武警鐵路運輸投送能力評估系統(tǒng)設(shè)計

翟再興, 王 勇

(武警鎮(zhèn)江支隊,江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

1 武警鐵路投送能力評估系統(tǒng)研究意義

鐵路運輸投送具有運量大、速度快、持續(xù)能力強(qiáng)等優(yōu)點,適合武警人裝遠(yuǎn)距離運輸投送[1]。當(dāng)前武警鐵路運輸投送能力評估結(jié)果主要依靠專家經(jīng)驗評定,導(dǎo)致評估結(jié)果主觀性強(qiáng)、不同專家的評估結(jié)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(fā)展趨勢。為提高評估結(jié)果的科學(xué)性和評估手段的信息化水平,本文引入較科學(xué)的能力評估模型,并通過對系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵功能、評估模型等進(jìn)行設(shè)計,為下一步系統(tǒng)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

2 武警鐵路投送能力評估系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)思想,使用Java編程語言進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā),在武警鐵路運輸投送能力評估系統(tǒng)設(shè)計過程中,遵循標(biāo)準(zhǔn)化、安全性、實用性、可拓展性原則。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)在實現(xiàn)過程中會涉及到評估任務(wù)的創(chuàng)建、指標(biāo)體系的調(diào)用、評估模型的調(diào)用、評估結(jié)果分析等,因此需要隨時能夠在系統(tǒng)中調(diào)用一些類,例如調(diào)用、邏輯、數(shù)據(jù)庫實體等類。系統(tǒng)將這些模塊與其他功能模塊相分離,從而提高模塊的可調(diào)用性。系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

(1)應(yīng)用層:是指武警鐵路運輸投送能力評估系

統(tǒng)的具體功能,是系統(tǒng)架構(gòu)的核心體現(xiàn),負(fù)責(zé)管理不同層級的關(guān)系。設(shè)計應(yīng)用層可以方便下一步設(shè)計功能模塊。用戶通過網(wǎng)頁界面進(jìn)入系統(tǒng),與系統(tǒng)進(jìn)行信息交互操作。

(2)服務(wù)層:是數(shù)據(jù)資源層與應(yīng)用層的紐帶,它采用開源的工具包,可以降低系統(tǒng)開發(fā)難度,加快開發(fā)速度。

(3)數(shù)據(jù)資源層:用來存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù),其中用戶庫用來保存用戶的個人數(shù)據(jù);基礎(chǔ)信息庫用來保存功能模塊運行的基礎(chǔ)信息,包括部隊基礎(chǔ)信息、裝備物資基礎(chǔ)信息、鐵路樞紐基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、鐵路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、鐵路運輸投送相關(guān)規(guī)章制度等數(shù)據(jù);指標(biāo)與模型庫用來保存指標(biāo)與模型基本信息,包括指標(biāo)和評估模型數(shù)據(jù)信息;信息采集庫用來保存投送過程中采集到的指標(biāo)數(shù)據(jù);代碼庫用來存儲系統(tǒng)運行必要的代碼。

(4)網(wǎng)絡(luò)層:為武警鐵路運輸投送能力評估系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全運行和信息交換提供物理支撐。

2.1.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)使用Spring Boot后臺框架對功能模塊進(jìn)行開發(fā),數(shù)據(jù)在終端由用戶輸入進(jìn)去,前端接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行驗證和加密,通過web service、tomcat來調(diào)取服務(wù)和接口。使用Java作為主要開發(fā)語言,最后寫入數(shù)據(jù)庫/調(diào)取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),并上傳到服務(wù)器,通過接口映射到終端展現(xiàn)出來。

武警鐵路運輸投送能力評估系統(tǒng)的開發(fā)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),采用idea開發(fā)工具,B/S模式架構(gòu),Vue.js前端框架,SpringBoot后臺框架,MySQL數(shù)據(jù)庫等技術(shù),綜合當(dāng)前系統(tǒng)開發(fā)的先進(jìn)技術(shù),構(gòu)建面向用戶的武警鐵路運輸投送能力評估系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)。系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)用戶類型主要是武警各級管理運輸投送人員,通過網(wǎng)絡(luò)建立起了用戶終端和系統(tǒng)服務(wù)器之間的連接。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要滿足“高性能、支持外接數(shù)據(jù)拓展”的要求。如圖3所示,本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由保密服務(wù)器、交換機(jī)、武警綜合信息網(wǎng)等組成。

