基于物联网的军事物流配送系统研究

引言

在信息化战争条件下，由于军事物资的使用频率高、损耗大的特点，部队用户对军事物资的需求也就越来越多。为满足部队用户日益增长的军事物资需求，越来越需要军事物流配送的支持，以提高部队战斗力。但由于“配送需求迷雾”和'配送资源迷雾”等问题长期存在，军事物流配送效益不高，效果也不理想。针对该问题，必须以提高基于信息系统的体系作战能力为目标，采用先进的信息技术，建立军事物流配送系统，实现精确配送，提高后勤保障能力，打赢信息化战争。

1需求分析

军事物流配送是军事物流配送中心根据部队用户的需求，将军事物资送达到指定地点的军事物流活动，其中包括计划处理、集货、分拣、加工、包装、组箱、暂存、装载、运输、卸载和信息反馈等作业过程。军事物流配送作为军事物流的末端活动，为满足部队用户平时和战时的物资需求提供大力支持。随着科技的发展，为适应信息化战争的零点后勤和精确配送要求，对军事物流配送的要求也越来越高。传统的军事物流配送模式中，由于技术条件的限制，军事物流配送存在以下不足:一是军事物流配送水平还不高，如装卸载不合理、行驶路线不优化等；二是军事物流配送成本居高不下，如人员数量相对较多、人均产能低、单位运价高等；三是信息技术含量低，如网络闭塞、系统不统一、订单方式传统落后、运输跟踪能力差、识别技术利用率低等；四是信息不畅通，如军事物流配送中心不能及时掌握部队用户的需求信息，用户也不能查询所配送的物资在哪里，什么时候到，不能及时反映在运物资和载运工具在运输途中的实时情况等。

针对以上问题，国内外也采取很多措施来应对。美军在经历几场局部战争后，系统分析了战争中军事物流配送能力和效果，成立了国防配送中心和24个配送点，向军队提供所需要的物资保障和服务。在此基础上，开发了基于网络技术的财产登记与部队补给系统（PBUSE）、基于MTS（移动跟踪系统）和RFID的作战指挥持续保障系统（BCS3），实现了补给需求可知、资源可视、在储资产可视、在运可视的目标。

国内相关学者对物流配送研究也有一定的进展，如王福威等提出基于ArcGIS的智能物流配送信息系统，综合运用GPS和WEBGIS技术解决了配送过程中车辆跟踪及调度、运输路线规划和导航、电子地图显示和空间信息查询等问题；王义勇提出了基于B/S模式的第三方物流配送系统，物流配送的全程跟踪和配送过程的实时查询，实现对配送车辆、货物信息、订单信息和客户信息的管理。但是，国内和军内有关学者对军事物流配送的研究还不够细致，研究资料和成果还不多，仅王丰等提出基于电子商务的军事物流配送系统实现物流配送的合理化等功能，和田丰等提出基于RFID、卫星星座网络的军事物流配送，优化行车路线、车辆调度等,缩短配送时间和节约配送成本。

结合国内外对物流配送和军事物流配送的研究情况，不难发现，要适应以信息化为主导的新军事变革，军事物流配送必须和先进的信息技术相结合，以军事物流配送需求信息可知、军事物流配送环节可视为目标，建立一个完整的军事物流配送系统，形成一个合理的军事物流配送体系，更好地为部队用户提供适时、适地、适量保障。物联网作为现代信息技术发展的关键技术，是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝连接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策问。将物联网技术广泛应用于军事物流配送中，建立基于物联网的军事物流配送系统，运用军队有线网和无线网等方式实现军事物流配送需求的实时感知，利用RFID、视频监控、北斗定位系统和GIS等实现配送状态的实时可视、可控，以达到精确配送的目的。

2基于物联网的军事物流配送系统设计和功能实现

将物联网广泛应用于军事物流配送中，是军事物流配送信息化发展的必然趋势，是提高我军战斗力和保障力的重要途径。基于物联网的军事物流配送系统，采用RFID标签、射频读写器等智能感知设备、相关网络、现代化的硬件系统和软件系统，实时、准确地获取和处理军事物流配送需求、配送状态等信息，将军事物资适时、适地、适量地送达用户。

