汽車運輸機動指揮調度系統的研究

徐偉童 呼和 于莉

摘 要：本文通過研究汽車運輸機動指揮調度的背景，提出系統軟件和體系結構。

關鍵詞：指揮調度;機動;運輸

1 研究背景

“全球運輸網”是美軍國防運輸指揮系統的“心臟和靈魂”，其任務是為運輸司令部提供全部在運物資可視性指揮與控制的系統，以及支援業務決策的工具。“全球運輸網”是一個以計算設施為基礎的系統，它通過萬維網進行聯絡，提供人員、裝備、備件和補給品等在全球范圍內運動的實時信息。指揮部通過前線的需求，可以快速指揮調度運輸旅團將人員和物資精確、快速地送達目的地。用戶根據不同權限等級，不僅能對運輸車輛進行指揮調度，同時還可以跟蹤監視車輛當前位置及軌跡，以及受關注在運貨物的流動，并能最早獲得貨物到達終點站的通知。

汽車運輸指揮調度是運輸投送保障的重要組成部分，其核心內容包括準確做好需求預測、及時做好運輸準備、正確選擇運輸路線，出發點和目的點是適時、適地、適量地將承運的物資運輸到指定位置，提高運輸效率。一是打造未來車輛機動指揮調度新平臺的需要。各種車輛運輸指揮保障行動的信息以其簡便、快捷、靈活、互動的方式傳送，除了電臺通信外，引入衛星通信、北斗/GPS定位，跨越時空限制，信息流通的時間成本和交換成本空前降低。二是推進車輛機動指揮調度系統協作一體化的需要。三是實現車輛機動指揮調度基礎信息資源管理技術標準化的需要。各專業信息資源將按照統一的數據格式、描述規則、編碼規則、交互方式進行有效管理，滿足運輸投送指揮保障行動需求，滿足各級運輸投送部門指揮作業需要，滿足軍地運輸投送部門信息交換需要。四是提高車輛機動指揮調度實時可視可控化的需要。關于運輸保障隊伍的定位、軌跡、質量和保障動態的信息，利用現代網絡通信手段實時匯聚到各級運輸投送指揮調度保障部門，實現運輸投送保障資源的高效管理。運用多種方式的信息化保障手段，實時監控運輸投送保障行動的實施，根據運輸投送保障任務的重要程度，實時調整運輸保障等級，有效利用保障資源，盡可能實現精確、適量的運輸投送保障。五是提升車輛機動指揮調度輔助決策智能化的需要。隨著網絡資源、信息資源建設的日趨完善，現代信息輔助決策技術的廣泛應用。車輛機動指揮調度的信息網絡化、協作一體化、技術標準化、實時可視化、實時可控化、輔助智能化已成為車輛機動指揮調度系統發展的必然要求。

2 系統體系架構

機動指揮調度系統體系架構設計充分考慮現有系統及標準規范系統的兼容要求，同時也充分考慮部署環境的多樣化要求。架構總體上可劃分為采集層、網絡傳輸層、IaaS層、PaaS層、SaaS層，分別解決數據采集、數據通信、系統基礎環境支撐、平臺支撐、業務支撐等問題。并圍繞系統架構，構建包含業務應用、網絡、基礎環境、設備環境、操作系統、數據庫及應用認證等全方位的安全保障體系，確保系統能夠最大程度上抵御病毒、網絡入侵威脅。系統底層支持以物理主機為主，同時兼容云主機部署方式，適應信息化發展趨勢。

采集層主要是車載終端設備、圖像/語音采集設備。

網絡傳輸層主要包括北斗短消息、衛星通信、移動通信、車載終端之間無線自組網。

IaaS層系統基于容器的微服務架構，平臺IaaS層以Docker容器組件為核心，實現物理設備與軟件進程解耦的高可用集群化部署方案。其部署形式既支持在物理設備上直接部署，也支持在私有云或公有云的云主機之上構建容器集群部署。

平臺PaaS層，通過kubernetes組件實現服務計算資源、存儲資源、安全認證、系統權限的配置，實現服務的編排，極大地簡化了服務的部署方式，實現服務升級不影響業務的正常進行。同時，也為服務的高可用、高并發的實現提供了基礎性支撐。在kubernetes之上運行的是基于微服務架構的服務集群。所有微服務均基于統一的微服務框架（MicroServiceFramework）進行設計和開發。微服務框架提供服務注冊與發現、同步調用、事件分發、流量控制、服務熔斷等機制。基于微服務框架的各微服務可專注與業務功能或能力特性方面的實現。

平臺SaaS層，主要由三個基礎服務層與兩邊層邊界單元組成，其中基礎服務層由設備接入子系統、指揮調度子系統、輔助決策子系統、協同作業子系統、態勢展現子系統、第三方對接子系統以及其他應用子系統組成，邊界單元主要有應用控制層和采集顯示層組成。其中第三方對接子系統主要是為后續軍隊整個后勤系統業務應用系統進行對接集成提供接口。

3 軟件體系架構

系統軟件架構主要基于SaaS層展開，具有明確的分層設計，主要包含：信息展示層、應用控制層、應用服務層、信令控制層、媒體控制層、信息采集層。其中，媒體調度子系統、信令控制子系統及應用服務子系統的對應能力實現組件主要分布于應用服務層、信令控制層、媒體控制層中，并由三層協同實現相應的服務能力。

信息展示層是由指揮中心的Web頁面、監控大屏，以及車載設備顯示界面組成。

應用控制單元主要包括業務操作、指揮調度、系統管理、狀態監控、運行維護五大部分，對應機動指揮調度終端、運維終端、車載終端等形態，為用戶提供展示、呼叫、監控、指揮調度、資源管理、運維配置、系統監測等業務的操作入口，實現資源訪問安全可控、業務個性化、配置人性化、監測準確性、管理有效性等要求。

應用服務層為系統業務與功能實現的支撐層，主要分為應用服務單元與資源目錄服務單元兩部分。其中，應用服務單元實現了服務請求負載均衡、系統鑒權、資源信息管理、服務設備與節點管理等能力，以及系統核心業務功能（定位導航服務、指揮調度服務、輔助決策服務、態勢展現服務、對外接口服務、呼叫服務等）;資源目錄服務單元主要負責系統服務層靜態資源信息存儲及與標準規范系統、第三方系統的數據同步。

信令控制層主要包括信令控制服務單元及信令網關服務單元;其中信令控制服務單元主要實現了媒體與會話控制、設備接入適配與認證、第三方系統互通及信令路由能力;信令網關服務單元實現與其他系統的信令轉換。

媒體控制層主要包括媒體存儲服務單元、媒體處理服務單元、媒體網關服務單元、編/解碼單元、信息加/解密單元組成;其中媒體存儲服務單元負責對語音、圖片、文字等媒體數據的存儲;媒體處理服務單元負責對音頻、圖片、文字等媒體數據的接收、轉發、合成、轉碼等處理;媒體網關服務單元負責對媒體數據的轉換;編/解碼單元負責對發送信號進行編碼和接收信號進行解碼處理;信息加/解密單元負責對發送信息進行加密和傳送，對加密信息進行接收和解密。

信息采集層是由車輛定位經緯度信息采集、語音通話信息采集、圖片采集、文字采集組成。

參考文獻：

[1]秦瀟，曾斌.針對機動保障資源的戰時后勤保障指揮調度系統設計[J].艦船電子工程，2017（09）.

[2]蘭培真，邱志雄，劉建，林靜.海巡艇遠程調度指揮系統建立與應用[J].中國航海，2006（03）.