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“星地一体”应急物流指挥平台的建设

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摘要针对应急物流系统暴露出的问题,提出“星地一体应急物流指挥平台的设计思想。基于这一平台,能够最大限度地发挥应急物流的保障功能。

关键词 应急物流、“星地一体”、关键技术

在5・12大地震中,以军队、武警为主体的救援队伍,以交通运输部和铁道部为主体的国家运输管理部门启动应急措施,虽然整体应急物流水平较之年初的雪灾时显得更加有序、迅速和及时,但必须看到,应急物流工作特别是应急物流信息系统暴露出的问题。直接影响了应急物资供应保障,制约了物流保障的效率和效益。

从汶川抗震救灾的实际来看,仅仅依靠单一地面网络,远不能满足紧急情况下应急物流效能的发挥。当前,迫切需要借助我国自主研发的“北斗一号”军用卫星,建立标准统一、互联互通、安全可靠,具有先进性、安全性、可扩展性和灵活性的“星地一体”应急物流指挥平台,最大限度地发挥应急物流保障效能,将损失和危害降到最低。

事实上,国家减灾中心在地震发生后1个半小时就已运用“北斗一号”调用灾区的卫星存档数据,中国卫星导航定位应用管理中心调拨了1000台“北斗一号”终端机配备给一线救援部队。

“星地一体”应急物流指挥平台的设计

“星地一体”应急物流指挥平台建设本着需求牵引、整体设计、积极应对、防患于未然的整体设计思路,利用“北斗一号”卫星系统资源、GIS(地理信息系统)、RFID和现有底层核心技术,实现应急物流指挥横向连通、纵向一体的保障体系,形成及时获取信息、及时共享信息,及时决策指挥的扁平网络化的应急物流指挥体系,提高应急物流的感知能力、反应能力、成本控制能力和抗风险能力。

“星地一体”应急物流指挥平台的形成

“星地一体”应急物流指挥平台以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标,依托我国电子政务网、企业Intranet和北斗卫星网,由国家、省、市三级应急物流指挥部门、各生产企业以及各个相关物流产业部门(包括铁路运输、公路运输、航空运输部门)多级物流信息终端,在“统一网络、统一平台、统一规划、统一标准”的基础上,通过有效利用国家现有应急指挥平台和天气预报、地理环境、人口分布(统计)等数据平台,整合现有企业ERP、JIT生产系统、MIS系统、库存管理系统、配送系统、GIS、GPS等系统,使这些和应急物流有关的、异构的物流信息能够互联、互通、互操作,所需的应急物流信息“随手可得”,形成天上呈线、地上成网的多级应急物流一体化指挥协作平台,如图1所示。

“星地一体”应急物流指挥平台的功能

“星地一体”应急物流指挥平台主要提供在运物资准确定位、物资运输动态可视、应急物资精确配送、快速预警、指挥决策、风险评估六大功能。一是,通过对突发事件的快速预警以及应急物流的辅助决策方案,迅速对突发性事件所需应急物资进行处置;二是,通过卫星和地面网络的动态监控,不仅可以实时、准确地掌握在途物资的位置、数量、道路毁损状况,还可以准确、快速、高效地配置和利用全社会的物流资源,准确地告诉各级应急指挥部门应急物资需要什么、要多少、送到哪里,各个生产企业有什么、有多少、在哪里等问题;三是,通过风险分析及时查找隐患,在后期可对应急物流实施过程进行评估。

通过这些功能,可以为突发事件所在地的民众提供从国家、到地方,从企业到群众的多级、多方位、适时、适量的应急物资保障。

“星地一体”应急物流指挥平台的总体架构

“星地一体”应急物流指挥平台的体系结构以供应链流程为主要内容,以标准制度为设计之本,以综合信息处理平台为重要工具,以决策支持为主要目的,以快速预警为前提条件,以信息安全作为成败的关键。

通过快速预警和决策支持,使我们以最快的时间掌握突发事件的情况,并迅速做出反应;通过综合信息处理平台,实现应急物资信息的实时、多层交互与处理,及时掌握应急物资所需的数量、质量、时限以及配送的方式、方法;通过标准体系,可以堵塞应急物流中的人为漏洞,优化应急物流过程和供应链流程;通过信息安全功能,即便是部分地面网络受阻,也能确保物流信息通畅,真正提高应急物流的效率。

“星地一体”应急物流指挥平台建设的实质

应急物流信息系统建设的实质就是物流过程和供应链流程的系统集成。系统集成包括网络集成、数据集成、应用集成等内容。其中,网络集成是系统集成的基础,为连通各个企业“信息孤岛”提供信息传输通道,使信息能够在各个系统间无缝流动,解决系统间互联的问题;数据集成以共享数据资源为出发点,通过定义统一的数据访问模式、数据交换标准、元数据管理等方法,屏蔽底层数据源的异构性,将各种异构数据源集成为一个整体,为应用提供统一的数据访问和交换支持,解决系统之间的互通问题;应用集成使各系统为完成应急物流目标协同工作,解决系统之间的互操作问题。系统之间互操作的核心是对数据的互操作,基础是系统间能无障碍访问异构数据和交换异构数据。因此,数据集成是系统集成的核心,“星地一体”应急物流指挥平台建设可以数据集成为“突破口”。通过数据集成实现应急物流系统集成。

