陳立婷, 夏水春，王楊

(中國人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院， 重慶401331)

隨著我國海洋利益日益加重，以海防巡邏管控、應(yīng)急機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)為主要任務(wù)的新型海防旅應(yīng)運(yùn)而生，新的備戰(zhàn)職能使命和基層建設(shè)態(tài)勢(shì)，對(duì)海防旅領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)發(fā)揮“一線指揮部”作用提出了新的更高要求。

新型海防旅的任務(wù)繁重，急需一個(gè)與之相匹配的后勤保障體系，而精細(xì)化管理則是達(dá)到這一目標(biāo)的必然選擇。而為達(dá)到精細(xì)化管理的目標(biāo)，海防旅管理信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)階段對(duì)于精細(xì)化管理研究主要是理論研究居多，例如劉巖東等[1]認(rèn)為提高裝備精細(xì)化管理應(yīng)注重組織領(lǐng)導(dǎo)、全員參與、人才培養(yǎng)的強(qiáng)化。王忠華等[2]認(rèn)為要提高基層部隊(duì)物資精細(xì)化管理就要加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)及教育引導(dǎo)，改善儲(chǔ)存條件及管理?xiàng)l件，狠抓建章立制和制度落實(shí)，搞好物資清查和保障測(cè)算。對(duì)于實(shí)際研究較少，本文針對(duì)這一情況提出基于WebGL營區(qū)信息化系統(tǒng)建設(shè)，為后勤保障體系精細(xì)化管理提供一個(gè)解決方案。

1 營區(qū)管理信息系統(tǒng)需求分析

根據(jù)海防旅后勤保障特點(diǎn)，海防旅管理信息系統(tǒng)應(yīng)遵循下列原則：①根據(jù)其擔(dān)負(fù)的后勤保障任務(wù)、安全管理需求、使用功能等各方面，綜合運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)提供先進(jìn)可靠的技術(shù)支持[3-5]。②海防旅管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合《軍隊(duì)營區(qū)數(shù)字化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、《軍隊(duì)營區(qū)數(shù)字化建設(shè)施工規(guī)范》等軍隊(duì)相關(guān)建設(shè)規(guī)定，堅(jiān)持以“實(shí)用、先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)”八字方針作為其建設(shè)理念。③管理信息系統(tǒng)建設(shè)要面向營區(qū)的日常實(shí)際需要，考慮其管理、使用人員知識(shí)水平，其系統(tǒng)要運(yùn)行穩(wěn)定，易操作，易維護(hù)。④控制開發(fā)成本，在不損失功能性前提下應(yīng)盡可能降低其開發(fā)成本。⑤管理信息系統(tǒng)建設(shè)要從整體出發(fā)，做好頂層設(shè)計(jì)，要與軍事設(shè)施信息化建設(shè)的全局規(guī)劃相吻合，在硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)上預(yù)留一定的發(fā)展空間，為下一步發(fā)展建設(shè)打好基礎(chǔ)[6-8]。

2 基于WebGL的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 B/S架構(gòu)

通過信息管理系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、自動(dòng)匯總和智能分析，時(shí)刻為官兵提供適時(shí)的有效的保障，及時(shí)反饋和預(yù)警的雙向同步。

通過分析其系統(tǒng)設(shè)置原則與海防旅后勤管理特點(diǎn)，本系統(tǒng)依托B/S架構(gòu)與WebGL相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。

在開發(fā)系統(tǒng)時(shí)，一般選擇C/S架構(gòu)或B/S架構(gòu)架構(gòu)服務(wù)模型進(jìn)行開發(fā)，C/S架構(gòu)是指客戶端/服務(wù)器模式，相比于B/S架構(gòu)，傳統(tǒng)C/S架構(gòu)對(duì)于硬件配置要求較高，不利于系統(tǒng)推廣應(yīng)用。隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及B/S架構(gòu)逐漸興起，B/S架構(gòu)即瀏覽器服務(wù)器模式，相較于C/S其將系統(tǒng)核心功能集中到服務(wù)器端，簡化系統(tǒng)開發(fā)過程，便于維護(hù)和使用。其結(jié)構(gòu)模式如圖所示：

