一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统及方法技术方案

本发明专利技术属于装备维修保障技术领域，尤其是涉及到一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统及方法。本发明专利技术包括5G移动通信技术体制的低轨卫星物联网，卫星测控馈电链路、卫星AMF/SMF/UPF、低功耗无线广域网、gNB基站、载车、野战维修方舱、分布式维修保障选址服务端、各设备和模块的供电模块。通过本系统运行载车和野战维修方舱可以接收分布式维修保障选址服务端的远程指令信息，按照要求对信息进行感知和匹配，并将匹配结果回传给分布式维修保障选址服务端。实现一种面向军用物联网的分布式维修保障选址的信息采集、传递和交互。并提出了一种以最大化及时完成维修任务的满意度为目标的选址方法，可以实现多支援点的快速选址。址。址。

【技术实现步骤摘要】
一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统及方法


本专利技术涉及装备维修保障
，尤其是涉及到一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统及方法。

技术介绍

当前，物联网正强势崛起。物联网的军事应用，最优先、最核心的问题是如何在满足军事需要的前提下，将其融入联合作战及其保障体系中，从而有效提升作战能力和保障效能。需求牵引是各类新技术发展的原动力，随着物联网在军事领域的潜在应用，尤其是受到信息化战场联合作战需求的强力牵引，使得物联网建设日益紧迫。军用物联网的核心，重在围绕战场态势感知、智能分析判断和行动过程控制等因素，使系统实现全方位、全时域、全频谱的有效运行，从而全面提升基于信息系统的体系作战能力。面向军用物联网的维修保障就是实现从传感器到维修保障资源的战场精确感知，即建立战场动态感知、数据采集传输、优化决策、保障资源配置、调度的全要素、全过程的综合物联。现代高技术条件下，战争突发性强、战场形势变化快、作战阶段间隙小，时间是赢得战争的关键因素，只有面向军用物联网构建分布式的维修保障系统，才能够满足维修保障系统的支前需求，实现快速敏捷响应，同时提高生存率。装备维修保障资源配置位置合理与否直接关系着装备自主维修保障系统能否在可用时间范围内为需求提供保障，所提供保障服务水平和效率高低等一系列问题。面向军用物联网解决维修保障系统“配置在哪”、“能不能配”的问题，直接影响维修保障系统的效能。面向军用物联网，分布式维修保障系统可以有效提高生存能力和反应速度，但是跨区域联合作战的野外环境下，面向军用物联网，现有的装备维修保障系统在以下问题：1、维修系统的各分布式维修保障点需要根据保障任务整体需求临时选址开设，在选址开设前需要对拟开设的维修保障点的地幅区域、地形特点是否满足野战维修装备的展开和维修活动的实施进行快速匹配检测，同时，还需要满足一定的环境条件，包括温度、湿度、粉尘含量现有的装备维修保障系统还无法满足。2、分布式维修保障选址系统通过支前、分散布置支援点，可以提高生存能力，缩减响应时间，但支援点之间距离远、跨度大，信息通路受限。3、分布式维修保障选址要充分考虑系统维修响应的

