氣象應急物資智能倉儲系統的研究與設計

劉興忠，周 薇，何 超，張 曦

(1.四川省氣象探測數據中心，成都 610072；2.中國氣象局氣象探測中心，北京 100081)

0 引言

中國是世界上自然災害發生頻率高、影響范圍廣、損失程度重的國家之一[1-3]。據統計，中國由于氣象災害造成的直接經濟損失占自然災害損失的70%以上，在全球變暖的背景下，因氣象災害導致的損失呈現逐年上升趨勢，科學防治與降低氣象災害導致的后續影響，顯然已成為防災減災的重點。

科學防治與降低氣象災害的根源是做好充足的準備，因此隨著社會的不斷進步，建設應急管理體系已經成為許多國家相關領域重點進行的工作。只有進一步完善應急管理體系，采取行之有效的措施，制定應急處理方案[4]，才能在氣象突發事件發生時，科學高效地保障氣象部門業務正常運轉。

1 氣象應急物資種類

氣象應急物資是在發生突發事件和嚴重自然災害的情況時，保障氣象業務正常開展的重要基礎，是為恢復正常觀測、預報、氣象服務保障而儲備的物資。當遇到突發情況時，應第一時間調配物資以滿足氣象部門應急需要并保障氣象業務正常運轉。因此，結合氣象部門業務的性質，應急物資大致分為兩類：氣象儀器類和通用設備類。

1.1 氣象儀器類

氣象部門業務種類多，需要對天基、地基、空基實行24 h精密化連續監測，當遇到突發狀況或不可抗力因素時，易導致氣象部門業務中斷，因此中國氣象局綜合觀測司下發了觀測業務技術處理手冊。國內自動氣象站站網中心大多采用傳統氣象數據質量控制方法(MDOS)，包括對時間一致性、內部一致性、 空間一致性、時變和氣候學極值等進行處理[5]。但是大量的氣象數據缺測是不可逆的。氣象數據缺測，給日后科研分析及氣候預測增加難度，因此氣象部門通常設有雙套氣象觀測站及備用氣象儀器，以保障氣象業務觀測的連續性和完整性。

1.2 通用設備類

氣象通用設備是用于維護和保障氣象業務正常運行的設備。氣象數據傳輸需要通暢的網絡支持，在突發事件時，如遇地震、火災等不可抗因素導致通信中斷，需要第一時間維持氣象業務正常運轉，并且將氣象災害信息及時發布給決策部門使其做好調度指揮，因此氣象通用類設備也屬于氣象部門應急物資儲備的類別。

2 智能倉儲系統相關技術

2.1 Browser/Server

氣象應急物資智能倉儲系統(以下簡稱智能倉儲系統)采用B/S架構，B/S即browser(瀏覽器)模式和server(服務器)模式。在B/S架構下，用戶主要通過網絡端瀏覽器實現，極少部分邏輯事務在前端實現，但是主要邏輯事務在服務器端(Server)實現，形成3層3-tier結構[6]。B/S架構是Web興起后的一種網絡架構模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應用軟件。該模式統一了客戶端，將系統功能的核心部分集中到服務器，簡化了系統的開發、維護和使用流程。

2.2 RFID射頻識別技術

射頻識別(RFID)技術(Radio Frequency Identification)能適應各種環境，利用相關數據可以識別多個RFID標簽[7]，射頻識別是利用電磁感應原理對需要識別的物體進行讀寫(Read-Write)，完整的RFID標簽分為3部分，分別是閱讀器、運行系統和電子天線。利用帶有RFID電子標簽的設備向RFID天線傳輸標簽的信號信息，再通過RFID讀寫器接收天線的數據，然后通過計算機將詳細數據展現并確認，從而實現倉儲系統對物資的查詢、調運和出庫等操作，實現智能調配。