圖3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

武警綜合信息網(wǎng)是用戶與服務(wù)器進(jìn)行信息交互的橋梁。武警鐵路運輸投送能力評估系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要分為服務(wù)器層、用戶層和運算層。服務(wù)器層由數(shù)據(jù)庫、保密和Web三種服務(wù)器構(gòu)成[3]。服務(wù)器存儲著系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和進(jìn)入系統(tǒng)的程序接口,用戶層用于人機(jī)信息交互,運算層主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)信息之間的交互、數(shù)據(jù)處理和模塊調(diào)用等功能。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

功能模塊設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計的核心和重點,功能模塊通過可視化的界面,將具體的應(yīng)用功能呈現(xiàn)到用戶眼前[4]。為方便用戶操作,可將系統(tǒng)功能模塊分為系統(tǒng)管理、評估任務(wù)管理、指標(biāo)體系與評估模型建立、數(shù)據(jù)采集、能力評估等功能。

2.2.1 系統(tǒng)管理功能設(shè)計

系統(tǒng)管理功能負(fù)責(zé)保障系統(tǒng)正常運行的工作,該模塊的詳細(xì)子功能如下:

(1)用戶管理,主要負(fù)責(zé)對本系統(tǒng)用戶的信息維護(hù)、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(quán)限和個人資料。

(2)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置,環(huán)境參數(shù)設(shè)置是對系統(tǒng)運行環(huán)境等參數(shù)進(jìn)行調(diào)試,使系統(tǒng)正常運行;基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置是對部隊建制信息、鐵路相關(guān)信息、裝備物資相關(guān)信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)試。只有正確設(shè)置系統(tǒng)參數(shù),系統(tǒng)才能正常運行,系統(tǒng)運行出錯時,可以通過初始化系統(tǒng)參數(shù),恢復(fù)正常運行。

(3)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù),主要是對系統(tǒng)中與鐵路運輸投送活動相關(guān)的各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和管理,可以對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、刪除、導(dǎo)入、查詢等操作?；A(chǔ)信息數(shù)據(jù)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(guī)章制度信息等數(shù)據(jù)。

2.2.2 評估任務(wù)管理功能設(shè)計

該模塊的功能有兩個:一是“告訴系統(tǒng)要開始一次評估任務(wù)”,二是“告訴系統(tǒng)進(jìn)行什么樣的評估任務(wù)”?？荚u組用戶創(chuàng)建評估任務(wù)后,系統(tǒng)會分配給該評估任務(wù)一定的系統(tǒng)資源,被運部隊用戶填寫相關(guān)任務(wù)信息并提交系統(tǒng)。該模塊子功能分為評估任務(wù)創(chuàng)建、評估任務(wù)刪除、任務(wù)進(jìn)度查詢和任務(wù)信息提報。

(1)評估任務(wù)創(chuàng)建:該功能主要是申請系統(tǒng)資源,“告訴”系統(tǒng)將要進(jìn)行一次評估任務(wù)。用戶創(chuàng)建評估任務(wù)后,才能導(dǎo)入數(shù)據(jù)采集和進(jìn)行能力評估。

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

(3)任務(wù)進(jìn)度查詢:用戶可以通過任務(wù)進(jìn)度查詢功能查看評估任務(wù)的進(jìn)度,若顯示已提交,用戶需要盡快將任務(wù)信息進(jìn)行填報;當(dāng)顯示評估中,說明評估任務(wù)正在執(zhí)行;當(dāng)顯示已完成時,用戶可以查詢評估報告。

