陳宇昕，王 帥，雍歧東，趙 強，屈少輝

(1.陸軍勤務(wù)學(xué)院，重慶 401331； 2.73096部隊，重慶 401331)

在高技術(shù)局部戰(zhàn)爭急變、復(fù)雜、嚴酷的背景下，要求我國聯(lián)勤保障隊伍必須有著較強的遠程機動能力、快速反應(yīng)能力、聯(lián)合作戰(zhàn)能力、信息對抗能力以及綜合保障能力。作為綜合保障能力非常重要的組成部分，裝備保障承擔(dān)著再生、恢復(fù)以及提升整體作戰(zhàn)能力的主要任務(wù)[1]。在未來我國機動作戰(zhàn)的過程中，準備時間往往非常有限，作戰(zhàn)強度相對較大，裝備的高消耗性、高對抗性體現(xiàn)得更為明顯，對應(yīng)急能源保障的依賴性也隨之加大，應(yīng)急能源保障體系應(yīng)當(dāng)發(fā)揮主要作用。為此，優(yōu)化形成高效精準快速、適應(yīng)高技術(shù)局部戰(zhàn)爭環(huán)境的應(yīng)急能源保障體系十分必要。

1 應(yīng)急能源保障面臨的主要難點

(1)應(yīng)急聯(lián)動涉及范圍廣。應(yīng)急能源保障涉及到了諸多部門，其中能源保障部門主要負責(zé)對應(yīng)急能源進行生產(chǎn)、儲備以及調(diào)運供應(yīng)；后勤隊伍則主要負責(zé)對需求情況進行了解，同時進行計劃建議的儲備；科研和信息保障部門則主要組織科研團隊給予科技支撐。為此，應(yīng)急能源保障體系實質(zhì)上是一個極為復(fù)雜的運作系統(tǒng)，需要根據(jù)“信息互通、資源共享、深度融合、協(xié)同配合”的相關(guān)操作原則，以此構(gòu)建起職能協(xié)作與信息共享的聯(lián)動體系[2]。

(2)應(yīng)急響應(yīng)能力要求高。緊急事件的出現(xiàn)存在非常典型的突發(fā)性特征，主要表現(xiàn)為擴散程度與發(fā)展趨勢無法準確判斷的特定，特別是緊急事件的不穩(wěn)定性導(dǎo)致事件的發(fā)生發(fā)展很難得到有效地預(yù)測。特殊的形勢環(huán)境，給保障體系提出了非常高的要求，一方面，需要保障體系能夠在最短時間內(nèi)給予最有效的響應(yīng)，同時根據(jù)實際需求做好相關(guān)能源的篩選與技術(shù)攻關(guān)；另一方面，還必須保證需求能夠做到集中化，若出現(xiàn)物資供應(yīng)不到位或者準備工作落后等問題，均會對整個事件的發(fā)展造成極大的影響，尤其是隨著事件的持續(xù)惡化，能源的消耗量也會隨之增加，必然會對物資的配置需求量隨之增加，這就需要盡早考慮到可能出現(xiàn)物資短缺問題，以便將風(fēng)險控制到最低[3]。

(3)應(yīng)急資源安全風(fēng)險大。安全、合理、有效地進行應(yīng)急能源供應(yīng)，是聯(lián)勤保障隊伍研究與管理追求的重要目標。因突發(fā)事件的特殊性與緊迫性，除了重視起能源配備有效性之外，還需要格外重視能源的安全性。在爆發(fā)緊急事件時，應(yīng)急能源安全風(fēng)險增加，能源的需求速度也隨之加快，能源物資的特殊性凸顯，安全穩(wěn)定的應(yīng)急能源保障可以助力行動目標的達成，但同樣不合理的應(yīng)急能源供應(yīng)也會帶來諸多的浪費和副作用[4]，此時應(yīng)當(dāng)更加重視對能源物資安全性的管理和監(jiān)測。

2 應(yīng)急能源保障體系的物聯(lián)網(wǎng)框架與原則

研究以應(yīng)急能源保障在應(yīng)急事件中可能遭遇的“物資短缺問題、緊急供應(yīng)問題、物資安全問題、保障支持問題”四大問題作為引導(dǎo)，提出應(yīng)急能源保障的基本框架(圖1)。此次構(gòu)建的應(yīng)急能源保障體系，能最大限度地提升物資供應(yīng)效率和安全性。①在出現(xiàn)危及情況時，該體系能夠借助信息化手段實現(xiàn)對物資高效、迅速地調(diào)配整合，構(gòu)建跨越系統(tǒng)、區(qū)域的一體化管理體系，最大化發(fā)揮區(qū)域資源作用；②能夠科學(xué)、及時地提供應(yīng)急保障，完整、高效的信息供給非常關(guān)鍵，因而必須確保各項信息能夠做到真正意義上的相互共享；③能源物資的安全性直接關(guān)系到部隊?wèi)?zhàn)斗力，必須在整個應(yīng)急保障體系中，真正融入風(fēng)險控制、安全管理，從根本上保障各環(huán)節(jié)的高效運轉(zhuǎn)。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的應(yīng)急能源保障體系技術(shù)架構(gòu)Fig.1 Technical architecture of emergency energy security system based on Internet of things technology

