物流園區模塊化信息平臺研究與設計

張澤建，王曉東，薛 明

（湖北物資流通技術研究所，湖北 襄陽 441002）

1 引言

由于我國物流業正處于產業地位的提升期和現代物流服務體系的形成期，造成了物流園區存在一些非常突出的問題：

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

（2）缺少合作機制及網絡性。物流園區融合了交通運輸、倉儲、流通加工、配送、經貿、工商、稅務、交通管理等多個企業和部門，它們之間缺乏必要的聯系機制，無法實現相互間的配合。而且，目前全國物流園區的信息化建設步伐仍然偏慢，能夠有效建立服務整個園區的信息化平臺的物流園區少之又少，園區相互之間聯網溝通的信息化建設程度偏低，面向園區企業和相關社會大眾的信息化平臺建設更有待加強，使物流園區形成孤島效應。

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

物流園區作為運輸車輛和運輸企業的聚集地，目前空載率、運輸成本都比較高，效率低，經濟效益并不樂觀。雖然效率不高，但物流園區的數量仍在迅速增長，規模也在不斷擴大，2018年物流園區投資規模將增長至近4萬億元。物流園區規模的擴大必然會造成物流費用尤其是運輸費用和物流園區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、提高園區效益是目前物流園區極其關注和急需解決的難題。本文以物流供應鏈集成管理為出發點，建立物流園區模塊化信息平臺，以點連線、以線成面，最后將服務能力匯聚在信息平臺之上，實現信息互聯互通，降低物流園區乃至整個供應鏈的物流成本，提高效率，打開企業共同盈利發展的新局面。

2 物流園區模塊化信息平臺的設計

2.1 系統架構

物流園區模塊化信息平臺是利用物聯網技術和云服務平臺技術，對物流、信息流、資金流、管理流等社會資源進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新模式，實現車貨資源的快速智能匹配，解決支付、擔保、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、經濟的全新物流服務，徹底改善并最終改變物流行業傳統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、規范化和標準化水平。

該平臺設計并研發智能配送、貨物跟蹤、倉儲管理、車輛管理、決策分析、金融增值服務和其他增值服務等底層服務能力，經過封裝后向供應商、零售商、運輸企業、倉儲企業、汽修汽配企業、加油站、保險公司等供應鏈上與物流園相關各企業等開放，企業通過調用這些服務能力可以降低自身運營成本，提高效益。平臺的系統架構如圖1所示。

圖1 系統架構

2.2 平臺功能設計

該平臺是基于云計算和大數據的開放平臺，構建于服務器框架Tornado之上來保證平臺的安全性、穩定性、擴展性，采用關系型數據庫MySQL，通過讀/寫分離、主/從復制、異地鏡像等配置，使數據高效訪問的同時保證存儲安全，而對于高讀取、低更新的數據，使用開源NoSQL數據庫Redis緩存至內存，最大化發揮以空間換時間的優勢，平臺的主要功能設計如圖2所示。

圖2 平臺功能模塊圖

（1）智能配送。利用園區的運輸資源、供貨信息進行最優匹配，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。采用定位系統跟蹤貨物的位置和狀態，并在運輸過程中進行動態集中監控管理，一旦貨物發生包裝異常形變、盜竊丟失或出現漏泄載、錯卸載等異常情況，會通過平臺立刻發出警示。有效數據存放在云端數據庫中，用戶可通過web或手機獲得跟蹤信息。

（3）倉儲管理。對貨物進行集中科學管理，貨物與倉庫實行最優匹配，為園區內倉儲企業提供貨物名稱、貨物類型、貨物數量、貨物尺寸等信息，與其自身管理系統聯接，實現信息共享；對供應鏈上下游企業進行綜合分析，使庫存量在滿足客戶服務的條件下達到最低，有效防止貨物因長時間堆積而造成浪費。

（4）車輛管理。即網上車庫系統，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）、服務質量盡可能高為目標，通過地圖軌跡、手機定位輕松查找可用車輛，設定期望流向等條件，實現快速車輛調度，提高調車效率。主要包括我的車庫和網上車庫兩部分。

（5）決策分析子平臺。即利用物流業務數據模型，對人力、物力、財力、客戶、市場、信息等方面數據信息的分析和綜合管理，為企業管理、客戶管理、市場管理、資金管理等提供科學決策的依據、準確的信息分析資料。

（6）金融增值服務子平臺。將銀行和供應鏈上各節點的物流企業容納其中，實現銀行、保險、物流企業和用戶的無縫對接，相互之間有效互動，打破了單一區域、單一企業、單點業務的局限，在物流園區乃至全國范圍內解決信息不對稱問題。

圖3 物流園區信息化底層開放平臺接口示意圖

2.3 系統中間件設計

2.3.1 中間件設計。平臺與其它系統集成服務是針對已有管理系統、運輸ERP系統、園區OA系統等的物流企業提供定位跟蹤和其他功能模塊的數據對接，可與原有系統技術集成，擴展應用性極強，實現管理系統完美集成。

