洪澇干旱災害應急物流智慧管理系統研究

●程 鵬

一、研究背景

受全球氣候變化和自然環境惡化影響，近年我國極端天氣事件明顯增多，水旱災害呈多發、頻發、并發、重發態勢。據統計，我國水旱災害損失已占各類自然災害損失的70%左右。洪澇干旱災害應急物資作為國家應急儲備的重要組成部分，是一種可靠的戰略手段和保障措施。《中華人民共和國防汛條例》第二十一條明確要求“各級防汛指揮部應當儲備一定數量的防汛搶險物資?！敝醒牒偷胤讲粩鄶U大儲備規模，初步形成了中央、省、市、縣四級儲備為主體的洪澇干旱災害應急物資儲備體系。實踐證明，這些物資在關鍵時刻能夠調得出、運得到、用得上，為減免水旱災害損失、保障群眾生命財產安全、促進農業生產穩定發揮了重要作用。

洪澇干旱災害應急物資儲備特點主要有：品類多元、規格不一。目前我國儲備的洪澇干旱災害應急物資達100余種，體積大者有嵌入式玻璃鋼沖鋒舟，體積小者有光學變焦強光搜索燈，不同物資保管要求各異；平戰結合、弱經濟性。整體來講，洪澇干旱災害應急物資輪換頻率不高，不以追求經濟效益最大化為目的，但戰略意義重大、公益性強、可靠性高，能夠確保發生險情后隨調隨到隨用，滿足一線工程搶險救援需求；突發性強、時間約束緊迫。洪澇干旱災害突發事件無法提前預知，調運時限往往決定著搶險救援效果，要求儲備部門時刻保持機動應急狀態。

我國洪澇干旱災害應急物資儲備體系還存在明顯的短板和不足，亟需加以解決。第一，布局規劃、品種配備等不盡合理。中央級倉庫設立有均衡化趨勢，29個?。▍^市）均設有中央級倉庫，而中央級、省級、市、縣級四級儲備間未作分級規劃，儲備品種嚴重同質化。第二，信息化建設水平滯后。存在縱橫向信息孤島，絕大多數倉庫未使用信息管理系統，基本依靠人工手段完成物資盤點、記賬、單據制作等任務，工作效率低下。同時對全國洪澇干旱災害應急物資儲備情況掌握也不夠準確、詳盡，信息追溯和信息加工應用能力不足。第三，倉儲自動化水平普遍較低。對于RFID、自動引導車、輸送設備等現代化技術采用較少，快速響應能力、風險控制水平尚有較大提升空間。

綜合考慮上述因素，引入現代化信息技術，建立一套高效完備的管理系統尤為重要，其直接意義在于提升應急物流效率，深遠意義在于對國家應急儲備體系的理念與流程再造，全面提升應急保障現代化水平。

二、需求分析

建立洪澇干旱災害應急物資應急管理系統，首先應結合其業務特點，分析信息化需求，針對性地開展頂層設計。根據黨和國家機構改革對洪澇干旱災害應急物資管理權限調整，水利部門不再直接承擔洪澇干旱災害應急物資決策管理工作,但其所屬防汛抗旱儲備庫機構人員編制、資產等仍歸水利部門管轄。按照新的業務主體，主要分為三個層次，即：應急管理部門、國家糧食和物資儲備部門、儲備倉庫，業務運轉流程如圖1所示。

圖1 洪澇干旱災害應急物資業務運轉流程

（一）功能需求

1.用戶管理：按照權限及業務需求設置3個等級用戶，要求操作界面友好便捷，用戶有修改個人信息的權限，常用業務模塊可以結合實際由上級授權調整，通過Web瀏覽器、手機APP等方式可隨時登錄，無需單獨安裝數據庫及插件。

2.數據管理和維護：滿足各種洪澇干旱災害應急物資管理數據的維護功能，可進行新增、修改、刪除、編輯、查詢等操作，數據輸入以手工輸入與傳感識別批量錄入相結合，數據輸出以表格、圖形、圖像相結合，并與Word、WPS、Excel等常用編輯軟件相關聯。

3.信息采集加工：從供應商出廠即張貼電子標簽，對于物資進行特征編碼，到驗收入庫、盤點、出庫、運輸整個環節的信息記錄。通過光載無線交換技術結合RFID射頻技術采集處理功能，實現利用物品信息流、軌跡流的追蹤，提高整體工作效率。

