物流園區(qū)模塊化信息平臺研究與設(shè)計

張澤建，王曉東，薛 明

（湖北物資流通技術(shù)研究所，湖北 襄陽 441002）

1 引言

由于我國物流業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)地位的提升期和現(xiàn)代物流服務(wù)體系的形成期，造成了物流園區(qū)存在一些非常突出的問題：

（1）園區(qū)空置率高，服務(wù)水平不高。目前全國各地的物流園區(qū)空置問題嚴(yán)重，資源配置和使用嚴(yán)重失衡。我國物流園區(qū)空置率一度高達(dá)60%左右；做倉儲物流園服務(wù)的企業(yè)，平均總資產(chǎn)收益率一度只有0.8%左右，其直接原因就是物流園區(qū)的規(guī)劃不夠科學(xué)，而根本原因是由物流服務(wù)水平不高、誠信體系不健全等因素導(dǎo)致的第三方物流市場的供給和需求雙向不足。

（2）缺少合作機(jī)制及網(wǎng)絡(luò)性。物流園區(qū)融合了交通運輸、倉儲、流通加工、配送、經(jīng)貿(mào)、工商、稅務(wù)、交通管理等多個企業(yè)和部門，它們之間缺乏必要的聯(lián)系機(jī)制，無法實現(xiàn)相互間的配合。而且，目前全國物流園區(qū)的信息化建設(shè)步伐仍然偏慢，能夠有效建立服務(wù)整個園區(qū)的信息化平臺的物流園區(qū)少之又少，園區(qū)相互之間聯(lián)網(wǎng)溝通的信息化建設(shè)程度偏低，面向園區(qū)企業(yè)和相關(guān)社會大眾的信息化平臺建設(shè)更有待加強，使物流園區(qū)形成孤島效應(yīng)。

（3）缺乏現(xiàn)代服務(wù)體系的支撐。部分物流園區(qū)入駐的企業(yè)普遍規(guī)模偏小，資金和辦公場所條件有限，物流園區(qū)難以形成物流綜合服務(wù)體，無法將這些企業(yè)整合起來提供多功能一體化服務(wù)，更無法為這些企業(yè)提供網(wǎng)上交易、物流金融等增值服務(wù)。

物流園區(qū)作為運輸車輛和運輸企業(yè)的聚集地，目前空載率、運輸成本都比較高，效率低，經(jīng)濟(jì)效益并不樂觀。雖然效率不高，但物流園區(qū)的數(shù)量仍在迅速增長，規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，2018年物流園區(qū)投資規(guī)模將增長至近4萬億元。物流園區(qū)規(guī)模的擴(kuò)大必然會造成物流費用尤其是運輸費用和物流園區(qū)物流成本的迅速增長，因此，如何降低物流成本、尋找盈利增長點、提高園區(qū)效益是目前物流園區(qū)極其關(guān)注和急需解決的難題。本文以物流供應(yīng)鏈集成管理為出發(fā)點，建立物流園區(qū)模塊化信息平臺，以點連線、以線成面，最后將服務(wù)能力匯聚在信息平臺之上，實現(xiàn)信息互聯(lián)互通，降低物流園區(qū)乃至整個供應(yīng)鏈的物流成本，提高效率，打開企業(yè)共同盈利發(fā)展的新局面。

2 物流園區(qū)模塊化信息平臺的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

物流園區(qū)模塊化信息平臺是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云服務(wù)平臺技術(shù)，對物流、信息流、資金流、管理流等社會資源進(jìn)行有效地整合并社會化運作，通過平臺、終端和電子支付三位一體的創(chuàng)新模式，實現(xiàn)車貨資源的快速智能匹配，解決支付、擔(dān)保、管理、運費信貸等困擾公路物流的核心問題，提供安全、便捷、高效、周到、經(jīng)濟(jì)的全新物流服務(wù)，徹底改善并最終改變物流行業(yè)傳統(tǒng)落后的停車場交易模式，降低物流交易成本，提高物流信息化、智能化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化水平。

該平臺設(shè)計并研發(fā)智能配送、貨物跟蹤、倉儲管理、車輛管理、決策分析、金融增值服務(wù)和其他增值服務(wù)等底層服務(wù)能力，經(jīng)過封裝后向供應(yīng)商、零售商、運輸企業(yè)、倉儲企業(yè)、汽修汽配企業(yè)、加油站、保險公司等供應(yīng)鏈上與物流園相關(guān)各企業(yè)等開放，企業(yè)通過調(diào)用這些服務(wù)能力可以降低自身運營成本，提高效益。平臺的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 平臺功能設(shè)計

