劉雪芹 梁云輝 梁 甜 胡彥明

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和國務(wù)院公布的國家戰(zhàn)略規(guī)劃《中國制造2025》，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念下推動互聯(lián)網(wǎng)由消費領(lǐng)域向生產(chǎn)領(lǐng)域拓展，如何利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進(jìn)一步提高水利信息化建設(shè)水平成為新的研究方向和發(fā)展目標(biāo)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的防汛搶險綜合管理云平臺正是在國家大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和“智能制造2025”的背景下，進(jìn)一步提升江蘇省防汛防旱搶險中心的信息化水平和規(guī)劃的前瞻性，提升中心防汛防旱搶險的應(yīng)急水平，對中心的物資、設(shè)備和人員進(jìn)行科學(xué)和高效智能化管理而確立的。

一、現(xiàn)狀背景

在防汛防旱工作管理中，物資儲備是保障防洪防汛安全的基本條件。防汛物資和搶險設(shè)備是防汛搶險的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，防汛物資的及時有效供應(yīng)與搶險設(shè)備的迅速高效聯(lián)動，直接影響著防汛搶險的成敗，倉儲管理工作在防洪防汛物資管理中具有特殊地位，是提高防汛物資管理工作的精確性與效能的重點。

由于洪澇等自然災(zāi)害具有一定隨機(jī)性，很多時候無法預(yù)測，因此對于防汛物資進(jìn)行及時、精準(zhǔn)、合理調(diào)配和使用非常重要。傳統(tǒng)的物資、設(shè)備和人員管理采用紙張或計算機(jī)記錄存儲，會出現(xiàn)物資與臺賬不符、保養(yǎng)信息不清、人員安排混亂的情況，因此需對防汛物資、搶險設(shè)備及人員進(jìn)行科學(xué)高效的管理，以適應(yīng)防洪防汛工作的需求。

二、設(shè)計思路

江蘇省防汛防旱搶險中心綜合管理云平臺是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對防汛物資、搶險設(shè)備及人員進(jìn)行管理，為每一件物資貼上RFID（射頻識別技術(shù)）電子標(biāo)簽，利用RFID 讀寫器與電子標(biāo)簽通信進(jìn)行信息的錄入、識別，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器綜合管理平臺。在綜合管理平臺上對采集的信息進(jìn)行處理，對物資的驗收入庫、保管保養(yǎng)、質(zhì)量檢查、及時補(bǔ)充、倉庫盤點、物資出庫等環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化管理，實現(xiàn)防汛物資的科學(xué)管理和高效利用。系統(tǒng)平臺設(shè)計為4 層架構(gòu)，分別對應(yīng)為：

私有云層：面對管理者與決策者的應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括日常工作數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)分析與報表、與其他業(yè)務(wù)或信息系統(tǒng)的交互與集成等。

系統(tǒng)管理層：銜接應(yīng)用系統(tǒng)與底層硬件設(shè)備的中間層，主要用于解析業(yè)務(wù)系統(tǒng)任務(wù)目標(biāo)，向設(shè)備發(fā)送工作指令，接收與緩存基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，執(zhí)行結(jié)果的數(shù)據(jù)解析，向業(yè)務(wù)系統(tǒng)反饋任務(wù)結(jié)果等。

采集與交互層：主要是指硬件設(shè)備及相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸通道，是將日常作業(yè)行為轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的信息采集平臺，以及與之相關(guān)的作業(yè)指引、操作邏輯控制等。

作業(yè)層：主要是指日常工作的各項內(nèi)容，以上幾層信息系統(tǒng)是將物理層的各項作業(yè)轉(zhuǎn)換為決策層所需掌握的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

綜合管理平臺設(shè)計遵循開放的標(biāo)準(zhǔn)，并便于用戶要求功能擴(kuò)展，包括功能和軟件的升級。在系統(tǒng)操作上具有良好的用戶體驗，方便用戶操作。

三、綜合管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和數(shù)字化等現(xiàn)代化技術(shù)，可以歸納為全面感知、可靠傳送、智能處理，主要劃分為三個層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層?；谖锫?lián)網(wǎng)的綜合管理云平臺利用智能傳感器和智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)以及智慧物流技術(shù)，通過智能傳感器對搶險中心所有倉庫環(huán)境信息、設(shè)備存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和研判，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)將信息上傳至監(jiān)控指揮中心應(yīng)用層，對數(shù)據(jù)信息實時監(jiān)控，進(jìn)行計劃制定和調(diào)度作業(yè)，科學(xué)合理安排日常保養(yǎng)維修工作，全面提升搶險中心的信息化水平和服務(wù)響應(yīng)能力。

1.總體架構(gòu)

在監(jiān)控指揮中心部署數(shù)據(jù)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，架構(gòu)搶險中心私有云，設(shè)備倉庫、維修倉庫通過部署無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將各個倉庫中的所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入私有云中，將收集的各個倉庫數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)叫畔?shù)據(jù)中心的服務(wù)器上。系統(tǒng)總體架構(gòu)見圖1。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