在對應(yīng)急能源保障體系構(gòu)建期間，需要重視以下3點原則：①動態(tài)性原則：應(yīng)急保障需要確保各個事件均能夠做到變化因素的綜合考量，且能夠更好地實現(xiàn)對相關(guān)信息的動態(tài)管理和持續(xù)更新，以便最大限度上實現(xiàn)物資、人力和技術(shù)層面的儲備[5]。②一致性原則：必須制定統(tǒng)一的決策解決預(yù)案以及分歧預(yù)案，實現(xiàn)對保障應(yīng)對措施一致性的全面提升，從而有效規(guī)避由于社會地位差異等因素而引發(fā)的資源分配或者應(yīng)激決策的系統(tǒng)性歧視問題。③堅持高效原則：在應(yīng)急能源保障體系構(gòu)建的過程中，“效率”始終是非常關(guān)鍵的主題，應(yīng)急能源保障的配備必須優(yōu)先考慮公共利益。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下應(yīng)急能源保障體系的架構(gòu)

3.1 應(yīng)急能源保障體系的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下所打造的保障體系，主要劃分為3個不同的層級，即網(wǎng)絡(luò)層、感知層、應(yīng)用層。其中網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)于是整個應(yīng)急能源保障體系的神經(jīng)中樞與大腦，主要是基于感知層所獲得的數(shù)據(jù)層面上來實現(xiàn)安全穩(wěn)定傳輸運轉(zhuǎn)。從某方面來說，感知層就等同于人類的感覺器官，通過相應(yīng)的軟件配備實現(xiàn)對各種設(shè)施設(shè)備信息的快速收集整理[6]。應(yīng)用層則屬于物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的最高層，主要擔(dān)負起與之對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)。應(yīng)急能源保障體系具體如圖1所示。

感知層主要發(fā)揮對應(yīng)急能源保障相關(guān)信息協(xié)同處理與收集作用。①感知層可以根據(jù)現(xiàn)階段庫存情況，根據(jù)相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備全面感知裝備數(shù)量以及其具體性能情況；②動態(tài)掌控倉庫各種變化；③感知層能夠針對性地給予應(yīng)急能源保障運輸全過程的可視化監(jiān)控；④事件發(fā)生時能夠充分掌握應(yīng)急能源保障的損耗情況，并對相關(guān)需求信息進行采集，并為調(diào)撥提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。

網(wǎng)絡(luò)層實際上主要擔(dān)負對數(shù)據(jù)的傳輸處理，且能夠結(jié)合感知層獲得對應(yīng)的數(shù)據(jù)，以便做好對應(yīng)的收集處理，同時能夠結(jié)合不同的業(yè)務(wù)需求確定接入手段和信息傳輸手段，將數(shù)據(jù)信息及時傳輸?shù)綉?yīng)用層中。例如：內(nèi)網(wǎng)主要擔(dān)負對應(yīng)急儲備庫、應(yīng)急指揮小組等各個部門之間的相互溝通交流；互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的運用，能夠幫助各個部門之間能夠?qū)崿F(xiàn)高效快捷的溝通交流和信息交換；5G等相關(guān)技術(shù)的大范圍運用，則能夠較好輔助、強化運輸工具、視頻卡口等通信能力。而在網(wǎng)絡(luò)層中，其各個模塊最主要的作用就是確保無障礙信息交流，并為管理層提供切實可行的決策數(shù)據(jù)，同時將內(nèi)容傳輸給相關(guān)部門。應(yīng)用層主要是基于業(yè)務(wù)層面的角度出發(fā)，從GIS應(yīng)用支持服務(wù)、云計算數(shù)據(jù)分析平臺、視頻感知系統(tǒng)、RFID應(yīng)用支持服務(wù)、信息共享和交互等方面，共同構(gòu)建起一個科學(xué)、系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急能源保障體系，為裝備供應(yīng)商、能源保障部門、應(yīng)急儲備庫以及應(yīng)急執(zhí)法單位提供全過程的科技支撐以及管理服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急能源保障體系最主要的目的是實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)標準規(guī)范的全方位構(gòu)建，制定與我國應(yīng)急能源保障體系相適應(yīng)的管理行為規(guī)范、管理組織、績效評估等各種配套機制，在數(shù)據(jù)傳輸、接入、管理、存儲等各方面共同建立統(tǒng)一完善的標準體系，從而實現(xiàn)對各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)、部門間等問題的有效解決，促使應(yīng)急能源保障物聯(lián)網(wǎng)更為標準化和共享化。

