物聯(lián)網(wǎng)應用于貨物運輸中的研究

孫宏嶺，李金峰 SUN Hong-ling,LI Jin-feng

（河南工業(yè)大學 經(jīng)濟貿(mào)易學院，河南 鄭州 450001）

(College of Economics and Trade,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China)

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后 “第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮”，2011年5月，工業(yè)和信息化部電信研究院發(fā)布的 《物聯(lián)網(wǎng)白皮書 （2011）》中將物聯(lián)網(wǎng)定義為： “物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應用和網(wǎng)絡延伸，它利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網(wǎng)絡傳輸互聯(lián)，進行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策目的[1]”。物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)對物的感知識別控制、網(wǎng)絡化互聯(lián)和智能處理有機統(tǒng)一，從而形成高智能決策。物聯(lián)網(wǎng)應用范圍十分廣泛，物流是物聯(lián)網(wǎng)應用的最有現(xiàn)實意義的領域之一。而運輸又是物流各環(huán)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)和基礎環(huán)節(jié)，在運輸環(huán)節(jié)應用物聯(lián)網(wǎng)能夠提高貨物運輸效率。

1 我國貨物運輸中存在的問題

改革開放以來，我國貨物運輸有了較大的進步，但是整體水平不高，存在以下幾個問題：

（1）貨物運輸安全得不到保障

大多數(shù)運輸企業(yè)缺乏對運輸途中的人、貨、運輸工具、裝載環(huán)境、運輸路徑等因素進行有效的監(jiān)控，比如：在運輸途中，運輸車輛內(nèi)溫度和濕度如何；運輸工具的位置及運行狀態(tài)如何；運輸車輛司機有沒有超速行駛、是否按照規(guī)定路線行進、有沒有途中自卸貨物的違規(guī)行為等問題得不到有效的監(jiān)管和處理，會造成一些不必要的損失和麻煩，影響到貨物運輸安全。以我國農(nóng)產(chǎn)品運輸損耗為例，每年果蔬、肉類、水產(chǎn)品運輸腐損率分別達到20%～30%、12%、15%，僅果蔬一類，每年損耗金額達1 000億元以上。而在歐美發(fā)達國家，果蔬運輸腐損率一般僅為5%～6%。造成損耗的主要原因就是對貨物運輸途中的監(jiān)管不足。

（2）運輸車輛調(diào)度水平較低

很多貨運企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的運輸調(diào)度手段，以電話等人工操作為主進行車輛調(diào)度。首先，傳統(tǒng)的調(diào)度手段耗費了大量的時間，而且對車輛運力資源利用率低，據(jù)統(tǒng)計，目前汽車貨運企業(yè)車輛空載率達39%，存在著回程空駛、資源浪費、運輸成本高、運輸時效性低等問題。其次，運用傳統(tǒng)車輛調(diào)度方法的調(diào)度人員對運輸車輛位置、運輸車輛的正常行駛速度及可調(diào)配車輛數(shù)信息掌握不足，對車輛調(diào)配提出的方案存在很多不合理現(xiàn)象，有一定的盲目性，還會增加壓車和延誤的現(xiàn)象，會對企業(yè)的聲譽造成一些負面影響，有損公司良好形象的樹立。最后，調(diào)度人員不能實時了解司機的違章、違規(guī)行為并及時提醒司機，不能有效降低運輸工具發(fā)生交通事故的概率，而且當運輸工具發(fā)生交通事故時，不能及時了解貨物與車輛的情況，可能會錯過最佳救援時機，造成過多的人員傷亡和貨物損失。

（3）傳統(tǒng)貨物識別精度低

在貨物運輸?shù)倪^程中，傳統(tǒng)的貨物識別是通過它的唯一的標識——箱號來鑒別的，同樣以箱號為準進行貨物的交接，這樣的貨物識別方式精度不高。比如：人工采集數(shù)據(jù)，不僅容易出差錯，而且時間花費也相對較長。目前，傳統(tǒng)識別方式獲取的信息有35%是不準確或不實時的，根本無法準確及時追蹤到貨物4W （whose、what、where、when）的信息。而采用OCR（視頻識別技術）方式進行監(jiān)管，則需要用16臺攝像頭進行同時拍攝，成本非常高，但識別率僅達80%～90%，天氣對其影響較大，如雨霧中的識別率還要低許多。