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

2.2.3 指標(biāo)體系與評估模型建立功能設(shè)計

指標(biāo)體系與評估模型建立是進(jìn)行能力評估功能的基礎(chǔ),該功能主要負(fù)責(zé)構(gòu)建指標(biāo)體系以及建立評估模型。用戶根據(jù)評估任務(wù)信息,選擇合適的評估指標(biāo)和評估模型,為下一步進(jìn)行能力評估做準(zhǔn)備。本系統(tǒng)在功能設(shè)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(quán)重計算模型和綜合評估模型植入系統(tǒng)。該模塊子功能包括指標(biāo)體系構(gòu)建、權(quán)重計算模型建立和綜合評估模型建立。

(1)指標(biāo)體系構(gòu)建:主要包括指標(biāo)體系的選擇以及查詢和重置操作,指標(biāo)體系選擇功能是選擇能力評估所需的指標(biāo)。當(dāng)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(yīng)的裝卸載評估指標(biāo)。當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)所選擇的指標(biāo)體系有誤時,用戶可以進(jìn)行指標(biāo)重置,重新選擇所需指標(biāo);用戶可以查詢所選擇的指標(biāo)內(nèi)容。

(2)權(quán)重計算模型建立:用戶可以選擇與修改所需的權(quán)重計算模型。當(dāng)用戶想要修改已經(jīng)選擇的權(quán)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(dāng)用戶想要修改已經(jīng)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(shù)據(jù)采集功能設(shè)計

本功能主要是為能力評估和評估數(shù)據(jù)分析模塊采集所需的指標(biāo)數(shù)據(jù),其子功能包括移動終端采集和系統(tǒng)導(dǎo)入。

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

(2)系統(tǒng)導(dǎo)入:支持單個或批量導(dǎo)入其他系統(tǒng)生成的指標(biāo)數(shù)據(jù)文件,從而可以加快評估進(jìn)度。

2.2.5 能力評估功能設(shè)計

在完成了評估任務(wù)提交、指標(biāo)選擇、評估模型建立、數(shù)據(jù)采集等功能后,由能力評估功能模塊對投送能力進(jìn)行計算,主要計算武警鐵路運輸投送能力各級指標(biāo)與能力等級的關(guān)聯(lián)度,據(jù)此對投送各階段能力等級和綜合投送能力等級進(jìn)行評定。模塊子功能包括指標(biāo)等級劃分、指標(biāo)評分、指標(biāo)權(quán)重計算、評估結(jié)果確定、評估結(jié)果分析、評估結(jié)果可視化、評估報告生成。

(1)指標(biāo)等級劃分:劃分不同能力等級的分?jǐn)?shù)范圍,為指標(biāo)評分提供依據(jù)。

(2)指標(biāo)評分:分為系統(tǒng)評分和人工評分。系統(tǒng)評分的對象是定量評估指標(biāo)數(shù)據(jù),系統(tǒng)已預(yù)先設(shè)置好鐵路運輸投送各定量評估指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn),可以對如裝載時間、卸載時間、引導(dǎo)定位時間等定量評估指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行評分。人工評分主要用于對于一些定性的指標(biāo)數(shù)據(jù),由考評組根據(jù)考評標(biāo)準(zhǔn)和工作經(jīng)驗,對定性評估指標(biāo)進(jìn)行人工評分。

(3)指標(biāo)權(quán)重計算:將專家的指標(biāo)重要性排序以及相對重要性賦值結(jié)果輸入權(quán)重計算模型,計算各級指標(biāo)權(quán)重。

(4)評估結(jié)果確定:將各級指標(biāo)權(quán)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(guān)聯(lián)度以及綜合投送能力與評估等級的關(guān)聯(lián)度,將投送能力以數(shù)值形式展現(xiàn)出來。

(5)評估結(jié)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(guān)聯(lián)度值進(jìn)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(jié)果可視化:系統(tǒng)可以自動保存評估結(jié)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(jié)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(wù)各階段投送能力的高低,發(fā)現(xiàn)自身存在的薄弱環(huán)節(jié)。同一種顏色的圖像,數(shù)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(jié)果分析生成評估報告,存儲到系統(tǒng)中,方便用戶隨時查詢。

3 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,信息化評估手段會逐漸取代人工評估方式,在我軍各領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。武警鐵路運輸投送能力評估系統(tǒng)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(tǒng)評估方式下評估結(jié)果主觀性較強(qiáng)的不足,使評估結(jié)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。