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车辆装备应急保障信息系统研究与设计

张琦 郭洁
  
一起生活科学
2022年9期
武警工程大学陕西西安710000

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摘要:为加强武警部队车辆装备应急保障能力,着眼于提升车辆应急保障效率、提高标准、降低难度,进而达到资源优化、经济便捷的目的,从车辆装备应急保障信息系统的概念入手,分析了必然性和可行性,对比了国内外发展现状,分析武警部队车辆装备应急保障信息系统的能力需求,提出建设车辆应急保障系统的建议,为系统的实现奠定了理论基础。

关键词:车辆装备;信息系统;应急保障;系统设计

中图分类号:TJ02   文献标志码:A

1引言

随着科学技术的发展,当前的作战概念、战争模式都发生了很大的改变,传统意义上的部队、装备、保障三位一体的有机组合也在发生改变,使部队战术的发挥、装备功能的增强、保障智能的支援都发生着变化。车辆装备的应急保障不仅是维持和恢复车辆技术状态的重要措施,也是提高部队作战效能的重要保证[1]。武警部队担负任务的复杂性,增加了对车辆装备的依赖性[2],给作为重要机动平台的车辆装备提出了更高要求。因此,以未来任务的特点为着眼点,满足车辆设备技术保障的需求,不断提高车辆设备的应急支持能力,是当前研究的一个重要课题[3]。

2车辆装备应急保障信息系统的必然性和可行性

2.1车辆装备应急保障信息系统相关概念

应急保障具有两层含义:一是应急,事情或故障突然发生,很紧急,而且没有固定的时间点,有突发性;二是保障,怎样处理突然出现的问题,把它解决好、处理好,这样在事故出现之前就需要制定一个很完美的应急预案,这样处理问题就会有章可循[4]。从而可以理解装备应急保障,就是在装备运用中突然发生故障或相关事项,需要紧急处理或解决的相关问题,进而不难理解车辆装备应急保障的含义。车辆应急保障一般包括六个方面问题:一是车辆故障,如轮胎漏气爆胎、车辆熄火启动不着等问题;二是车辆间通信问题,如要求点对点、点对面数字安全通信问题;三是道路堵塞或不通问题,如交通堵塞、车辆窝陷问题;四是驾驶安全问题,如长途机动中驾驶员困顿打瞌睡;五是车队野外各种气候下的照明问题;六是车队复杂社情下的安全防卫问题。要保障车队顺利出行,就是要能够解决出行中可能出现的以上六个方面的问题,这也是车队应急保障的基本需求。

信息系统是由计算机硬件、网络和通信设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度等组成的,用来处理信息流的人机一体化系统,主要有信息的输入、存储、处理、输出和控制五个基本功能[5]。.车辆装备应急保障信息系统,是通过信息系统快速、便捷的解决车辆装备应急保障相对应的问题[6]。能够达到提升效率、节省时间,提高标准、降低难度,优化资源、经济便捷等效果。

2.2必然性

汽车运输是所有运输方式中情况最复杂、意外最多、安全性最差的运输方式。行人、驾驶员、车况、路况、地理环境共同构成了一个复杂且相互影响的大系统,系统中任一个因素的变化都可能改变或影响运输的顺畅性、快速性以及安全性等。这就要求汽车运输过程中必须有面向各种意外情况的应急系统,能以快速、经济、方便、安全的方式最大化的解决运输途中的各种问题。武警部队现有的针对汽车运输的一些应急措施,多数都是来自于实践经验,也多是对长期以来公路运输实践活动中所遇到的具体问题的具体解决。随着部队改革重组的不断深入,战斗员即是保障员,一专多能的人才才要求愈发强烈明显[7];装备信息化建设的持续深化,车辆应急保障发展显然滞后,传统的保障模式难以跟进快节奏任务需求。因此,全面考虑武警部队汽车运输中的各类紧急意外情况,系统解决运输途中各类应急问题,不仅是提高汽车运输效益与效率的必然选择,同时也是提高武警部队战斗力的必由之路。

