基于汽車電子標識的物流信息平臺構建研究

易海燕　童典利

摘 要：基于公路貨運物流實際存在的信息不對稱問題，在汽車電子標識前沿技術的應用基礎上，研究基于汽車電子標識的物流信息平臺構建，依據平臺用戶的功能需求重點對平臺功能模塊進行分析與設計，最后使用UML建模語言對平臺核心子系統進行用例圖、領域模型及活動圖等模型建模，從而為后續的平臺開發和運營奠定基礎。

關鍵詞：物流工程；物流信息平臺；UML建模；汽車電子標識

中圖分類號：F253.9 文獻標識碼：A

Abstract： In order to resolve the problem of information asymmetry that highway freight logistics actually exists， it proposed that the research on construction of logistics information platform based on electronic registration identification of the motor vehicle， then focus on the analysis and design of platform's functional module in accordance with the functional demand of users， finally build and show UML modeling with use case diagram， domain model（entity class diagram）and activity diagram， thereby lay the foundation for the following development and operation of this platform.

Key words： logistics engineering； logistics information platform； unified modeling language； ERI

0 引 言

公路貨運是貨物運輸的一種主要方式，市場規模龐大。2014年全國貨物運輸總量431.30億噸，其中公路貨運量為333.28億噸，占全國貨運總量的77.27%，是絕對的運輸主力軍[1]。然而，整個公路貨運物流行業的現狀卻被精準概括為“小、散、亂、差”。究其根本原因在于公路貨運物流信息不對稱。因而物流信息化建設已成為行業關注的焦點。此外，根據我國《交通運輸“十二五”規劃綱要》，物聯網已經成為新一代信息技術產業重點發展的領域之一，發展物聯網已提升到國家的戰略高度。汽車電子標識體系作為交通物聯網技術體系中的一大重要體系，在物流領域中具有重大應用價值。基于上述公路貨運實際存在的問題和汽車電子標識技術的創新，論文提出基于汽車電子標識的物流信息平臺構建研究，并設計平臺的業務功能模塊和UML模型，將智能交通與智能物流兩者有機結合，合理地整合與優化配置物流資源，提高物流資源的利用率，有效地降低公路物流行業的交易成本。

1 基礎理論概述

1.1 公路物流信息平臺概述

公路物流信息平臺融合了海量的車駕信息、貨源信息及交易信息等公路物流信息，并采用先進的信息技術，根據公路物流市場需求構建不同的業務功能模塊，為物流供應鏈上的所有參與者提供一體化的信息服務。基于跨組織物流系統的角度，物流信息平臺是信息和通訊技術在跨組織物流運作中的一種應用形態，是物流企業以及相關部門之間進行信息交互的一種公共架

構[2]。從信息服務角度分析可知公路物流信息平臺是一種多層次的綜合智能物流系統，能夠解決動態、隨機、多準則智能物流決策問題，具有管理、協調、優化以及調度、控制和智能監管的作用[3]。

1.2 汽車電子標識技術

汽車電子標識（Electronic Registration Identification of the Motor Vehicle，ERI）是一種嵌有超高頻無線射頻識別芯片并存儲汽車身份數據的電子信息識別載體。它的物理實體是一個基于RFID（Radio Frequency Identification）技術的、工作于UHF頻段（840～845MHz，920～925MHz）的無源陶基型汽車電子標簽，它面向汽車本身特性和運行環境特點進行專門的特殊設計、開發和制作，具有“兩個唯一性（全球唯一ID號，標識與汽車唯一對應固聯）”、“完全免維護”、“支持原態交通環境下應用”①等特點和屬性，能滿足在各種型號的汽車上普適應用。

1.3 UML建模技術

統一建模語言（Unified Modeling Language，UML）是一種面向對象的標準建模語言。它是用來對軟件系統、信息系統、機械系統等非軟件領域系統可視化建模的一種語言，是為面向對象開發系統的產品進行說明、可視化構造和編制文檔的一種標準語言。UML模型包含兩方面的定義：語意含義和表示法含義。語言含義描述了UML精確原模型的定義，使軟件開發者能夠與業務需求設計人員在語義上取得一致，消除因人而異的不同表達方法所產生歧義的影響；UML表示法定義了UML可視化的圖形表示法，為軟件開發者系統建模提供了圖形符號和文本語法標準[4-5]。