2.1系统组成

基于物联网的军事物流配送系统主要由智能感知设备、计算机、网络和软件系统等组成。

智能感知设备主要由RFID标签、射频读写器和传感器组成。RFID标签具有一定的存储空间来存储固化存储信息（物资出厂前写入，包括物资类别、名称等）和追加记录存储信息（配送前写入，包括配送地点、配送用户等信息）；射频读写器,分为手持式读写器和固定式读写器，获取标签上的信息，并将所获信息传输给计算机；传感器，如温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器等，对相关信息智能感知。网络，包括通信网、Ethernet、北斗定位网等，主要用于数据传输和信息传递。硬件系统，如计算机、北斗终端等，用于接收和处理相关感知信息。软件系统，主要包括北斗定位系统、GIS、监控系统、车辆故障诊断系统和辅助驾驶系统等，用于在运物资途中动态监控，实时展示配送路况，根据相关信息诊断车辆故障并提供解决措施，以及借助热磁成像探测系统解决全黑、大雾、沙尘等恶劣环境下配送车队安全行驶问题。

2.2结构设计

基于物联网的军事物流配送系统总体结构主要分为感知层、网络层、应用层等三层，以及技术标准体系和信息安全体系，图1所示是基于物联网的军事物流配送系统的基本架构。

（1）感知层

感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。主要由环境状态智能感知、载运工具智能感知、在运物资智能感知和装卸现场智能感知等四个模块组成。

环境状态智能感知：运用温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器等传感器对配送中心进行分区域实时监测，数据通过中继传送得到，而且能够自动更新。若数据超过设定范围，则进行声音报警，颜色变为红。用户可以很方便查看各个区域实时温湿度数据。

载运工具智能感知：对载运工具位置、技术状态以及驾驶员的智能感知。采用通信卫星、北斗卫星、CDMA/GPRS数字移动通信技术、GIS地理信息技术、计算机网络技术、现代物流优化技术获取载运工具的地理位置信息；通过车辆故障诊断系统获取载运工具的技术状态信息，通过监控技术获取感知司机的驾驶状态信息。

在运物资智能感知：在装载物资前，用射频读写器把载运物资的相关信息，包括物资名称、物资编码、数量等信息,经过提炼、合并、增加(如收货单位信息、接收单位信息)，写到贴在载运工具表面的RFID标签上。将一批物资作业处理完成后，以批处理的方式将手持式读写器的信息回传到系统平台上。

装卸现场智能感知：利用RFID技术对物资处于配送的哪个环节进行智能感知；利用视频监控和无线网等技术实时感知载运工具是否到达装卸场地、装卸进度等，以更好地把握物资出发的时间。

网络层

网络层包括延伸网、接入网和核心网，主要把从感知层获取的信息传输到应用层，为系统的功能实现提供相应的信息传递。可依托军网、全军军线电话网、卫星通信网、北斗定位网、Ethernet,WiFi、CDMA和GSM/GPRS等网络，实现感知层和应用层之间的数据交互。

应用层

应用层包括应用基础设施、中间件和各种物联网应用，主要有计划管理、用户管理、车辆管理等12个服务。主要实现对计划拟制、上报、审核和下达；对用户、车辆和人员信息的录入、审核、查询、修改、删除；对装卸载物资和路线选择进行优化，形成装卸载方案和行车方案；对载运车辆和物资进行实时监控；需求单位用户根据权限，查询所属物资的配送状态；用户接收物资后，用射频读写器读取相应射频标签信息，在检核无误后，登录系统进行确认。

技术标准体系和信息安全体系

技术标准体系：系统提供统一的数据交换模式，支持多种通用标准数据交换服务，对各类数据的定义进行统一，同时支持SITA电报、EDI数据传输以及其他各种电报。

信息安全体系：通过一些加密技术，对系统的运维管理、权限管理、信息安全防御、数据库安全保障、网络通信通道提供安全保障。

2.3主要功能实现

2.3.1军事物流配送需求实时可知

基于物联网的军事物流配送系统可利用军网、Ethernet等网络，通过军事物流配送中心实时感知部队用户的物资需求和上级主管部门的军事物流配送需求，图2所示是军事物流配送需求感知图。根据该系统功能，部队用户可登录系统的客户端，然后根据实际情况，填写物资需求计划，并把该计划提交给上级主管部门；上级主管部门就可在登录系统主界面后，查看各部队用户的物资需求计划，审核、汇总后，生成物资配送计划，然后下发给军事物流配送中心；军事物流配送中心登录系统，收到上级主管部门下发的物资配送计划，进行一系列的配送作业，将军事物资配送给指定用户；用户收到物资后，经检核无误后，登录系统客户端进行确认和信息反馈。