2 貨物運輸中應用物聯(lián)網(wǎng)技術的基本機理

在貨物運輸中可以運用RFID（無線射頻識別）、GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、GSM （通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)）及GIS（地理信息系統(tǒng)）等物聯(lián)網(wǎng)技術，提高貨物運輸效率和保障運輸安全。物聯(lián)網(wǎng)技術在貨物運輸中運用的示意圖如圖1所示。

將RFID標簽貼在車輛和貨物上，GPS接收機和GSM信息終端配備到每輛貨車上。發(fā)貨時，通過RFID讀寫器將車輛、貨物的基本信息及司機的身份信息存入運輸調(diào)度中心信息數(shù)據(jù)庫中。與此同時，RFID閱讀器全部安裝在運輸貨物的車輛上，在運輸途中，閱讀器每隔一段固定的時間以一定的頻率自動無線掃描車輛和貨物的電子標簽，并將掃描的信息存入車載，GSM信息終端，同時，利用GPS技術獲得的車輛位置信息也存入車載GSM信息終端，通過GSM通訊系統(tǒng)傳將所有采集的信息傳回運輸調(diào)度中心，送入中心信息數(shù)據(jù)庫中。以GIS作為基礎的信息系統(tǒng)平臺，統(tǒng)一管理中心信息數(shù)據(jù)庫。通過不斷的掃描修正信息，運輸調(diào)度中心可以掌握貨物和運輸車輛的實時信息，實現(xiàn)貨物的實時追蹤[2]。

3 貨物運輸中應用物聯(lián)網(wǎng)技術的研究

為了防止貨物與車輛的損失，提高運輸效率、安全性和服務質(zhì)量，以及整個供應鏈的可視性與透明性，貨物運輸迫切需要一種能夠實時更新數(shù)據(jù)的技術來及時、精確地采集和處理信息，物聯(lián)網(wǎng)技術無疑成為最佳選擇。將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到貨物運輸中，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)資源共享，對貨物運輸過程中車輛的運行路線、車貨的實時運行位置、人員的安全情況、車輛的運行情況以及車廂內(nèi)的溫度進行監(jiān)控，實時掌握準確的運輸信息，提高突發(fā)事件應對能力，保障貨物與車輛的安全。其具體應用在以下幾個方面：

（1）實現(xiàn)貨物的自動識別，提高運輸效率

當安裝有RFID標簽的貨物車輛經(jīng)過裝有閱讀器的倉庫出入口、碼頭的檢查門及海關檢查門時，RFID標簽自動感應后將相應的數(shù)據(jù)返回閱讀器，閱讀器非接觸式地實現(xiàn)了對貨物的快速掃描和無屏障閱讀。通過RFID標簽與數(shù)據(jù)庫形成的 “物聯(lián)網(wǎng)”實現(xiàn)對貨物車輛的自動化識別和監(jiān)管，既加快車輛出庫及通關的速度，提高運輸效率，又減少人為因素造成的差錯，降低運輸成本和安全風險[3]。

（2）實時跟蹤貨物，提高貨物運輸安全性

把運輸車輛納入物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以追蹤貨物裝車到運送到客戶手中的全過程，減少運輸失誤 （如超速違規(guī)造成的交通事故等）、物品的遺失、掉包及貨物運送的混淆，提高運輸安全性和可靠性，保障車輛貨物的安全運輸，防止車貨蒸發(fā)。

①跟蹤貨物，減少運輸途中的貨物損耗

在貨物上粘貼RFID標簽和運輸工具上安裝閱讀器，在運輸途中,閱讀器每隔一段固定的時間以一定的頻率自動無線掃描車輛和貨物的電子標簽,通過 GSM通訊系統(tǒng)將所有采集的信息傳回運輸調(diào)度中心，送入中心信息數(shù)據(jù)庫中，RFID技術在貨物運輸過程中還具有監(jiān)控溫度和環(huán)境變化的能力，在運輸工具上安裝讀寫器，實時記錄貨物在運輸中環(huán)境變化信息，可以實時掌握在途貨物狀態(tài)。RFID標簽儲存數(shù)據(jù)的記憶容量大而且安全性好，使物品被實時追蹤，避免了運輸工具受惡劣環(huán)境影響的危害，防止車輛貨物的蒸發(fā)，降低貨損貨差事故，提高貨運質(zhì)量。