與其他系統的集成主要是靠異構數據的集成中間件來實現，數據集成中間件采用SOA架構模式來實現。總架構分五層：表示層、業務層、服務總線、服務層和數據層。表示層為用戶提供各種數據訪問的接口；業務層主要完成用戶業務規則的制定；服務總線層是架構的核心層，主要完成用戶服務的注冊、查詢、組合、綁定和調用等功能，實現信息的交互；服務層涵蓋中間件實現的所有功能；數據層是對各種異構數據的存儲。

2.3.2 接口設計。物流園區信息化底層開放平臺遵循OpenAPI規范開放基礎平臺接口，幫助自建系統物流企業整合資源、集成功能，協助第三方軟件開發商快速實現物流行業定制化產品，具體如圖3所示。

3 平臺關鍵技術的設計

3.1 智能配送

3.1.1 車貨匹配系統。首先建立一個車貨匹配模型，從數據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，貨箱結構CSi，車輛類型CXi，箱體容積CRi，載重噸位CDi，車主聯系方式CPi等。

第j批貨物的信息有Hj：貨物需要車輛類型HXj，發貨城市HZj，到貨城市HLj，貨物重量HDj，貨物體積HRj，貨主聯系方式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，根據匹配信息里的車主、貨主的聯系方式，車貨雙方可以進行聯系，挑選出最適合的合作對象。

3.1.2 運輸路線優化系統。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，在此基礎上通過相應算法為物流企業解決車輛行駛過程中的路線優化問題。

算法具體實現步驟如下：

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

（2）將提取的數據保存到數組中。數組的數據要根據道路交通狀況的實時變化進行實時更新。

（3）設置算法的起始路段ID、目標路段ID、車輛出發時間、最優目標等參數。

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

（5）循環第四步，直到到達終點,得到最優路線。

3.2 貨物跟蹤

貨物跟蹤流程如圖4所示。主要由智慧標簽WWSID、車載監控系統與物聯網監控中心三部分組成。

圖4 貨物跟蹤流程圖

圖5 決策分析子平臺功能圖

（1）智慧標簽WWSID：貼有WWSID標簽的貨物具有自己的身份和與自身相關的各種數據，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絡傳遞信息的功能。正常情況下，智慧標簽WWSID處在休眠和定時通信狀態，非正常情況才被喚醒，如：貨物發生包裝異常形變、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境變化時喚醒智慧標簽，智慧標簽喚醒后會主動檢查自身情況和查詢周圍情況，并向車載監控中心報警，傳遞相關信息。

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

（3）物聯網監控中心：監控中心由監控平臺、主服務器、通信服務器、RADIUS認證服務器組成，其核心任務是對所有在運貨物實時定位監控，具有操作、維護、處理、統計、分析和監控在運貨物信息的功能，并與外部網絡進行互聯。監控中心服務器包括數據庫和地理信息服務器，主要負責在運貨物監控信息的分析和處理，以及地理信息系統的維護和更新、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務數據、司機車輛基礎服務數據、司機行為數據和車輛實時GIS數據，通過對數據的統計分析，提供全程監管、動態監管、實時監管和自動監管等行業智能監管服務、智能預警服務及行業統計分析服務，幫助政府進行高效的行業規范、運作、誠信、發展規范、安全生產及交通擁堵的監管，制定合理可信的行業發展規劃、地方標準、行政許可標準和行政事業性收費標準，緩解由貨源車輛造成的交通擁堵問題。平臺為企業提供的公共信息服務使企業不必構建自己的IT系統，通過決策分析報告、行業發展報告、誠信司機的信息、車輛司機的統一認證信息等制定本企業正確的發展戰略，選擇最優化的解決方案。

4 結語

針對當前物流公司小、散、亂等情況，建立了物流園區模塊化信息平臺，把所有貨物流通的數據打通，形成一個巨大的即時信息平臺，并將與物流園相關的供應鏈上各節點企業有效地整合進來，實現物流供應鏈節點企業之間的資源共享和業務協同，有效的降低企業的運營成本，提高企業綜合管理水平和經濟效益。其他的物流公司也可以在該平臺的基礎上，通過系統數據或優化自己的網絡，或提升效率，或調整商業模式，共同建立一個物聯網時代的新的商業生態模式。同時，平臺也可以為政府規劃、交通等部門提供行業情況匯報、行業監管等所需的基礎數據，因此應用前景非常廣闊。

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[1]徐學才,羅湘建,孫遜,等.基于物聯網的鐵路冷鏈物流園區信息平臺構建[J].物流技術,2017,(3).

[2]竇欣.云計算融合物聯網技術的物流園區綜合信息服務平臺設計[J].現代電子技術,2017,(11).

[3]沙蓓蓓.物聯網與云計算構架環境中物流園區供應鏈管理平臺的設計與分析[J].經貿實踐,2017,(24).