基于網絡的隨船器材全資可視化系統的研究

呂志彤，寧兆宇，皮湛恩

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

由于經費有限和效率低下，隨船器材的供應不能采用冗余供應的政策，必須實現適地適時適量的精確化保障。隨船器材精確化保障的前提是實現隨船器材的全資可視化，隨船器材全資可視化系統可為器材保障相關各方及時提供準確的器材供應鏈信息，包括位置、運動和狀態等，以及器材的修理、部署、需求和庫存情況。隨船器材的被服務方可隨時通過該系統了解自己申請器材的全部信息，輔助其提高隨船器材保障工作的效率和質量。

該系統的主要內容是，按照一定規則進行器材編碼，并為每個器材粘貼射頻電子帳物卡;采用射頻卡作為電子運輸單據貼在集裝箱上;貨運車輛上配置衛星定位終端，在數據處理中心配置衛星網絡接收端，用于接收定位信息和器材途中收發信息;開發覆蓋整個隨船器材供應鏈的網絡數據庫系統，用于存儲器材庫存帳和收發帳，以及器材的申領、批復、維修、運輸等相關信息，這些信息可按照權限劃分提供給各級管理部門查詢使用。

該系統可借鑒美國的一觸式保障系統。器材供應保障信息化是美國后勤信息化建設的重要內容，是實現其“聚焦后勤”思想的重要技術手段和基礎。經過多年建設，當前美國后勤資產可視化已達到較高程度。該系統將可視化系統按照供應鏈管理的業務流程，劃分為資產識別、資產定位、資產訂購和資產跟蹤4個環節，每個環節均有不同的信息系統和數據源支持。各隨船器材被服務方能夠通過其訪問和獲取整個系統的供應鏈信息、產品可用度信息、自身購買信息，查詢所購器材狀態并能夠跟蹤其購買器材的運輸狀態等。

1 研究思路

該系統研究思路是以網絡為中心，將各種隨船器材保障業務納入到一個大信息系統中，各種隨船器材保障業務單據和業務活動都依托該網絡信息系統進行。在該信息系統的基礎上，進一步將整個完整的隨船器材供應鏈信息納入到網絡信息系統中，所有數據都記錄在數據庫中，以備回溯和查詢統計。并以網絡服務的形式為隨船器材保障的被服務方提供一種指令發出到實現整個環節的控制能力，查找器材途中環節，縮減中間環節流通時間，提高隨船器材服務效率。其目的是減少人工環節，器材申領提出者可對申領流程全程可控和全維可視，從而實現隨時隨地的精確化隨船器材保障服務，增強了隨船器材保障工作的質量和效率。

2 研究規劃

該系統研究目標是實現隨船器材保障全資產可視化。可分兩步走。首先是統一器材分類和編碼、統一數據標準和格式，統一系統維護和管理模式，實現隨船器材識別與驗證、器材定位、器材訂購與申請、器材跟蹤等全資產可視化，使各級各單位的器材業務保障系統互聯互通，并能與器材維修基礎數據庫和共享數據庫實現數據交換和信息共享。最終是進一步建立分布式隨船器材供應鏈分布式數據庫系統，開發隨船器材供應鏈查詢系統，形成覆蓋所有隨船器材保障單位的器材保障全業務管理系統，實現全范圍的隨船器材保障全資產可視化，并與隨船器材技術保障遠程維修支援系統和隨船器材技術保障指揮管理信息系統實現有機融合，實現各級管理部門和器材保障被服務方隨時隨地查詢，提供器材消耗統計和成本分析工具，支持器材保障計劃擬制和輔助決策。

3 功能組成

按照工作環節設計部署在各單位的子系統，主要功能包括以下幾點。

1)器材申領。該子系統借助北斗衛星網絡部署在船上。船員使用該系統管理隨船器材申領單和提交隨船器材申領單，并可隨時查看該隨船器材申領單的處理情況、到達部門和狀態變化。對于批準的器材可查看該器材的收發情況、運輸情況和地理位置等。通過該系統，船員還可提出自己的服務要求，比如到達時間要求等。

2)申領批復。該子系統部署在基地。該子系統有后臺駐留的提醒程序，提醒基地助理員哪些單據沒有進行處理，以及各種處理內容的查詢和回溯。該子系統與隨船器材業務管理系統鏈接在一起，助理員首先在倉庫查詢申領器材的庫存信息，如果數量滿足要求，則直接出庫，系統自動記錄其狀態。如果基地器材不能滿足其要求，則該單據自動轉為向總部機關的申領單，上傳到總部機關的器材部門。

3)器材收發。該子系統部署在基地。該子系統借助現有的隨船器材業務管理系統軟件，增加的功能是對這些業務單據處理的狀態記錄管理，并將這些狀態信息追溯到最初的申領單據狀態信息中。助理員處理完畢，可將這些單據發往相關的倉庫進行上賬和器材提取。

4)倉庫提取。該子系統部署在基地倉庫。該子系統借助于現有的隨船器材業務管理系統軟件，增加的功能是對這些倉庫上賬業務單據處理的狀態記錄管理，同時將器材庫存信息的變化寫入基地的器材庫存數據庫中。并且在進行器材車載貨運時，將這些車號和箱號信息通過網絡通知基地和船。并將這些狀態信息追溯到最初的申領單據狀態信息中。

