智慧城市建设中的智慧物流终端设计

王园园 孙甲英 刘方会

(山东师范大学地理与环境学院，山东 济南 250358)

引言

进入新世纪，由于全球经济一体化进程日益加快，资源在全球范围内的流动和配置大大加强，企业面临着更加激烈的竞争环境。物流作为第三大利润源泉，作为企业降低成本的关键，引起了世界各国的重视。目前，使现代物流呈现出信息化、网络化、自动化、电子化、共享化、协同化、集成化、智能化、柔性化、标准化、社会化和全球化十二大趋势。

1.智慧物流的内涵及对智慧城市建设的意义

1.1 智慧物流的内涵

“智慧物流”是2009年12月中国物流技术协会信息中心、华夏物联网、《物流技术与应用》编辑部联合提出的概念。与智能物流强调构建一个虚拟的物流动态信息化的互联网管理体系不同，“智慧物流”更重视将物联网、传感网与现有的互联网整合起来，通过以精细、动态、科学的管理，实现物流的自动化、可视化、可控化、智能化、网络化，从而提高资源利用率和生产力水平，创造更丰富社会价值的综合内涵。

1.2 智慧物流对智慧城市建设的意义

物流业一头连着生产，一头连着消费，是国民经济的基础性产业。随着信息技术的进步，现代物流在智能化方向实现了快速发展，成为实体经济提质增效的助推器。

早在“十二五”规划中，许多大城市就已经在智慧城市发展规划中高度重视智慧物流的建设。2010年以来，宁波市已将智慧物流作为智慧城市建设中重点建设的两大应用系统之一，宁波市智慧物流通过电子化管理，取代依靠人工判断的方式，用最科学合理的手段帮助企业解决了仓储、配送、运送三类供应链决策问题。

2.物流终端成为当前智慧物流发展的瓶颈

虽然全国物流业虽然发展较快，但许多深层次的矛盾和问题尚未解决。同时，这些问题既是济南也是全国各地物流业发展的瓶颈，主要表现在以下几个方面。

2.1 物流业“汛期”加重物流负担

随着信息技术的发展，网购成为日益普及的购物方式。虽然网购存在风险，但因其方便快捷和日益提高的安全性，再加上手机客户端的开发，促使网购成为年轻一代的主流购物方式。截至2014年6月，我国网络购物用户的规模达到3.32亿，较2013年底增加2962万人，半年度增长率为9.8%。与2013年12月底相比，我国网民使用网络购物的比例从48.9%提升至52.5%。

2.2 最后一公里制约

最后一公里(Last kilometer)，在英美也常称为“最后一英里”(Last Mile)，原意指完成长途跋涉的最后一段里程，后被引申为完成一件事情最后且是关键性的步骤(通常说明此步骤充满困难)。在本文中，“最后一公里问题”是指在城市配送的末端环节“最后一公里”所出现的进城难、配送难、线路选择优化等问题。

2.3 物流速度慢

物流速度可以定义为完成一项物流业务所消耗的时间长度，所谓一项物流业务应该广义理解，它可以是一项运输任务，或者是执行一票物流定单，也可以是供应链产品从原料开始到客户手中为止的整个流程，可见物流速度不同于运输速度，并且由于运输速度只是占物流速度的较小比重。这里的物流速度慢主要考虑“双十一”等商家促销活动期间物流量大大增加导致的物流堆积和业务员派送时的“最后一公里”问题。

2.4 人工投递成本增加

虽然快递员工资起伏不定，但总体呈现上升趋势，并且现在快递员的工资与业务量相关联，除了基本工资还有收发件提成，因此业务量与快递员工资、公司支出呈正相关。相对于2009年来说，2015年快递员的工资同比增长27%左右。

2.5 安全问题凸显

综合相关的物流安全的定义，李劲认为所谓物流安全是物流过程中所有危险都被控制在人类可以接受的范围的时间进程。物流安全包括安全评价、安全管理、运输安全、仓储安全等。

运输安全是指物流运输环节中负责货物运输的车辆安全以及货物的完整交接［9］。据报道，近年来我国物流运输中重大事故不断、一般事故就更多，伤亡人数无法统计;给国家和人民生命财产造成了重大的经济损失;给企业生产经营的稳步发展带来不良的影响。

3.智慧物流终端设计实证

3.1 腕式智能物流扫描机

腕式智能物流扫描机是一种便携式智能终端，是集数据釆集、数据显示、数据处理、数据传输等功能于一体的终端设备。通过智能终端可以实现物品接收、储存及提取等操作时信息采集、数据存储以及与主控中心系统的数据交换，并可显示中控中心的信息以指导工作人员的工作，从而减少操作差错，提高物流准确度及工作效率。图1 为腕式智能物流扫描机外观设计图。

3.1.1 基本构成及工作流程

腕式智能物流扫描机工作流程如下:

(1)客户下单。物流信息化平台将信息发送给相应业务员的腕式智能物流扫描机。

(2)业务员取件。使用腕式智能物流扫描机扫描包裹信息、录入地理位置信息上传至物流公司信息化平台。

(3)包裹分拣。使用腕式智能物流扫描机进行分拣录入等工作。

(4)运输。业务员携带的智慧快递终端可实时的向物流信息化平台传输车辆的位置、速度、驾驶员的状态等信息。

(5)再次分拣。当货物抵达目的地后，再次通过腕式智能物流扫描机进行分拣，扫描包裹信息到物流公司的物流信息化平台，平台自动推送消息给所在地的业务员通知进行配送。

(6)配送。业务员使用腕式智能物流扫描机了解包裹地点分布、同一小区包裹数量、以及到达送货地址后通知客户取包裹。

3.1.2 技术应用

目前市场上手持物流终端的特点，其不足如下:

