物聯(lián)網(wǎng)在航運物流和港口中的研究

陳新雷

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在航運物流數(shù)據(jù)采集以及貨物安全位置確定方面具有先天優(yōu)勢。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠儲存大量的數(shù)據(jù)并且與云計算平臺實現(xiàn)組合服務(wù)。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用能夠滿足客戶對港口的需求，從而實現(xiàn)港口服務(wù)的升級轉(zhuǎn)型。本文主要針對當(dāng)前港口物流信息平臺建設(shè)不足的局面，提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合服務(wù)平臺，并且闡述了其服務(wù)的整體架構(gòu)，詳細(xì)探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在航運物流和港口服務(wù)中的作用，希望相關(guān)技術(shù)人員以借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 航運物流 港口服務(wù)

1.前言

隨著近些年對外貿(mào)易的增加，港口業(yè)務(wù)范圍以及復(fù)雜程度不斷提升，對港口所使用的物流平臺提出了更高的要求：第一，必須對龐大的港口物流資源提供信息支持，并且隨時進(jìn)行監(jiān)控，保障其準(zhǔn)確性；第二，必須對物流所帶來的海量信息高效率處理；第三，能為各種物流信息提供衍生服務(wù)，并且實現(xiàn)其用戶間協(xié)同協(xié)作。面對這樣的要求必須要使用先進(jìn)的技術(shù)整合港口信息資源，實現(xiàn)集中化管理，能夠提高港口物流管理的綜合服務(wù)效能。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等新興技術(shù)的發(fā)展，航運服務(wù)過程中海量數(shù)據(jù)處理已經(jīng)有了比較有效的解決方案。在港口物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，能夠通過各種傳感設(shè)備按照原有約定協(xié)議，將物流信息鏈中所涉及到的信息與互聯(lián)網(wǎng)直接相連，并且實現(xiàn)信息交換，從而實現(xiàn)內(nèi)部通信，實現(xiàn)自動采集物流平臺信息的功能。然后再通過云計算強大的存儲以及計算能力，對海量的數(shù)據(jù)信息存儲以及處理，最終完成框架構(gòu)建，以此為基礎(chǔ)為用戶提供物流信息服務(wù)，并能夠?qū)⒃械钠脚_升級為公共服務(wù)平臺。本文根據(jù)實踐經(jīng)驗對如何實現(xiàn)云平臺數(shù)據(jù)中心和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間實現(xiàn)共享信息模式進(jìn)行了研究，為物流業(yè)務(wù)動態(tài)化、精細(xì)化管理提供技術(shù)基礎(chǔ)，并且能夠利用云計算技術(shù)對數(shù)據(jù)資源高效處理，實現(xiàn)高效服務(wù)，擴展功能，最終能夠?qū)崿F(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及云計算技術(shù)的港口物流信息綜合服務(wù)平臺的搭建，從而為用戶提供更為高效、簡便、綜合的物流服務(wù)功能。

2.平臺總體構(gòu)架內(nèi)部功能

港口物流主要包括兩大部分組成，第一部分是硬件平臺層，第二部分是軟件平臺層，軟件平臺層又分為數(shù)字資源虛擬層、服務(wù)資源層以及應(yīng)用層等多個方面。

從系統(tǒng)功能服務(wù)上來看，港口物流平臺主要包括四個組成部分：第一，物流服務(wù)系統(tǒng)；第二，信息服務(wù)系統(tǒng)；第三，電子政務(wù)系統(tǒng)；第四，電子服務(wù)系統(tǒng)。物流服務(wù)系統(tǒng)主要完成各種物流業(yè)務(wù)，并對物流信息及時跟蹤，保障物流通暢，能夠為港口物流提供安全有效的手段。信息服務(wù)主要業(yè)務(wù)包括智能化裝載、船舶引航、物流鏈管理、物流跟蹤等等服務(wù)。它能夠提供專業(yè)的物流服務(wù)，獲得裝載以及卸載貨物的及時信息，對運輸路線進(jìn)行分析，從而提升顧客滿意度；信息服務(wù)功能主要達(dá)到信息標(biāo)準(zhǔn)化、解決格式轉(zhuǎn)換之間標(biāo)準(zhǔn)不一的問題，能夠通過EDI單證來實現(xiàn)信息流暢，為業(yè)主提供增值服務(wù)；商務(wù)服務(wù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在線交易管理操作，方便企業(yè)進(jìn)行國際貿(mào)易以及電子商務(wù)；電子政務(wù)系統(tǒng)因為進(jìn)出港口的錯誤提供專門服務(wù)，比如說報關(guān)服務(wù)、通關(guān)服務(wù)以及后續(xù)的檢驗檢疫。

3.平臺搭建技術(shù)

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠為港口物流管理提供精細(xì)化感知系統(tǒng)，并且借助于云計算合理的資源調(diào)配，充分實現(xiàn)其強大的計算能力。

3.1平臺中的關(guān)鍵技術(shù)

