武警鐵路運輸投送能力評估系統設計

翟再興, 王 勇

(武警鎮江支隊,江蘇 鎮江 212000)

1 武警鐵路投送能力評估系統研究意義

鐵路運輸投送具有運量大、速度快、持續能力強等優點,適合武警人裝遠距離運輸投送[1]。當前武警鐵路運輸投送能力評估結果主要依靠專家經驗評定,導致評估結果主觀性強、不同專家的評估結果可能不一致的問題[2];同時,信息化評估手段已成為武警鐵路運輸投送能力評估方式的發展趨勢。為提高評估結果的科學性和評估手段的信息化水平,本文引入較科學的能力評估模型,并通過對系統架構、關鍵功能、評估模型等進行設計,為下一步系統開發奠定基礎。

2 武警鐵路投送能力評估系統設計

根據系統開發思想,使用Java編程語言進行系統開發,在武警鐵路運輸投送能力評估系統設計過程中,遵循標準化、安全性、實用性、可拓展性原則。

2.1 系統架構設計

2.1.1 系統總體架構設計

系統在實現過程中會涉及到評估任務的創建、指標體系的調用、評估模型的調用、評估結果分析等,因此需要隨時能夠在系統中調用一些類,例如調用、邏輯、數據庫實體等類。系統將這些模塊與其他功能模塊相分離,從而提高模塊的可調用性。系統的總體架構如圖1所示。

圖1 系統總體架構

(1)應用層:是指武警鐵路運輸投送能力評估系

統的具體功能,是系統架構的核心體現,負責管理不同層級的關系。設計應用層可以方便下一步設計功能模塊。用戶通過網頁界面進入系統,與系統進行信息交互操作。

(2)服務層:是數據資源層與應用層的紐帶,它采用開源的工具包,可以降低系統開發難度,加快開發速度。

(3)數據資源層:用來存儲系統數據,其中用戶庫用來保存用戶的個人數據;基礎信息庫用來保存功能模塊運行的基礎信息,包括部隊基礎信息、裝備物資基礎信息、鐵路樞紐基礎數據、鐵路網基礎數據、鐵路運輸投送相關規章制度等數據;指標與模型庫用來保存指標與模型基本信息,包括指標和評估模型數據信息;信息采集庫用來保存投送過程中采集到的指標數據;代碼庫用來存儲系統運行必要的代碼。

(4)網絡層:為武警鐵路運輸投送能力評估系統的網絡安全運行和信息交換提供物理支撐。

2.1.2 系統技術架構設計

系統使用Spring Boot后臺框架對功能模塊進行開發,數據在終端由用戶輸入進去,前端接收到數據后進行驗證和加密,通過web service、tomcat來調取服務和接口。使用Java作為主要開發語言,最后寫入數據庫/調取數據庫數據,并上傳到服務器,通過接口映射到終端展現出來。

武警鐵路運輸投送能力評估系統的開發嚴格按照相關標準,采用idea開發工具,B/S模式架構,Vue.js前端框架,SpringBoot后臺框架,MySQL數據庫等技術,綜合當前系統開發的先進技術,構建面向用戶的武警鐵路運輸投送能力評估系統技術架構。系統技術架構如圖2所示。

圖2 系統技術架構

2.1.3 網絡拓撲結構設計

本系統用戶類型主要是武警各級管理運輸投送人員,通過網絡建立起了用戶終端和系統服務器之間的連接。網絡拓撲結構要滿足“高性能、支持外接數據拓展”的要求。如圖3所示,本系統的網絡拓撲結構由保密服務器、交換機、武警綜合信息網等組成。

圖3 系統網絡拓撲結構

武警綜合信息網是用戶與服務器進行信息交互的橋梁。武警鐵路運輸投送能力評估系統的網絡結構主要分為服務器層、用戶層和運算層。服務器層由數據庫、保密和Web三種服務器構成[3]。服務器存儲著系統的相關數據和進入系統的程序接口,用戶層用于人機信息交互,運算層主要負責系統信息之間的交互、數據處理和模塊調用等功能。

2.2 系統功能模塊設計

功能模塊設計是系統設計的核心和重點,功能模塊通過可視化的界面,將具體的應用功能呈現到用戶眼前[4]。為方便用戶操作,可將系統功能模塊分為系統管理、評估任務管理、指標體系與評估模型建立、數據采集、能力評估等功能。

2.2.1 系統管理功能設計

系統管理功能負責保障系統正常運行的工作,該模塊的詳細子功能如下:

(1)用戶管理,主要負責對本系統用戶的信息維護、用戶登錄以及新用戶注冊等管理,可以添加和刪除用戶信息,修改用戶的權限和個人資料。

(2)系統參數設置,環境參數設置是對系統運行環境等參數進行調試,使系統正常運行;基礎參數設置是對部隊建制信息、鐵路相關信息、裝備物資相關信息等基礎數據的調試。只有正確設置系統參數,系統才能正常運行,系統運行出錯時,可以通過初始化系統參數,恢復正常運行。

(3)基礎數據維護,主要是對系統中與鐵路運輸投送活動相關的各種信息數據進行維護和管理,可以對基礎數據進行修改、刪除、導入、查詢等操作?；A信息數據包括建制信息、鐵路站點信息、運載工具信息、裝備信息、物資信息、規章制度信息等數據。

2.2.2 評估任務管理功能設計

該模塊的功能有兩個:一是“告訴系統要開始一次評估任務”,二是“告訴系統進行什么樣的評估任務”?？荚u組用戶創建評估任務后,系統會分配給該評估任務一定的系統資源,被運部隊用戶填寫相關任務信息并提交系統。該模塊子功能分為評估任務創建、評估任務刪除、任務進度查詢和任務信息提報。