3.2 應(yīng)急能源保障體系的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面下的應(yīng)急能源保障體系，是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面下的應(yīng)急能源保障，其能夠給予相關(guān)業(yè)務(wù)最大限度上的支持，確保各項活動作用發(fā)揮到最大化。在這個過程中，主要配合應(yīng)急裝備裝備保障體系來實現(xiàn)對載體系統(tǒng)的合理設(shè)計，同時提供強而有效的技術(shù)支撐，并保證其能夠最大限度地實現(xiàn)全流程智能化管理[7]。就本研究所構(gòu)建的體系來看，整個架構(gòu)體系實際上是由3個不同的子系統(tǒng)以及1個相應(yīng)的支撐平臺來實現(xiàn)的。該應(yīng)用系統(tǒng)是從云計算數(shù)據(jù)分析平臺出發(fā)，對專家系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等各種輔助決策系統(tǒng)進行了充分融合，將各系統(tǒng)的相關(guān)信息進行了接入整合處理，同時也實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的分析決策以及相互交換共享，最終保證應(yīng)急能源保障體系均能夠達到資源共享化、決策智能化等要求，滿足時代發(fā)展的各項要求，保證整個體系的效能得到較好提升。具體的應(yīng)用架構(gòu)如圖2所示。各地基于市的層面上，將最小單位組建起相對應(yīng)的保障指揮控制室，并與相對應(yīng)的上級總控制室進行對接，同時配備了相對應(yīng)的可視化大屏與系統(tǒng)終端。其中云計算數(shù)據(jù)分析平臺是由運營商來構(gòu)建起相對應(yīng)的服務(wù)體系，而應(yīng)急儲備庫智能系統(tǒng)不僅需要針對應(yīng)急能源保障儲備庫做好有效的管理，同時還需要針對性地監(jiān)督管控供應(yīng)商。應(yīng)急能源裝備智能調(diào)撥系統(tǒng)在運行的過程中，可通過相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果來全方位掌控相關(guān)能源的實際需求，同時完成對應(yīng)的調(diào)撥分發(fā)處理，物流動態(tài)管控系統(tǒng)則能夠及時落實裝備運輸?shù)目梢暬幚怼Ｒ坏┯芯o急情況出現(xiàn)，各個部門就需要根據(jù)預(yù)先設(shè)定的方案來做出應(yīng)急處理，并保證應(yīng)急裝備實現(xiàn)全方位的保障。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的應(yīng)急能源保障體系應(yīng)用架構(gòu)圖Fig.2 Application architecture of emergency energysecurity system based on Internet of things technology

3.2.1 應(yīng)急能源裝備智能調(diào)撥系統(tǒng)

應(yīng)急能源裝備調(diào)撥主要是指因遭遇到突發(fā)事件時，需要較大的規(guī)模和較長持續(xù)時間，單位可出動的裝備數(shù)量和種類可能很難較好地滿足當(dāng)前特殊情況下的能源裝備需求，而基于就近原則，則能夠迅速實現(xiàn)對相關(guān)裝備的調(diào)取，為一線能源的保障提供切實可行的支撐。應(yīng)急能源調(diào)撥流程如圖3所示。在遭遇緊急情況時，相關(guān)單位能夠非常迅速地實現(xiàn)對應(yīng)急能源保障預(yù)案的啟動，同時構(gòu)建起與之對應(yīng)的保障小組，這就能夠及時為其提供與之相對應(yīng)的裝備需求信息，并加強對相關(guān)保障方案的科學(xué)制定，為物流運輸機構(gòu)以及事發(fā)地應(yīng)急儲備庫下達相對應(yīng)的保障命令，同時為一線提供快速有效的能源保障的運送，完成配發(fā)處理。若本級應(yīng)急能源保障儲備庫的裝備無法滿足相關(guān)要求，則通過上級應(yīng)急能源保障部門與周邊儲備庫進行協(xié)調(diào)，進行支援指令的下達，或者其他方式來加強對對應(yīng)裝備缺口的科學(xué)補充處理。能源保障部門還可實現(xiàn)對一線應(yīng)急處突發(fā)情況的動態(tài)掌控，以確保裝備保障方案能夠真正意義上實現(xiàn)科學(xué)合理的調(diào)整處理。

