汽车运输机动指挥调度系统的研究

徐伟童 呼和 于莉

摘 要：本文通过研究汽车运输机动指挥调度的背景，提出系统软件和体系结构。

关键词：指挥调度;机动;运输

1 研究背景

“全球运输网”是美军国防运输指挥系统的“心脏和灵魂”，其任务是为运输司令部提供全部在运物资可视性指挥与控制的系统，以及支援业务决策的工具。“全球运输网”是一个以计算设施为基础的系统，它通过万维网进行联络，提供人员、装备、备件和补给品等在全球范围内运动的实时信息。指挥部通过前线的需求，可以快速指挥调度运输旅团将人员和物资精确、快速地送达目的地。用户根据不同权限等级，不仅能对运输车辆进行指挥调度，同时还可以跟踪监视车辆当前位置及轨迹，以及受关注在运货物的流动，并能最早获得货物到达终点站的通知。

汽车运输指挥调度是运输投送保障的重要组成部分，其核心内容包括准确做好需求预测、及时做好运输准备、正确选择运输路线，出发点和目的点是适时、适地、适量地将承运的物资运输到指定位置，提高运输效率。一是打造未来车辆机动指挥调度新平台的需要。各种车辆运输指挥保障行动的信息以其简便、快捷、灵活、互动的方式传送，除了电台通信外，引入卫星通信、北斗/GPS定位，跨越时空限制，信息流通的时间成本和交换成本空前降低。二是推进车辆机动指挥调度系统协作一体化的需要。三是实现车辆机动指挥调度基础信息资源管理技术标准化的需要。各专业信息资源将按照统一的数据格式、描述规则、编码规则、交互方式进行有效管理，满足运输投送指挥保障行动需求，满足各级运输投送部门指挥作业需要，满足军地运输投送部门信息交换需要。四是提高车辆机动指挥调度实时可视可控化的需要。关于运输保障队伍的定位、轨迹、质量和保障动态的信息，利用现代网络通信手段实时汇聚到各级运输投送指挥调度保障部门，实现运输投送保障资源的高效管理。运用多种方式的信息化保障手段，实时监控运输投送保障行动的实施，根据运输投送保障任务的重要程度，实时调整运输保障等级，有效利用保障资源，尽可能实现精确、适量的运输投送保障。五是提升车辆机动指挥调度辅助决策智能化的需要。随着网络资源、信息资源建设的日趋完善，现代信息辅助决策技术的广泛应用。车辆机动指挥调度的信息网络化、协作一体化、技术标准化、实时可视化、实时可控化、辅助智能化已成为车辆机动指挥调度系统发展的必然要求。

2 系统体系架构

机动指挥调度系统体系架构设计充分考虑现有系统及标准规范系统的兼容要求，同时也充分考虑部署环境的多样化要求。架构总体上可划分为采集层、网络传输层、IaaS层、PaaS层、SaaS层，分别解决数据采集、数据通信、系统基础环境支撑、平台支撑、业务支撑等问题。并围绕系统架构，构建包含业务应用、网络、基础环境、设备环境、操作系统、数据库及应用认证等全方位的安全保障体系，确保系统能够最大程度上抵御病毒、网络入侵威胁。系统底层支持以物理主机为主，同时兼容云主机部署方式，适应信息化发展趋势。

采集层主要是车载终端设备、图像/语音采集设备。

网络传输层主要包括北斗短消息、卫星通信、移动通信、车载终端之间无线自组网。

IaaS层系统基于容器的微服务架构，平台IaaS层以Docker容器组件为核心，实现物理设备与软件进程解耦的高可用集群化部署方案。其部署形式既支持在物理设备上直接部署，也支持在私有云或公有云的云主机之上构建容器集群部署。

平台PaaS层，通过kubernetes组件实现服务计算资源、存储资源、安全认证、系统权限的配置，实现服务的编排，极大地简化了服務的部署方式，实现服务升级不影响业务的正常进行。同时，也为服务的高可用、高并发的实现提供了基础性支撑。在kubernetes之上运行的是基于微服务架构的服务集群。所有微服务均基于统一的微服务框架（MicroServiceFramework）进行设计和开发。微服务框架提供服务注册与发现、同步调用、事件分发、流量控制、服务熔断等机制。基于微服务框架的各微服务可专注与业务功能或能力特性方面的实现。

平台SaaS层，主要由三个基础服务层与两边层边界单元组成，其中基础服务层由设备接入子系统、指挥调度子系统、辅助决策子系统、协同作业子系统、态势展现子系统、第三方对接子系统以及其他应用子系统组成，边界单元主要有应用控制层和采集显示层组成。其中第三方对接子系统主要是为后续军队整个后勤系统业务应用系统进行对接集成提供接口。

3 软件体系架构

系统软件架构主要基于SaaS层展开，具有明确的分层设计，主要包含：信息展示层、应用控制层、应用服务层、信令控制层、媒体控制层、信息采集层。其中，媒体调度子系统、信令控制子系统及应用服务子系统的对应能力实现组件主要分布于应用服务层、信令控制层、媒体控制层中，并由三层协同实现相应的服务能力。

信息展示层是由指挥中心的Web页面、监控大屏，以及车载设备显示界面组成。

应用控制单元主要包括业务操作、指挥调度、系统管理、状态监控、运行维护五大部分，对应机动指挥调度终端、运维终端、车载终端等形态，为用户提供展示、呼叫、监控、指挥调度、资源管理、运维配置、系统监测等业务的操作入口，实现资源访问安全可控、业务个性化、配置人性化、监测准确性、管理有效性等要求。

应用服务层为系统业务与功能实现的支撑层，主要分为应用服务单元与资源目录服务单元两部分。其中，应用服务单元实现了服务请求负载均衡、系统鉴权、资源信息管理、服务设备与节点管理等能力，以及系统核心业务功能（定位导航服务、指挥调度服务、辅助决策服务、态势展现服务、对外接口服务、呼叫服务等）;资源目录服务单元主要负责系统服务层静态资源信息存储及与标准规范系统、第三方系统的数据同步。

信令控制层主要包括信令控制服务单元及信令网关服务单元;其中信令控制服务单元主要实现了媒体与会话控制、设备接入适配与认证、第三方系统互通及信令路由能力;信令网关服务单元实现与其他系统的信令转换。

媒体控制层主要包括媒体存储服务单元、媒体处理服务单元、媒体网关服务单元、编/解码单元、信息加/解密单元组成;其中媒体存储服务单元负责对语音、图片、文字等媒体数据的存储;媒体处理服务单元负责对音频、图片、文字等媒体数据的接收、转发、合成、转码等处理;媒体网关服务单元负责对媒体数据的转换;编/解码单元负责对发送信号进行编码和接收信号进行解码处理;信息加/解密单元负责对发送信息进行加密和传送，对加密信息进行接收和解密。

信息采集层是由车辆定位经纬度信息采集、语音通话信息采集、图片采集、文字采集组成。

参考文献：

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[2]兰培真，邱志雄，刘建，林静.海巡艇远程调度指挥系统建立与应用[J].中国航海，2006（03）.