(1)評估任務創建:該功能主要是申請系統資源,“告訴”系統將要進行一次評估任務。用戶創建評估任務后,才能導入數據采集和進行能力評估。

(2)任務信息刪除:當評估任務信息填寫有誤或者因特殊情況評估任務取消時,可以刪除評估任務。

(3)任務進度查詢:用戶可以通過任務進度查詢功能查看評估任務的進度,若顯示已提交,用戶需要盡快將任務信息進行填報;當顯示評估中,說明評估任務正在執行;當顯示已完成時,用戶可以查詢評估報告。

(4)任務信息提報:主要是描述評估任務信息,從而為考評組用戶選擇合適的評估指標和評估模型提供依據。被運部隊用戶在任務信息提報模塊填寫任務信息,以任務信息表的形式填寫,填寫完畢,點擊提報,系統會自動將任務信息表中的如任務概述、出動人員及裝備數量、輸送路線、行軍部署、保障措施等信息保存到系統數據庫,被運部隊用戶也可以選擇以系統導入方式提報任務信息。

2.2.3 指標體系與評估模型建立功能設計

指標體系與評估模型建立是進行能力評估功能的基礎,該功能主要負責構建指標體系以及建立評估模型。用戶根據評估任務信息,選擇合適的評估指標和評估模型,為下一步進行能力評估做準備。本系統在功能設計時增加了評估模型可以選擇的種類,以代碼形式將一些常見的權重計算模型和綜合評估模型植入系統。該模塊子功能包括指標體系構建、權重計算模型建立和綜合評估模型建立。

(1)指標體系構建:主要包括指標體系的選擇以及查詢和重置操作,指標體系選擇功能是選擇能力評估所需的指標。當只需要評估部分投送階段的投送能力時,例如評估某武警支隊的鐵路運輸投送裝卸載能力,考評組可以選擇相應的裝卸載評估指標。當用戶發現所選擇的指標體系有誤時,用戶可以進行指標重置,重新選擇所需指標;用戶可以查詢所選擇的指標內容。

(2)權重計算模型建立:用戶可以選擇與修改所需的權重計算模型。當用戶想要修改已經選擇的權重計算模型時,需要先重置該子功能模塊,然后才能重新選擇。

(3)綜合評估模型建立:用戶可以選擇與修改所需的綜合評估模型。當用戶想要修改已經選擇的某個綜合評估模型時,需要先重置該子功能模塊,然后才能重新選擇。

2.2.4 數據采集功能設計

本功能主要是為能力評估和評估數據分析模塊采集所需的指標數據,其子功能包括移動終端采集和系統導入。

(1)移動終端采集:由考評人員手持移動終端設備,進入與本系統配套的手持設備移動終端采集功能頁面。移動終端采集分為定性數據采集和定量數據采集兩部分,定性數據采集功能針對的是定性指標,可以采用拍照和錄視頻兩種方式采集,為定性指標評分提供依據;定量數據采集功能針對的是定量的指標,采用文字信息錄入或計時等方式,并將數據存儲在移動終端設備。采集完數據后可以將手持移動終端設備中的數據上傳到投送能力評估系統數據庫中,為下一步指標評分提供依據。

(2)系統導入:支持單個或批量導入其他系統生成的指標數據文件,從而可以加快評估進度。

2.2.5 能力評估功能設計

在完成了評估任務提交、指標選擇、評估模型建立、數據采集等功能后,由能力評估功能模塊對投送能力進行計算,主要計算武警鐵路運輸投送能力各級指標與能力等級的關聯度,據此對投送各階段能力等級和綜合投送能力等級進行評定。模塊子功能包括指標等級劃分、指標評分、指標權重計算、評估結果確定、評估結果分析、評估結果可視化、評估報告生成。

(1)指標等級劃分:劃分不同能力等級的分數范圍,為指標評分提供依據。

(2)指標評分:分為系統評分和人工評分。系統評分的對象是定量評估指標數據,系統已預先設置好鐵路運輸投送各定量評估指標的評分標準,可以對如裝載時間、卸載時間、引導定位時間等定量評估指標數據進行評分。人工評分主要用于對于一些定性的指標數據,由考評組根據考評標準和工作經驗,對定性評估指標進行人工評分。

(3)指標權重計算:將專家的指標重要性排序以及相對重要性賦值結果輸入權重計算模型,計算各級指標權重。

(4)評估結果確定:將各級指標權重代入所選的綜合評估模型,分別計算各投送階段投送能力與評估等級的關聯度以及綜合投送能力與評估等級的關聯度,將投送能力以數值形式展現出來。

(5)評估結果分析:對武警鐵路運輸投送的各階段投送能力和綜合能力與評估等級的關聯度值進行分析,研究此次評估被運部隊階段和整體投送能力情況。

(6)評估結果可視化:系統可以自動保存評估結果分析情況,并以條形圖或餅狀圖等形式將投送能力分析結果展示出來。借助這些可視化圖表,用戶可以直觀地看出此次投送任務各階段投送能力的高低,發現自身存在的薄弱環節。同一種顏色的圖像,數值大于零的圖像所在位置的能力等級即為該種顏色所代表的投送能力的能力等級。

(7)評估報告生成:將結果分析生成評估報告,存儲到系統中,方便用戶隨時查詢。

3 結束語

隨著信息技術的不斷發展,信息化評估手段會逐漸取代人工評估方式,在我軍各領域將得到廣泛應用。武警鐵路運輸投送能力評估系統作為一種信息化能力評估方段,通過引入評估模型,克服了傳統評估方式下評估結果主觀性較強的不足,使評估結果更加貼近實際,有助于考評部門掌握部隊真實的鐵路運輸投送能力。