4.儲備環境在線監測：通過傳感器、視頻監控終端，對庫房溫度、濕度、煙霧、蟲害生物等信息進行收集分析，及時發出警報，智能控制啟閉相關設備設施，消除環境不利因素影響。

5.運輸管理：通過GIS屬性數據和街道、路、車、人等交通信息圖譜知識，與目的地和發送地進行時間、空間和效率等維度的綜合計算，形成最優路徑并結合實際情況調整，控制運輸時間。同時掌握水利工程損毀、干旱災區面積等情況，便于計算洪澇干旱災害應急物資需求。

（二）性能需求

本系統的主要性能需求包括：分級權限設置，同時滿足至少5000個用戶在線處理；數據庫容量達到TB級；資料提交和數據檢索查詢時間小于3s、分析類實時計算時間小于10s；系統開發接口標準化，保持延展性，為不同系統接入和進一步開發預留空間；具有較強安全性能，保障通信安全；備份數據庫與系統隔離，能夠實現數據和系統狀態的回滾操作等。從決策者下達指令到設備終端可自動完成操作，無需過多人工干預，各子系統配合信息管理系統進行工作，其功能信息和操作相互依賴又互不干涉。

三、系統設計

（一）建設目標

系統總體目標是，建立覆蓋全國洪澇干旱災害應急物資的信息網絡體系，實現中央級、省級、市、縣級四級儲備互聯互通，通過集成物聯網技術、GIS技術等，實現需求精準預測、裝卸自動高效、調運路徑最短、環境安全可靠、管理透明可視，增強洪澇干旱災害應急物資的靈敏度和可靠性，最大限度縮短調配支援時間，實現時間效益最大化和災害損失最小化。

（二）系統架構

本系統分為四個層次結構（圖2系統整體層次架構），通過軟硬件結合實現物物互聯、人物互聯。硬件部分主要包括物聯網所需的光載無線交換機、RFID射頻識別系統、傳感器系統及智能倉儲設施設備；軟件部分采用Java語言編寫代碼，使用B/S體系統結構，數據庫采用SQL Server 2012分布式管理，前臺使用IE或360瀏覽器，運用ArcGIS軟件對地圖進行矢量化處理，縮放不影響地圖顯示的分辨率，實現受災地區地理要素的查詢提取、應急物資軌跡監控等。

圖2 系統整體層次架構

（三）功能模塊設計

1.決策指揮子系統（DSS）。（1）救災所需物資測算模塊?；贕IS和衛星遙感技術，可以第一時間掌握因災害造成的水利工程、道路、房屋、農田等的損失情況，自動輸入系統。在系統內建立基于《防汛物資儲備定額編制規程》(SL298-2004)測算公式改進模型，根據受損堤防、水庫大壩、涵閘、蓄滯洪區等不同水工程類型、等級，測算出工程搶險所需物資品種、數量等信息，關聯災區周邊倉庫信息，基于最短路徑形成初步需求計劃。同時，結合地方上報的水旱災害物資調撥請求，安排應急物資。（2）統計查詢模塊。輸入物資名稱、價格、所在區域、儲備倉庫、出入庫時間、返還時間、生產廠家等不同條件，進行綜合模糊查詢統計，便于快速準確掌握最新情況。同時，通過數據挖掘，分析歷年物資使用頻率、不同區域物資使用數量等，為中長期儲備規劃編制及每年物資分配提供決策依據。（3）管理費測算模塊。管理費按每年代儲物資價值的百分比計算，各地標準不一，管理部門可在系統內預設不同比例，年終系統依據新增、出庫、報廢等物資相關月份、價值，自動計算出應撥付儲備倉庫的管理費。（4）行政命令文書模塊。應急管理部門、國家糧食和物資儲備管理部門、水利部門（儲備倉庫）等相關主體可進行公文交換，具備公文的上傳、修改、刪除、審批、上報等功能，該模塊嵌入短信提示、網絡傳真等功能，實現信息快速交換、實時提醒，防止傳統方式引起的公文流失、效率低下等問題。

