基于汽车电子标识的物流信息平台构建研究

易海燕　童典利

摘 要：基于公路货运物流实际存在的信息不对称问题，在汽车电子标识前沿技术的应用基础上，研究基于汽车电子标识的物流信息平台构建，依据平台用户的功能需求重点对平台功能模块进行分析与设计，最后使用UML建模语言对平台核心子系统进行用例图、领域模型及活动图等模型建模，从而为后续的平台开发和运营奠定基础。

关键词：物流工程；物流信息平台；UML建模；汽车电子标识

中图分类号：F253.9 文献标识码：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

公路货运是货物运输的一种主要方式，市场规模庞大。2014年全国货物运输总量431.30亿吨，其中公路货运量为333.28亿吨，占全国货运总量的77.27%，是绝对的运输主力军[1]。然而，整个公路货运物流行业的现状却被精准概括为“小、散、乱、差”。究其根本原因在于公路货运物流信息不对称。因而物流信息化建设已成为行业关注的焦点。此外，根据我国《交通运输“十二五”规划纲要》，物联网已经成为新一代信息技术产业重点发展的领域之一，发展物联网已提升到国家的战略高度。汽车电子标识体系作为交通物联网技术体系中的一大重要体系，在物流领域中具有重大应用价值。基于上述公路货运实际存在的问题和汽车电子标识技术的创新，论文提出基于汽车电子标识的物流信息平台构建研究，并设计平台的业务功能模块和UML模型，将智能交通与智能物流两者有机结合，合理地整合与优化配置物流资源，提高物流资源的利用率，有效地降低公路物流行业的交易成本。

1 基础理论概述

1.1 公路物流信息平台概述

公路物流信息平台融合了海量的车驾信息、货源信息及交易信息等公路物流信息，并采用先进的信息技术，根据公路物流市场需求构建不同的业务功能模块，为物流供应链上的所有参与者提供一体化的信息服务。基于跨组织物流系统的角度，物流信息平台是信息和通讯技术在跨组织物流运作中的一种应用形态，是物流企业以及相关部门之间进行信息交互的一种公共架

构[2]。从信息服务角度分析可知公路物流信息平台是一种多层次的综合智能物流系统，能够解决动态、随机、多准则智能物流决策问题，具有管理、协调、优化以及调度、控制和智能监管的作用[3]。

1.2 汽车电子标识技术

汽车电子标识（Electronic Registration Identification of the Motor Vehicle，ERI）是一种嵌有超高频无线射频识别芯片并存储汽车身份数据的电子信息识别载体。它的物理实体是一个基于RFID（Radio Frequency Identification）技术的、工作于UHF频段（840～845MHz，920～925MHz）的无源陶基型汽车电子标签，它面向汽车本身特性和运行环境特点进行专门的特殊设计、开发和制作，具有“两个唯一性（全球唯一ID号，标识与汽车唯一对应固联）”、“完全免维护”、“支持原态交通环境下应用”①等特点和属性，能满足在各种型号的汽车上普适应用。

1.3 UML建模技术

统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是一种面向对象的标准建模语言。它是用来对软件系统、信息系统、机械系统等非软件领域系统可视化建模的一种语言，是为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化构造和编制文档的一种标准语言。UML模型包含两方面的定义：语意含义和表示法含义。语言含义描述了UML精确原模型的定义，使软件开发者能够与业务需求设计人员在语义上取得一致，消除因人而异的不同表达方法所产生歧义的影响；UML表示法定义了UML可视化的图形表示法，为软件开发者系统建模提供了图形符号和文本语法标准[4-5]。

2 平台功能设计分析

基于汽车电子标识的物流信息平台作为一个开放式的信息平台，涉及到物流交易各方参与主体，包括政府部门、物流企业、生产企业、工商贸易企业、个人用户及金融机构等[6]。根据不同用户的需求设计功能模块，能够使平台具有良好的适用性。

