面向情境感知的物流園區(qū)物流信息服務(wù)協(xié)同系統(tǒng)

張 浩，洪 瓊，周凌云，趙 鋼，孫琛琛

ZHANG Hao1, HONG Qiong2, ZHOU Ling-yun1, ZHAO Gang1, SUN Chen-chen1

（1. 淮陰工學(xué)院 交通工程學(xué)院，江蘇 淮安223003；2. 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 商學(xué)院，江蘇 淮安223003）

(1. School of Traffic Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huai'an 223003, China； 2. Business College, Huai'an Institute of Information Technology, Huai'an 223003, China)

0 引 言

物流園區(qū)作為物流業(yè)發(fā)展到一定階段時(shí)產(chǎn)生的新興物流發(fā)展模式，在日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了快速發(fā)展。我國(guó)關(guān)于物流園區(qū)的實(shí)踐和相關(guān)研究雖然時(shí)間不是很長(zhǎng)，從1998 年在深圳建立國(guó)內(nèi)第一個(gè)物流園區(qū)（深圳平湖物流基地），到2008年我國(guó)物流園區(qū)的數(shù)量已達(dá)到475 個(gè)，2012 年更是達(dá)到754 個(gè)[1]。其在迅猛發(fā)展的過(guò)程中也逐漸暴露出了一些問(wèn)題，如各級(jí)物流園區(qū)企業(yè)孤立運(yùn)作，信息共享機(jī)制缺乏，無(wú)法實(shí)現(xiàn)協(xié)同互動(dòng)，還遠(yuǎn)沒(méi)有上升到物流節(jié)點(diǎn)的信息協(xié)同和業(yè)務(wù)流程優(yōu)化及區(qū)域物流資源的整合的層面上。

本文將以江蘇省淮通物流園為例，在明確物流園區(qū)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對(duì)物流園區(qū)作業(yè)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)情境引入情境感知計(jì)算分析模型，建立以人為中心的角色驅(qū)動(dòng)模式，以業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)流程為導(dǎo)航，探討面向情境感知的物流園區(qū)物流信息集成服務(wù)協(xié)同平臺(tái)的需求分析與規(guī)劃設(shè)計(jì)，系統(tǒng)將構(gòu)建起可針對(duì)性的提供主動(dòng)的信息分類智能推送服務(wù)模式，為物流園區(qū)信息化可持續(xù)發(fā)展提供理論參考與實(shí)踐借鑒。

1 相關(guān)研究背景

1.1 關(guān)于物流園區(qū)信息化建設(shè)方面的研究。目前比較主流的研究方向有兩方面：一些學(xué)者從理論方面入手，將研究重點(diǎn)放在物流園區(qū)信息傳遞與共享的價(jià)值以及對(duì)供應(yīng)鏈的績(jī)效影響上，最為知名的就是“牛鞭效應(yīng)”問(wèn)題；另一些學(xué)者則從技術(shù)實(shí)現(xiàn)入手，著重對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息傳遞和共享進(jìn)行研究，包括物流園區(qū)信息系統(tǒng)的構(gòu)建，新技術(shù)（如工作流技術(shù)、多智能主體技術(shù)） 的應(yīng)用。比較具有代表性的有：仝新順提出從共用信息平臺(tái)、基礎(chǔ)信息平臺(tái)和作業(yè)信息平臺(tái)進(jìn)行物流園區(qū)信息系統(tǒng)建設(shè)[2]。薛飛從物聯(lián)網(wǎng)與綜合型物流園區(qū)的融合角度提出搭建物流園區(qū)綜合公共信息平臺(tái)，并通過(guò)云計(jì)算中心為企業(yè)制定決策和提供個(gè)性化信息服務(wù)[3]。肖亮提出了一種基于平臺(tái)決策層、平臺(tái)業(yè)務(wù)層、企業(yè)業(yè)務(wù)層和應(yīng)用支撐層的物流園區(qū)信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)[4]。梁世翔通過(guò)研究物流園區(qū)物流活動(dòng)，建立了分布式數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，并以武漢丹水池物流園區(qū)為例進(jìn)行了案例研究[5]。

