物联网技术在军械保障中的应用需求分析
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引言
物联网技术是继互联网后信息技术的又一次革命性创新, 它将传统的信息通信网络延伸到了更为广泛的物理世界,对经 济发展和社会生活产生了深远影响。经过十几年的发展,物 联网技术已经在一些民用和军用领域得到应用,包括智能电网、 智能交通、智能家居、智慧营区和军事物流等诸多领域。
目前,部队装备物资的信息化管理是我军整体信息化建 设的薄弱环节,部队现行的武器装备管理模式已不适应未来 战争对于装备快速、准确保障的要求。利用信息技术手段实 现对武器装备质量信息的智能管理,节约管理成本,提高管 理效益已成为非常紧迫的形势要求E
自2010年起,我海军开始推动军械信息化建设,经过 几年的建设,在信息化基础性研究与建设上取得了初步成效, 也为物联网技术在军械信息化建设中的应用提供了理论与基础 平台。基于此,本文对物联网在海军军械保障中的应用需求进 行分析,以期为物联网技术在军械管理中的推广应用提供必 要的技术指导。
1军械保障任务信息分析
军械信息化建设中物联网的应用需求可以从不同角度划 分,各个角度的应用相互渗透相互交叉。从信息时间性(此时 间指信息从感知终端传至控制平台后有人工采取措施的时间) 的重要程度来划分,可分为安全类、调节控制类以及监测控 制类等,从应用对象来分,军械物联网应用涉及军械资产、环 境(设施)、人员以及作业活动等管控;从军械保障任务性质 来分,物联网可应用于军械保障的“供”、“管”、“修”、“训” 四大领域等 ;而应用形式中的各个种类的信息时间性又分为 不同的重要程度,这即是不同维度划分的形式的渗透。从信 息时间性的重要程度的角度划分种类如表1所列。
表1中,安全类应用中的物联网监测量一般为0/1量,例 如一些安全类装置的开关量,或者一些信号灯的亮暗情况等; 而调节控制类应用中,一些物理量的闭环调节控制即为自反馈 调节控制类,而需人工采取措施调节的,即为人工调节控制 类应用;而监测控制类应用一般实现数据采集、存储或传输 的作用,例如一些环境物理量的本地存储及远程传输的情况。
表1按信息时间性重要程度划分的物联网应用
类别 |
等级 |
信息时间性 的重要程度 |
安全类 调节控制类 监测控制类 |
1级:紧急动作类 2级:人工调节控制类 3级:自反馈调节控制类 4级:及时上载类 5级:本地存储类 |
针对不同对象的物联网应用,其信息时间性的重要程度
又各有不同,对于它们之间的交叉关系所作的分析如表2所列。 表2应用按信息时间性的重要程度分配分析
信息时间性的 重要程度 |
资产 |
环境 |
人员 |
作业活动 |
1级 |
一部分 |
较少 |
较少 |
较多 |
2级 |
较少 |
一部分 |
一部分 |
一部分 |
3级 |
较少 |
一部分 |
较少 |
一部分 |
4级 |
较多 |
较多 |
较多 |
一部分 |
5级 |
较多 |
较多 |
一部分 |
较多 |
如表2所列,在军械资产管理的应用中,物联网前端 设备主要用于记载和监控军械装备、器材及法规资料等的数 量、位置和状态信息,这些信息有的需及时上载,有的需做 本地记录;在环境监测控制中的应用中,一般对应环境物理 量的实时监测控制较多,其物联网前端感知设备采集的信息可本地存储或通过无线传感网、通信网等手段传至远端数据存 储、分析中心进行分析处理,这些信息一般为慢变量,其时 间性相对较低;而对于人员的情况,物联网前端设备主要用于 采集人员数量、人体体征/身份及位置等信息,这些信息需及 时传输至人员管控中心;作业活动的情况一般较为复杂,它综 合了众多方面,如物资资产、环境、人员等,因此其采集信息 的时间性分布于各个层次。
2军械资产管理
在军械保障领域,资产管理对物联网的应用需求十分广 泛。其需求可大致分为两类:
一类是资产的供应管理与追踪。正如物流业等对在运物 品的追踪管理方面应用物联网,可体现其多种优势陟]。物联 网的此方面的应用可以提高传统人工方式登记、盘点军械物 资的效率,提高物资在检查节点的通过率,将事后登记改为 实时登记,提高信息的实时性,可以做到实时的管控和准确 的信息查询,保证了信息与实物相符,可以解决类似账物不符 和盘点困难等问题;
另一类是对军械资产本身的智能化控制。如通过可提高 传统军械物资的智能性促使军械资产的日常管理、使用管理 与维修管理,以提高装备保障工作效率等,对于物资的追踪 管理一般对于信息的时间性要求较高,即系统需实时追踪物 资的位置信息,此类应用为第二级应用;而对于其他关于物 资自身智能化的应用则对信息的时间性要求不高,属第四、五 级应用。对于军械资产管理为主的物联网应用可推广的应用点 可简单分为以下几方面:
装备及器材供应管理与追踪
主要指对军械装备和器材的在保障业务活动全寿命周期 的管理。对于频繁移动、借调、使用等资产,通过实时记 录装备器材进出仓储库房的时间、现场快速盘点等,解决现 有资产管理中账物不符、无法快速确定所需资产所处位置等 情况;可以自动记录装备的使用情况,通过物联网前端设备自 动记录使用人、使用时间和装备使用前后的状态;还实现装 备自动维护保养预警、危险性预警等。对于装备、器材交付 交接、出入库交接还可实现不开箱读取其信息等功能。此外, 还可进行危险品追踪管理、物资运输车辆全程追踪管理、维 修装备的追踪管理等;
