(wǎng)絡層包括延伸網(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脤樱瑸橄到y(tǒng)的功能實現(xiàn)提供相應的信息傳遞?？梢劳熊娋W(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，實現(xiàn)感知層和應用層之間的數(shù)據(jù)交互。

應用層

應用層包括應用基礎設施、中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應用，主要有計劃管理、用戶管理、車輛管理等12個服務。主要實現(xiàn)對計劃擬制、上報、審核和下達；對用戶、車輛和人員信息的錄入、審核、查詢、修改、刪除；對裝卸載物資和路線選擇進行優(yōu)化，形成裝卸載方案和行車方案；對載運車輛和物資進行實時監(jiān)控；需求單位用戶根據(jù)權限，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射頻標簽信息，在檢核無誤后，登錄系統(tǒng)進行確認。

技術標準體系和信息安全體系

技術標準體系：系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換模式，支持多種通用標準數(shù)據(jù)交換服務，對各類數(shù)據(jù)的定義進行統(tǒng)一，同時支持SITA電報、EDI數(shù)據(jù)傳輸以及其他各種電報。

信息安全體系：通過一些加密技術，對系統(tǒng)的運維管理、權限管理、信息安全防御、數(shù)據(jù)庫安全保障、網(wǎng)絡通信通道提供安全保障。

2.3主要功能實現(xiàn)

2.3.1軍事物流配送需求實時可知

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，通過軍事物流配送中心實時感知部隊用戶的物資需求和上級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，部隊用戶可登錄系統(tǒng)的客戶端，然后根據(jù)實際情況，填寫物資需求計劃，并把該計劃提交給上級主管部門；上級主管部門就可在登錄系統(tǒng)主界面后，查看各部隊用戶的物資需求計劃，審核、匯總后，生成物資配送計劃，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)，收到上級主管部門下發(fā)的物資配送計劃，進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)客戶端進行確認和信息反饋。

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)的實時可視和可控

采用分階段實時掌握軍事物流配送的方式，來實時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、途中運輸階段、物資到達后交接等三個階段，圖3所示是基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送流程。其次，在實時感知軍事物流配送需求的基礎上，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，從上述的三個階段來實現(xiàn)對軍事物流配送狀態(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標簽的物資集結到軍事物流配送中心內(nèi)；按照上級下達的物資配送計劃，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，對物資進行分揀、加工、包裝、組箱等作業(yè)，并在集裝箱上貼上射頻標簽，寫入相應信息，暫存于配送中心倉庫內(nèi)；根據(jù)智能配載系統(tǒng)提供的裝載方案，對組箱物資進行裝載，并在配送車輛上貼上射頻標簽，寫入相應信息，利用無線網(wǎng)和視頻監(jiān)控，對作業(yè)現(xiàn)場進行可視化管控，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,及時掌握物資出發(fā)的時間。另一方面，根據(jù)人員管理系統(tǒng)和路線選擇系統(tǒng)，分別對駕駛員選擇和行車路線選擇進行規(guī)劃，生成預案，輔助領導決策；根據(jù)決策分析系統(tǒng)對預案綜合評估的結果，確定實施方案和應急預案等；根據(jù)實施方案，按照既定的行車路線，向目的地出發(fā)。

途中運輸可視、可控

在運輸途中，利用輔助駕駛系統(tǒng)，借助熱磁成像探測系統(tǒng)解決全黑、大霧、沙塵等惡劣環(huán)境下運輸車隊安全行駛問題,輔助駕駛；利用車輛故障診斷系統(tǒng)，對車輛故障信息進行診斷和分類，提供相應的解決措施；利用視頻監(jiān)控，對車輛駕駛員進行實時監(jiān)控，防止駕駛員不當駕駛；利用GIS，獲得實時路況，按照既定的行車路線，可以計算出到達下一個目的地的大概時間。

車隊行進過程中，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、藍牙等，把駕駛員信息、車輛故障信息等(含圖片、視頻、報告等)，發(fā)送實時信息給車隊指揮車，使車隊指揮員實時掌控車隊行駛狀態(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、北斗導航(定位及報文傳輸分系統(tǒng))，獲取由配置在車隊內(nèi)的北斗終端和衛(wèi)星通信終端等發(fā)送的實時消息，從而對物資運輸動態(tài)監(jiān)控；用戶登錄軍事物流配送系統(tǒng)的客戶端，根據(jù)權限查詢所屬物資所處的地理位置和到達的大概時間，并做好接貨準備。

物資到達后的交接可視、可控

物資到達目的地后，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，與部隊用戶做好交接；部隊用戶接收物資時，用手持式射頻讀寫器讀出貼在物資表面上的射頻標簽，獲取相應的物資信息，檢核無誤后，登錄配送系統(tǒng),進行確認；軍事物流配送中心登錄系統(tǒng)獲取部隊用戶在裝卸場的監(jiān)控畫面，實現(xiàn)對物資到達后交接可視、可控；物資交接完畢后，把物資配送到下一目的地。重復上述過程。完成最后一批物資配送后，車隊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)，采用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，有助于提高軍事物流配送的作業(yè)水平和信息技術含量，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，但如果長期加以使用，節(jié)約的資金也就相當可觀?？傊ㄟ^將物聯(lián)網(wǎng)技術應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結語

為適應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，軍事物流配送必須實現(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)的基本架構體系，詳細設計了其功能實現(xiàn),有效提高軍事物流配送總體效能,增強軍事物流配送效益。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)建設的路還很長，需要繼續(xù)展開深入的研究。

20211027_61794027abd93__基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事物流配送系統(tǒng)研究