基于云計算的移動公路運輸監(jiān)管系統(tǒng)

趙 燕, 杜文廣, 楊 勇

(1.太原理工大學 物理與光電工程學院，山西 太原 030024；2.太原理工大學 化學化工學院，山西 太原 030024；3.太原科技大學 電子信息工程學院，山西 太原 030024)

隨著物流信息化程度的提高，條形碼技術、多媒體技術、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、電子數(shù)據(jù)交換技術、數(shù)據(jù)管理技術、射頻識別技術以及Web技術都應用在物流信息[1]管理中，基于云計算[2-3]和移動化應用的優(yōu)勢，云計算和移動應用技術在物流行業(yè)中應用勢在必行。

為避免因貨物運送信息傳送不及時造成的企業(yè)生產(chǎn)浪費，使企業(yè)對貨物運送過程進行主動監(jiān)管，便于企業(yè)合理調(diào)度，科學安排生產(chǎn)任務，以及減少貨物運送過程中滋生的灰色交易。而且為實現(xiàn)企業(yè)對公路運輸監(jiān)管的方便性、實時性以及快捷性，監(jiān)管系統(tǒng)的可移動性成為迫切的需求。

1 系統(tǒng)設計目標

設計基于云計算的移動公路運輸監(jiān)管系統(tǒng)的目標主要是實現(xiàn)以下目標。

1.1 建立一個公共的公路運輸監(jiān)管云平臺

為實現(xiàn)公路運輸管理中公共需求，利用云計算技術將共有資源集中化，構建一個標準的公路運輸監(jiān)督、管理功能云平臺，使不同企業(yè)都可以通過平臺資源進行內(nèi)部貨物運輸管理，避免企業(yè)耗費成本構建自己的管理系統(tǒng)，提高資源使用率，減少資源浪費。

1.2 通過運營商的運營能力，實現(xiàn)移動終端監(jiān)管

公路運輸監(jiān)管是一個實時的過程，通過將基于云計算的移動公路運輸監(jiān)管系統(tǒng)與運營商的服務相結合，使實時監(jiān)控等公路運輸監(jiān)管過程中的管理功能在手機上實現(xiàn)，從而使企業(yè)實現(xiàn)實時監(jiān)管。

1.3 無需另外配置專業(yè)定位設備，通過手機定位技術就可實時監(jiān)控

將LBS、GPS、GIS[4-8]等各種手機定位技術結合使用，不需另外配置專業(yè)的定位設備，只需手機就可實現(xiàn)移動定位[9]功能。

生產(chǎn)、銷售企業(yè)和運輸服務商可以使用各種手機定位技術，實時監(jiān)控運輸過程中車輛在途位置，以及經(jīng)過的路線軌跡。

1.4 建立公共功能模塊和角色功能模塊

在端口、界面標準化、統(tǒng)一化的基礎上針對公路運輸流程中不同角色以及不同企業(yè)的需求，拓展個性化功能[1,10]。

使企業(yè)角色通過公路運輸管控系統(tǒng)移動門戶實現(xiàn)實時監(jiān)察運輸車輛、向運輸服務商發(fā)送電子訂單、司機考核結果反饋、調(diào)度管理功能以及運輸服務商綜合評價功能。

使運輸服務商通過公路運輸管控系統(tǒng)移動門戶實現(xiàn)接收企業(yè)的電子訂單、向司機發(fā)送電子運單、向企業(yè)反饋貨運信息、接收企業(yè)的反饋信息、調(diào)度管理以及對司機的績效考核功能。

使司機通過公路運輸管控系統(tǒng)移動門戶實現(xiàn)接收電子運單、確認運單信息、發(fā)送執(zhí)行運單等功能。

2 相關技術介紹

2.1 云計算

云計算被提出的時間并不長，各個公司對云計算的定義也是各有千秋。筆者沿用IBM對云計算的定義，把云計算看作是一種共享的網(wǎng)絡交付信息服務的模式，云服務使用者只關心服務本身，而不用關心相關基礎設施的具體實現(xiàn)。在云計算中，軟、硬件資源可以被動態(tài)地擴展和配置，以分布式共享的形式存在，最終以服務的形式提供給用戶。用戶按需使用云中的資源，不需要管理，只需按實際使用量付費。

云計算有不同的分類方式，按服務類型分類，可分為基礎設施云、平臺云和應用云，按服務方式分類，可分為公有云、私有云和混合云。

典型的云架構分為3個基本層次，而且每一層都可以為用戶提供服務，所以云架構的服務層次為基礎設施即服務(Infrastructure as a Service，IaaS)、平臺即服務(Platform as a Service，PaaS)和軟件即服務(Software as a Service，SaaS)?；A設施即服務層集成了大量的計算機集群，這些服務器共享存儲、處理能力及寬帶等資源。平臺即服務層在IaaS層的基礎上搭建應用平臺，不同的企業(yè)或單位通過該平臺享用IaaS層集成的資源，并通過這樣的集群從集中的服務器中交付個人及商務應用；軟件即服務層實際上強調(diào)的是一種計算模式，客戶無需再購買軟件，而是租用基于web的軟件服務，提供商按照客戶提出的需求提供服務，并且按照客戶的實際使用量收取費用。這種以按需、易擴展的方式獲得所需的基礎設施、平臺、軟件(或應用)等的一種IT資源或(信息)服務的交付與使用模式，體現(xiàn)出云計算強大的計算能力。