該平臺是基于云計算和大數(shù)據(jù)的開放平臺，構(gòu)建于服務(wù)器框架Tornado之上來保證平臺的安全性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，通過讀/寫分離、主/從復(fù)制、異地鏡像等配置，使數(shù)據(jù)高效訪問的同時保證存儲安全，而對于高讀取、低更新的數(shù)據(jù)，使用開源NoSQL數(shù)據(jù)庫Redis緩存至內(nèi)存，最大化發(fā)揮以空間換時間的優(yōu)勢，平臺的主要功能設(shè)計如圖2所示。

圖2 平臺功能模塊圖

（1）智能配送。利用園區(qū)的運輸資源、供貨信息進(jìn)行最優(yōu)匹配，研究最佳配送方案，包括配送貨物類型、運輸路線、順序、車輛類型以及配送時間等，使配送成本最低。

（2）貨物跟蹤。采用定位系統(tǒng)跟蹤貨物的位置和狀態(tài)，并在運輸過程中進(jìn)行動態(tài)集中監(jiān)控管理，一旦貨物發(fā)生包裝異常形變、盜竊丟失或出現(xiàn)漏泄載、錯卸載等異常情況，會通過平臺立刻發(fā)出警示。有效數(shù)據(jù)存放在云端數(shù)據(jù)庫中，用戶可通過web或手機(jī)獲得跟蹤信息。

（3）倉儲管理。對貨物進(jìn)行集中科學(xué)管理，貨物與倉庫實行最優(yōu)匹配，為園區(qū)內(nèi)倉儲企業(yè)提供貨物名稱、貨物類型、貨物數(shù)量、貨物尺寸等信息，與其自身管理系統(tǒng)聯(lián)接，實現(xiàn)信息共享；對供應(yīng)鏈上下游企業(yè)進(jìn)行綜合分析，使庫存量在滿足客戶服務(wù)的條件下達(dá)到最低，有效防止貨物因長時間堆積而造成浪費。

（4）車輛管理。即網(wǎng)上車庫系統(tǒng)，在滿足一定的配送要求、運輸條件的前提下，以運輸成本盡可能低（車輛最少、行駛里程短、所需運輸時間最快）、服務(wù)質(zhì)量盡可能高為目標(biāo)，通過地圖軌跡、手機(jī)定位輕松查找可用車輛，設(shè)定期望流向等條件，實現(xiàn)快速車輛調(diào)度，提高調(diào)車效率。主要包括我的車庫和網(wǎng)上車庫兩部分。

（5）決策分析子平臺。即利用物流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型，對人力、物力、財力、客戶、市場、信息等方面數(shù)據(jù)信息的分析和綜合管理，為企業(yè)管理、客戶管理、市場管理、資金管理等提供科學(xué)決策的依據(jù)、準(zhǔn)確的信息分析資料。

（6）金融增值服務(wù)子平臺。將銀行和供應(yīng)鏈上各節(jié)點的物流企業(yè)容納其中，實現(xiàn)銀行、保險、物流企業(yè)和用戶的無縫對接，相互之間有效互動，打破了單一區(qū)域、單一企業(yè)、單點業(yè)務(wù)的局限，在物流園區(qū)乃至全國范圍內(nèi)解決信息不對稱問題。

圖3 物流園區(qū)信息化底層開放平臺接口示意圖

2.3 系統(tǒng)中間件設(shè)計

2.3.1 中間件設(shè)計。平臺與其它系統(tǒng)集成服務(wù)是針對已有管理系統(tǒng)、運輸ERP系統(tǒng)、園區(qū)OA系統(tǒng)等的物流企業(yè)提供定位跟蹤和其他功能模塊的數(shù)據(jù)對接，可與原有系統(tǒng)技術(shù)集成，擴(kuò)展應(yīng)用性極強，實現(xiàn)管理系統(tǒng)完美集成。

