| 标题 | 可视化技术对器材保障的作用及关键技术研究 |
| 范文 | 马力 摘要：器材保障过程中数据采集环节手段单一、工作量大、效率低下、实时性差等突出问题，需用科学的需求工程方法提出合理、规范的器材管理全程可视化建设需求，通过引入全程可视化概念，提出可实现器材保障全程可视化的应用方案，为舰船装备保障条件建设提供支撑，并举例说明可视化技术在器材消耗中的作用，总结出全程可视化涉及的几项关键技术。 关键词：器材；保障；识别；技术 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）36-0171-02 可视化技术是一种通过图形图像等可以看见的手段来形象认证内涵的技术。可视化、科学可视化已成为现代科学中的热门技术。大量研究表明，可视化技术能极大地提高知识理解和信息传播的效率。可视化的实现过程如图1所示。 图1 可视化实现过程 可视化体系结构的研究是实现舰船装备器材全程可视化的首要任务，也是最为基础的一环，舰船装备器材全程可视化一旦实现后，可以有效提高器材保障准备的针对性、改变器材保障的被动局面、减少保障物资积压浪费、大幅提高器材保障的效率，从而，使舰船装备器材保障能力跨上一个新的台阶。 1可视化技术在器材保障中的应用 对于器材保障而言，重点需要基于可视化技术，最终实现各种器材的可视化保障。目前，可视化技术在器材存储中进行了不少研究，有的通过虚拟现实技术，实现了储存仓库模型的仿真，较好地实现了现实仓库的环境模拟，但是更多的是停留在对仓库环境和具体对象的可视化，没有真正从现有仓库管理信息系统出发进行可视化。也就是说，还没有以仓库管理信息可视化为目的的研究成果实现器材包、装、储、运等各个环节的可视化，除了要能够形象“看到”仓库的器材装备和环境之外，更主要的目的是直观、准确、方便、快捷地掌握舰船器材在包、装、储、运等各个环节的状态信息和位置信息，并掌握器材的消耗、库存、供应等情况。 大力研发和应用各种自动识别技术，提高信息采集的准确性和时效性。可视化技术不是某一种单独的技术，而是多项技术的集成，可以自动获得资源数据，从而增强系统的识别、跟踪、记录能力以及控制器材、维修过程、力量部署和再部署、设备、人员和器材保障的能力。所谓“全程”是指进入舰船装备器材管理的所有器材的包、装、储、运等各个环节都必须纳入管理且可控，也就是也要能够实现实时可视管理，即为每个器材赋予唯一标识码并实时采集、监测器材所处的位置、状态等各方面信息。对于无法实现按件管理的器材，要能够实现按批次管理，为每个批次的器材建立实时可视系统。所谓“可视化”是指所有的器材资源数据都是可见的，所有的装备器材管理过程都是可见的，所有的器材状态变化都是可见的，具有授权的用户可以通过网络对舰船装备器材管理可视化中的各种数据库进行信息查询，得到不同详细程度的可视化数据 2可视化技术对器材保障应用案例 基于全程可视化信息的器材消耗预测 利用全程可视化技术，根据器材的消耗信息、调拨信息等对器材库存变化进行预测，并及时订货、再订货，及根据器材的故障失效原理制定相应的维修决策。 2.1基于灰色预测模型的器材消耗预测方法 对于器材消耗规律符合灰色模型增长趋势（单调指数增长）的器材，依据实际消耗数据结合灰色预测理论确定该项器材的消耗标准，其计算方法是： 1）根据所收集到的信息数据，构造一个原始的时间序列 =（x（0）（1），x（0）（2），L x（0）（n）），x（0）（k）≥0，k=1，2，L，n 2）作一次累加生成，得X（0）的1AGO序列 =（x（1），x（1）（2），… x（1）（n）），x（1）（k）=x（0）（i），k=1，2，l，n 3）对符合建模要求的X（1）作紧邻均值生成 Z（1）=（z（1）（2），z（1）（3），…z（1）（n）） 其中： Z（1）（k）=0.5x（1）（k）+0.5x（1）（k-1）； k=2，3，L，n 4）將x（0）（k）拟合成一阶线性微分方程 x（0）（k）+az（1）（k）=b 5）按最小二乘法求得参数a，b的估计值，由： 得a^=（a，b）T=（BTB）-1BTY 6）确定模型，解微分方程从而求得GM（1，1）模型的时间响应式： x^（1）（k+1）=（x（1）（0）-）e-ak+；k=1，2，L，n 7）利用GM（1，1）模型，求[X（1）]的模拟值； 8）作累减还原，得原始序列的预测模型，求X（0）的模型值： x^（0）（k+1）=x^（1）（k+1）-x^（1）（k）；k=1，2，L，n 2.2 基于多元回归分析法的器材消耗预测方法 对于器材消耗规律不是单调变化的器材，依据实际消耗数据采用多元回归分析法确定该项器材的消耗标准，其计算方法是： 1）模型建立 设因变量y与自变量x1，x2，Λ，xm共有n组实际观测数据，分别为： （xi1，xi2， Λ，xim，yi） i=1，2， Λ，n y是一个可观测的随机变量，它受到m个非随机因素x1，x2，Λ，xm和ε随机因素的影响。若y与x1，x2，Λ，xm有如下线性关系： 其中：y为因变量， x1，x2，Λ，xm为自变量，β0，β1，Λ，βm是未知参数；ε是均值为零，方差为σ2>0的不可观测的随机变量，称为误差项，并通常假定ε～N（0， σ2）。