2 平臺功能設計分析

基于汽車電子標識的物流信息平臺作為一個開放式的信息平臺，涉及到物流交易各方參與主體，包括政府部門、物流企業、生產企業、工商貿易企業、個人用戶及金融機構等[6]。根據不同用戶的需求設計功能模塊，能夠使平臺具有良好的適用性。

2.1 平臺總體邏輯結構模型設計

分層式的體系結構設計能夠較好地分解建設任務，使其可在明確接口定義的前提條件下同步開發，并能夠確保平臺各分層具有一定的可擴展性和適應性[7]。基于汽車電子標識的物流信息平臺即采用分層式的體系結構設計，設計為基礎設施層、數據庫層、應用服務層及用戶展示層等。如圖1所示。endprint

2.2 平臺業務功能模塊設計

物流信息平臺功能的設計要求主要體現為高兼容性、準確性、穩定性和安全性等特性。模塊化的功能設計方法是一種高效的設計方法，通過區分平臺的基本功能和可擴展功能來對平臺進行模塊化設計，可大大提高平臺的功能可擴展性，從而滿足平臺未來因技術發展需要而實現擴展和升級的需求[8]。采用模塊化的設計思路，并根據功能需求分析可將平臺功能模塊分為兩大類：基本功能和擴展功能。如圖2所示。

2.2.1 平臺基本功能模塊

平臺的基本功能是為了滿足平臺用戶的基本需求，主要涉及以下四大功能：

（1）物流信息服務功能。物流信息平臺的基礎服務為物流信息服務，它融合了物流信息采集、傳輸、發布與驗證等全過程。物流信息服務功能細分模塊主要包括：物流信息采集功能，物流供需信息發布與查詢功能，物流營運車輛、駕駛員從業人員資質信息認證功能以及平臺用戶相關企業的營業資質審驗功能等。

①物流信息采集功能是指通過外部信息系統與平臺的接入，從多個同構或異構的數據源中采集平臺提供服務所需的信息，并規范和整理數據。②物流供需信息發布與查詢功能是車貨源信息的發布與查詢。它是物流信息平臺的立根之基。③營運車輛、駕駛員從業人員資質信息認證功能是指利用汽車電子標識提供的具有公安部門賦予法律效率的車輛電子身份信息與營運車輛的運營資質信息進行審核認證，從而確保平臺上的運營車輛都是具有真實身份的合法車輛，以提高平臺的可靠性。④企業營業資質審驗功能主要指通過對會員企業的營業執照、企業信用等信息進行核實驗證，若不符合平臺設定的標準，將權限管制相應功能。

（2）物流資源交易功能。物流資源交易主要是指運力、倉儲等資源的交易，可通過掛牌交易、拍賣交易、詢價交易、撮合交易及招投標等方式進行。物流資源交易中還涉及到一些相關的輔助功能，例如車輛定位監控，貨物在途跟蹤等物流過程監控功能。

（3）物流增值服務功能。物流增值服務功能是一個集成多種物流服務的功能模塊。主要包括：物流金融服務、保險服務、報關服務、出入境檢驗檢疫服務、稅務服務及廣告服務等功能。其中，物流金融服務是指平臺對客戶進行信用評級后，根據評級的結果為其提供不同層次的倉單質押、融通倉、純數據信用融資及應收賬款融資等金融服務。

（4）平臺運行管理功能。基于汽車電子標識的物流信息平臺同樣需要一個可管、可控的運行管理平臺來部署各類服務和運行維護管理[8]。平臺運行管理平臺是協調各子系統完成其功能所需的一種輔助管理系統，涉及日常運行管理維護、系統安全驗證服務，網絡檢測及用戶管理等內容。

2.2.2 平臺擴展功能模塊

在智能交通物聯網的大背景下，新一代信息技術的發展促使物流信息平臺的擴展功能日益豐富。本文所構建平臺的擴展功能設計結合了汽車電子標識技術的應用，主要列舉以下三大功能：

（1）物流決策支持模塊。平臺采用大數據、數據挖掘等技術深度挖掘歷史物流數據中的潛在有價值信息，獲得相應的分析成果，以分析報告或分析數據的形式提供給客戶，從而為客戶的物流決策提供支持。物流決策支持內容包括：物流數據統計分析、經濟適應性分析、物流需求與預測分析及商業智能分析等內容[7]。