當貨物受到損壞或遇到運輸線路變更等意外情況時，管理人員可通過電腦、手機或PDA等設備迅速接收系統(tǒng)的自動警報，第一時間了解貨物的相關情況。如果貨物在運輸途中出現(xiàn)問題，對不合格的商品可以及時召回，降低產(chǎn)品退貨率，使損失盡可能降到最低，這樣大大提高了運輸?shù)男屎头召|(zhì)量。

②車輛跟蹤，減少因交通事故等意外造成的損失

基于GPS衛(wèi)星導航定位技術、RFID技術、傳感技術等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以在運輸過程中實時實現(xiàn)車輛跟蹤定位，直觀反映車輛位置 （包括地點，時間）及運行狀況 （包括發(fā)動機、溫度、速度），如果車輛在運輸過程中被打開，系統(tǒng)會發(fā)出警報，提高每輛貨車的運輸準確性。

當車輛遇到緊急情況時，只需要按下報警按鈕，車載終端會自動向監(jiān)控中心發(fā)出警報信息，在監(jiān)控終端顯示出車輛位置，并聲光提示。另外，當行駛過程中，遇到險情或發(fā)生交通事故、車輛故障情況下，可將事故車輛的位置和狀況等信息及時準確的報告給監(jiān)控中心，迅速做出決策，使事故損失減少到最低。當車輛超速時行駛、車輛越界行駛時，系統(tǒng)會發(fā)出警報，便于管理調(diào)度中心及時糾正車輛違規(guī)行為，保證車輛運行安全提高監(jiān)管中心對車輛的監(jiān)管能力。

（3）提升車輛調(diào)度水平，減少不合理運輸

利用物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術可以實現(xiàn)載貨車輛的智能調(diào)度與管理，即將RFID系統(tǒng)、控制信號裝置等組成車輛身份自動識別系統(tǒng)，并結合計算機生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能夠隨時掌握貨物狀況、車況、路況、氣候變化、駕駛員狀況、行車安全等信息，結合車輛信息數(shù)據(jù)庫中的車輛信息，根據(jù)所需要車輛的種類、數(shù)量和車輛所處的狀態(tài)動態(tài)地調(diào)用和調(diào)配貨運車輛，有效提高貨運車輛調(diào)度的實時性和準確性。當調(diào)度人員有突發(fā)派車任務時，可以通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)向就近車輛發(fā)出緊急調(diào)度命令和修改派車計劃，提高調(diào)度的及時性和有效性，提升和加強了運輸管理。

通過物聯(lián)網(wǎng)中收集的道路及車輛數(shù)據(jù)信息，對運輸車輛進行實時的最佳行駛路線路徑規(guī)劃和指導，使其避開擁擠或障礙路段，保證貨物運輸?shù)臅惩?，避免運輸路線不合理 （如迂回運輸）的問題。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)中的貨物配載數(shù)據(jù)提供的信息為在途車輛提供貨源信息，可以降低車輛的空駛率，從而有效減少運輸成本，節(jié)約運輸時間，提高經(jīng)濟效益。

4 結束語

物聯(lián)網(wǎng)的GPS定位技術的提供了具體的實時跟蹤和定位能力，可隨時查詢運輸貨物車輛的位置，不但加強了車輛的監(jiān)控，而且能避免繞行，選擇最優(yōu)路徑，減少車輛損耗和運輸時間，將運輸業(yè)中的貨主、第三方物流及司機等各環(huán)節(jié)的信息有效、充分的結合起來，達到及時調(diào)度貨物及車輛的目的，保障貨物及司機的安全，提高運輸效率，降低運輸成本，從而取得明顯經(jīng)濟效益可以有效地解決貨物運輸中的問題。

物聯(lián)網(wǎng)雖然已經(jīng)在國內(nèi)貨物運輸業(yè)實現(xiàn)了一些應用，但依然是一個新生事物，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術逐步成熟及相關產(chǎn)品成本的下降，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務將逐漸走向全面應用。我們可以預見，在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)技術必將會給貨運業(yè)帶來革命性的變化。

[1] 工業(yè)和信息化部電信研究院.物聯(lián)網(wǎng)白皮書 （2011）[Z].2011.

[2] 余利娥，鄧旭東.RFID與3G技術在貨物運輸防盜中的應用研究[J].現(xiàn)代物流技術，2007(10):63-65.

[3] 孔卓.RFID在交通運輸中的應用[J].企業(yè)技術開發(fā)，2009(8):89-90.