技术实现思路

本专利技术要解决的技术问题为：面向军用物联网的分布式维修保障选址系统，如何按照分布式维修保障的需求进行维修保障选址，如何按照维修保障点的地幅区域和地形特点进行需求叠加判定，如何按照维修环境进行需求判定，如何在移动状态、野外通信能力差、通信距离长的特殊环境的需求下对携行维修资源的消耗进行感知。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案提供一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统，包括:5G移动通信技术体制的低轨卫星物联网(1)，卫星测控馈电
链路(2)、卫星AMF/SMF/UPF(3)、低功耗无线广域网(4)、gNB基站(5)、载车(6)、野战维修方舱(7)、分布式维修保障选址服务端(8)、各设备和模块的供电模块(9)，野战维修方舱(7)包括车载激光三维雷达(10)、环境监测模块(11)，电子标签读写机(12)、北斗定位模块(13)、边缘计算盒子(14)，所述车载激光三维雷达(10)、环境监测模块(11)，电子标签读写机(12)、北斗定位模块(13)通过通信链路与边缘计算盒子(14)相连，所述激光三维雷达(10)安置在野战维修方舱(7)顶部，所述环境监测模块(11)安置在野战维修方舱(7)的外部，所述电子标签读写机(12)安置在野战维修方舱(7)的进出口。
[0009]进一步地，所述车载激光三维雷达(10)为旋转式激光雷达、MEMS激光雷激光雷达、Flash型激光雷达或相控阵激光雷达中的一种。
[0010]进一步地，低功耗无线广域网(4)为NB
‑
IoT和/或LoRa网。
[0013]进一步地，分布式维修保障选址服务端(8)包括GIS服务器、军用射频标签管理服务器、维修保障台账数据服务器、显示终端模块。
[0014]进一步地，环境监测模块(11)为温度传感器、粉尘传感器、湿度传感器中的一种或几种。一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统的方法，包括以下实施步骤：步骤S1，确定基本需求参数，根据分布式维修保障系统选址的地幅区域和地形特点的需求，在GIS服务器的保障区域遴选出满足地幅区域和地形特点的保障点备选点，保障点备选点数量为J，根据载车和野战维修方舱确定可建的保障资源点数量为P，确定需求点数量为I，确定维修资源的种类数量为Q；步骤S2，建立分布式维修保障选址的目标函数，其中，以最大化及时完成维修任务的满意度为目标，其中w
i
ζ
iq
为完成整个任务的满足需求点i及时得到全部资源q的重要性，w
i
为需求点i的重要度因子，ζ
iq
为资源q对于需求点i完成其阶段任务的重要性度量参数，F
iq
(t
iq
)为需求点i对资源q的保障响应时间t
iq
的满意度水平，G
iq
(e
iq
)为需求点i对资源q的资源满足率e
iq
的满意度水平；步骤S3，建立约束条件函数，
N
iq
为需求点i对资源q的预计需求量，e
iq
为资源满足率，当前决策条件下，需求点i对资源q满足的百分比，b
jq
为保障资源点的资源配置决策，z
j
为保障资源点的选址决策，u
q
为资源q的单位容量占用比率，采用每单位该类资源的体积计量，θ
q
为资源q的单位运力占用比率，采用每单位该类资源的重量计量，t
ji
为备选点j向需求点i提供保障时，所需的保障响应时间，c
j
为备选点的j运力约束，采用资源重量与时间单位的乘积计量，y
jiq
为保障关系决策；步骤S4，生成初始种群，确定种群规模pop_size生成初始种群，在符合自变量取值范围内,采用均匀随机数产生初始种群pop，设定迭代次数；步骤S5，计算种群中每个个体的适应度值：步骤S6，种群个体预处理，按照约束函数判定个体是否满足约束条件，删除不满足约束的个体，并按照适应度值从大到小排列个体；步骤S7，确定调用算子条件，判定随机参数是否大于预设值，如果大于预设值，则调用交叉算子进行交叉运算，否则调用变异算子进行变异运算，并将所生成的新个体与满足约束的老个体形成新的种群中，保证满足种群规模pop_size满足要求；步骤S8，判读是否满足迭代次数，如果不满足返回S5，如果满足则转到S9；步骤S9，输出适应度值最大的个体作为选址方案；步骤S10，根据选址方案机动至目标地域，分布式维修保障选址服务端将选址方案生成机动指令，通过5G移动通信技术体制的低轨卫星物联网、卫星测控馈电链路、卫星AMF/SMF/UPF、低功耗无线广域网、gNB基站构成的信息链路，将机动指令以及机动目标地域的地理位置信息发送到各待机的分布式支援点的载车，载车接收到指令信息后牵引野战维修方舱在北斗定位模块的导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统，其特征在于，包括:5G移动通信技术体制的低轨卫星物联网，卫星测控馈电链路、卫星AMF/SMF/UPF、低功耗无线广域网、gNB基站、载车、野战维修方舱、分布式维修保障选址服务端、各设备和模块的供电模块，野战维修方舱包括车载激光三维雷达、环境监测模块，电子标签读写机、北斗定位模块、边缘计算盒子，所述车载激光三维雷达、环境监测模块，电子标签读写机、北斗定位模块通过通信链路与边缘计算盒子相连，所述激光三维雷达安置在野战维修方舱顶部，所述环境监测模块安置在野战维修方舱的外部，所述电子标签读写机安置在野战维修方舱的进出口。2.根据权利要求1所述的一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统，其特征在于所述的车载激光三维雷达为旋转式激光雷达、MEMS激光雷激光雷达、Flash型激光雷达或相控阵激光雷达中的一种。3.根据权利要求1所述的一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统，其特征在于所述低功耗无线广域网为NB
‑
IoT和/或LoRa网。4.根据权利要求1所述的一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统，其特征在于所述的分布式维修保障选址服务端包括GIS服务器、军用射频标签管理服务器、维修保障台账数据服务器、显示终端模块。5.根据权利要求4所述的一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统，其特征在于所述的环境监测模块为温度传感器、粉尘传感器、湿度传感器中的一种或几种。6.一种面向军用物联网的分布式维修保障选址系统的方法，其特征在于，包括以下实施步骤：步骤S1，确定基本需求参数，根据分布式维修保障系统选址的地幅区域和地形特点的需求，在GIS服务器的保障区域遴选出满足地幅区域和地形特点的保障点备选点，保障点备选点数量为J，根据载车和野战维修方舱确定可建的保障资源点数量为P，确定需求点数量为I，确定维修资源的种类数量为Q；步骤S2，建立分布式维修保障选址的目标函数，步骤S3，建立约束条件函数，
步骤S4，生成初始种群，确定种群规模pop_size生成初始种群，在符...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹继平，王涛，王连锋，苏延召，崔智高，李亚奇，李爱华，汪波，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：