與其他系統(tǒng)的集成主要是靠異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成中間件來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)集成中間件采用SOA架構(gòu)模式來實現(xiàn)。總架構(gòu)分五層：表示層、業(yè)務(wù)層、服務(wù)總線、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層。表示層為用戶提供各種數(shù)據(jù)訪問的接口；業(yè)務(wù)層主要完成用戶業(yè)務(wù)規(guī)則的制定；服務(wù)總線層是架構(gòu)的核心層，主要完成用戶服務(wù)的注冊、查詢、組合、綁定和調(diào)用等功能，實現(xiàn)信息的交互；服務(wù)層涵蓋中間件實現(xiàn)的所有功能；數(shù)據(jù)層是對各種異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲。

2.3.2 接口設(shè)計。物流園區(qū)信息化底層開放平臺遵循OpenAPI規(guī)范開放基礎(chǔ)平臺接口，幫助自建系統(tǒng)物流企業(yè)整合資源、集成功能，協(xié)助第三方軟件開發(fā)商快速實現(xiàn)物流行業(yè)定制化產(chǎn)品，具體如圖3所示。

3 平臺關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計

3.1 智能配送

3.1.1 車貨匹配系統(tǒng)。首先建立一個車貨匹配模型，從數(shù)據(jù)庫中搜索出滿足貨主需要的車輛并顯示給貨主，貨主再從中挑選出最適合自己的車輛。

設(shè)已知第i輛車的信息有Ci：車輛位置CZi，車輛是否空載CEi，期望流向CLi，拖掛輪軸CTi，貨箱結(jié)構(gòu)CSi，車輛類型CXi，箱體容積CRi，載重噸位CDi，車主聯(lián)系方式CPi等。

第j批貨物的信息有Hj：貨物需要車輛類型HXj，發(fā)貨城市HZj，到貨城市HLj，貨物重量HDj，貨物體積HRj，貨主聯(lián)系方式HPj等。

對于第j批貨物，選擇車輛i需要滿足：車輛為空車，即CEi=1，并同時滿足下面條件：HXj=CXi，HZj=CZj，HLj=CLi，HDj≤CDi，HRj≤CRi，即車輛類型必須和貨物要求的車輛類型一致，如保溫車、冷藏車等；車貨的運輸方向必須保持一致，貨物的重量和大小要不大于車輛的最大載重和容積。

車貨信息匹配完成后，根據(jù)匹配信息里的車主、貨主的聯(lián)系方式，車貨雙方可以進(jìn)行聯(lián)系，挑選出最適合的合作對象。

3.1.2 運輸路線優(yōu)化系統(tǒng)。通過整合交通信息資源，包括電子地圖、交通信息平臺實時的交通信息，在此基礎(chǔ)上通過相應(yīng)算法為物流企業(yè)解決車輛行駛過程中的路線優(yōu)化問題。

算法具體實現(xiàn)步驟如下：

（1）提取道路數(shù)據(jù)。從道路屬性表中提取道路ID號、道路名稱、道路長度、限制信息等數(shù)據(jù)；從道路轉(zhuǎn)向表中提取起始路段、終止路段、轉(zhuǎn)向關(guān)系等數(shù)據(jù)；從道路行駛時間表中提取預(yù)測的行駛時間數(shù)據(jù)。

（2）將提取的數(shù)據(jù)保存到數(shù)組中。數(shù)組的數(shù)據(jù)要根據(jù)道路交通狀況的實時變化進(jìn)行實時更新。

（3）設(shè)置算法的起始路段ID、目標(biāo)路段ID、車輛出發(fā)時間、最優(yōu)目標(biāo)等參數(shù)。

（4）把起始路段設(shè)為當(dāng)前搜索點，循環(huán)選取相鄰路段分別判斷當(dāng)前路段的道路通暢情況和行駛時間，計算綜合權(quán)值比較估計函數(shù)值，并選取最小值的路段存到結(jié)果中，然后將該路段作為新的起始路段。

（5）循環(huán)第四步，直到到達(dá)終點,得到最優(yōu)路線。

3.2 貨物跟蹤

貨物跟蹤流程如圖4所示。主要由智慧標(biāo)簽WWSID、車載監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心三部分組成。

圖4 貨物跟蹤流程圖

圖5 決策分析子平臺功能圖

（1）智慧標(biāo)簽WWSID：貼有WWSID標(biāo)簽的貨物具有自己的身份和與自身相關(guān)的各種數(shù)據(jù)，具有記憶、定時喚醒、實時定位、查詢和分析等智慧特性，具有全天候無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的功能。正常情況下，智慧標(biāo)簽WWSID處在休眠和定時通信狀態(tài)，非正常情況才被喚醒，如：貨物發(fā)生包裝異常形變、異常受壓或震蕩、過度相對位移、溫濕度超范圍變化、盜竊丟失或其它可能的對貨物有影響的環(huán)境變化時喚醒智慧標(biāo)簽，智慧標(biāo)簽喚醒后會主動檢查自身情況和查詢周圍情況，并向車載監(jiān)控中心報警，傳遞相關(guān)信息。