2）参数估计 采用最小二乘法估计总体参数β=（β0，β1，Λ，βm）T，其估计量为B=（b0，b1，Λ，bm）T，总体参数的最小二乘估计量： BLS=（XTX）-1XTY 3）模型检验 回归系数的显著性检验（t检验） 其中： cjj为矩阵 （XX）-1主对角线上的第j个元素。 3可视化技术应用涉及的关键技术 实现器材全程可视化首先是以信息化为依托，主要技术框架为：自动识别技术、车辆定位导航技术、物资编码技术研究和物联网数据安全技术，其技术核心是建立大型的综合数据库。信息技术是提供全程可视化能力的一种很有用的工具。全程可视化专家利用自动化工具收集和报告资源信息并确定资源状态。 3.1自动识别技术 自动识别技术是获取、汇总和传送数据的一整套管理技术，必须与装备保障和器材供应自动化信息系统结为一体。自动识别技术运用多种读、写存储标签，用于存贮资产识别信息。这些标签主要由条形码、识别卡、射频识别标签等部分组成。自动识别技术装置用于传送器材的识别信息，通过管理信息系统接口访问并更新读写点的在储、在运、在修、在处理装备器材的识别信息，能够实现“器材全程可视化”功能，有效地提高业务工作的效能。 3.2车辆定位导航技术研究 车辆定位和导航技术主要包括定位技术、地理信息系统和通信技术等。定位系统是指在车辆定位与导航系统中能够随时提供车辆的地理位置信息得系统。现阶段应用最广、技术最为成熟的定位系统是全球定位系统（GPS）和我国自主研制的“北斗”定位系统等；地理信息系统，简称GIS，GIS与GPS（北斗）集成在一起能够实现在运任务的实时调度和实时监控，提高对在运资源的控制能力和器材保障效率。可以通過GPS（北斗）将运输车辆的当前位置在电子地图上进行实时显示，同时根据道路交通状况向运输车辆发出实时调度指令，在必要的情况下实现运输车辆的跟踪和控制。 3.3物联网数据安全性分析研究 随着物联网军事应用的逐步推广，安全和保密愈加成为制约物联网军事应用的重要因素。物联网军事应用的成败，关键在于安全保密问题是否得到解决。因此，要构建一个完善的物联网军事应用安全保障体系，既要从信息安全技术的角度来确保安全，同时又要贯彻执行完整的安全标准规范和强效的安全组织管理，从制度上确保安全。 物联网军事应用中集成了RFID技术、无线传感器网络技术等多种感知层高新技术，而各种高新技术本身并不是天衣无缝的，因此，物联网在感知层存在着各种安全隐患和漏洞亟待解决。在网络层，物联网采用的则仍是传统的各种网络技术，传统的网络信息安全问题依然束缚着物联网的推广应用。军事活动的特殊性致使在军事应用中物联网定应具有更高的安全性、保密性、可靠性要求，使得系统的实现难度也随之加大。因此，除要解决传统网络的安全问题外，物联网军事应用还面临一些新涌现出的信息安全技术挑战。 信息安全的内涵在不断地延伸，从最初的信息保密性发展到信息的完整性、可用性、可控性和不可否认性，进而又发展为“攻（攻击）、防（防范）、测（检测）、控（控制）、管（管理）、评（评估）”等多方面的基础理论和实施技术。从信息安全工程的实际经验来看，安全技术才是解决安全问题的关键！可以毫不夸张地说：没有信息安全技术就没有信息安全！因此，要构建一个完善的物联网军事应用安全保障体系，就是要在横向逐层确保安全的基础上，纵向仍要贯彻执行完整的安全标准规范和强效的安全组织管理。 4结论 实现装备器材管理全程可视化是海军装备技术保障信息化建设规范的一项重要内容，该成果有助于理清装备器材管理活动的主要框架，落实器材全程可视化建设顶层设计要求，并采用系统分析方法，完成器材保障全程可视化总体框架的设计与分析；提出了全程可视化的实现过程，结合海军舰船器材装备保障实际，探讨了具体应用，并就确定了涉及的关键技术。这对加快器材管理建设步伐，优化建设内容，提高建设效益具有重要的参考意义。 其研究成果的采用将会缩短装备器材管理全程可视化系统的开发周期，提高系统开发的质量和系统之间的协同能力，对于满足现代战争对器材保障快速反应的要求具有重要的指导意义，推广应用前景广阔。 参考文献： [1] 吕志彤，于胜学. 可视化器材物流管理系统的研究[J]. 中国修船，2007，20（3）：23-25. [2] 王朔. 可视化技术在舰船装备物资保障中的应用研究[J]. 车船装备保障科技信息，2013（4）：5-8. [3] 赵建忠，叶文，尹延涛. 加强海军航空军械器材信息化建设的对策研究[J]. 国防科技，2014，35（1）：14-17. [4] 顾金星，苏喜生，马石. 物联网与军事后勤[M]. 北京：电子工业出版社，2012. [5] 田帅辉，王旭，林云，等. 基于GPS 的汽车物流全程可视化系统设计与实现[J]. 现代科学仪器，2011（3）：5-8. |
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