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标题 基于ＲＦＩＤ技术的军事物流系统构建流程与安全
范文 邵永哲　杨　健　李小将　李新念
摘要:文章首先介绍了条码技术和RFID技术,论证了RFID技术代替条码技术的必然,其次分析RFID技术在国外军事物流领域的应用,提出了我军的应用思路,然后设计了基于RFID技术军事物流系统的构建流程,最后讨论了其流通安全及防护措施。为RFID技术在军事物流领域的应用提供了参考。
关键词:自动识别技术;条码;射频识别;军事物流
中图分类号:TP274文献标识码:A
Abstract: Firstly, the barcode technology and the Radio Frequency Identification(RFID)technology are introduced and the RFID will replace the bar code technology in the logistics field in the future. Secondly, the RFID application in the international military logistics filed is analyzed and the applied ideas for our army are put forward. Then, the construct course of military logistics system based on RFID technology is designed. Finally, the circulation safety and protection measures are discussed. Some references of the application of the RFID technology in military logistics filed are supplied.
Key words: automatic identification technology; barcode; RFID; military logistics
随着军队信息化建设的加速,繁重的装备物流系统保障任务与相对落后的管理方式、保障手段之间的矛盾日趋突出。为实现与现代战争相适应的军事物资流通体系,提高装备物流保障的实时性、准确性和透明性,军事物流领域急需高新技术的加入和融合。作为新兴的自动识别技术,射频识别技术与网络信息技术的无缝链接,是解决这一矛盾的有效途径。

1自动识别技术
自动识别技术是以信息技术、自动化技术、计算机技术为基础,以数据采集、分析、识别、传输为主要内容,对数据库自动操作的综合技术。在计算机技术迅猛发展的今天,自动识别技术成为计算机数据信息快速采集识别的重要方法和手段。
自动识别系统主要由标签信息源、读写器、计算机终端设备及数据库处理软件四部分组成。按照读写器与标签间接触距离的大小可分为接触式、近距式和远距式自动识别系统。在实际应用中,接触式自动识别主要是磁性识别,比如银行卡;近距式自动识别主要是光学识别,如条码;远距式自动识别主要有射频识别和语音识别。
1.1条码技术
条码到现在依然被广泛用于各种产品的日常管理中。条码是由一组宽度不同的,平行相邻的条和空(一般是黑色条和白色空)按照一定的编码规则组合起来的用以表达一定信息的符号;其中条和空的宽度包含着信息,而条码的高度则是条码符号中的数据冗余度的一种量度。条码技术则是依据对条码符号识别实现计算机自动输入的方式。
1.2射频识别技术
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,是一种利用射频信号经空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到自动识别目的的技术。
根据RFID系统中电子标签是否装有电池,可将其分为无源标签(又称被动标签)和有源标签(又称主动标签)。读写器产生某一频率的射频场,进入射频场的无源标签与设备产生的频率一致时,无源标签获得一定的能量,此时标签中的天线与阅读器的天线建立一种信息交换方式,根据需要将计算机数据库中某条信息写入标签或者将标签中的信息读出存入计算机数据库。有源标签可以主动发送一定频率的信号,当读写器的射频场与该信号耦合时进行通信,即可实现数据信息的读写。

按照工作频段的不同,电子标签分为四个频段,每个频段都有各自的特点,另外有源标签的传输距离要比无源标签大数倍。实际应用中要根据需要来选择合适的频段及标签的种类,表1为RFID技术涉及频段特点及应用范围。
1.3条码技术和RFID技术的比较