1.2 關(guān)于物流園區(qū)智能信息處理方面的研究。隨著物流園區(qū)逐步成為物流企業(yè)大量集聚的空間區(qū)域，園區(qū)數(shù)據(jù)海量特征日趨突出，如何對(duì)海量物流數(shù)據(jù)進(jìn)行智能挖掘與處理，支持企業(yè)在合適的地點(diǎn)和時(shí)間，及時(shí)準(zhǔn)確地獲得合適的信息或知識(shí)服務(wù)，已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。孟霞通過(guò)對(duì)移動(dòng)用戶在位置、時(shí)間、業(yè)務(wù)需求即用戶所處情景的綜合挖掘分析，進(jìn)行業(yè)務(wù)信息的主動(dòng)推薦[6]。潘旭偉等探討了實(shí)現(xiàn)基于情境的知識(shí)共享與重用方法的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：情境建模和情境相似性評(píng)估[7]。肖亮分析了供應(yīng)鏈物流計(jì)劃過(guò)程中的知識(shí)情境，將其嵌入到物流計(jì)劃過(guò)程Agent 模型中，描述了集成情境的供應(yīng)鏈物流計(jì)劃知識(shí)管理模型[4]。

隨著物流園區(qū)信息化水平的提升和園區(qū)物流業(yè)務(wù)的深入開展，物流園區(qū)信息處理平臺(tái)將面臨著移動(dòng)工作任務(wù)頻繁、專業(yè)分工高度化、海量數(shù)據(jù)服務(wù)需求及智能信息服務(wù)需求等問(wèn)題[4]。目前的研究成果主要集中在物流園區(qū)信息公共平臺(tái)開發(fā)，大多數(shù)只能提供園區(qū)內(nèi)基本的數(shù)據(jù)響應(yīng)服務(wù)，難以提供實(shí)時(shí)個(gè)性化的信息服務(wù)，不能滿足園區(qū)的實(shí)際應(yīng)用需求。

2 物流園區(qū)信息化發(fā)展需求

物流園區(qū)是物流服務(wù)聚集的場(chǎng)所，是物流產(chǎn)業(yè)集聚的一種表現(xiàn)形式，其對(duì)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用。但從現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)看，傳統(tǒng)的物流園區(qū)的區(qū)位特征及地方扶持政策的優(yōu)勢(shì)已很難顯現(xiàn)，而以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐整合物流園區(qū)企業(yè)的供應(yīng)、生產(chǎn)、配送、營(yíng)銷等環(huán)節(jié)，優(yōu)化企業(yè)業(yè)務(wù)流程，合理分配和調(diào)度相關(guān)物流資源成為了物流園區(qū)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)和迫切要求[8]。

現(xiàn)代物流園區(qū)的信息化主要體現(xiàn)在以下三個(gè)層次[3]：（1） 在信息的采集和傳輸方面。進(jìn)行物流園區(qū)內(nèi)部資源和組織的整合，以及業(yè)務(wù)流程的操作管理等方面工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)信息采集，傳輸和交換的快速準(zhǔn)確化、標(biāo)準(zhǔn)化和低成本化。（2） 在園區(qū)內(nèi)外部信息銜接方面。進(jìn)行與園區(qū)外部信息的交換，以及與應(yīng)用層（主要是客戶） 的信息系統(tǒng)的對(duì)接等過(guò)程中，能夠搭建并形成以整個(gè)供應(yīng)鏈為基礎(chǔ)的信息平臺(tái)，同時(shí)兼顧內(nèi)部操作使用。（3） 在園區(qū)信息處理方面。能夠通過(guò)對(duì)大量信息數(shù)據(jù)的挖掘、處理和分析，形成有效地理論依據(jù)為以后進(jìn)行決策的制定和優(yōu)化，提供有利的支撐和幫助。