圖3 應(yīng)急能源保障調(diào)撥流程圖Fig.3 Emergency energy security allocation process

3.2.2 應(yīng)急儲備庫智能管理系統(tǒng)

應(yīng)急儲備庫智能管理實際上是針對倉儲裝備的基礎(chǔ)上，落實與之相對應(yīng)的裝備處理，最大限度上加強裝備的出庫、在庫、入庫管理，具體如圖4所示。

圖4 應(yīng)急儲備庫智能管理流程Fig.4 Intelligent management process of emergency reserve

出庫管理，顧名思義，就是指根據(jù)實際需求進行相應(yīng)設(shè)備調(diào)取，并根據(jù)系統(tǒng)指令生成相對應(yīng)的出庫信息，同時完成設(shè)備搬運，并通過RFID對門禁進行有效識別，從而加強出庫裝備的核驗，同時結(jié)合出庫設(shè)施設(shè)備的相關(guān)情況來完成對應(yīng)信息的更新操作，同時能夠?qū)酉鄳?yīng)的物流運輸體系，進行信息的傳輸。在庫管理則主要是指結(jié)合倉庫中現(xiàn)有的設(shè)施設(shè)備情況來做出相應(yīng)的記錄，包括維護、盤點等，還可動態(tài)監(jiān)控倉庫的溫濕度、人員進出等各項信息，確保應(yīng)急儲備庫能夠?qū)崿F(xiàn)智能化和精細化管控。入庫管理主要是指在設(shè)施設(shè)備進入到對應(yīng)倉庫以后，可通過管理人員來加強相應(yīng)的盤點處理，并做好與之對應(yīng)的RFID電子標簽處理，這就能夠結(jié)合智能搬運車來完成對入庫裝備的配送，同時在經(jīng)過識別門禁的過程中，經(jīng)由門禁系統(tǒng)再次做出核驗，確保各項信息均無差異之后即可將裝備上架存儲，同時對入庫信息做出更新。

為了能夠確保應(yīng)急能源儲備庫的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，筆者針對應(yīng)急能源儲備庫布局做出了合理的設(shè)計(圖5)。應(yīng)急能源儲備庫主要由物聯(lián)網(wǎng)倉庫、中控室以及智能搬運車共同組合而成。物聯(lián)網(wǎng)倉庫主要由RFID識別門禁、自動化立體貨架、智能傳感器以及監(jiān)控攝像頭共同組成；中控室主要是通過可視化大屏、系統(tǒng)服務(wù)器，對整個倉庫作業(yè)實施有效的控制。智能搬運車主要是將叉車作為一個基礎(chǔ)改裝條件，運用智能分揀技術(shù)來進行處理，其能夠?qū)崿F(xiàn)對工作指令的接收以及RFID電子標簽的自動掃描識別，從而有效實現(xiàn)自動化倉儲作業(yè)。整個倉庫主要是基于無線、有線組網(wǎng)技術(shù)上來實現(xiàn)對指令以及信息的傳達。

圖5 應(yīng)急儲備庫硬件組成示意Fig.5 Hardware composition of emergency reserve warehouse

基于倉庫系統(tǒng)的建設(shè)目標以及工作流程，在研究現(xiàn)有應(yīng)急能源保障管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了功能相對較為完善的應(yīng)急儲備庫的智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于云計算中心實現(xiàn)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，同時在各級應(yīng)急庫中部署進行了合理運用，為應(yīng)急能源保障提供相應(yīng)的自動化管理服務(wù)。

(1)裝備存儲預(yù)警。針對應(yīng)急儲備庫配置了相應(yīng)的RFID讀寫器，在管理人員需要對裝備實施相應(yīng)的盤點處理期間，經(jīng)由讀寫器發(fā)送相應(yīng)的射頻波來實現(xiàn)對標簽電路的激活，同時發(fā)出對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，讀寫器在對信息進行收集的過程中，同時還完成了數(shù)據(jù)采集，最大限度地保障了應(yīng)急能源保障裝備的迅速盤點。系統(tǒng)結(jié)合所收集的系統(tǒng)以及信息預(yù)案中的儲備最低量來作出合理對比，若儲備量相對較低時，系統(tǒng)能夠為管理人員發(fā)出對應(yīng)的裝備補充預(yù)警信號，輔助管理人員必須針對調(diào)撥工作以及裝備訂購作出提前處理。