圖1 架構(gòu)模式對(duì)比圖Fig.1 Comparison of architectural pattern

2.2 WebGL概述

WebGL(Web graphics library)是由Khronos組織于2010年發(fā)布的新的Web3D繪圖協(xié)議，這種繪圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)允許把JavaScript和OpenGL ES 2.0結(jié)合在一起，通過增加OpenGL ES 2.0的一個(gè)JavaScript綁定，WebGL可以為HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，使得Web開發(fā)人員就可以借助系統(tǒng)顯卡來在瀏覽器里更流暢地展示3D場(chǎng)景與模型從而免去了開發(fā)網(wǎng)頁專用渲染插件的麻煩，可被用于創(chuàng)建具有復(fù)雜3D結(jié)構(gòu)的網(wǎng)站頁面，3D網(wǎng)絡(luò)開發(fā)等。

WebGL本質(zhì)是基于Open GLES2.0標(biāo)準(zhǔn)的免費(fèi)、開放跨平臺(tái)的API。其不依賴任何插件僅依靠計(jì)算機(jī)顯卡進(jìn)行3D圖形繪制與加速渲染，使得傳統(tǒng)可視化從C/S架構(gòu)變?yōu)锽/S架構(gòu)。目前主流瀏覽器如chrome、火狐等都已支持WebGL。

WebGL的實(shí)現(xiàn)必須依靠顯卡的支持，其主要圖元的繪制、場(chǎng)景渲染等都是依靠底層GPU加速來實(shí)現(xiàn)的。GPU作為高度并行化繪制圖形硬件設(shè)備，可以快速處理圖形數(shù)據(jù)，減少CPU的使用頻率，從而大大加大圖形繪制效率。

WebGL的渲染流程與GPU內(nèi)部的渲染管線是相符的。因此可以將渲染管線看作一條渲染流水線，總是由下一個(gè)功能單元處理上一個(gè)功能單元處理后的數(shù)據(jù)，早期的渲染管線是不可編程的，稱為固定渲染管線，現(xiàn)代的GPU所包含的渲染管線為可編程渲染管線。本節(jié)所述皆基于可渲染管線兩種渲染管線的區(qū)別為前者工作的細(xì)節(jié)流程已經(jīng)固定，只需要調(diào)整一些參數(shù)，后者更具靈活性，可以通過編程語言來控制一些渲染階段的細(xì)節(jié)，從而更加優(yōu)化模型顯示[9]?？删幊啼秩竟芫€結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 可編程渲染管線結(jié)構(gòu)Fig.2 Programmable rendering of the pipeline structure

傳統(tǒng)信息集成系統(tǒng)只能通過對(duì)整體場(chǎng)區(qū)進(jìn)行集成顯示，無法顯示每個(gè)樓層集成情況，而通過運(yùn)用WebGL技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單一建筑物進(jìn)行定點(diǎn)化、精細(xì)化管理，如圖3，這是與以往管理信息系統(tǒng)相比最大不同，通過運(yùn)用WebGL所見即所得的特點(diǎn)，可以實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)中任一可操控單元，為用戶提供更為舒適、便捷的交互體驗(yàn)[10]。

圖3 場(chǎng)景層次展開Fig.3 Floor display after using WebGL

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過分析系統(tǒng)需求與WebGL技術(shù)特點(diǎn)，采用Java EE企業(yè)級(jí)開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，從信息流動(dòng)和實(shí)體控制角度出發(fā)，將系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)儀表層、分散控制層、集中管理層和應(yīng)用服務(wù)層的分層架構(gòu)，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

其中現(xiàn)場(chǎng)儀表層主要是指由水表、電表、熱量表、閥門以及環(huán)境監(jiān)測(cè)、溫度控制元件組成，其作用為收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器端進(jìn)行處理分析，在營區(qū)已有設(shè)備基礎(chǔ)上結(jié)合本旅實(shí)際需要，對(duì)需要感知收集的營房設(shè)施設(shè)備上改裝完成。

分散控制層主要以控分機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、信息網(wǎng)絡(luò)線纜、路由器、集線器等組成，在營區(qū)每棟樓宇信息設(shè)備間安裝，負(fù)責(zé)傳輸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)至局域網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