5)途中管理。借助北斗衛星通信網絡，以及該網絡提供的車載設備，隨時定位這些車載器材的地理位置，并告知到達時間，以及其它途中情況。

6)查詢與統計。分析和明確各級器材管理部門的數據權限，借助有線專網和衛星通信網絡可查詢與統計隨船器材從申領到裝船等一系列過程情況，并按時間段查詢申領的器材、待批復的器材、收發中的器材、倉庫裝載的器材、途中的器材、到達的器材等的數量和預計到達時間。

7)權限管理。深入分析各節點作為數據提供方和需求方的數據要求和數據交流方式，明確各節點的數據流程回溯和查詢統計權限。并根據系統功能劃分系統角色，實現用戶權限的角色化管理。

4 網絡方案

該系統有線網采用了電信的DDN(Digital Data NetWork)專線，連接各個岸基器材保障單位。選擇DDN的理由:DDN是點對點的專線，兩點間無任何中介，僅在電信局設有一個電子開關控制電路的開通與關閉，是申請者獨享的專門線路，所以不存在第三方搭線竊聽的問題;該系統僅將DDN做為數據通訊電路，不與互連網或其它公共網絡相聯，所以不存在黑客侵入的問題;該系統軟件使用大型網絡數據庫系統，在進行數據傳輸時，線路上流動的是經過壓縮調制后的數據信號，傳輸時間不固定，而且所傳送的數據是不連續的分幀數據包，因此不容易丟失，即使丟失了也不可能解密。

5 定位方案

經過充分的調研，GPS定位系統我們擬定了2種方案。

1)購買第三方開發的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的GPS模塊，加到PDA手機中或車載系統中。這種定位方式是通過在設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系統進行定位，是一種單向定位，由美國衛星進行搜索定位，不需要該點發送請求。該方式的優點是定位精度高，價格低;缺點是單向定位，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向中心點傳送定位信息。

2)采用北斗雙星定位系統。北斗雙星定位系統是根據上世紀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年又相繼發射了兩顆北斗二代衛星，定位精度在“厘米”之內。該系統由空間段、用戶機、地面系統3部分組成，其中地面系統包括信號收發處理子系統、信息處理子系統、時統子系統、監控子系統、測試及配套設備子系統組成。其業務功能有:定位導航、雙向通信、通播功能、GPS差分信息廣播、精密授時等。其信息收發機制是由地面用戶機發出一個短突發的信號進行請求，發射時間短、隱蔽性好。遠程數據查詢采取召測技術，從中心到各個點定位、時間處理不超過1 s，通訊手段采用編碼方式，數據采用包傳送，210字節/包。神州天鴻科技有限公司是北斗一號衛星的開發商和平臺運營商，有一個中心控制站。

該定位系統有以下優點:中國自主知識產權衛星系統，不受國際因素影響;衛星系統備份方案完善，保障系統連續穩定運行;全天候全天時提供衛星通信定位服務，采用的微波頻段可抗雨雪天氣;覆蓋區域面積大，能夠保證中國領土內的15 m定位，海上30 m;支持大容量、短時間內的數據并發處理;采用CDMA通信體制，抗干擾、保密性能突出;車載終端結構緊湊，外觀小巧，易于架設，維護簡易，并可遙控修改終端參數;車載終端由機車電力系統供電，無須專用電源;終端采用全向天線，可用吸盤或法蘭固定，高速移動過程中持續鎖星。

采用北斗系統與采用GPS模塊相比，安全性高，戰時可行，但定位精度較低，費用高。該系統測試時采用第一種方案，在建成后過渡到第二種方案。

6 識別方案

該系統采用射頻識別技術標識器材。射頻識別(RFID)技術是通過無線電波，在電磁場作用下對記錄媒體進行非接觸式讀寫和識別的一種自動識別技術，廣泛應用于需要對信息進行跟蹤或數據內容需要頻繁變化的場合。射頻識別設備主要包括射頻卡、手持機、卡讀寫機、無線網絡接收裝置等。

利用射頻識別技術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壓縮加密存儲數據方式，非接觸讀寫的磁卡。其特點是:可借助讀寫機進行數據讀寫;有8 K/16 K字節的內存，可存儲多條文本或二維表數據;數據雙重加密存儲，具有唯一卡標識;可擦寫多次，反復使用;數據存儲不受濕度、光照、污垢等環境因素影響;數據記錄準確，不易丟失數據;表面可使用專業磁卡打印機打印文字或圖像。該系統中，射頻卡可用做:①存儲“電子入/出庫單”數據信息;②標識器材的屬性信息;③內部存儲“電子帳頁”數據信息。

7 數據庫方案

該系統可在各個基地建立該系統的分布式服務器數據庫系統，這些服務器與北京信息處理中心的服務器實現數據同步，構成一個集群。各個服務器有無線網絡接收終端和有線網絡路由設備，實現雙網同時通信。

8 結束語

該系統開發成功后，船員可隨時在屏幕上跟蹤所需要的申領器材的供應鏈信息，并根據隨船裝備維修需求隨時提出各種保障建議發給各級器材保障部門，從而實現了隨船器材供應鏈服務整個環節的可視化，極大地提高了隨船器材保障的信息化水平，輔助實現隨船器材的精確化快速高效保障。