（2）車載監(jiān)控終端：終端采用觸摸屏，平臺主要由GPS接收模塊、GPRS收發(fā)模塊組成。車載監(jiān)控終端通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)采集車輛的位置、貨物狀態(tài)、環(huán)境及報警等綜合信息，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到監(jiān)控中心。車載監(jiān)控終端與監(jiān)控中心為雙向信息傳輸，也可以把監(jiān)控中心的控制命令下達(dá)到智慧標(biāo)簽WWSID，實現(xiàn)對在運貨物監(jiān)控的目的。

（3）物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心：監(jiān)控中心由監(jiān)控平臺、主服務(wù)器、通信服務(wù)器、RADIUS認(rèn)證服務(wù)器組成，其核心任務(wù)是對所有在運貨物實時定位監(jiān)控，具有操作、維護(hù)、處理、統(tǒng)計、分析和監(jiān)控在運貨物信息的功能，并與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)。監(jiān)控中心服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫和地理信息服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)在運貨物監(jiān)控信息的分析和處理，以及地理信息系統(tǒng)的維護(hù)和更新、GPS定位信息的處理等。

3.3 智能決策

決策分析子平臺的功能如圖5所示。

平臺首先收集貨運業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、司機(jī)車輛基礎(chǔ)服務(wù)數(shù)據(jù)、司機(jī)行為數(shù)據(jù)和車輛實時GIS數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，提供全程監(jiān)管、動態(tài)監(jiān)管、實時監(jiān)管和自動監(jiān)管等行業(yè)智能監(jiān)管服務(wù)、智能預(yù)警服務(wù)及行業(yè)統(tǒng)計分析服務(wù)，幫助政府進(jìn)行高效的行業(yè)規(guī)范、運作、誠信、發(fā)展規(guī)范、安全生產(chǎn)及交通擁堵的監(jiān)管，制定合理可信的行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、地方標(biāo)準(zhǔn)、行政許可標(biāo)準(zhǔn)和行政事業(yè)性收費標(biāo)準(zhǔn)，緩解由貨源車輛造成的交通擁堵問題。平臺為企業(yè)提供的公共信息服務(wù)使企業(yè)不必構(gòu)建自己的IT系統(tǒng)，通過決策分析報告、行業(yè)發(fā)展報告、誠信司機(jī)的信息、車輛司機(jī)的統(tǒng)一認(rèn)證信息等制定本企業(yè)正確的發(fā)展戰(zhàn)略，選擇最優(yōu)化的解決方案。

4 結(jié)語

針對當(dāng)前物流公司小、散、亂等情況，建立了物流園區(qū)模塊化信息平臺，把所有貨物流通的數(shù)據(jù)打通，形成一個巨大的即時信息平臺，并將與物流園相關(guān)的供應(yīng)鏈上各節(jié)點企業(yè)有效地整合進(jìn)來，實現(xiàn)物流供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)之間的資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，有效的降低企業(yè)的運營成本，提高企業(yè)綜合管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。其他的物流公司也可以在該平臺的基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)或優(yōu)化自己的網(wǎng)絡(luò)，或提升效率，或調(diào)整商業(yè)模式，共同建立一個物聯(lián)網(wǎng)時代的新的商業(yè)生態(tài)模式。同時，平臺也可以為政府規(guī)劃、交通等部門提供行業(yè)情況匯報、行業(yè)監(jiān)管等所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此應(yīng)用前景非常廣闊。

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[1]徐學(xué)才,羅湘建,孫遜,等.基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵路冷鏈物流園區(qū)信息平臺構(gòu)建[J].物流技術(shù),2017,(3).

[2]竇欣.云計算融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物流園區(qū)綜合信息服務(wù)平臺設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2017,(11).

[3]沙蓓蓓.物聯(lián)網(wǎng)與云計算構(gòu)架環(huán)境中物流園區(qū)供應(yīng)鏈管理平臺的設(shè)計與分析[J].經(jīng)貿(mào)實踐,2017,(24).