气象应急物资智能仓储系统的研究与设计

刘兴忠，周 薇，何 超，张 曦

(1.四川省气象探测数据中心，成都 610072；2.中国气象局气象探测中心，北京 100081)

0 引言

中国是世界上自然灾害发生频率高、影响范围广、损失程度重的国家之一[1-3]。据统计，中国由于气象灾害造成的直接经济损失占自然灾害损失的70%以上，在全球变暖的背景下，因气象灾害导致的损失呈现逐年上升趋势，科学防治与降低气象灾害导致的后续影响，显然已成为防灾减灾的重点。

科学防治与降低气象灾害的根源是做好充足的准备，因此随着社会的不断进步，建设应急管理体系已经成为许多国家相关领域重点进行的工作。只有进一步完善应急管理体系，采取行之有效的措施，制定应急处理方案[4]，才能在气象突发事件发生时，科学高效地保障气象部门业务正常运转。

1 气象应急物资种类

气象应急物资是在发生突发事件和严重自然灾害的情况时，保障气象业务正常开展的重要基础，是为恢复正常观测、预报、气象服务保障而储备的物资。当遇到突发情况时，应第一时间调配物资以满足气象部门应急需要并保障气象业务正常运转。因此，结合气象部门业务的性质，应急物资大致分为两类：气象仪器类和通用设备类。

1.1 气象仪器类

气象部门业务种类多，需要对天基、地基、空基实行24 h精密化连续监测，当遇到突发状况或不可抗力因素时，易导致气象部门业务中断，因此中国气象局综合观测司下发了观测业务技术处理手册。国内自动气象站站网中心大多采用传统气象数据质量控制方法(MDOS)，包括对时间一致性、内部一致性、 空间一致性、时变和气候学极值等进行处理[5]。但是大量的气象数据缺测是不可逆的。气象数据缺测，给日后科研分析及气候预测增加难度，因此气象部门通常设有双套气象观测站及备用气象仪器，以保障气象业务观测的连续性和完整性。

1.2 通用设备类

气象通用设备是用于维护和保障气象业务正常运行的设备。气象数据传输需要通畅的网络支持，在突发事件时，如遇地震、火灾等不可抗因素导致通信中断，需要第一时间维持气象业务正常运转，并且将气象灾害信息及时发布给决策部门使其做好调度指挥，因此气象通用类设备也属于气象部门应急物资储备的类别。

2 智能仓储系统相关技术

2.1 Browser/Server

气象应急物资智能仓储系统(以下简称智能仓储系统)采用B/S架构，B/S即browser(浏览器)模式和server(服务器)模式。在B/S架构下，用户主要通过网络端浏览器实现，极少部分逻辑事务在前端实现，但是主要逻辑事务在服务器端(Server)实现，形成3层3-tier结构[6]。B/S架构是Web兴起后的一种网络架构模式，Web浏览器是客户端最主要的应用软件。该模式统一了客户端，将系统功能的核心部分集中到服务器，简化了系统的开发、维护和使用流程。

2.2 RFID射频识别技术

射频识别(RFID)技术(Radio Frequency Identification)能适应各种环境，利用相关数据可以识别多个RFID标签[7]，射频识别是利用电磁感应原理对需要识别的物体进行读写(Read-Write)，完整的RFID标签分为3部分，分别是阅读器、运行系统和电子天线。利用带有RFID电子标签的设备向RFID天线传输标签的信号信息，再通过RFID读写器接收天线的数据，然后通过计算机将详细数据展现并确认，从而实现仓储系统对物资的查询、调运和出库等操作，实现智能调配。

3 智能仓储系统结构与功能

3.1 智能仓储系统结构设计

智能仓储系统通过建立智能仓储平台，包括物资打码、物资入库、物资出库、物资盘点、物资运输和物资报表管理等功能，对气象应急物资进行信息化监管，为决策者提供相关信息。

3.2 智能仓储系统功能设计

3.2.1 物资打码

将打码专用设备连接Web平台，对收到的物资进行录入，系统按照国家编码规范生成标准的物资编码，根据物资的贴码要求自动打印二维码、激光篆刻或写入NFC卡，同时根据存放依据自动写入RFID电子标签，根据信息化仓储管理要求进行标签安装。所有物资在入库前需要粘贴RFID电子标签，以便在库房大门、货架上的读卡器能准确识别该物资的信息。

3.2.2 物资入库

通过专用的PDA(手持终端仪)接收待入库物品的清单，门口的读卡器自动读取人员携带的ID认证卡，并根据入库任务在大屏上显示此次入库应摆放的位置；同时通过读取用户携带物资的信息，并根据入库任务判断物品是否携带齐全。用户进入库房后，根据引导灯找到相应的位置正确摆放货物，货位的读卡器识别后提示该设备入库成功，如果信息不符则提示摆放错误。管理平台可实时查看物品摆放位置和摆放进度。调拨入库和检定入库系统将自动判断，并对上一环节进行封闭。

3.2.3 物资出库

通过专用的PDA接收出库任务清单，用户到达库房门口时，门口的读卡器自动读取人员携带的ID认证卡，并根据出库任务在大屏上显示此次取货的实际位置；用户进入库房后，根据引导灯找到相应的位置提取货物，货位的读卡器识别后提示该设备取件成功。离开库房时，门口的读卡器通过RFID读取用户携带物资的信息，并根据出库任务判断物品是否携带齐全或者多取货物。

3.2.4 物资盘点

盘点主要是制定盘点计划，系统根据计划自动盘点，同时支持专用PDA进行手动盘点，用户只需携带PDA按照制定的盘点路线行走即可，手持终端将读取到的信息自动与系统信息进行对比，发现数量异常时发出告警，盘点完成后系统自动生成报表。

3.2.5 物资运输

运输主要分为自主运输和委托物流运输。

自主运输：系统通过运输人员的手机或者专用PDA进行实时定位，结合地理信息进行实时展示，并保存记录信息，提供信息回放功能。

委托物流运输：提供相关快递公司的物流信息读取接口，用户将发货单通过专用PDA进行拍照上传后，系统自动识别货运单号，根据货运单号，从物流公司提供的API上查询货物的实时运输信息。

3.2.6 物资报表管理

1)物资库位展示：通过库房平面展示图，根据库位信息，实时动态展示各个库位上的物资数量、状态等信息，对产生告警的位置用红色提醒；

2)物资全流程展示：对任意物资从采购到派发的全流程实施跟踪，决策人员可随时查看物资的位置，确保准备充足、派发及时；

3)物资查询统计：根据用户需求设计常用的报表输出，并提供常用的查询统计分析工具，支持根据用户需求制作报表；

4)物资预警管理：预警管理主要是针对业务中关心的重要信息进行自动化分析和预警，系统提供：

①设备检定预警：对需要定期检定的设备，根据时间进行检定到期提醒；

②库存上下限告警：对各种物资储备数量的上下限进行阈值设定，系统根据上下限阈值进行预警；

③任务超时预警：根据系统中各种业务环节的实效性，对超出实效未封闭完成的业务进行预警；

④任务卡顿预警：针对紧急任务，根据任务的流程对某一环节的停顿进行预警。

4 结束语

气象应急物资智能仓储系统的设计实现了气象物资的自动化全流程调配，对气象应急保障起着重要的作用。当出现不可抗力或人为因素导致的突发事件时，需保障物资的快速调配运转，以保障气象业务不受影响。基于RFID技术的气象应急物资智能仓储系统能快速、精准地对应急类物资实现全生命周期的监控覆盖，保证了气象应急物资安全快速的转移和气象业务正常运转。