集中管理層主要由拼接大屏幕、服務(wù)器、工控機(jī)、客戶電腦等組成，在營區(qū)管控中心部署。

應(yīng)用服務(wù)層：主要由各級(jí)電腦及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)等組成，一般分布在各級(jí)辦公室中。

圖4 系統(tǒng)架構(gòu)Fig.4 Diagram of system architecture

2.4 系統(tǒng)組成及功能

通過分析海防旅具體后勤保障任務(wù)與其實(shí)際需要，確定管理系統(tǒng)由安防信息系統(tǒng)、水電管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、環(huán)境管理系統(tǒng)組成(圖5)。

圖5 系統(tǒng)組成Fig.5 System composition

2.4.1 安防信息系統(tǒng)

安防信息系統(tǒng)由智能視頻監(jiān)控、周界防范管控、電子巡更、信息發(fā)布模塊組成，其中視頻監(jiān)控主要功能為多目標(biāo)監(jiān)控、錄像、監(jiān)控回放等，可以針對(duì)營區(qū)內(nèi)部監(jiān)控點(diǎn)位進(jìn)行設(shè)置選擇多畫面中的某一個(gè)進(jìn)行畫面輪巡播放，并可對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行抓怕，并與信息發(fā)布功進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)，將可疑目標(biāo)信息發(fā)布在營區(qū)公告屏上，保證營區(qū)安全：周界防范管控是在視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)上與紅外線對(duì)射裝置、電子圍欄等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)營區(qū)周邊區(qū)域有效監(jiān)管，防止可疑目標(biāo)進(jìn)入營區(qū)，其基本功能包括警戒區(qū)域入侵檢測(cè)，目標(biāo)出現(xiàn)檢測(cè)，目標(biāo)離開檢測(cè)等[11]。電子巡更由巡更棒、人員信息裝置、數(shù)據(jù)讀取裝置等組成，其包括巡更計(jì)劃查詢、巡更情況判斷與查詢統(tǒng)計(jì)等，對(duì)于巡更區(qū)域路線、地點(diǎn)、時(shí)間、人員等進(jìn)行規(guī)范，并進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)便于發(fā)生突發(fā)事件時(shí)提供決策依據(jù)。

2.4.2 水電管理系統(tǒng)

水電管理系統(tǒng)是指將傳統(tǒng)的供水、供電設(shè)施設(shè)備改造為具有感知、傳輸、控制能力的智能設(shè)備，依托營區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建供水、供電管控物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。供水管控系統(tǒng)一般包括泵房出水控制、管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)、用戶用水計(jì)量、管路遠(yuǎn)程控制、洗浴供水管控和綠化噴淋管控等組成單元，具有二次供水恒壓、用水實(shí)時(shí)計(jì)量等多種智能管控功能。供電管控系統(tǒng)則包括變配電室監(jiān)控、用戶用電量監(jiān)控、路燈管控等組成單元，具有變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、用電實(shí)時(shí)計(jì)量、電路遠(yuǎn)程通斷等多種智能管控功能。

2.4.3 物資管理系統(tǒng)

物資管理系統(tǒng)其主要功能包括物資編碼管理、物資出入庫管理、庫存管理等，其中物資編碼管理是包括倉庫物資分類和物資編碼子模塊，用于物資分類及唯一編碼，可打印制式的二維條碼；物資出入庫管理是指對(duì)于物資申購、審批、入庫出庫管理功能，包括物資品名、型號(hào)、價(jià)格、數(shù)量、出入庫時(shí)間等；庫存管理是對(duì)物資庫存現(xiàn)狀及庫存盤點(diǎn)功能，根據(jù)出入庫管理記錄，對(duì)庫存管理實(shí)時(shí)更新并生成庫存明細(xì)報(bào)表等。

2.4.4 門禁管理系統(tǒng)

在營區(qū)重要出入口、公寓住房、宿舍單元、重要場(chǎng)所、關(guān)鍵進(jìn)出通道處安裝智能門禁控制系統(tǒng)，所屬人員根據(jù)個(gè)人權(quán)限刷卡進(jìn)出；人員外出經(jīng)過請(qǐng)銷假允許后門禁自動(dòng)放行，所有門禁形成的數(shù)據(jù)分別形成日、周、月、季、年人員進(jìn)出報(bào)表和考勤報(bào)表。臨時(shí)來隊(duì)人員依據(jù)任務(wù)情況由基地管理部門發(fā)放臨時(shí)卡并授予相應(yīng)權(quán)限。

