基于星地融合的应急物流信息传输体系研究

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1、基于星地融合的应急物流信息传输体系研究第一章绪论1.1研究背景我国地理位置处于亚欧大陆板块与太平洋板块的结合处，自然灾害频繁，每年都可能遭受地震、台风、海晡等自然灾害的威胁。在应对灾害方面，除了进行提前的监测和预警之外，做好灾后救援工作也是十分重要的。在灾后救援过程中，需要建立迅速的应急反应机制，对灾情进行判断、制定及时有效的救灾方案，第一时间向灾区运送所需的救灾物资，尽量使灾情的破坏力减小到最低。因此，怎样保证提供合理的应急救灾物资品类、如何组织运输配送方式、如何迅速了解灾区实际情况等应急物流信息保障问题随之产生。我国在经历了2008

2、年四川汶川特大地震之后，建立了一套应急救灾快速反应体系，在灾区勘测、救援流程、人员派遣、物资配送等方面都制定了相应的规范⑴。但是，在应急物资运输管理过程中，仍然存在应急物流信息传输的盲区，例如当某一地区在遭受重大自然灾害之后，灾区及救援道路周边的地面通信网络和设备可能遭受严重破坏或损毁，原有通过通信光纤电缆、地面移动基站等设备进行信息传输的方式将无法使用。因此，设计一种在无地面通信网络支撑条件下满足应急物资运输车辆间保持信息传输和通信的系统是十分必要的。近年来，基于无线车载网络的车联网应用开始成为研究的热点，通过在车辆中搭载小型无线局域

3、网络设备，使一定距离范围内的车辆之间形成单跳或多跳网络互联系统，可以为车辆提供更多交通信息，提前发出突发事故预警，提供车辆位置情况，搭建车辆间信息传输平台等应用，可以有效提升交通的通行效率、降低交通事故发生概率、方便后方应急救援[2][3]。车联网的种种便利为其在应急物资运输中的应用打开了思路，可以搭建一种基于车联网的应急物流信息传输系统，以解决应急物资运输途中的信息互联互通问题。.1.2研究目的及意义应急物流是以提供突发性自然灾害、突发性公共卫生事件等突发事所需应急物资为目的，以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标的一种特殊的物流

4、活动[4]。在抢险救灾期间，公共通信基础设施的区域应急物流保障能力经受了严重的考验，暴露了不少问题：(1)应急信息传输的不畅，严重降低了应急物流的时效性。当基站受损对，通信能力大幅度下降，甚至导致网络中断和擁痪，后方无法及时处理配送中出现的延迟等意外情况[5]。例如2008年5月12日，四川省汶川地区发生8.0级大地震，地面移动基站遭到严重破坏。坟川及周边多地与外界失去联系，成为信息完全闭塞的孤岛。外界无法及时得知其受灾状况，也无法调集周边地区应急物资前往救援。(2)应急物流过程中产生巨大的信息量，物资运输数据无法及时回传。后方无法随时

5、跟踪查询货物运送状态、预计到达时间等信息，无法掌握配送资源的利用情况，以及时补充和调度物资的再分配。(3)应急物流救援前后方各部门间信息系统条块分离，处于相对孤立的状态，使得各部门之间缺少有效的联动和协调能力[6]。.第二章基于星地融合的应急物流信息传输系统方案设计2.1现有的应急物流信息传输方案目前常用的应急物流信息传输系统主要以车辆监控系统为主，可分为以下三个部分：运行在服务器端的应急物流控制子系统、运行在车载端的车载终端子系统、以及连接以上两个子系统的通信链路。如下图2-1所示，为该类型方案的系统框架。应急物流控制子系统：向车载终

6、端发送指令；同时接收车载终端返回的实时.信息，包括GPS位置信息、路况信息、车辆运行状态等；对收到的数据信息进行归类、分发给不同的功能模块进行相应处理。大型数据库用于存储用户数据，包括与物流业务相关的信息、被控车辆的运行数据、系统指令、对本体库的索引等。当系统监控人员发出查询请求时，提供对应目标车辆的信息记录[26]。通信链路：由于物流车辆的移动性特点，目前常选用GPRS/CDMA网络作为通信传输链路。车载终端通过GPRS接入Inter使用UDP、TCP等基于IP技术的通信方式与车载监控子系统进行通信。这种接入方式不仅极大地延伸了信号可

7、传输的距离，同时也方便了服务器端的网络通信功能的实现和处理[26]。车载终端子系统：车载终端子系统是由底层的硬件平台、嵌入式操作系统和用户应用程序构成的。底层的硬件平台为系统提供了硬件支持；操作系统和设备驱动为上层应用程序提供了简单硬件操作接口；应用程序产生的数据信息通过GPRS模块与移动网络互联[26]。2.2本文系统方案设计本文研究的主体是应急物流信息传输系统，如按照功能上划分，属于物流信息管理领域中运输信息管理系统的一部分。具体作用是通过收集应急物流运输过程中运输车辆产生的物流信息，利用无线车载网络以及卫星通信传输等应用，搭建基于

8、星地融合的物流信息传输基础网络系统，以便于在应急突然事件中，救援后方指挥中心能与前方物流运输车辆间保持信息的互联互通，使指挥中心能及时、有效了解前方情况，制定更为科学的应急物流运输配送方案，保证应急救援的顺