部队弹药供应可视系统总体设计及战术级配送路径优化

陈 金,高 军

(军械工程学院 装备指挥与管理系，石家庄 050003)



● 军事物流 Military Logistics

部队弹药供应可视系统总体设计及战术级配送路径优化

陈 金,高 军

(军械工程学院 装备指挥与管理系，石家庄 050003)

为提高我军弹药供应效率，使弹药供应更加精确、高效，对RFID、卫星定位、网络通信和计算机技术进行研究，构建部队弹药供应链可视化框架，实现弹药供应的全程可视、可控。并针对战术级弹药配送路线选择设计相应的数学模型，用具体算例验证了该模型的有效性。

弹药；供应链；配送；可视化

在未来信息化战争条件下，军事物资尤其是弹药物资使用频率高、消耗大。弹药是战争的基础，它的供应保障能力将决定战争胜负，美军已利用RFID-GPS技术建立了联合全资产可视化(joint total asset visibility，JTAV)系统，实现了弹药在储、在运、在处理的全程可视。目前，我军的弹药供应保障体制是从上到下，纵长横窄的“树”状结构，供应保障模式采用由下到上，逐级请领的弹药保障机制[1]，弹药供应经常处于脱节状态，无法实现快速传递信息、共享信息，对不断变化的部队弹药需求反应迟钝，且保障成本高昂，浪费严重。因此，我军弹药保障现已致力于由“粗略概算”到“精确化保障”的转变[2]，可视化是未来弹药保障的重要研究方向，实现弹药供应可视化对于及时掌握部队需求、弹药状态，实现弹药适时、适地、适量的供应保障具有重要意义，是我军打赢信息化条件下局部战争的重要基础[3]。

1 我军弹药供应保障现状

(1)弹药请领、配送程序繁琐。我军弹药保障模式较为传统，总体呈现“弹药按级供应，信息逐层传递”的形式，主要实行纵向一体化的保障模式，弹药申请手续多，机构臃肿，周期较长，对弹药无法进行科学调拨、管理，已不适应快节奏信息化战争的需要。

(2)信息共享性差。各仓库不能及时掌握部队弹药需求信息，部队也不能及时掌握在运弹药与运载工具的实时情况。各保障单元独立，没有进行信息共享的能力与机制。

(3)作业工具落后。我军应用于弹药配送、库存的作业工具相对落后，缺少先进的机械化装备。弹药包装不规范，没有统一标准，很多地方的弹药箱使用木质材料，标示采用人工喷漆，弹药的检测、登记管理采用人工目视识别与手工填写的方式，造成作业内容繁杂、效率低下、错误率高、保密性差。

(4)弹药仓库位置布局不合理。目前我军大多数弹药仓库建设位置较为偏远，交通不便，一旦发生战事，极易遭到敌人的封锁与破坏，无法对前线部队进行快速保障。此外，偏远的位置对于我军弹药保障信息化建设也带来巨大挑战。

2 弹药供应链可视化系统

弹药供应链可视化系统是以各种硬件、软件设备为基础，实现弹药从出厂到战场的全程状态可视，将弹药筹措、储备管理、请领补给、运输配送和保障指挥等环节整合于一体，实现弹药供应精确化、敏捷化的系统[4-6]。

2.1 实现弹药供应链可视化的基础

要实现弹药供应链可视化需要应用到很多先进技术，其中RFID技术是可视化的根本，它结合定位技术、计算机网络技术、数据库技术共同构成了弹药供应链可视化系统的基础[7]。

(1)自动识别技术。射频识别(RFID)技术可用于实时数据采集，在供应链管理中能够提供决策支持。RFID包括读写器、标签和空中接口。读写器通过天线发出信号，信号以电磁波形式存在，标签直接接收该信号，然后产生一个相应信号发送回读写器。RFID技术主要用于库存和材料处理。标签被附着在物品上，当这些物品通过装有读写器的检查点时，标签被读取然后执行相应的操作。通过在关键地点监控标签的读取，可以保持对物资的实时清点。总体而言，RFID技术具有识读标签和信息查询两个功能。

(2)定位技术。目前应用GPS与RFID技术可以有效地追踪物资，GPS是美国的定位技术，战时情况下我军将关闭其应用，使用北斗(BD-2)定位。北斗卫星导航系统是我国自主研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS)，是除美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯GLONASS后第3个成熟的卫星导航系统。它可为用户提供高质量的定位、导航和授时服务。如一辆军车抛锚，通过它携带的BD-2接收机就有可能找到该车并在短时间内再次进行货物运输。