平台构建中的关键性技术问题

(一)运用Web Services技术和SOA架构,解决底层物流基础数据采集和集成的问题。

SOA是以服务为中心,使现有企业的资源更易于集成、更快地整合的一套体系架构。WebService是最适合实现SOA架构的技术的集合。

当前,各企业物流信息复杂、分散、异构的特点,使得应急物流信息资源的采集和集成成为难点问题,因此,需要借助Web Services技术和SOA架构的优势,从以下三个方面做好应急物流信息资源的采集和集成,打通异构数据源的壁垒,实现企业物流数据的互联、互通、互操作。

一是抓紧做好应急物资信息资源的潜力调查,整合各企业的ERP系统;二是建立定期数据维护机制;三是抓紧构建基于SOA架构的应急物流协同平台,形成国家级、省市级、企业级三级应急物流体系。

(二)运用北斗卫星和GIS、RFID技术解决在运物资可视化问题。

“星地一体”应急物流指挥系统在技术实现上,可以通过“北斗一号”卫星通信和定位技术+GIS+RFID的方法,依托后台数据库支持。通过卫星网和地面网的无缝衔接,实现对应急物资从国家到省市,从省市到企业,从企业到灾区,从运输起点到终点的全程跟踪。在运物资可视系统由物资运输途中实时跟踪、物资收发实时可视、特定物资的紧急查找三个子系统来实现。

物资运输途中实时跟踪系统

在国家级应急物流指挥部门配置指挥型用户机,在省、市级节点配置基本型用户机,在运输车辆上安装手持机,在厢式货车顶部安装有源

RFID卡。北斗卫星的接收器可随时确定车辆所在位置,应急物流指挥人员可从与终端相连的阅读器上得到射频卡的信息。通过无线电收发机和通信卫星,车上物资信息和位置可传送给中央数据库。此外,对于自然灾害所损毁的道路、桥梁状况,以及根据当地地理环境、天气、灾害的预警情况,科学合理地选择风险最小的运输方式及最优的运输路线。

物资收发实时可视系统

物资收发实时可视系统主要应用在物资运输的起点,系统由RFID无线射频卡和手持机组成。通过手持机,及时将射频卡识别的、正在收发的物资的数量、批次以及物资抽组的过程和结果,实时、准确、直观地传输到各级应急物流部门。

特定物资紧急查找系统

货运场上通常堆放着许多集装箱,当需要紧急查找某种特定物品时,询问机可根据该物品的名称和编码发出询问信号,装有该物品的所有集装箱上的射频卡会及时应答,利用询问机激活射频卡上的鸣叫器,作业人员即可循声找到集装箱。

(三)运用网格技术解决应急物流系统信息安全的问题。

20世纪90年代中期,第三代互联网技术――网格(Grid)出现,它以高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机组合而发展起来,与因特网相比具有高性能、一体化、知识生产、资源共享等技术优点。

网络一词的含义取自于电力网(Power Grid)。电力网的特点是只要打开电源开关,能源就不间断,用户根本不需关心电能是从哪个发电厂送来的,也无需知道这是水力电、火力电还是核能电。之所以能够这样随意使用,是因为电力网把全国的发电厂、输电站和变电站用输电网络连接成一个有机整体。

网格是一种技术,更是一种理念。网格的优势是“无等级、无中心”的信息安全深层防护,因此,网格是一个没有“中心”的网络,任何节点遭摧毁只能降低网格的功能,而不会造成网格的全局崩溃。应用于应急物流体系中,虽然有些节点被破坏,但并不会影响其他渠道信息的传输。能够解决应急物流系统信息安全的问题。

通过面向资源的网络管理,自动诊断网络故障

网格能够对现有应急物流指挥网络进行良好的管理,它把分散在不同地理位置的“无中心”的物流资源虚拟成一个空前强大的信息系统,实现计算、存储、数据、信息、软件、通信、知识和专家等各种资源的全面共享,具有自动配置和自动调整功能。这些资源形成一个整体后,使得登陆到应急物流指挥平台上的用户可以从中享受智能化的协作式信息服务。并且对一些不是很复杂的情况进行自动监测、自动上报,迅速诊断网络错误及故障定位,以减轻管理员的工作量,大大提高了管理效率,降低数据和网络风险。

通过建立纵深防护体系,重组资源恢复受损信息

由于应急物流指挥平台是由空、海和陆基础设施信息与各企业物流系统所组成。分散部署在全国各处,必然存在很多弱点与漏洞。通过建立纵深防护体系,在网络、链路和信息基础设施的每一级。都配备防火墙、入侵检测系统等安全设备,使各级信息安全设施和手段能互相支持、“无等级”之分,即使某一级遭到破坏,也可以通过自身防护体系隔离故障、重组资源,迅速恢复受损的信息和数据。继续支持应急物流指挥平台的运行。

“无等级、无中心”结构设计使信息分散处理和分散存储,便于应急物流指挥部门采取分散式组织指挥,使得以往高度集中的信息中心得以分散,大大提高了信息系统的抗毁性。

此外,网格的数据资源是高度分散的,而且留有备份可以迅速恢复,任一数据源破坏都不会影响整体应急物流保障效能的发挥,并阻止由火灾、水害、信息操作威胁、停电、自然事件以及电磁脉冲攻击等威胁引起的已存数据的丢失。