武警铁路运输投送能力评估系统设计

翟再兴, 王 勇

(武警镇江支队,江苏 镇江 212000)

1 武警铁路投送能力评估系统研究意义

铁路运输投送具有运量大、速度快、持续能力强等优点,适合武警人装远距离运输投送[1]。当前武警铁路运输投送能力评估结果主要依靠专家经验评定,导致评估结果主观性强、不同专家的评估结果可能不一致的问题[2];同时,信息化评估手段已成为武警铁路运输投送能力评估方式的发展趋势。为提高评估结果的科学性和评估手段的信息化水平,本文引入较科学的能力评估模型,并通过对系统架构、关键功能、评估模型等进行设计,为下一步系统开发奠定基础。

2 武警铁路投送能力评估系统设计

根据系统开发思想,使用Java编程语言进行系统开发,在武警铁路运输投送能力评估系统设计过程中,遵循标准化、安全性、实用性、可拓展性原则。

2.1 系统架构设计

2.1.1 系统总体架构设计

系统在实现过程中会涉及到评估任务的创建、指标体系的调用、评估模型的调用、评估结果分析等,因此需要随时能够在系统中调用一些类,例如调用、逻辑、数据库实体等类。系统将这些模块与其他功能模块相分离,从而提高模块的可调用性。系统的总体架构如图1所示。

图1 系统总体架构

(1)应用层:是指武警铁路运输投送能力评估系

统的具体功能,是系统架构的核心体现,负责管理不同层级的关系。设计应用层可以方便下一步设计功能模块。用户通过网页界面进入系统,与系统进行信息交互操作。

(2)服务层:是数据资源层与应用层的纽带,它采用开源的工具包,可以降低系统开发难度,加快开发速度。

(3)数据资源层:用来存储系统数据,其中用户库用来保存用户的个人数据;基础信息库用来保存功能模块运行的基础信息,包括部队基础信息、装备物资基础信息、铁路枢纽基础数据、铁路网基础数据、铁路运输投送相关规章制度等数据;指标与模型库用来保存指标与模型基本信息,包括指标和评估模型数据信息;信息采集库用来保存投送过程中采集到的指标数据;代码库用来存储系统运行必要的代码。

(4)网络层:为武警铁路运输投送能力评估系统的网络安全运行和信息交换提供物理支撑。

2.1.2 系统技术架构设计

系统使用Spring Boot后台框架对功能模块进行开发,数据在终端由用户输入进去,前端接收到数据后进行验证和加密,通过web service、tomcat来调取服务和接口。使用Java作为主要开发语言,最后写入数据库/调取数据库数据,并上传到服务器,通过接口映射到终端展现出来。

武警铁路运输投送能力评估系统的开发严格按照相关标准,采用idea开发工具,B/S模式架构,Vue.js前端框架,SpringBoot后台框架,MySQL数据库等技术,综合当前系统开发的先进技术,构建面向用户的武警铁路运输投送能力评估系统技术架构。系统技术架构如图2所示。

图2 系统技术架构

2.1.3 网络拓扑结构设计

本系统用户类型主要是武警各级管理运输投送人员,通过网络建立起了用户终端和系统服务器之间的连接。网络拓扑结构要满足“高性能、支持外接数据拓展”的要求。如图3所示,本系统的网络拓扑结构由保密服务器、交换机、武警综合信息网等组成。

图3 系统网络拓扑结构

武警综合信息网是用户与服务器进行信息交互的桥梁。武警铁路运输投送能力评估系统的网络结构主要分为服务器层、用户层和运算层。服务器层由数据库、保密和Web三种服务器构成[3]。服务器存储着系统的相关数据和进入系统的程序接口,用户层用于人机信息交互,运算层主要负责系统信息之间的交互、数据处理和模块调用等功能。

2.2 系统功能模块设计

功能模块设计是系统设计的核心和重点,功能模块通过可视化的界面,将具体的应用功能呈现到用户眼前[4]。为方便用户操作,可将系统功能模块分为系统管理、评估任务管理、指标体系与评估模型建立、数据采集、能力评估等功能。

2.2.1 系统管理功能设计

系统管理功能负责保障系统正常运行的工作,该模块的详细子功能如下:

(1)用户管理,主要负责对本系统用户的信息维护、用户登录以及新用户注册等管理,可以添加和删除用户信息,修改用户的权限和个人资料。

(2)系统参数设置,环境参数设置是对系统运行环境等参数进行调试,使系统正常运行;基础参数设置是对部队建制信息、铁路相关信息、装备物资相关信息等基础数据的调试。只有正确设置系统参数,系统才能正常运行,系统运行出错时,可以通过初始化系统参数,恢复正常运行。

(3)基础数据维护,主要是对系统中与铁路运输投送活动相关的各种信息数据进行维护和管理,可以对基础数据进行修改、删除、导入、查询等操作。基础信息数据包括建制信息、铁路站点信息、运载工具信息、装备信息、物资信息、规章制度信息等数据。

2.2.2 评估任务管理功能设计

该模块的功能有两个:一是“告诉系统要开始一次评估任务”,二是“告诉系统进行什么样的评估任务”。考评组用户创建评估任务后,系统会分配给该评估任务一定的系统资源,被运部队用户填写相关任务信息并提交系统。该模块子功能分为评估任务创建、评估任务删除、任务进度查询和任务信息提报。