3 智能倉儲系統結構與功能

3.1 智能倉儲系統結構設計

智能倉儲系統通過建立智能倉儲平臺，包括物資打碼、物資入庫、物資出庫、物資盤點、物資運輸和物資報表管理等功能，對氣象應急物資進行信息化監管，為決策者提供相關信息。

3.2 智能倉儲系統功能設計

3.2.1 物資打碼

將打碼專用設備連接Web平臺，對收到的物資進行錄入，系統按照國家編碼規范生成標準的物資編碼，根據物資的貼碼要求自動打印二維碼、激光篆刻或寫入NFC卡，同時根據存放依據自動寫入RFID電子標簽，根據信息化倉儲管理要求進行標簽安裝。所有物資在入庫前需要粘貼RFID電子標簽，以便在庫房大門、貨架上的讀卡器能準確識別該物資的信息。

3.2.2 物資入庫

通過專用的PDA(手持終端儀)接收待入庫物品的清單，門口的讀卡器自動讀取人員攜帶的ID認證卡，并根據入庫任務在大屏上顯示此次入庫應擺放的位置；同時通過讀取用戶攜帶物資的信息，并根據入庫任務判斷物品是否攜帶齊全。用戶進入庫房后，根據引導燈找到相應的位置正確擺放貨物，貨位的讀卡器識別后提示該設備入庫成功，如果信息不符則提示擺放錯誤。管理平臺可實時查看物品擺放位置和擺放進度。調撥入庫和檢定入庫系統將自動判斷，并對上一環節進行封閉。

3.2.3 物資出庫

通過專用的PDA接收出庫任務清單，用戶到達庫房門口時，門口的讀卡器自動讀取人員攜帶的ID認證卡，并根據出庫任務在大屏上顯示此次取貨的實際位置；用戶進入庫房后，根據引導燈找到相應的位置提取貨物，貨位的讀卡器識別后提示該設備取件成功。離開庫房時，門口的讀卡器通過RFID讀取用戶攜帶物資的信息，并根據出庫任務判斷物品是否攜帶齊全或者多取貨物。

3.2.4 物資盤點

盤點主要是制定盤點計劃，系統根據計劃自動盤點，同時支持專用PDA進行手動盤點，用戶只需攜帶PDA按照制定的盤點路線行走即可，手持終端將讀取到的信息自動與系統信息進行對比，發現數量異常時發出告警，盤點完成后系統自動生成報表。

3.2.5 物資運輸

運輸主要分為自主運輸和委托物流運輸。

自主運輸：系統通過運輸人員的手機或者專用PDA進行實時定位，結合地理信息進行實時展示，并保存記錄信息，提供信息回放功能。

委托物流運輸：提供相關快遞公司的物流信息讀取接口，用戶將發貨單通過專用PDA進行拍照上傳后，系統自動識別貨運單號，根據貨運單號，從物流公司提供的API上查詢貨物的實時運輸信息。

3.2.6 物資報表管理

1)物資庫位展示：通過庫房平面展示圖，根據庫位信息，實時動態展示各個庫位上的物資數量、狀態等信息，對產生告警的位置用紅色提醒；

2)物資全流程展示：對任意物資從采購到派發的全流程實施跟蹤，決策人員可隨時查看物資的位置，確保準備充足、派發及時；

3)物資查詢統計：根據用戶需求設計常用的報表輸出，并提供常用的查詢統計分析工具，支持根據用戶需求制作報表；

4)物資預警管理：預警管理主要是針對業務中關心的重要信息進行自動化分析和預警，系統提供：

①設備檢定預警：對需要定期檢定的設備，根據時間進行檢定到期提醒；

②庫存上下限告警：對各種物資儲備數量的上下限進行閾值設定，系統根據上下限閾值進行預警；

③任務超時預警：根據系統中各種業務環節的實效性，對超出實效未封閉完成的業務進行預警；

④任務卡頓預警：針對緊急任務，根據任務的流程對某一環節的停頓進行預警。

4 結束語

氣象應急物資智能倉儲系統的設計實現了氣象物資的自動化全流程調配，對氣象應急保障起著重要的作用。當出現不可抗力或人為因素導致的突發事件時，需保障物資的快速調配運轉，以保障氣象業務不受影響。基于RFID技術的氣象應急物資智能倉儲系統能快速、精準地對應急類物資實現全生命周期的監控覆蓋，保證了氣象應急物資安全快速的轉移和氣象業務正常運轉。