(1)数据采集能力低:采用条形码扫描方式进行数据采集，数据读取较慢。

(2)数据处理能力低:多数手持终端只具有单一的数据采集功能，无法实现数据管理。部分手持终端具有数据处理能力，但性能较低。

(3)单一作业操作模式:由于手持终端占用手，因此不能支持用户处于同一时间多作业工作模式。

腕式智能物流扫描机需具备高效性、高集成性、可佩戴性等优点，还要求有良好的无线通信能力、视频显示和音频传输能力、实时数据处理能力和存储能力、GPS 定位能力。本设计在传统条形码扫描的基础上增加RFID (射频识别技术)，可利用无线电波获取信息，每250ms 就可以从RIID 标签中读出货物数据，且可以同时处理200 个以上的标签，大大提高了数据采集效率。

3.2 智慧快递箱

3.2.1 基本构成及功能

智慧快递箱是一个集物联网、云计算量大核心技术于一体的智能终端，与PC 服务器一起构成智慧物流系统，能够对物品(快件)进行识别、暂存、简单分类、监控和管理，包括前台快件存取和后台数据处理两大部分。智慧快递箱是基于嵌入式技术，通过RFID (射频识别)、超声波测距传感器、摄像头等各种传感器进行数据采集，然后将采集到的数据传送至控制器进行处理，处理完再通过各类传感器实现整个终端的运行，包括GSM 短信提醒、RFID 身份识别、摄像头监控等。PC服务器能够对本系统的各个快递终端进行统一化管理(如快递箱信息、用户信息、快件信息以及手机快递客户端信息等)，并实现对各类信息的整合分析处理。智慧快递箱基本结构如图2 所示。

图2 智慧快递箱基本结构图

智慧快递箱可收、寄物品最大尺寸为长50 厘米、宽48 厘米、高43 厘米，最大质量控制在25 公斤左右，发件的收费标准和普通快递相同，根据质量确定收费金额。若收件人未在规定时间内取件，每超过24 小时，收费增加一元，如果超过4天(96 小时)未取件，系统自动发出退回指令，物品将被业务员退回上一级快递网点。

3.2.2 收件流程

快递员到达终端网点投件时，必须先扫描身份证并输入密码以确认其身份信息，确认无误后，智慧快递箱利用其自带扫描仪录入快件信息，包括快递单号和收发人的电话等信息，而后将取件短信发送到收件人的手机上(含网点地址、验证密码，24 小时有效)，同时将快递回执单存档，系统根据该快件大小自动弹开相应空闲的柜子，快递员将快件放入快递箱中，关门，快递员重复以上步骤，直至放完所有快件。

收件人收到短信之后，在规定时间到网点取件，在终端输入手机号码和验证码;在24 小时未取件，系统将重发验证码给用户，并提示“过期，请输入最新验证码”，系统检测无误后，弹开相应箱格，用户取件关门，并利用智慧快递箱上方的摄像头验货，如无损坏，用户利用智能屏幕在事先存档的电子回执单上签字确认，确认完毕系统将其发送到相应的快递公司。如有损坏，用户申请退货成功后，可按照寄件的流程退货。

3.2.3 寄件流程

寄件人需前往快递终端网点(即智慧快递箱所在地)，将包装好的快件(寄件人必须根据智慧物流网站的指导选择合适的包装方式，以避免贵重物品的损坏)进行扫描(运用射频识别技术)，确认非危险品后，通过超声波传感器探测快件大体尺寸，并打开相应大小的箱格(实体设计中箱格大小有不同的规格，但为美观在设计图中并未展现此点)，寄件人将快件放入箱格后，内置电子秤会将其重量数据自动传送至系统，寄件人根据提示正确填写电子快递单(包括收件人及寄件人详细信息)并选择需要的快递公司，系统根据上述信息折算出邮费并在屏幕显示，寄件人确认无误，可利用POS 机或者支付宝、微信支付、网银等支付手段进行支付，支付成功后，系统捕获，打印出运单，自动贴在快件上。此操作完成后，屏幕上会出现“确认邮寄”按钮，用户确认完毕，可选择是否打印凭条，而系统将自动告知快递公司寄件通知，快递员会定时前往网点取件。取件前仍需确认身份方能打开箱门，对快件进行安全检查和核对，确认无误后带回公司。

4.结论与展望

智慧城市的建设和发展离不开智慧物流，而智慧物流的发展则需要绿色科技、智能科技的大胆合理应用。运用以腕式智能扫描机和智慧快递箱为代表的智慧物流终端可以弥补现存智慧物流终端诸如数据采集和处理能力差、效率低下、不能满足客户需求等不足，能够更好地解决物流业现存的乡镇地区配送难度大、物流速度慢、特殊时期物流负担重、“最后一公里”、人工投递成本高、运输和仓储安全等一系列问题，使智慧物流真正做到“智慧”和便民，使城市的发展充分融合自然、社会、文化、经济等因素，实现城市良性循环和人居环境的持续改善，让城市因智慧而美好。

［1］现代信息化物流的发展现状及未来趋势.AMT 公共知识库.2006.5.18.

［2］文丽青，马丁.我国智慧物流与综合交通运输协同发展研究［J］.物流技术，2015，(03):4-7.