2.3可行性

首先随着我国经济、科技实力的不断跨跃,以及部队在信息化发展的实践经验和技术的积累,实现车辆装备应急保障信息系统的理论指导、物质基础、技术水平等环境条件已经具备。其次武警部队建设现代化,在车辆装备研究中取得了明显的成绩,汽车运输应急保障单元箱已经得到了广泛的应用,并积累的相当丰富的经验。交通运输业技术领域的快速发展,为车辆设备的应急支持提供了一条重要的发展途径。同时,以作战指挥平台为核心,大数据、云计算、物联网等技术的综合应用,也为车辆装备应急支持信息系统提供了无限的可能性[8]。经过调研,目前在武警部队已经广泛应用装备管理信息系统,能够实现装备数质量管理、并能够提供相关的法规依据,为装备日常管理业务工作提供了便捷,车辆装备的日常应用管理也融入了此系统,但是此系统并未涉及车辆装备的应急保障工作。在车辆应急保障中,依然采用的是传统的的保障方式,在资源利用优化、保障时机和任务完成上都有很大的提升空间。

3车辆装备应急保障信息系统研究现状

在国外,由于计算机技术和信息技术的发展,各个领域的信息建设相对成熟,包括车辆设备的各个领域,并进一步向综合信息处理、故障诊断系统化、人员培训网络化的方向发展[9]。例如,在2003年伊拉克战争期间,“长弓-阿帕奇”的数字维护系统和“艾布拉姆斯”主战坦克的数字诊断与预测“工具箱”,这些信息系统不仅实现了设备的信息管理,而且在战场保障中发挥着关键作用[10]。经过多年的发展,美军在传统交互式电子技术手册(IETM)的基础上集成了故障诊断、维修和维护数据等信息包[11],开发出了集合车辆装备管理、维修、运用、器材配件精确保障为一体的信息化系统。随着信息技术的不断提升,美军将智能决策支持系统技术(IDSS)、电子技术手册技术、智能算法技术等相融合,不断提高信息系统的智能化水平,使得车辆装备保障能力进一步得到强化。

我国的车辆装备信息系统发展相对较晚,但随着国家综合国力和国防力量的强大,车辆装备信息系统发展也趋于成熟和完善[12]。近年来基于计算机技术在汽车工业的应用,相继出现了许多用于军用和民用的车辆维修的管理信息系统。这其中比较有代表性的系统有:江苏省汽车维修企业信息管理系统、理工华泰汽车维修配件管理信息系统、通用车辆技术保障综合实力管理系统、武器装备管理系统等等[13]。这些系统大都侧重于车辆装备和维修装备器材的管理,在车辆维修信息的采集方面不怎么重视。很难通过车辆装备故障信息和当前状况对车辆故障进行诊断,从而无法提供维修策略,做到智能保障的效果。

4车辆装备应急保障信息系统设计思路

4.1系统基本功能

车辆设备信息管理:系统提供对车辆设备全寿命周期的基本属性、技术性能、使用数据、维护数据等状态信息的管理,可以为车辆设备的使用和维护提供基础数据。

车辆装备功能应用:系统提供车辆装备所有配置功能的介绍,指导操作人员熟练操作车辆装备。

路径规划:能够根据任务时间、道路信息规划路径,同时能够实时跟进道路状况变化,迅速调整行进方案,供指挥员决策参考。

车辆故障诊断和应急维修:系统通过基本故障库为普通车辆的故障维修提供辅助信息,以及新故障状态、维修项目、维修用品管理和积累等,形成丰富的故障案例集和维修经验集,为车辆设备故障诊断和维修辅助决策提供案例参考。

人文关怀:具有媒体报放功能,能播放多媒体。一是可以通过视频形式示范各类操作动作;二是可以通过语音方式关怀慰问驾驶人员。

信息检索:具有强大信息检索功能,使用者可以迅速找到相应数据,从而辅助保障行动。

4.2系统设计原则

系统设计主要遵循下原则:

系统性强:基于系统整体性的思想,正确划分基本业务流程和综合业务流程,通过不同业务流程的信息综合,实现系统的整体功 能。

开放性好:各功能应具有相对的独立性,即能脱离整体而单独运行;在修改或添加应用程序功能时,不影响其他功能的正常使用; 同时通过数据库的通用化设计,便于与其它信息化系统信息之间交互、集成与共享。