(1)评估任务创建:该功能主要是申请系统资源,“告诉”系统将要进行一次评估任务。用户创建评估任务后,才能导入数据采集和进行能力评估。

(2)任务信息删除:当评估任务信息填写有误或者因特殊情况评估任务取消时,可以删除评估任务。

(3)任务进度查询:用户可以通过任务进度查询功能查看评估任务的进度,若显示已提交,用户需要尽快将任务信息进行填报;当显示评估中,说明评估任务正在执行;当显示已完成时,用户可以查询评估报告。

(4)任务信息提报:主要是描述评估任务信息,从而为考评组用户选择合适的评估指标和评估模型提供依据。被运部队用户在任务信息提报模块填写任务信息,以任务信息表的形式填写,填写完毕,点击提报,系统会自动将任务信息表中的如任务概述、出动人员及装备数量、输送路线、行军部署、保障措施等信息保存到系统数据库,被运部队用户也可以选择以系统导入方式提报任务信息。

2.2.3 指标体系与评估模型建立功能设计

指标体系与评估模型建立是进行能力评估功能的基础,该功能主要负责构建指标体系以及建立评估模型。用户根据评估任务信息,选择合适的评估指标和评估模型,为下一步进行能力评估做准备。本系统在功能设计时增加了评估模型可以选择的种类,以代码形式将一些常见的权重计算模型和综合评估模型植入系统。该模块子功能包括指标体系构建、权重计算模型建立和综合评估模型建立。

(1)指标体系构建:主要包括指标体系的选择以及查询和重置操作,指标体系选择功能是选择能力评估所需的指标。当只需要评估部分投送阶段的投送能力时,例如评估某武警支队的铁路运输投送装卸载能力,考评组可以选择相应的装卸载评估指标。当用户发现所选择的指标体系有误时,用户可以进行指标重置,重新选择所需指标;用户可以查询所选择的指标内容。

(2)权重计算模型建立:用户可以选择与修改所需的权重计算模型。当用户想要修改已经选择的权重计算模型时,需要先重置该子功能模块,然后才能重新选择。

(3)综合评估模型建立:用户可以选择与修改所需的综合评估模型。当用户想要修改已经选择的某个综合评估模型时,需要先重置该子功能模块,然后才能重新选择。

2.2.4 数据采集功能设计

本功能主要是为能力评估和评估数据分析模块采集所需的指标数据,其子功能包括移动终端采集和系统导入。

(1)移动终端采集:由考评人员手持移动终端设备,进入与本系统配套的手持设备移动终端采集功能页面。移动终端采集分为定性数据采集和定量数据采集两部分,定性数据采集功能针对的是定性指标,可以采用拍照和录视频两种方式采集,为定性指标评分提供依据;定量数据采集功能针对的是定量的指标,采用文字信息录入或计时等方式,并将数据存储在移动终端设备。采集完数据后可以将手持移动终端设备中的数据上传到投送能力评估系统数据库中,为下一步指标评分提供依据。

(2)系统导入:支持单个或批量导入其他系统生成的指标数据文件,从而可以加快评估进度。

2.2.5 能力评估功能设计

在完成了评估任务提交、指标选择、评估模型建立、数据采集等功能后,由能力评估功能模块对投送能力进行计算,主要计算武警铁路运输投送能力各级指标与能力等级的关联度,据此对投送各阶段能力等级和综合投送能力等级进行评定。模块子功能包括指标等级划分、指标评分、指标权重计算、评估结果确定、评估结果分析、评估结果可视化、评估报告生成。

(1)指标等级划分:划分不同能力等级的分数范围,为指标评分提供依据。

(2)指标评分:分为系统评分和人工评分。系统评分的对象是定量评估指标数据,系统已预先设置好铁路运输投送各定量评估指标的评分标准,可以对如装载时间、卸载时间、引导定位时间等定量评估指标数据进行评分。人工评分主要用于对于一些定性的指标数据,由考评组根据考评标准和工作经验,对定性评估指标进行人工评分。

(3)指标权重计算:将专家的指标重要性排序以及相对重要性赋值结果输入权重计算模型,计算各级指标权重。

(4)评估结果确定:将各级指标权重代入所选的综合评估模型,分别计算各投送阶段投送能力与评估等级的关联度以及综合投送能力与评估等级的关联度,将投送能力以数值形式展现出来。

(5)评估结果分析:对武警铁路运输投送的各阶段投送能力和综合能力与评估等级的关联度值进行分析,研究此次评估被运部队阶段和整体投送能力情况。

(6)评估结果可视化:系统可以自动保存评估结果分析情况,并以条形图或饼状图等形式将投送能力分析结果展示出来。借助这些可视化图表,用户可以直观地看出此次投送任务各阶段投送能力的高低,发现自身存在的薄弱环节。同一种颜色的图像,数值大于零的图像所在位置的能力等级即为该种颜色所代表的投送能力的能力等级。

(7)评估报告生成:将结果分析生成评估报告,存储到系统中,方便用户随时查询。

3 结束语

随着信息技术的不断发展,信息化评估手段会逐渐取代人工评估方式,在我军各领域将得到广泛应用。武警铁路运输投送能力评估系统作为一种信息化能力评估方段,通过引入评估模型,克服了传统评估方式下评估结果主观性较强的不足,使评估结果更加贴近实际,有助于考评部门掌握部队真实的铁路运输投送能力。