倉儲管理中心實時查看各個倉庫設(shè)備情況，通過大屏將數(shù)據(jù)實時展示，全局掌握所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)，作為分析研判調(diào)度的重要參考；倉儲管理中心和維修中心管理人員通過PC 客戶端可以遠(yuǎn)程控制各個倉庫的所有物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備（如通風(fēng)、照明、視頻系統(tǒng)等），同時實時查看對應(yīng)業(yè)務(wù)范圍的所有數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生精確的報表統(tǒng)計。巡檢工作人員通過4G 手持智能終端，將巡檢設(shè)備的情況及時上報到中心云平臺，監(jiān)控指揮中心即刻調(diào)取數(shù)據(jù)，查看巡檢記錄和工作匯報。

2.系統(tǒng)功能

綜合管理平臺主要由人員管理、任務(wù)管理、設(shè)備物資管理和倉儲管理等功能模塊組成，與江蘇省水利地理信息共享平臺進(jìn)行融合，充分利用該平臺豐富的地理信息、水情信息、氣象信息等資源，提高防汛搶險決策支撐能力。同時將視頻監(jiān)控和安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行整合，使用統(tǒng)一的系統(tǒng)界面、用戶系統(tǒng)和接口規(guī)范。

（1）人員管理：人員管理模塊主要對人員檔案進(jìn)行管理，對人員各項專業(yè)能力進(jìn)行評判，按照防汛搶險預(yù)案布置搶險任務(wù)分組，實現(xiàn)人員統(tǒng)一調(diào)配。

（2）任務(wù)管理：任務(wù)管理模塊主要實現(xiàn)防汛搶險任務(wù)流程化管理，包括任務(wù)創(chuàng)建、設(shè)定方案、領(lǐng)導(dǎo)審核、物資與人員準(zhǔn)備、任務(wù)分配等功能，人員調(diào)動、集合、撤回通過系統(tǒng)自動產(chǎn)生，發(fā)出短信通知相關(guān)人員，人員接受信息后進(jìn)行操作確認(rèn)，任務(wù)地點位置信息通過調(diào)用GIS 地圖查詢。

（3）設(shè)備物資管理：創(chuàng)建物資、設(shè)備定義，包括名稱、規(guī)格、技術(shù)參數(shù)、存儲形式、保管要求、操作維修手冊等；設(shè)備和物資組合設(shè)置，將需要使用的設(shè)備、物資進(jìn)行預(yù)配置，在調(diào)用時自動按配套設(shè)備添加到出庫單據(jù)中；設(shè)備檔案，查看設(shè)備基本信息和維修、測試、運行詳細(xì)記錄；設(shè)備運行測試和維修保養(yǎng)計劃、記錄管理等。

（4）倉儲管理：倉庫定義、編輯，制定責(zé)任人、管理員，設(shè)置庫位，打印庫位管理標(biāo)簽；配置倉庫平面圖和安全監(jiān)測傳感器標(biāo)記，在平面圖上動態(tài)顯示倉庫安全監(jiān)測數(shù)據(jù)；倉庫物資庫存、倉位明細(xì)記錄，倉庫管理操作的流水記錄，搜索查詢；驗收、入庫、檢查、出庫、報廢流程的控制管理，系統(tǒng)生成打印單據(jù)等。

倉儲管理實現(xiàn)基于RFID 技術(shù)的出入庫管理和智能化管理功能，設(shè)備物資倉儲管理功能見圖2。

圖2 設(shè)備物資倉儲管理功能圖

四、RFID 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合管理平臺建設(shè)中的優(yōu)勢

RFID 是通過射頻信號完成對物品的識別和追蹤的一種技術(shù)，是目前最成熟可靠的標(biāo)識與信息采集手段。通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，操作快捷方便，可應(yīng)用于各種惡劣環(huán)境。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過各種智能傳感器實時感知環(huán)境信息，實現(xiàn)倉庫安全監(jiān)控；通過防汛車輛安裝的GPS 裝置及人員手持智能終端，實時監(jiān)測車輛和人員位置、軌跡，并且在GIS 地圖上疊加雨情、水情、搶險作業(yè)點分布、設(shè)備位置和狀態(tài)，實現(xiàn)了人與人、人與物、物與物三者之間的交流和高度融合。

五、結(jié)語

以物聯(lián)網(wǎng)為核心的新技術(shù)革命突飛猛進(jìn)，各行各業(yè)利用人工智能產(chǎn)品通過互聯(lián)網(wǎng)平臺以及大數(shù)據(jù)的分析和整合，讓物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)作業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展形態(tài)?；谖锫?lián)網(wǎng)的防汛搶險綜合管理云平臺具有領(lǐng)先的技術(shù)與架構(gòu)，是一種全新的管理方式，具備廣泛開放性和數(shù)據(jù)訪問能力，使應(yīng)急處置規(guī)范化、防汛搶險專業(yè)化，實現(xiàn)對物資、設(shè)備和人員更加精準(zhǔn)、高效的管理，進(jìn)一步提高了防御洪澇災(zāi)害的能力■