(3)计算机网络技术。弹药供应链可视化系统是基于网络平台的数据集成系统，高速、稳定、安全的网络通信是其获得成功的基础和关键。网络系统具有分布性、开放性、数据和信息资源的共享性，可保证弹药保障各节点信息及时迅速传递。

(4)数据库技术。通过RFID与定位技术采集的信息必须被写入相关数据库中，且弹药保障层次、业务繁多，各保障单元所在地域分散，每个单元都有各自的数据库，利用网络技术将各数据库连接起来，形成综合数据库系统。为弹药信息的采集、储存、处理打下坚实基础。

2.2 弹药供应链可视化流程模型

针对我军目前弹药供应现状存在的不足，将可视化理念与技术应用于弹药供应链系统中，利用先进信息技术设计战时我军弹药供应链可视化系统，是提高我军弹药供应保障能力的重要途径。首先要构建信息安全与标准规范体系，设立总部弹药保障可视化中心负责战区弹药物资的统筹调拨，在军区、师旅、团机关利用管理信息系统建立弹药可视化平台，分别与对应的仓库、部队建立信息连接，确保弹药信息及时有效传输。下面从物资与信息两个角度阐述弹药供应的可视化。

(1)物资流。弹药从供应商生产后，即进行相关可视化包装。利用RFID电子标签记录弹药物资的相关信息：弹药生产商、弹药类型、弹药批次、弹药数量、存储方式、运输地点等。基于现有的国家弹药仓储体系，借鉴美军弹药供应模式，战时弹药供应采用分级供应、模块化保障模式，在队属仓库级别设立模块化保障分队，负责弹药的运输管理，并针对弹药运输设置任务类型，分Ⅰ(加急)、Ⅱ(正常)、Ⅲ(可推迟)型，保障分队可针对任务类型给予相对应的保障措施，建立模块化保障分队的目的是提高弹药供应的机动性、精确性、可视性。

(2)信息流。弹药可视化追求信息的高速安全传输，从信息层面看，可将其分为信息收集、信息传递、信息处理、信息共享、辅助决策等。作战部(分)队从战场收集弹药保障的相关信息，并通过卫星网络等传递到上级进行信息处理，处理后的信息将通过可视化平台实现全军共享，总部弹药保障可视化中心的决策者将以此为依据分析决策、指挥弹药调度(如图1所示)。

由于熟料在溶出过程中未发生化学反应或生成固体产物层，且单因素试验表明，铁溶出率受搅拌强度影响较明显，因此推测溶出过程受不生成任何固体膜的外扩散控制。将上述试验数据采用外扩散控制动力学方程1-(1-x)2/3=kt进行处理，可得到图7结果。由图7可知，1-(1-x)2/3与溶出时间t在各温度均成良好的线性关系，说明焙烧熟料的铁溶出过程受外扩散控制。

图1 战时弹药供应链可视化系统

在弹药运输起始点及重要军事要道枢纽设置弹药信息观测点，观测点工作原理为：保障车队(携载RFID及卫星收发器)通过监测点，RFID阅读器读取RFID电子标签信息，并通过BD-2与通信卫星传递弹药物资相关信息至分数据库，最后再上传至总可视化中心实现弹药供应的可视化(如图2所示)。

图2 战时弹药观测节点数据采集传输系统

3 战术级弹药运输可视化路径选择模型

弹药运输可视化是在整合RFID与BD-2(北斗导航卫星)技术基础上提出的，RFID与BD-2技术都是基于无线电波的技术，将RFID标签与BD-2接收机、通信卫星整合互通，使弹药在运输过程中实现更精确的数据采集与定位，BD-2接收机通过卫星给上级发出弹药物资位置、弹药物资种类、运输工具等信息。可视化中心利用RFID实现弹药物资信息识别，利用BD-2实现弹药物资定位，然后利用GIS(地理信息系统)技术结合智能化路径选择模型合理调度弹药物资，以实现实时、高效、精确的弹药投送[8-9]。本模型将根据实战情况对战术级弹药配送路径进行选择。

3.1 模型假设

本模型满足以下假设：①信息化条件下，前线部队申请弹药到上级批复调配没有时间延迟；②弹药仓库能满足前线部队的弹药需求量；③弹药运输车行进平均速度仅与路况有关；④供应只考虑公路运输，不考虑其他运输方式；⑤鉴于战时弹药供应，按照优先级，运输只考虑弹药安全性与时效性，不考虑其他因素；⑥弹药运输过程中无特殊指示(情况)不可停行。

