大型货物运输物联网实现途径

2014-03-10刘炜

交通科技与经济 2014年5期

刘炜

（交通运输部公路科学研究院，北京100088）

物联网（The Internet of Things，IOT），即物与物相连的互联网。作为新一代信息技术的重要组成部分，物联网主要通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照既定协议，将物品与互联网相连接，进行相关信息的交换和通信，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是互联网技术的延伸，包括互联网资源和互联网应用，目的是实现物与物之间或人与物之间的网络联接，实现物品信息化与智能化的远程管理控制。

1 物联网发展状况

物联网是现有互联网信息产业技术和成果的继承和发展，是继计算机和互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，广泛应用于交通物流、智能家居、环境保护等领域，成为全球发达国家竞相布局的战略制高点。

最早关于物联网的实践记录应归于1990年施乐公司的网络可乐贩售机，1991年美国麻省理工学院的Kevin Ashton教授首次提出了物联网的概念；2004年日本总务省提出了U－Japan计划；2005年国际电信联盟引用了“物联网”的概念；2006年韩国确立了U－Korea计划；2008年美国政府将IBM的“智慧地球”列入国家战略；2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计划并描绘了物联网技术的应用前景；2010年以来，以RFID为基础性关键技术的物联网产业得到快速发展，美国从军事应用为主向交通、车辆管理、身份识别和仓储管理等领域延伸，欧洲各国在交通、身份识别、物资跟踪等领域也有比较广泛的应用。可以说，物联网起源较早并呈现出较强的发展动力。

我国物联网的发展起源于1999年的中科院传感网研究，目前技术研发水平处于世界前列，已形成传感网标准体系初步框架，多项标准已被国际标准化组织采纳。2009年温家宝总理发表了《科技引领中国可持续发展的重要讲话》，将物联网列为我国战略性新兴产业重要内容之一；2011年工信部制定发布了《物联网“十二五”发展规划》，加快培育和壮大我国物联网产业；截至2012年，我国十余省市地方政府也着力积极推进物联网产业的发展。目前我国已经将物联网列入国家发展战略，国内著名高等院校、科研院所以及华为、中兴等大型通信企业在物联网相关领域进行了大量科研和产业化攻关，突破了一批关键技术，初步形成环渤海、长三角、珠三角以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。北京市、上海市、江苏市、浙江市、广东市等经济发达地区已经全面开展物联网产业发展规划工作，初步在智能交通、智能物流、智能电网、智能环保等领域进行示范应用，逐步推进物联网产业的发展。

物联网属于综合性的系统，在实际应用中主要有三项关键技术:①传感器技术:把模拟信号转换成数字信号，由计算机处理并实现信息管理。②RFID标签:融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，具有自动识别、物流管理等方面的优势和应用前景。③嵌入式系统技术:综合计算机软硬件、传感器、集成电路和电子应用等技术为一体的复杂系统技术。

物联网的开展具有技术性、管理性、规模性、广泛参与性和物的属性等特征，通常步骤:①标识物体属性，包括静态属性和动态属性。静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要传感器实时探测；②读取物体属性并将信息转换为适合网络传输的数据格式；③将物体信息通过网络传输到信息处理中心并完成物体通信的相关计算。

2 物联网作用

交通运输是人类社会经济活动中不可缺少的重要环节，是物流系统关键的作业环节，因此物联网技术在交通运输领域中有较广泛的应用。例如:①货物跟踪。物联网借助互联网、RFID等无线数据通信技术，实现商品的自动识别与跟踪，保证商品的生产、运输、仓储、销售及消费全过程的安全和时效。②降低运输风险。电子产品代码可以自动获取数据，方便进行货物分类、降低取货和送货成本，以及鉴别货物真伪等，保证了产品的运输安全，提高了可靠性和效率，从而提高服务质量。③降低成本。利用RFID技术可以对运输工具进行快速有效地定位与统计，方便对车辆的管理和控制，为实现交通的信息化和智能化提供技术保障，有效降低运输成本。

物联网对于大型货物运输供需双方来说，具有重要的作用和意义。

1）对货物运输需求方的作用。通过物联网终端的自动匹配需求，节约时间，提高货物运输的效率，降低运输成本提升货物运输需求方的生产效益。

2）对运输企业或个人的作用。降低货运车辆空驶率、提高车辆的运输效率，提升运输企业或个人的生产效益。

3）对社会的贡献。提高道路使用和资源利用的经济效益，提高社会生产率及节约能源的效果，同时可以减少污染物排放，减少道路拥挤，提高通行率。

3 大型货物运输物联网的特点

3.1 时效性

由于货物运输车辆遵循“时间既是金钱”的利益原则，时间越短则效益越高，因此货运车辆不能在同一个地方停留时间过长。如何在最短的时间内找到最佳的运输方案，是提高货运车辆运输效率的最好办法。有货运需求的一方，对寻找货运车辆的时间以及货物运输过程的时间也有时效性的要求。在超过最佳时间段的情况下，货运车辆及有货运需求的企业或个人选择经济性较差但时间较短的运输方式。

3.2 地域性

由于货运车辆有固定的或最佳的运输线路，只有在一定地域范围内货物运输才能有显著的经济效益。而有货运需求的企业或个人，货物需在一定地域范围内寻找货运车辆，也有地域性的特点。

3.3 经济性

通过物联网智能匹配货运双方的需求，可以在最短时间内达成交易，节约时间，提高运输效率，从而提高货物运输需求方、货运企业及社会的经济效益。

4 大型货物运输物联网的实现途径

大型货物运输物联网的实现途径应以互联网技术为依托，实现货运供需双方的智能匹配和货运车辆的智能调度。

4.1 货运供需双方智能匹配原则

根据货物运输供需双方发布的相关信息，货物运输要求和车辆运输能力的智能匹配原则如下:

1）综合费用最低。降低综合费用是货运车辆取得良好经济效益的根本保障。在货物运输过程中与综合费用相关的费用，包括维护费、耗油费、车队管理费、装卸费、人员工资等。

2）时间最短原则。无论是客户还是货运企业，都对货物需求的交货时间有严格的要求，因此要求准时完成任务。

3）车辆行驶里程最短，司机人数最少。

4）车辆数最少，用尽量少的车辆完成指定的运输任务，尽可能降低车辆的空驶率，充分利用车辆的装载能力，并保证其经济运行。

4.2 货运车辆智能调度原则

货物运输车辆智能调度应满足以下约束条件:

1）满足所有客户对货物品种、规格、数量的运输要求。

2）在客户要求或者能够承受的时间内将货物运送到指定地点。

3）每天运行时间、运行历程有一定的限制，不能超过预定时间或者里程。

4）在货物运输过程中实际装载的货物不能超过车辆的最大承载能力，即在运输过程中不能超载。

4.3 大型货物运输物联网构架设计

根据大型货物运输物联网实现途径的分析，结合物联网的技术特点，大型货物运输物联网的设计构架如图1所示。

图1 大型货物运输物联网的设计构架

货物运输需求方和货物运输企业或个人在某一特定网站上分别进行注册，待核实身份后，货物运输需求方即可发布货物运输需求，货物运输企业或个人即可发布货物运输能力。货物运输供需双方发布完信息后，物联网即对供需双方按照既定原则进行智能匹配，匹配完毕后供需双方就货物运输交易情况进行事前沟通，达成一致后即开始进入货物运输环节。在货物运输环节，供需双方可随时查看货物运输状态，直至货物到达目的地，交易完成。通过物联网完成大型货物的运输，具有高效经济的优点。