這三個(gè)層次的需求，也是現(xiàn)代物流園區(qū)信息化需求的關(guān)鍵，充分體現(xiàn)出物流園區(qū)在整個(gè)物流產(chǎn)業(yè)鏈中重要的承接作用，也說(shuō)明現(xiàn)代物流園區(qū)在整個(gè)物流產(chǎn)業(yè)信息化的核心地位，利用現(xiàn)代物流園區(qū)信息化的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)信息標(biāo)準(zhǔn)化、智能化等更高層次的目標(biāo)。

3 面向情境感知的物流園區(qū)智能信息處理解決方案設(shè)計(jì)

針對(duì)物流園區(qū)作業(yè)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)情境引入情境感知計(jì)算分析模型，建立以人為中心的角色驅(qū)動(dòng)模式，以業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)流程為導(dǎo)航，針對(duì)物流園區(qū)作業(yè)節(jié)點(diǎn)提供主動(dòng)的個(gè)性化自適應(yīng)物流服務(wù)，建立協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)化的物流信息服務(wù)管理機(jī)制，以提高對(duì)園區(qū)內(nèi)外部物流資源整合利用與優(yōu)化配置效率，推動(dòng)物流企業(yè)向園區(qū)集聚，促進(jìn)物流產(chǎn)業(yè)協(xié)同和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.1 物流園區(qū)泛在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與異構(gòu)數(shù)據(jù)處理

（1） 支持物流園區(qū)信息集成的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。由于物流園區(qū)作業(yè)任務(wù)的特征，需要建立滿足物流園區(qū)連通并支持RFID/EPC 和移動(dòng)終端的多種數(shù)據(jù)采集和交換的移動(dòng)泛在網(wǎng)絡(luò)體系。為此對(duì)于一般的商務(wù)數(shù)據(jù)，如各種單據(jù)、物流資源的狀態(tài)等靜態(tài)數(shù)據(jù)采用有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集成，而對(duì)于實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)則可以采用基于Zigbee 協(xié)議和成簇拓?fù)潴w系設(shè)計(jì)的物流園區(qū)傳感網(wǎng)進(jìn)行采集和交換，并通過(guò)與有線網(wǎng)絡(luò)/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的集成，以合適的方式在園區(qū)內(nèi)外相關(guān)業(yè)務(wù)主體間傳輸和交換。

（2） 移動(dòng)泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的物流園區(qū)異構(gòu)數(shù)據(jù)融合方法。由于開放的Web 服務(wù)和數(shù)據(jù)源的自治性，形成了一種半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式，使得底層數(shù)據(jù)融合缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用整合困難。為此采用基于本體的數(shù)據(jù)描述方法，建立獨(dú)立于異構(gòu)數(shù)據(jù)源訪問(wèn)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)集成中間件，通過(guò)中間件中的數(shù)據(jù)格式定義、源數(shù)據(jù)解釋、數(shù)據(jù)遷移管理和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，提供標(biāo)準(zhǔn)接入功能，并將分散存放的上述數(shù)據(jù)抽象為結(jié)構(gòu)化的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，利用從數(shù)據(jù)庫(kù)中的表和字段名到本體中概念節(jié)點(diǎn)及其屬性的映射實(shí)現(xiàn)從語(yǔ)義角度有效地整合分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)資源。

3.2 物流園區(qū)物流服務(wù)網(wǎng)格系統(tǒng)建模

（1） 針對(duì)物流園區(qū)業(yè)務(wù)過(guò)程涉及的工作流及信息流，在信息協(xié)同理論的基礎(chǔ)上，對(duì)物流園區(qū)物流服務(wù)的需求、物流園區(qū)物流服務(wù)信息共享的內(nèi)容、傳遞方式以及任務(wù)環(huán)境等進(jìn)行深入分析，構(gòu)建物流園區(qū)物流服務(wù)信息協(xié)同的策略及實(shí)施要點(diǎn)。