条码阅读器一次只能扫描一个条码,而且需要对准条码标签,大约需要时间2~4秒;RFID阅读器可同时辨识读取数个乃至二十个RFID标签,时间仅需1秒;则可知RFID标签的阅读速度是条码的数十倍。条码的误码率小于百万分之一[1];RFID的误码率是100万亿分之一[2]。
除此之外,相对于条码技术,RFID还具有远距离移动识别、具有穿透性阅读功能、抗污染性和耐久性强、数据存储容量大、可重复使用等优点。
尽管条码在价格上要比RFID标签有优势,但随着科技的日益发展,RFID技术在各个方面表现出来的优越性,都会使条码望尘莫及。所以在不久的将来,RFID技术必将代替条码技术应用到各个领域,使产品管理和物资流通产生革命性转变,而且定会取得更好的社会经济效益。
2RFID技术在军事物流领域的应用分析
军事物流是指用于满足军队平时与战时需要的物流活动,即军用物资经过筹措原料、生产包装、运输调度、仓储管理、以及维修保养等环节,实现其空间转移,完成其使用价值的整个过程[3]。
无论平时,还是战时,军用物资都会很频繁的调配,这就要求加速我军装备信息化的进程,建立一套有保障的军事物流系统。只有在平时完善我军的后勤保障体系,在战争来临,才能在最短的时间内将最充足的物资调配到所需求的部队,才能实现军用物资实时、快速、准确的空间转移;也只有这样,战争才能有胜利的把握。因此,从国防安全,社会稳定的战略眼光来看,RFID技术在军事物流中的应用是十分必要而且十分急需的。
2.1RFID技术在国外军事物流中的应用现状
美军1991年海湾战争中没有使用RFID技术造成20亿美元的损失,原因是两万集装箱因标识不明需要重新打开查看登记;到2003年伊拉克战争时,由于使用了RFID技术,美军准确的跟踪了国防部发往海湾的四万个集装箱,从而实现了对“人员流”“装备流”和“物资流”的全程跟踪,并指挥和控制其接收、分发和调换,使物资的供应和管理具有较高的透明度,大大提高了军事物流保障的能力和有效性[4]。RFID的使用,使得美军后勤补给能力变得前所未有的强大。
其他西方国家也加紧在军事物流领域积极推广RFID技术。英军试图在其运输装备的集装箱和托盘上安装RFID标签,同时大力发展通讯设备和相关软件,使读写器读取的数据能够在网络上获取。法军积极利用地方资源来促进RFID技术在军事物流领域的应用,决定建立RFID系统确保应用的紧急装备及时出现在事发地点[5]。
2.2RFID技术在我军军事物流领域的应用思路
首先,我国的RFID技术在民用领域已经有成熟的应用,中国铁路应用的车号自动识别系统、第二代公民身份证、奥运会门票等都应用了RFID技术。而且我国北京、上海、广州、深圳等地已经有很多企业和相当广泛的市场。尽管我军的RFID研究正处于起步阶段,但有了民用领域的借鉴,相信发展也会十分迅速。
军事物流信息化是我军由机械化向信息化全面转变的一个重要的组成部分。军事物流的信息化离不开高科技手段的应用,只有将最新科技产品装备军队,才能全面提升我军的战斗能力。作为前沿科技,RFID技术的推广及应用,必将加速我军军事物流信息化进程。RFID装备军队是历史的必然,我们必须用发展的眼光看待我军装备的信息化进程;RFID技术在我军的应用方兴未艾,所以我们应借鉴外军,尤其是美军的经验,摸索出一条适合我军军情的路子:(1)可先在较大较贵重的装备上使用RFID技术,比如集装箱,火炮,导弹,车船舰艇等,然后再向中小型物件过渡;(2)先让某些部队试用RFID技术,总结经验教训,然后再向全军推广;(3)走军用民用相结合的道路,合理引进利用民用领域成熟的技术。
3基于RFID技术的军事物流系统的构建流程
RFID技术用于生产控制,货物管理,门禁管制,防盗安全,交通管理等方面,因此,它能实现货物从生产,包装,运输,仓储,供应乃至返厂维修、调换等一系列功能,将这些功能应用与军事领域,假定A地生产军用物资,存储此种物资的仓库在B地,处于C地的某部队需要B仓库的物资。根据对表1及军事物流的分析,选取UHF频段的无源电子标签,则基于RFID技术的军事物流系统的设计如图1所示。
物资生产过程用RFID技术进行监控(图中略去生产过程)。如图1中所示,在A地军工厂生产出的新装备物资上都贴好电子标签,用RFID读写设备在标签中写入装备物资名称(简称)、型号规格、生产日期、产地等单个装备物资信息[6],然后进行装箱,存货。这样新生产出的装备物资信息都存入计算机数据库中(可公布在军队内部网络上,进行网上订单)。
若A地有B地需要的装备物资,操作员B可向操作员A发出需求申请,将所需的装备物资名称、规格型号,数量等信息发给操作员A。装备物资在A地装箱,并在运输车车窗处贴上电子标签,标签中除了加入装备物资名称、型号规格、产地、数量等信息外,还需将运输车辆的信息诸如车辆类型、车牌号码、车队数量、发货日期、发货状态(待发)乃至运输人身份等信息写入标签。而这些信息也将登记到数据库中发布到网上并向B地计算机发出信息。工厂门口的RFID读写器读到车辆上的标签时,与之相连的计算机会主动从数据库中查找此标签的信息并进行核实。若属实,则放行,并将标签的发货状态改为“已发”;否则不予放行。