2.運輸管理系統（TMS）。（1）運力測算模塊。在系統內錄入物資規格、尺寸、重量，根據其裝車碼放要求，適當調整裝配參數，錄入不同車型尺寸、載重、最大裝載體積，將所需調運物資勾選，即可自動優化提出運輸組配方案，包括所需車型、車輛數、不同物資裝車組配等，并結合公里數、載重等初步測算運費。（2）定位追蹤。應急物資調運車輛一般為社會臨時租用車輛，可在入庫時綁定綁定RFID卡，并且安裝車載GPS，進行車輛軌跡跟蹤、車輛定位、線路導航等，當發生路線錯誤、滯留時間過長等情況，可通過GPS向指揮中心等發出報警。同時，可以通過GIS進行地圖顯示，結合道路中斷、擁堵等情況優化運輸路徑。

3.環境監控系統（EMM）。（1）庫區環境監測模塊。根據《中央防汛抗旱物資儲備管理辦法實施細則》（辦減〔2016〕35號）規定，對橡膠類應急物資恒溫儲備，對編織類應急物資避光儲備，對機械設備類應急物資防潮儲備等，分區域布設傳感器，連接庫房內溫度、濕度、通風設施，在超出設定值時發出報警，并自動啟動相關調節設備。同時結合紅外傳感等技術，監控庫區圍墻等區域，在不明生物闖入發出報警，防止發生應急物資失竊，防止庫房內有老鼠、白蟻等蟲害損壞物資，保障儲備質量和安全。（2）遠程視頻監管模塊。通過倉庫視頻監控聯網，隨時巡檢各倉庫防汛值守、現場調運組織、庫區人員管理等情況，進一步規范管理、優化流程、落實責任，推動物流運轉效率。通過車載視頻監控，捕獲司機疲勞駕駛等危險畫面，做好安全提醒。該模塊可接入防汛會商系統，為指揮決策提供可視化資料。

4.庫存管理系統（WMS）。（1）入庫驗收模塊。由代儲單位與倉儲部門一同組織驗收，進行直觀檢測、質量檢測和處理意見反饋，其中性能復雜且需要到檢測機構檢驗的物資，采購時應統一取樣到專業機構檢測，驗收時僅需查驗檢測報告和RFID電子標簽。驗收小組應根據實際情況，登陸系統填寫驗收報告單，報上級防汛部門備案。如驗收通過，則通過各庫房安裝的一站式射頻識別系統，將物資信息錄入系統。（2）調撥出庫模塊。根據上級調令，儲備倉庫應當立即啟動應急預案，迅速完成核對調令與實際庫存數量型號、進行運力測算、聯系運輸隊伍、現場組織裝卸，在車輛出庫時通過射頻識別系統完成出庫和臺賬調整，同時可通過RFID手持機，快速完成對庫存物資清單，反向驗證數量正確性。（3）盤點及維護保養模塊。洪澇干旱災害應急物資每年需在汛前維護保養，儲備倉庫應在完成保養任務后，填寫《維護保養記錄單》，將維護保養內容、實施人、日期等信息上報系統，便于信息追溯，出現問題時追責問責。同時，倉庫保管員應定期利用RFID手持機等方式，實現對庫存物資的自動／半自動盤點上報。（4）報廢核銷模塊。按照預設的報廢年限，系統提前2個月顯示儲備庫應提交的報廢申請，提交上級管理部門后，根據批復意見辦理報廢處置事宜，直至物資銷毀或殘值回收方結束流程。根據國家防汛抗旱應急響應級別及物資使用情況，需核銷的物資，由申請調用部門提出核銷申請，并請有資質的資產評估機構出具評估報告，一并報上級管理部門審批，同意則下賬處理，否則應按原物資同等型號、數量、質量進行返還。

四、結語

在國家大力推動新型基礎設施建設和全面加強應急體系建設背景下，物聯網、無線射頻、云計算等各項技術愈發成熟，其建設成本、穩定性、可靠性等均得到有效控制，推動洪澇干旱災害應急物資信息系統建設正當其時。從以往實踐來看，各級防汛抗旱部門嘗試建立了物資管理信息系統，但因其開發重點集中在進出庫管理環節，功能相對單一、操作便捷度不高，非但沒有提高物流效率，反而增加了基層工作量，在實踐中逐步被使用部門遺棄。本文在吸取以往信息化經驗教訓基礎上，針對水旱災害應急特點，將物聯網和GIS的理念引人到物資管理平臺中，使設備自動化和管理信息充分融合，進而改造現有物資供應鏈條，提升整個應急系統運行效率和靈敏度，實現洪澇干旱災害應急物流管理信息化、動態化、可視化，為開發全國統一的指揮調度平臺提供思路。