（2） 基于“云計(jì)算”的物流園區(qū)物流服務(wù)網(wǎng)格體系構(gòu)建。基于Globus Toolkit version 4 構(gòu)建物流園區(qū)物流服務(wù)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)提取、集成、處理與分析方法，構(gòu)建異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合框架、集成策略和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并在OGSA-DAI 中間件的基礎(chǔ)上，通過(guò)工作流技術(shù)、Web 語(yǔ)義標(biāo)注及本體描述的方法建立基于虛擬視圖法的數(shù)據(jù)訪問(wèn)與集成方案。

3.3 物流園區(qū)面向任務(wù)情境的上下文感知計(jì)算與自適應(yīng)服務(wù)匹配

（1） 采用基于Cortex-M3 平臺(tái)與分類傳感器模塊集成的數(shù)據(jù)采集軟硬件平臺(tái)并結(jié)合時(shí)空語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型完成對(duì)任務(wù)情境數(shù)據(jù)的采集、分類、結(jié)構(gòu)化表示與存儲(chǔ)，利用任務(wù)情境來(lái)標(biāo)記與任務(wù)對(duì)應(yīng)的物流服務(wù)需求信息，并通過(guò)情境資源的空間劃分，建立面向任務(wù)情境的分布式情境感知管理模型，完成對(duì)任務(wù)情境的上下文語(yǔ)義感知計(jì)算與情境推理過(guò)程[9]。

（2） 在基于“云計(jì)算”模式的園區(qū)信息物流服務(wù)網(wǎng)格系統(tǒng)環(huán)境下，設(shè)定任務(wù)情境觸發(fā)規(guī)則，并利用Agent 技術(shù)完成復(fù)雜任務(wù)分解，采用層次化分析方法構(gòu)建基于Agent 的任務(wù)描述語(yǔ)言，在此基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)支持物流服務(wù)需求Web 語(yǔ)義自動(dòng)組合和調(diào)用的Multi-Agent 個(gè)性化物流服務(wù)響應(yīng)組合框架，實(shí)現(xiàn)符合用戶需求的個(gè)性化物流服務(wù)組合與自適應(yīng)物流服務(wù)匹配，具體實(shí)現(xiàn)原理及過(guò)程已另文發(fā)表。

4 物流園區(qū)物流信息服務(wù)協(xié)同平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

江蘇省淮通物流園主要由八個(gè)功能區(qū)組成：分別是企業(yè)基地區(qū)、采購(gòu)交易區(qū)、公路貨運(yùn)區(qū)、專業(yè)市場(chǎng)區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)配送區(qū)、公共倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、保稅物流區(qū)以及綜合服務(wù)區(qū)等。目前，通過(guò)園區(qū)物流信息化改造一期工程，已經(jīng)建立了較為完善的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。本文是在其第一階段的信息化發(fā)展基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入分析其作業(yè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)耦合與協(xié)同運(yùn)作機(jī)制，通過(guò)建立面向任務(wù)情境的自適應(yīng)物流服務(wù)匹配與協(xié)同運(yùn)作模式，構(gòu)建其面向情境感知的園區(qū)物流信息服務(wù)集成系統(tǒng)的框架，并從整體解決方案和框架結(jié)構(gòu)上對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的相關(guān)介紹。

該平臺(tái)采用SOA 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并利用Web Services Definition Language 來(lái)描述其服務(wù)接口，以IaaS 模式提供物流園區(qū)基礎(chǔ)物流服務(wù)資源的云接入與共享，以PaaS 模式為物流園區(qū)用戶提供便捷的Web 服務(wù)，以SaaS 模式為物流園區(qū)內(nèi)各類物流服務(wù)主體提供軟件服務(wù)，Client 層接入面向物流園區(qū)作業(yè)任務(wù)情境的云服務(wù)感知接口，并提供按需定制的服務(wù)請(qǐng)求[8]，該平臺(tái)的概念模型如圖1 所示。

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