（2）ERI涉車消費收付費功能。平臺構建的ERI涉車消費收費功能是指利用與車輛固聯的RFID汽車身份電子標識作為車輛信息的儲存和傳輸介質，通過實時采集現實消費場景中經事權機關驗證的車輛身份信息，以及車主、實際使用人信息等，比對所采集信息基站的屬性和特征，識別服務商家、確定消費內容、鎖定交易行為，將現實場景涉車、涉駕的消費信息傳遞到后臺，根據收費方預設的計費規則自動進行計費，并關聯交易各方在系統預留的系統賬戶，按指定的方式和路徑進行費用的清分結算，實現支付。

（3）智能運輸管理功能。物聯網體系中的各大信息技術的聯合應用可使運輸管理更加智能化。例如，通過汽車電子標識技術、北斗技術/GIS技術、視頻圖像處理技術及傳感器等技術的融合創新，可實現車輛及貨物的實時動態可視化定位跟蹤，并能實時感知并監控貨物的安全及質量。

3 平臺UML建模

基于汽車電子標識的物流信息平臺的構建是一個浩大的系統工程，其具體實現同時也是一個極其復雜的軟件工程。由于篇幅有限，本文只選取其中一個核心子系統，即物流資源交易系統，進行UML建模。物流資源交易系統是基于汽車電子標識的物流信息平臺的核心子系統，它主要通過構建運力資源池，為貨運信息的匹配交易提供良好的信息交易服務。主要通過UML模型中較為關鍵的活動圖、用例圖及類圖模型進行建模。

3.1 物流資源交易系統活動圖模型

物流貨運資源交易模塊涉及到的流程主要包括：發布和查詢信息、在線交易、合同簽訂、在線支付、訂單跟蹤管理及信用評價等子流程。相應的活動圖模型如下所示：

（1）發布和查詢信息。物流資源交易系統的發布和查詢功能是對立統一的，它們是一個有機的整體。貨源與車源信息的發布是物流信息平臺的立根之本，它是平臺構建運力和貨源資源池的根基。只有不斷地更新車源和貨源信息，信息平臺才謂活著。其中，發布車源信息的活動圖如圖3所示。

（2）在線交易。物流貨運資源交易包括多種在線交易模式。一般的交易模式是指貨主或車主中的一方在線發布貨源信息或車源信息，另一方通過登錄會員賬號查詢所需信息，并通過平臺提供的聊天工具或網絡電話溝通，經過一次或多次的查詢和聯系后達成交易。此外，平臺還提供個性化的交易模式，比如在線撮合模式。在線撮合模式是指在貨主和車主雙方均發布需求信息，并確認使用撮合交易功能的基礎上，通過平臺系統自動匹配進行交易的一種模式，該模式能夠高效快速地匹配成功并達成交易，非常適用于供需雙方貨運需求緊急的情況。其中，在線撮合交易模式的活動圖模型如圖4所示。endprint

（3）簽訂合同。平臺的合同管理系統是指具備身份認證、談判磋商、合同簽名、合同存儲與調用等功能以實現在線簽訂電子合同及處理的信息系統。它通過采用提供簽訂電子合同的方式監督貨主和車主在物流貨運資源達成交易后履行各自義務，如此平臺能夠嚴格的把控物流資源交易過程中的欺詐或不履行合同義務的行為，使貨主和車主能夠安心地享受平臺提供的服務。如圖5所示。

（4）在線支付。在公路貨運行業中同樣存在物流和資金流異步分離的矛盾，物流服務和資金難以同步交換。異步交換容易使先收受對價的一方違背道德，導致破壞平等交易。然而平臺的在線支付功能提供類似“支付寶”性質的第三方支付平臺，將貨主和車主交易資金暫時存放到物流信息平臺中間賬戶上來，等到雙方確認貨運服務圓滿結束后平臺才將款項打給提供貨運服務的車主，從而為貨主和車主雙方提供資金保障。如圖6所示。

（5）訂單跟蹤管理。訂單跟蹤管理即是指物流過程監管，平臺通過ERI技術和北斗定位技術等多項技術來對車輛和貨物進行實時定位和跟蹤。其與物流車駕信息管理系統中的物流車輛在途監控管理模塊對接，并采用GIS技術地圖展示出車輛的位置。貨主和物流企業通過登錄會員賬號在平臺上輸入運單號即可查詢到貨物和車輛的實時狀況，使物流過程可視化，進而保證了貨物的安全準時送達。如圖7所示。