拓展性强:所谓拓展性强包含两个方面内涵,一是指能够适应应用单位数量的变化、车型和数量的变化,二是按模块化设计,可根据技术发展、需求发展添加新的功能模块。

4.3系统总体设计

该系统由硬件、软件、数据网络三部分组成。该系统的整体体系结构如图1所示。

4.3.1系统硬件设计

系统硬件包括车辆信息卡、应急保障数据存储单元、信息卡读卡器、运行终端、同步的计算机和数据服务器等,是支持系统运行的基础设备平台。

车辆信息卡是车载电子标签,根据车辆管理和各种技术支持的需要存储相关数据和信息的电子标签。其主要功能是记录车辆底盘号、发动机号、车牌号及所属单位等静态信息,以及车辆调度、里程、加油、年检等动态信息。车辆信息卡采用IC卡接口标准为ISO14443A,通信接口为MiniUSB的CPU卡。当单独使用时,可以完成对车辆身份信息和交互式车辆的使用数据的近距离识别。

应急保障数据存储单元是存储应急保障应用数据的快速运转磁盘,内部存储着能够被系统软件调用的各种文字、图片、音频、视频等数据,内容包含车辆的照明、自救互救、通信、车辆运用、任务指导等,为应急保障提供数据支撑。对其主要要求是存储数据容量大、读写迅速。

信息卡读写器是一种读写车辆信息卡和数据存储单元的设备。它可以读出、转换、修改、删除数据,并根据需要显示数据。

运行终端配置在各自车辆上的电子装置,其功能是运行系统配套的业务软件,嵌入最新的Android系统,完成应急保障所需的数据检索,并呈现给使用者,辅助完成保障任务。

计算机和数据服务器配置在设备管理部、停车场值班室等业务办公室,主要功能是实现车辆的信息管理和车辆应急保障数据的总库,通过读写器和车辆信息卡、存储单元联结,必要时实现数据同步更新。

4.3.2系统软件设计

系统软件主要包括安卓系统APP和操作终端中嵌入的数据分析软件。在系统硬件和数据网络的支持下,这些软件共同完成了车辆管理和各种应急保障所需的动态信息收集、传输、存储和共享,并为决策提供了大数据支持。

系统APP主要时装载在运行终端,以Android系统为运行平台,主要功能有:①日常使用管理和动态信息管理。对车辆检测、车辆审验、车辆运行检查、车辆维护、器材消耗与油料保障等各类计划, 并将该计划执行情况通过计算机和网络上传至各级数据服务器, 供各级运输投送管理部门、汽车部( 分) 队以及各点位数据读写器查询与核对。②路径规划。借助北斗卫星对车辆位置实时定位,同时反馈道路信息,根据任务目标进行行进路径优化,提供行进方案;③应急保障信息服务。通过调用数据库内数据,对照应急保障案例,提供解决问题的方法,并指导相关行动,达到可视化效果。④辅助教学训练。通过数据查询、检索,从数据库中调取车辆装备相关法规制度、使用教程、案例指导等相关数据,提供给指挥实施训练、教学等。

数据分析软件主要功能时调取数据存储单元的数据,并对其进行分析,用于完成后台数据处理和服务工作。该软件功能具有:①对数据库中的海量车辆数据进行分析、归类与统计汇总,如车辆装备型号、不同的区域环境、不同的管理模式、车辆故障类型、频率和使用寿命、不同的燃料消耗规则等功能,完成了基于大数据分析的管理决策支持。主要完成路径规划、媒体播放、故障评估分析、应急保障方案制定、远程协助和应急保障实施等。②数据更新软件。数据库存储内容有限,在无法满足当前任务需求时,记录相关信息,并通过读写器连接电脑服务器对数据库中的媒体资料、案例、方法进行更新迭代。数据流如图2所示。

4.3.3系统数据网络设计

系统数据网络包括配置在数据储存单元内的数据库和计算机服务器,其中,数据库用于存储当前系统可能用到的所有的数据资源,包含案例、方法、法规制度、声音视频等; 计算机服务器用于对系统数据库内容的迭代更新,确保内容实时有效。

5结束语

装备保障未来发展的趋势必然是信息化到智能化,随着我国综合国力的提升和科学技术的发展,在装备保障信息化和智能化方面的研究越来越深入,部队信息化建设也取得了很多成绩,但是在细节的方面还需要进一步细化研究。本文通过车辆装备应急保障信息系统的研究,提出了系统实现的功能和关键技术,为未来信息系统实现提供了思路。

参考文献:

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作者简介:张琦(1988.6-),男,汉,籍贯:陕西富平,研究生硕士,研究方向:车辆装备保障。

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