当运输车队到达B地仓库门时,仓库门口的RFID读写器将读到的信息与网上数据库中的信息(或者是操作员A发送的标签信息)进行核实。若属实,则放行,并将标签的发货状态改为“已收”;否则不予放行。当车辆进入仓库大门后,卸货叉车进行卸货,并将货物进行存储。进仓库的传送带上的RFID读写器将按照装备物资上的标签进行入库登记。当货物信息与订单一致时,同步网上信息,并向门口计算机发出预指令,当运输车辆驶出仓库大门时读写器将发货状态改为“完成”,并向A地计算机发出信息,此时操作员B完成一次货物申请。当货物信息与订单不一致时,操作员B继续与操作员A进行交涉,重复以上的流程。
同样,位于C地的需求方可向B地仓库发出装备物资需求申请信息,操作员B应答。按从A地工厂到B地仓库流程完成一次从B地仓库到C地需求方的运输。只是到C地后不用再次入库登记,取而代之的是装备物资的分配登记。另外,若是C地发现装备物资是损坏的,需要调换或者维修,可向B地发出调换申请。在需调换或者维修的装备上帖的电子标签中注明装备物资状态——即所出现的故障或所需维修的部分。当B地接受到此类装备物资时,可将状态改为“调换/维修中”并公布到网上,直到完成调换或维修后再次向C地发货。
以上的模型基于生产装备物资的工厂和仓库没有位于同一个地方,当然若是工厂足够大,仓库位于工厂内,可除去异地运输这一环节,直接用叉车运输登记入库即可。以上模型虽然只涉及一个仓库,但扩展仓库与仓库直接的装备物资的空间转移是很容易的,另外如果需要对物资进行空间定位,可在运输车队上装备GPS定位系统。
4基于RFID技术的军事物流系统的安全
RFID技术的初衷是开放便利,但设计的便利总是带来安全隐患。由于标签的频段是特定的,则使用读写器发出该频段的电磁波就可以接收到标签的信息。有些标签含有可直接识别信息,那么标签信息将很容易被外界窃取。即使标签是加密的,而物资每次转换地方时候经过的读写器(如在门禁处)都将留下诸如物品名称、数量、位置等信息,此情况下由于ID是静态的,也容易被跟踪;另外如果把这些汇集到中央数据库的信息加以深层次的挖掘分析,完全可以掌握某些装备物资生产、流通等状况,一旦这些军用物资流通信息被人窃取,毫无疑问可以从中获得军事行动状况[7],进而国防安全受到威胁。另外对于可重写标签,还存在着标签信息被恶意更改的危险。
因此从以上设计构建的基于RFID技术的军事物流系统流程来看,信息安全隐患会出现在RFID标签、运输过程及网络环节。为了装备物资的流通安全,需要针对以上各个保密薄弱的环节采取防范措施。第一,标签中信息的加密是必需的,为了防止信息泄露、标签克隆、篡改数据以及跟踪问题,可以采取具有防置换攻击的重加密算法[8],这种算法在一定程度上能同时解决以上4个问题;第二,物资流通时间路线亦需要保密;第三,由于UHF频段的穿透能力较弱,故在运输车外加上屏蔽外壳,这样可防止敌对分子在运输路线旁设置阅读器将信息截获;第四,运输车上可以使用HF频段的电子标签(此标签只是门禁系统标签,与车上装备物资无关),因为一般车辆的长度大于3m,这样以来如果前方车辆无标签,后方车辆也不会将门禁打开而使得前方无有标签车辆进入;第五,做好与阅读器相连的计算机的保密工作;第六,监视军用网络,加强网络数据库的防护管理,防止数据被窃。
5结论
为加速我军信息化进程,军事物流领域信息化是必经之路。RFID技术是目前最前沿的自动识别技术,在保障好各个环节安全的基础上,建立基于RFID技术的军事物流系统,必将从根本上改善我军装备物流保障体系。我们坚信这一举措,定能进一步推进我军信息化进程。
参考文献:
[1] 李金哲,朱俊英,黄增满,等. 条形码自动识别技术[M]. 北京:国防工业出版社,1991:3-10.
[2] 陈兴刚,刘振华,郭宝华. RFID与条码技术在军事物流领域中的联合应用[J]. 包装工程,2006(2):88.
[3] 王丰,姜大立,彭亮. 军事物流学[M]. 北京:中国物资出版,2004:2-6.
[4] 周受钦. RFID应用关键是后台和装备信息化[J]. 金卡工程,2007(7):55.
[5] 赵宏涛. 论RFID在军事物流中的应用[J]. 物流科技,2005,28(121):45.
[6] 任松,唐平,范宝锋. 军用装备物流可视化平台构建研究[J]. 铁道货运,2006(8):1-2.
[7] 陈新河. 无线射频识别技术发展综述[J]. 标准与技术追踪,2005(7):22.
[8] 李章林,卢桂章,辛运帏. RFID重加密技术中的一种防置换攻击算法[J]. 计算机工程与应用,2007,43(19):118.
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更新时间：2024/12/22 17:12:00