2.4.5 環(huán)境管理系統(tǒng)

環(huán)境管理系統(tǒng)功能包括依據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境部門提供的氣象數(shù)據(jù)，定期更新系統(tǒng)氣象數(shù)據(jù)，分別在士兵宿舍區(qū)、辦公樓、家屬院安裝LED顯示屏發(fā)布并在綠化區(qū)域供水管道加裝智能電動(dòng)控制閥，實(shí)現(xiàn)綠化自動(dòng)定時(shí)分區(qū)滴灌；對(duì)于中央空調(diào)實(shí)行智能控制，根據(jù)收集環(huán)境信息實(shí)時(shí)可控調(diào)節(jié)功率、溫度等[12-13]。

3 基于層次分析法(AHP)的系統(tǒng)效能評(píng)估

系統(tǒng)效能的評(píng)估是對(duì)系統(tǒng)的功能和質(zhì)量、效果的全面評(píng)價(jià)。針對(duì)海防旅后勤保障任務(wù)的基本要求，建立一種基于層次分析法(AHP)的評(píng)判模型，對(duì)傳統(tǒng)管理模式、普通信息集成系統(tǒng)和基于WebGL構(gòu)建的管理信息系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)效能評(píng)估，通過對(duì)涉及的各要素進(jìn)行量化分析，對(duì)管理策略的選擇給予客觀、準(zhǔn)確的評(píng)判，為決策者提供決策依據(jù)[14-16]。

根據(jù)AHP法的步驟首先建立層次結(jié)構(gòu)模型(圖6)，其次將決策的目標(biāo)安防信息系統(tǒng)效能、決策準(zhǔn)則主要從針對(duì)系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)投入與產(chǎn)出性價(jià)比等方面進(jìn)行考慮，即系統(tǒng)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性A1、決策調(diào)整時(shí)間A2、系統(tǒng)協(xié)調(diào)共享性A3、人力資源利用率A4、系統(tǒng)可靠性A5和決策對(duì)象傳統(tǒng)管理模式、普通信息集成系統(tǒng)和基于WebGL構(gòu)建的管理信息系統(tǒng)按它們之間的相互關(guān)系分為最高層、中間層和最低層，繪出層次結(jié)構(gòu)圖[17-20]。

圖6 層次結(jié)構(gòu)模型Fig.6 Hierarchy model

建立模型后，根據(jù)得到的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系圖，引入1～9標(biāo)度采取多個(gè)專家根據(jù)決策目標(biāo)、準(zhǔn)則針對(duì)各指標(biāo)A1～A5打分取均值的方式，并對(duì)各層因素兩兩比較，最終得到成對(duì)比較矩陣

對(duì)成對(duì)比較矩陣B1,B2,B3,B4,B5求其層次總排序向量并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果見表1:

表1 成對(duì)比較矩陣Tab.1 Paired comparison matrices

計(jì)算CRk可得A1,A2,A3,A4,A5通過一致性檢驗(yàn)。

由上述結(jié)果可得B1,B2,B3總目標(biāo)權(quán)值為{0.3，0.246，0.456},即每個(gè)方案排序?yàn)锽3>B2>B1,即最優(yōu)方案為基于WebGL構(gòu)建的管理信息系統(tǒng)。

4 結(jié)論

本文討論了基于WebGL集成管理信息系統(tǒng)，從而達(dá)到精細(xì)化管理目標(biāo)，與傳統(tǒng)策略相比，其管理高效性、便捷性更為突出，對(duì)于人力資源的需求較低能夠更好符合精細(xì)化管理的目標(biāo)策略從而解決現(xiàn)階段海防旅管理任務(wù)繁重的困境。

但在這其中也存在一定不足，本文只討論了部分管理目標(biāo)，從而設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)，對(duì)于被裝、給養(yǎng)、油料等方面并沒有涉及，這也為下一階段研究指明了方向。管理系統(tǒng)建設(shè)從根本上來說只是一種方法手段，其最終目的是為了提高管理的水平和能力，從而為部隊(duì)建設(shè)進(jìn)行服務(wù)。