圖1為在公路運輸管控系統(tǒng)中云計算應用構架。

圖1 云計算應用架構Fig.1 Cloud computing application architecture

2.2 EDI電子數(shù)據(jù)互換

EDI(Electronic Data Interchange)[1]是通過計算機通信網(wǎng)絡等電子化手段在企業(yè)之間傳輸標準形式的訂單、運單等作業(yè)文件的電子化手段。通過EDI這種電子化作業(yè)的形式，避免了以往紙質(zhì)運單傳遞的弊端，提高了傳輸效率，減少作業(yè)誤差。

2.3 ESB企業(yè)服務總線

ESB(Enterprise Service Bus)提供了網(wǎng)絡中最基本的連接中樞。ESB使不同的應用服務器協(xié)調(diào)合作，使他們相互之間可以通信與整合。

3 基于云計算移動公路運輸監(jiān)管系統(tǒng)

3.1 概 述

基于云計算的移動公路運輸監(jiān)管系統(tǒng)以GIS地圖、LBS定位、GPS手機定位以及EDI電子數(shù)據(jù)交換技術為支撐，以生產(chǎn)管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)及自動化等系統(tǒng)為基礎，利用ESB總線技術、XML技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取與集成，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計、圖表分析、預測判斷、圖影成像等現(xiàn)代技術工具和數(shù)據(jù)挖掘手段，綜合提煉形成各個具有分析、提示、判斷、決策等功能的應用，為企業(yè)公路運輸監(jiān)控、調(diào)度、生產(chǎn)、運單管理以及運輸服務商的考核等提供分析、決策的支持。通過運營商服務，在手機上實現(xiàn)各項功能，方便企業(yè)實時監(jiān)管。

3.2 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)分為5層：①終端層。支持各種類型的手機；②移動網(wǎng)絡層，運營商提供的各種網(wǎng)絡；③移動平臺層，移動信息化平臺中面向移動端的核心，提供各類通用功能、構件服務及與移動代理服務器對接等；④應用整合層，移動信息化平臺中面向企業(yè)應用端的核心，提供對眾多應用系統(tǒng)的整合解決方案；⑤應用系統(tǒng)層，是移動公路運輸監(jiān)管系統(tǒng)與企業(yè)內(nèi)部連接的服務器系統(tǒng)。系統(tǒng)架構如圖2。

圖2 系統(tǒng)總體架構Fig.2 System framework

3.3 系統(tǒng)部署拓撲結構

系統(tǒng)部署拓撲結構分為3大部分：①企業(yè)側部署，主要是與企業(yè)原來的管理系統(tǒng)對接設備；②運營商側部署，主要包括平臺所需的硬件設備，包括主機、存儲設備、網(wǎng)絡設備以及其他相關設備；③終端側，主要包括企業(yè)運輸管理人員的手機或其它移動設備、運輸服務商手機以及司機手機，其中司機手機應該是集成了GPS定位模塊的智能手機。系統(tǒng)部署拓撲結構如圖3。

圖3 系統(tǒng)部署拓撲結構Fig.3 System deployment topology structure

3.4 系統(tǒng)功能

平臺由各個功能模塊組成，包括：調(diào)用位置信息功能模塊、公路運輸運單流轉(zhuǎn)功能模塊、管理運輸服務商/司機功能模塊、調(diào)度指揮模塊、報表統(tǒng)計模塊以及門戶管理模塊，在每個一級模塊之下還分別包括不同的二級功能模塊。系統(tǒng)功能模塊圖如圖4。

圖4 系統(tǒng)功能模塊Fig.4 System function module

系統(tǒng)的可擴展性使各一級模塊和二級模塊可以按照以后使用情況以及業(yè)務發(fā)展情況進行增減。

在系統(tǒng)運行過程中，企業(yè)如有運輸需求可通過系統(tǒng)向運輸服務商發(fā)送運單計劃，運輸服務商向企業(yè)確認運單計劃，并通過系統(tǒng)向司機安排運輸任務，系統(tǒng)以推送的形式向司機客戶端發(fā)送任務，司機接收到任務后，可以在司機客戶端點擊確認并執(zhí)行運單，當運單開始執(zhí)行后，司機客戶端定時向系統(tǒng)上傳位置數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動記錄司機位置信息并統(tǒng)計。企業(yè)調(diào)度人員和運輸服務商可以隨時查看定位信息列表，也可查看地圖顯示或是運行軌跡。在運輸過程中，當車輛偏離預設路線超過預設值或處于沒有信號的狀態(tài)超過預設時間，系統(tǒng)會自動報警提示，當出現(xiàn)報警提示后，企業(yè)調(diào)度可以通過手機客戶端或計算機客戶端查看并通過系統(tǒng)及時調(diào)度。當車輛到達目的地后，企業(yè)通過系統(tǒng)向運輸服務商發(fā)送到貨確認，完成運輸任務。

4 結 語

本系統(tǒng)以GIS地圖、LBS定位、手機GPS定位以及EDI電子數(shù)據(jù)交換為支撐，通過在運營商處搭建云計算平臺以及運營商的運營來滿足手機定位、移動終端管理物流運輸以及不同企業(yè)對云計算平臺資源的共享。基于云計算的移動公路運輸管控系統(tǒng)不僅為生產(chǎn)企業(yè)或是運輸承運商解決運輸管理過程難以控制的問題，同時將平臺資源共享，避免重復建設造成的資源浪費，更為重要的是提出了企業(yè)或第3方軟件開發(fā)公司與運營商合作的模式，這種新的運營模式，建立了手機與電腦互聯(lián)互通的企軟件應用系統(tǒng)，擺脫時間和場所局限，隨時進行隨身化的公司管理和溝通，有助于公司提高管理效率。

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