（6）信用評價。在會員注冊時，根據車主和貨主提交的材料，平臺首先通過材料整理量化指標進行基礎等級評級，并將基礎信用評級的結果公示。隨后在二者之間的交易發生后，貨主和車主按照評價指標進行互評打分，平臺記錄二者的誠信狀況，結合基礎等級評級的結果綜合評定車主和貨主的最終信用評級，而且評級結果實時動態更新，為后續的交易提供決策支持；平臺亦可調用第三方個人和企業征信系統，補充并完善平臺用戶的誠信數據，為搭建更加真實可靠的誠信評價體系打下夯實的信用數據基礎。在此模塊中，采用一定的激勵機制獎勵認真參與評價的貨主和車主，使平臺設立的信用評價功能不至于形同虛設。

3.2 物流資源交易系統用例圖模型

用例圖模型描述外部執行者與系統之間的交互功能，反映系統的功能需求。物流資源交易系統用例模型如圖8所示。

3.3 物流資源交易系統類圖模型

軟件的本質是指其要解決的問題領域（problem domain）中的重要概念在抽象層次的呈現，即通過“概念模型”來表示。傳統的結構化軟件分析設計使用數據流圖表達軟件結構，注重數據與數據之間的處理程序，雖然比較貼近商業處理的邏輯，但是忽視了“問題領域”的概念。而面向對象的UML建模中的類圖是對概念的一種分類，能夠良好地表達問題領域的概念模型，是軟件開發過程中的最重要的產物之一[9]。物流信息平臺的建模設計離不開實體對象類圖模型，其主要的交易就是貨運信息交易。從交易中可尋找相關的“人、事、物”實體對象，進而分析設計出物流資源交易系統的類圖模型（領域模型）。物流資源交易系統的領域模型如圖9所示。

4 結束語

智慧物流是物聯網時代的主題之一，建立基于汽車電子標識的物流信息平臺已成為物流信息化發展的趨勢。同時，它也是“互聯網+物流”融合創新發展的結晶，能夠在一定程度上推動公路貨運物流業的發展，提高信息化水平。本文在分析公路貨運物流存在問題的基礎上，提出了構建基于汽車電子標識的物流信息平臺的必要性，重點研究了平臺總體架構及功能模塊分析設計，并對其核心子系統UML建模展示，從而為平臺的后續開發建設奠定夯實的理論基礎。由于平臺的建設是一個繁雜的系統工程及軟件工程，在實際的開發和運營中所需考慮和解決的問題必然遠多余上文中探討的問題，例如文中尚未深入研究有關汽車電子標識的物流應用擴展編碼區的EPC編碼問題，有待進一步探討和研究。

注：①“原態交通環境”是指并未因某一技術系統的特定應用而人為規范、約束過的交通環境。包括如下五種基本情況：自由流交通狀態，多相交通流，不同車型、車種的混行，道路斷面采集和控制，各種天氣氣候條件及自然條件。

參考文獻：

[1] 交通運輸部綜合規劃司. 2014年交通運輸行業發展統計公報[EB/OL]. （2015-04-30）[2015-10-15]. http：//www.moc.gov.cn/zfxxgk/bnssj/zhghs/201504/t20150430_1810598.html.

[2] 劉仲英，胡衍強，胡斌. 物流公共信息平臺的體系結構研究[J]. 管理學報，2005（2）：188-190.

[3] Andrej Adamski. Hierarchical Integrated Intelligent Logistics System Platform[J]. Procedia Social and Behavioral Sciences， 2011（20）：1004-1016.

[4] 胡荷芬，高芬. UML面向對象分析與設計教程[M]. 北京：清華大學出版社，2012.

[5] 劉芳，徐雅君，梁娜. UML和建模工具Rational Rose的應用[J]. 計算機應用研究，2002（11）：119-120.

[6] 馮耕中，吳勇，趙紹輝. 物流公共信息平臺理論與實踐[M]. 北京：科學出版社，2015.

[7] 鄒洋. 物流信息平臺的RFID應用模式及標準研究[D]. 廣州：華南理工大學（碩士學位論文），2010.

[8] 李力. 物流信息平臺構建與應用研究[D]. 武漢：武漢理工大學（博士學位論文），2006.

[9] 朱杰，李俊韜，張方風. 物流公共信息平臺建設與運營模式[M]. 北京：機械工業出版社，2014.endprint