3.2 参数设计

①从仓库Jo调运弹药到作战部队Je，有n条路线，长度为li(i=1,2，…，n)；②Je要求上级的弹药补给时间精确在发生申请后的t小时内，补给过快或过慢都会对作战部队造成损失；③专家根据卫星侦查及相应的辅助判断手段得出n条配送道路的危险系数为βi(0<βi<1;i=1,2，…，n)；④由于每条道路地形不同，保障车队的行驶平均速度不同，为vi(i=1,2，…，n)；⑤λ为弹药延期惩罚系数(λ>1)，γ为弹药损失惩罚系数(γ>1)，Q为运输弹药总量；⑥弹药运输途中的自损率(自燃、自爆)为αi(i=1,2,…，n)。弹药调配路线示意如图3所示。

图3 弹药调配路线示意

3.3 模型求解

选择每条道路后行车时间为

ti=li/(1-βi)vii=1，2，3

(1)

由于弹药补给时间不精确，给作战部队带来的损失价值为

(2)

由于弹药物资损失，给作战部队造成的损失价值为

(3)

由式(1)—(3)可得目标函数为

MinSw=Min(St+Sh)

通过此模型，可有效求解出各条备选路线的弹药供应损失总值，对比分析选择损失值最小的路线，为弹药供应决策提供依据。

3.4 实例分析

某一队属弹药仓库与前线部(分)队之间有4条路线L1、L2、L3、L4，长度分别为125、120、150、100 km，前线部(分)队要求为在t=5 h内将弹药补给到位；根据各条道路的路况决定每条道路汽车的运输平均行驶速度为40、45、40、35 km/h；专家根据卫星侦查及相应的辅助判断手段得出这4条配送道路的危险系数γi分别为0.2、0.3、0.4、0.5；弹药延期惩罚系数λ为2，弹药损失惩罚系数γ为3，一次性运输弹药总量Q为4 t。根据上述模型，可计算得出每条道路的弹药补给给作战部队造成的损失总值(见表1)。

表1 不同弹药路径选择信息计算

战时弹药配送较为紧张，要综合考虑配送时间与配送量给部队带来的影响。由表1可知，4条道路中，由于配送时间不精确给作战部队造成损失最小的是L4，损失值为49.74万元，由于弹药运输损失给作战部队造成损失最小的为L1，损失值为22.5万元，总损失值最小的路线为L1，损失值为89.88万元。综上所知，L1路线是最有利于作战部队弹药保障的路线。

上述模型结合作战部队弹药需求，综合考虑弹药配送的时间与弹药量两个因素的改变给作战部队带来的损失，为作战部队战时路线选择建立数学模型，为作战路线选择提供决策依据。

4 结 语

本文通过分析我军弹药保障现状，找出目前弹药供应的实际问题。基于RFID技术，综合利用计算机网络技术、定位与通信技术设计了战时弹药供应保障可视化系统，从战术级弹药供应出发，设计了弹药供应保障配送模型并进行实例分析，为选择弹药供应路线提供科学依据。

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[2] 谢关友，李良春，邢暘. RFID在弹药集装化保障中的应用[J].物流技术与应用，2009，14(10)：126-128.

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[4] 蔡军锋，高欣宝，傅孝忠. 弹药储供保障应用RFID的关键问题及其对策研究[J]. 物流工程与管理，2012(12)：63-65.

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(编辑：史海英)

Overall Design of Ammunition Supply Visual System in Army and Tactical-level Distribution Routing Optimization

CHEN Jin, GAO Jun

(Equipment Command and Management Department, Ordnance Engineering College,Shijiazhuang 050003, China)

To improve the ammunition supply efficiency and make it more accurate and efficient, the paper studies RFID, satellite positioning, network communication and computer technology, and establishes visualization frame of ammunition supply chain in army, which can realize visibility and controllability in whole course of ammunition supply. It also designs a mathematical model according to tactical-level ammunition distribution route, and proves its validity through an example.

ammunition; supply chain; distribution; visualization

2015-07-01；

2015-08-23． 作者简介： 陈 金(1991—)，男，硕士研究生； 高 军(1971—)，男，副教授，硕士研究生导师．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.03.011

U116.2

A

1674-2192(2016)03- 0049- 04