图2  军事物流配送需求感知图

2.3.2军事物流配送状态的实时可视和可控

采用分阶段实时掌握军事物流配送的方式，来实时掌控军事物流配送状态。首先，将其分为军事物流配送中心内作业阶段、途中运输阶段、物资到达后交接等三个阶段，图3所示是基于物联网的军事物流配送流程。其次，在实时感知军事物流配送需求的基础上，基于物联网的军事物流配送系统，采用物联网技术，从上述的三个阶段来实现对军事物流配送状态的可视、可控，以解决军事物流配送水平不高、成本居高不下、技术含量低、信息化程度低等问题。

(1)军事配送中心内作业可视、可控

一方面，把贴有RFID标签的物资集结到军事物流配送中心内；按照上级下达的物资配送计划，利用手持式射频读写器读出物资信息，然后根据所获信息，对物资进行分拣、加工、包装、组箱等作业，并在集装箱上贴上射频标签，写入相应信息，暂存于配送中心仓库内；根据智能配载系统提供的装载方案，对组箱物资进行装载，并在配送车辆上贴上射频标签，写入相应信息，利用无线网和视频监控，对作业现场进行可视化管控，确保各环节信息畅通，保证作业安全、高效、流程规范,及时掌握物资出发的时间。另一方面，根据人员管理系统和路线选择系统，分别对驾驶员选择和行车路线选择进行规划，生成预案，辅助领导决策；根据决策分析系统对预案综合评估的结果，确定实施方案和应急预案等；根据实施方案，按照既定的行车路线，向目的地出发。

途中运输可视、可控

在运输途中，利用辅助驾驶系统，借助热磁成像探测系统解决全黑、大雾、沙尘等恶劣环境下运输车队安全行驶问题,辅助驾驶；利用车辆故障诊断系统，对车辆故障信息进行诊断和分类，提供相应的解决措施；利用视频监控，对车辆驾驶员进行实时监控，防止驾驶员不当驾驶；利用GIS，获得实时路况，按照既定的行车路线，可以计算出到达下一个目的地的大概时间。

车队行进过程中，各车辆利用无线自组网分系统或超短波集群通信分系统，如WiFi、蓝牙等，把驾驶员信息、车辆故障信息等(含图片、视频、报告等)，发送实时信息给车队指挥车，使车队指挥员实时掌控车队行驶状态；军事物流配送中心利用全军军话网、卫星通信系统、3G通信、北斗导航(定位及报文传输分系统)，获取由配置在车队内的北斗终端和卫星通信终端等发送的实时消息，从而对物资运输动态监控；用户登录军事物流配送系统的客户端，根据权限查询所属物资所处的地理位置和到达的大概时间，并做好接货准备。

物资到达后的交接可视、可控

物资到达目的地后，根据智能配载系统提供的卸载方案,将物资卸载到指定区域，与部队用户做好交接；部队用户接收物资时，用手持式射频读写器读出贴在物资表面上的射频标签，获取相应的物资信息，检核无误后，登录配送系统,进行确认；军事物流配送中心登录系统获取部队用户在装卸场的监控画面，实现对物资到达后交接可视、可控；物资交接完毕后，把物资配送到下一目的地。重复上述过程。完成最后一批物资配送后，车队按照既定方案返回到配送中心,并做好交接。

从上述的功能实现来看，基于物联网的军事物流配送系统，采用先进的物联网技术，有助于提高军事物流配送的作业水平和信息技术含量，保证了各阶段、各环节之间信息更加流畅。系统的初始投资可能比较高，但如果长期加以使用，节约的资金也就相当可观。总之，通过将物联网技术应用于军事物流配送中，传统的军事物流配送模式存在的问题也就迎刃而解了。

3结语

为适应以信息化为核心的世界新军事变革，打赢现代化信息战争，军事物流配送必须实现可知、可视、可控，保证军事物流配送信息流畅通。笔者在分析军事物流配送需求的基础上，建立了基于物联网的军事物流配送系统的基本架构体系，详细设计了其功能实现,有效提高军事物流配送总体效能,增强军事物流配送效益。由于军事物流配送系统是军事物流配送信息化的重要组成部分，目前硬件条件和软件条件还不成熟，因此，系统建设的路还很长，需要继续展开深入的研究。

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