（1）無線傳感網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必須要與數(shù)據(jù)中心信息進(jìn)行融合，因此保證物聯(lián)網(wǎng)大量數(shù)據(jù)以及由此延伸的信號能夠從終端設(shè)備向收集信息的數(shù)據(jù)中心匯聚就成了技術(shù)的關(guān)鍵所在。并且圍繞數(shù)據(jù)中心有效實現(xiàn)各種資源的相互聯(lián)系，能夠通過感知信息資源實現(xiàn)反饋與控制。在港口航運物流業(yè)務(wù)中的終端設(shè)備必須要結(jié)合船舶以及車輛運動較為頻繁的特點，跨越多目標(biāo)性障礙，有效實現(xiàn)港口的連通與覆蓋，并且其終端設(shè)備必須要支持RFID，epc等數(shù)據(jù)端口，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)匯集，有效實現(xiàn)港口無線傳感網(wǎng)絡(luò)高密度無死角覆蓋。

整個港口的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計主要是基于zibee協(xié)議，構(gòu)件組成的拓普系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)組織的網(wǎng)絡(luò)體系，該網(wǎng)絡(luò)體系主要包括數(shù)據(jù)的匯總點、區(qū)域數(shù)據(jù)匯總以及外部傳感器節(jié)點三種類型，這些傳感器節(jié)點都具有自我修復(fù)能力，能夠在自主條件下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集以及轉(zhuǎn)發(fā)功能，并且實現(xiàn)自身檢查。其能夠在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)配置，并且每一個無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都能夠互相通信，等于有多個路徑到達(dá)基站節(jié)點。并且每一次傳輸都采用多條傳輸?shù)男问?，能夠?qū)鬏敂?shù)據(jù)有效傳遞給基站，充分提高數(shù)據(jù)傳輸中的整體可靠性。

（2）虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)主要與物聯(lián)網(wǎng)底層的設(shè)備相連接，主要作用是溝通上部聯(lián)系設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)資源利用的最大化。在虛擬化技術(shù)中主要分為系統(tǒng)虛擬化、存儲目標(biāo)虛擬化以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用虛擬化三種。利用各種虛擬化技術(shù)能夠有效實現(xiàn)平臺資源的管理，同時將原有的物理資源轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的邏輯資源，特別是在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下終端品牌較為繁多，形式架構(gòu)各不相同，數(shù)據(jù)之間聯(lián)系方式各異的各種掃描與傳感定位都能夠有效實現(xiàn)，同時將各種數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換為相同形式。最終形成的系統(tǒng)包括計算存儲在內(nèi)的各種邏輯資源關(guān)系，能夠為基礎(chǔ)設(shè)施提供長久服務(wù)。

3 . 2數(shù)據(jù)資源成關(guān)鍵服務(wù)

港口物流信息需要在物聯(lián)網(wǎng)中處理大量數(shù)據(jù)，因此實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)管理對海量數(shù)據(jù)有效控制是港口物流信息管理的關(guān)鍵所在。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠為港口物流信息管理提供精確的方位信息，比如說身份識別技術(shù)、信息技術(shù)、貨物狀態(tài)等等，同時平臺還能夠提供各種環(huán)境信息，主要是為船舶引航調(diào)度以及線路的整體優(yōu)化做出輔助性技術(shù)支持。比如說在冷凍供應(yīng)鏈物流管理中，不僅僅關(guān)注貨物的移動分析，同時還需要將傳感溫度以及貨物的保存信息各種動態(tài)屬性進(jìn)行監(jiān)測，同時控制周圍的地理環(huán)境因素，對中轉(zhuǎn)站各種環(huán)境因素也要對比和分析，才能夠及時了解貨物以及運載工具動態(tài)的變化，有效掌握庫房使用情況，并且對貨物中轉(zhuǎn)調(diào)度進(jìn)行分析，進(jìn)行全方位的數(shù)據(jù)管理，這對數(shù)據(jù)資源城存儲以及處理數(shù)據(jù)的能力提出了更高的要求。

HBase是在原有底層和擴展服務(wù)器支持下能夠自由伸縮的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，系統(tǒng)分別存在于多個處理器中。一般來說一個HBase集合群只要有一臺master軟件服務(wù)器以及眾多區(qū)位服務(wù)器組成，服務(wù)器中的數(shù)據(jù)格式主要按照HDFS格式，并且確為服務(wù)器負(fù)責(zé)管理各個下屬區(qū)域之間系統(tǒng)的開發(fā)操作；master服務(wù)器主要為了維護(hù)區(qū)域服務(wù)器之間的對應(yīng)關(guān)系，其主要的工作流程如圖2。

4.結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛使用能夠為搭建港口物流服務(wù)平臺提供相應(yīng)的技術(shù)基礎(chǔ)，并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時收集以及合理利用，全面提升了港口物流平臺的綜合信息保障能力，為港口物流平臺的應(yīng)用與發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖亮.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物流園區(qū)供應(yīng)鏈集成管理平臺構(gòu)建[J].電信科學(xué)，2011，27（4）： 54-60.

[2]羅軍舟，金嘉暉，宋愛波.云計算-體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J].通信學(xué)報，2011，32（7）：3-21.