(2)裝備信息的查詢以及采集。每件裝備在入庫之前，必須經(jīng)由系統(tǒng)來進行專屬RFID電子標簽的制作，針對已經(jīng)貼有電子標簽的能源，在經(jīng)過RFID識別門禁的過程中，能夠針對裝備信息作出相對應(yīng)的采集和錄入處理。經(jīng)過系統(tǒng)查詢功能能夠非常清楚地掌控倉庫中的裝備信息，包括存放位置、種類情況、入庫信息等。

(3)裝備自動分揀。裝備自動分揀處理期間，必須通過智能搬運車來合理實現(xiàn)。在物聯(lián)網(wǎng)中，智能搬運車是其至關(guān)重要的一部分，智能搬運車主要是通過紅外掃描、RFID識別以及網(wǎng)絡(luò)接收等相關(guān)裝置，來達到對物品定位、感知和計數(shù)的合理處理，從而實現(xiàn)全自動化的快速作業(yè)。在產(chǎn)生了相應(yīng)的裝備需求情況下，智能搬運車能夠?qū)芾砣藛T的指令進行接收，在對應(yīng)急能源的具體位置進行自動鎖定之后，到達裝備貨架之后即可實現(xiàn)對托取裝備的掃碼處理，同時可結(jié)合倉庫中道路情況來實現(xiàn)對運送路線的優(yōu)化，當(dāng)搬運車駛出了RFID識別門禁之后，系統(tǒng)也會自動生成相應(yīng)的記錄，從而實現(xiàn)對裝備配送速度以及更新信息的提升。

(4)倉庫環(huán)境調(diào)控。針對應(yīng)急能源保障庫房中各個位置所布置的大量微型環(huán)境傳感器，這些設(shè)備能夠經(jīng)由ZigBee組網(wǎng)技術(shù)對各種信息傳輸進行相互連接，同時環(huán)境傳感器也能夠?qū)}庫各個地點的濕度、溫度以及光照強度等環(huán)境參數(shù)進行感知，經(jīng)信號中繼設(shè)備來實現(xiàn)對控制端的數(shù)據(jù)輸出。在環(huán)境參數(shù)超出了設(shè)定閾值之后，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對制冷、空調(diào)等各種設(shè)備的自動化調(diào)整，從而確保應(yīng)急能源保障裝備達到最佳存儲環(huán)境。

3.2.3 應(yīng)急能源物流動態(tài)管控系統(tǒng)

應(yīng)急能源物流運輸主要是指經(jīng)由專門的運輸部門結(jié)合應(yīng)急能源保障小組來發(fā)出對應(yīng)的裝備調(diào)配指令，這就需要對天氣環(huán)境、道路情況以及裝備需求緊迫性等各方面因素來綜合考量，同時基于火車、汽車以及飛機等各種交通工具，以最短的時間完成對能源的運輸[8]。整個物流動態(tài)管控系統(tǒng)實際分為物流指揮中心與運輸工具管控中心2個部分(圖6)：物流指揮中心主要是將整個系統(tǒng)控制終端作為基礎(chǔ)，經(jīng)由天網(wǎng)視頻工具、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葋韺崿F(xiàn)對物流的動態(tài)可視化監(jiān)控，并借助云計算技術(shù)來更好地掌握運輸狀態(tài)和運輸方案的優(yōu)化；運輸工具管控中心則是基于運輸工具的層面上，依托生物識別傳感器、定位系統(tǒng)以及車載終端信息終端來較好地實現(xiàn)對運輸過程的監(jiān)督與通知，確保應(yīng)急能源能夠及時安全地配送到目的地。

圖6 應(yīng)急能源物流動態(tài)管控系統(tǒng)示意Fig.6 Dynamic control system of emergency energy logistics

4 結(jié)論

應(yīng)急保障體系是應(yīng)對緊急突發(fā)事件的重要基礎(chǔ)。建立起與其專業(yè)特點相符合、充分滿足實際需要的我國應(yīng)急能源保障體系，是應(yīng)急能源聯(lián)防聯(lián)控非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。應(yīng)急保障體系建設(shè)是一項具有較強專業(yè)性、綜合性與系統(tǒng)性的復(fù)雜工程，其良好的運作有賴于統(tǒng)一的行動和調(diào)度框架、規(guī)范的工作流程與運行管理、合理的銜接制度與功能定位，能夠在遭遇緊急事件時發(fā)揮積極效應(yīng)，確保各個部門能夠?qū)崿F(xiàn)有序推進和協(xié)調(diào)運作。