技术资料与法规的管理
对于各级军械保障单位的技术资料室、档案室、图书室 等必须保存大量原始凭证、文件等纸制资料,随着时间的推移, 技术资料的查找和清点变得异常复杂,寻找原始档案往往要 耗费大量时间,许多档案无法及时找到或遗失,因此,利用 物联网技术能够准确地定位技术资料、法规及档案的准确位 置,有效解决技术资料及档案的查找、查询、查新等管理问题;
军械保障车辆及通用车辆的管理
通过对车辆进行标识,实现车辆的快速验证,如ETC 不停车快速通关、进出营区车辆的出入管理、外出车辆使用追 踪管理等[11]。如智能阻止不假外出车辆,实时跟踪外出车辆 的行驶路线及车辆运行情况,有效监管车辆的行驶安全;
智能化装备
对各类装备可加入识别装置和控制装置,连入军械物联 网,并通过自动控制规则或人机交互,使之成为智能化产品, 如可通过网络进行管控的智能装备能够自动进行状态检查并 定期提交质量报告,以及自动提出维修申请的智能装备、能够 识别主人的智能枪械、能够智能识别敌我的智能武器等。
3环境(设施)监控
装备贮存库内及装备运输途中,大气温湿度及其它有害 气体等环境条件对于军械装备质量具有重大影响。因此,就 军械装备安全角度出发,物联网应用中对于这些环境信息的 监控需求是较为广泛的。
对于环境监控为主的物联网应用可推广的应用点可简单 规划为以下几方面:
(1)环境监测
如水位监测、有害气体(氡气)监测、防火监测、水源污 染监测、金属探测等[1气
( 2)节能控制
如根据光线情况自动控制路灯开关、根据温度情况自动 控制空调以达到节能的目的。
( 3)智能化安全管理
机房环境监测控制(根据烟感、雨水、温度等自动控制 和报警)、军械物资的仓储管理(按照装备贮存的温湿度要求, 根据温湿度自动控制通风、除湿设备开机和重要阀值报警)、 智能安防系统(根据红外触发现场装置并报警)等。
4人员管理
人员管理在军械保障领域存在普遍的需求,在某些场合, 对特定人员进行管理,具体来讲即对其进行身份识别、位置 监控、特定位置停留时间甚至其体征信息等信息的实时监控, 也是军械物联网的重要应用方向。
对于人员管理为主的军械物联网应用可推广的应用点可简 单分为以下几方面:
特殊人群的区域管理
如对需进入重要涉密场所的临时人员、参观见习的外单 位人员设定活动区域,一旦在规定时间,超出区域或消失则进 行现场和后台报警,支持人员与后台、人员与人员之间的互动。
人员巡检监督管理
如大型洞库的设施设备巡检、安防巡检管理,自动记录 人员到达现场的时间,确保巡检制度执行到位。
作业活动安全管理
如执行重大任务现场,实现对具体岗位人员、总人数、 所在位置的实时精确管理,确保对现场状况的了解,确保现 场人员部署到位,保障人员安全。
人员签到离场管理
通过与门禁相结合,可实现参加重大活动以及上班期间 人员签到离场的自动化统计管理;与人场体温即时检测相结合, 可以实现发热人群自动统计报警。
此类应用采集的数据一般可包括人员身份、出现的区域.、 停留的时间,以及现场人员的其他相关信息如体温、脉搏、现 场视频等。通过此类信息的采集,可帮助完成对人在现场活 动的实时监测、控制,帮助管理者实现对大量人员的精细化、 智能化、自动化管理。因此,在人员管理的场景对于军械物 联网的应用需求也十分广泛。
5作业活动管理
在军械保障领域,围绕装备保障的作业活动主要包括军 械装备的接装运输、装备的技术准备/等级转进、装备的维修 [13'15]>装备的日常维护、装设备的出入库等。对于类似制造业 生产的流水过程中,各环节也需要智能化的高效管理,而此 处也是物联网的优势应用领域。
物联网在作业活动管理方面具有众多优势,其可以推广 的应用点大致分为以下几个方面:
作业环境监测
对作业环境进行实时监测及记录,可保证作业安全及作 业完成的质量。作业环境监测包括如技术阵地温湿度、有害气 体浓度、通风等参数监测等多个方面;
作业人员管理
作业人员管理包含上述人员管理中的几个方面,例如技 术阵地作业的人员出入管理、总数管理,技术准备岗位人员的 精确定位,以及技术阵地的人员巡检监督管理等;再如装备 接装运输过程上下车辆的人员管理、总数管理,安保人员的岗 位部署精确定位,以及列车保障人员巡检监督管理等;
作业工具管理
作业工具类型及管理方式依作业类型不同而变化,例如 导弹等级转进过程的工装工具的统一追踪管理,技术阵地设 施设备维修工具的统一存放、使用管理以及技术准备保障装 备、设备的定位管理等;
( 4)作业流程管理
物联网应用于作业流程管理可提高作业活动的信息化水 平,从而提高作业活动的整体效率及质量等级。具体应用如导 弹技术准备进程管理,军械物资的入库、出库及军械仓库的 库房管理等。
6结语
本文从军械资产管理、环境(设施)监控、人员管理以 及作业活动管理四个方面对物联网技术在海军军械保障中的 应用需求进行了分析,充分说明了物联网技术在军械保障中具 有普遍的需求,是当前及未来军械保障信息化的重要技术手 段。物联网技术在军械信息化领域的应用,必将会对海军军 械保障的保障理念、保障手段、保障模式和保障活动等诸多 方面产生深远的影响。
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