2.1 平台总体逻辑结构模型设计

分层式的体系结构设计能够较好地分解建设任务，使其可在明确接口定义的前提条件下同步开发，并能够确保平台各分层具有一定的可扩展性和适应性[7]。基于汽车电子标识的物流信息平台即采用分层式的体系结构设计，设计为基础设施层、数据库层、应用服务层及用户展示层等。如图1所示。endprint

2.2 平台业务功能模块设计

物流信息平台功能的设计要求主要体现为高兼容性、准确性、稳定性和安全性等特性。模块化的功能设计方法是一种高效的设计方法，通过区分平台的基本功能和可扩展功能来对平台进行模块化设计，可大大提高平台的功能可扩展性，从而满足平台未来因技术发展需要而实现扩展和升级的需求[8]。采用模块化的设计思路，并根据功能需求分析可将平台功能模块分为两大类：基本功能和扩展功能。如图2所示。

2.2.1 平台基本功能模块

平台的基本功能是为了满足平台用户的基本需求，主要涉及以下四大功能：

（1）物流信息服务功能。物流信息平台的基础服务为物流信息服务，它融合了物流信息采集、传输、发布与验证等全过程。物流信息服务功能细分模块主要包括：物流信息采集功能，物流供需信息发布与查询功能，物流营运车辆、驾驶员从业人员资质信息认证功能以及平台用户相关企业的营业资质审验功能等。

①物流信息采集功能是指通过外部信息系统与平台的接入，从多个同构或异构的数据源中采集平台提供服务所需的信息，并规范和整理数据。②物流供需信息发布与查询功能是车货源信息的发布与查询。它是物流信息平台的立根之基。③营运车辆、驾驶员从业人员资质信息认证功能是指利用汽车电子标识提供的具有公安部门赋予法律效率的车辆电子身份信息与营运车辆的运营资质信息进行审核认证，从而确保平台上的运营车辆都是具有真实身份的合法车辆，以提高平台的可靠性。④企业营业资质审验功能主要指通过对会员企业的营业执照、企业信用等信息进行核实验证，若不符合平台设定的标准，将权限管制相应功能。

（2）物流资源交易功能。物流资源交易主要是指运力、仓储等资源的交易，可通过挂牌交易、拍卖交易、询价交易、撮合交易及招投标等方式进行。物流资源交易中还涉及到一些相关的辅助功能，例如车辆定位监控，货物在途跟踪等物流过程监控功能。

（3）物流增值服务功能。物流增值服务功能是一个集成多种物流服务的功能模块。主要包括：物流金融服务、保险服务、报关服务、出入境检验检疫服务、税务服务及广告服务等功能。其中，物流金融服务是指平台对客户进行信用评级后，根据评级的结果为其提供不同层次的仓单质押、融通仓、纯数据信用融资及应收账款融资等金融服务。

（4）平台运行管理功能。基于汽车电子标识的物流信息平台同样需要一个可管、可控的运行管理平台来部署各类服务和运行维护管理[8]。平台运行管理平台是协调各子系统完成其功能所需的一种辅助管理系统，涉及日常运行管理维护、系统安全验证服务，网络检测及用户管理等内容。

2.2.2 平台扩展功能模块

在智能交通物联网的大背景下，新一代信息技术的发展促使物流信息平台的扩展功能日益丰富。本文所构建平台的扩展功能设计结合了汽车电子标识技术的应用，主要列举以下三大功能：

（1）物流决策支持模块。平台采用大数据、数据挖掘等技术深度挖掘历史物流数据中的潜在有价值信息，获得相应的分析成果，以分析报告或分析数据的形式提供给客户，从而为客户的物流决策提供支持。物流决策支持内容包括：物流数据统计分析、经济适应性分析、物流需求与预测分析及商业智能分析等内容[7]。

（2）ERI涉车消费收付费功能。平台构建的ERI涉车消费收费功能是指利用与车辆固联的RFID汽车身份电子标识作为车辆信息的储存和传输介质，通过实时采集现实消费场景中经事权机关验证的车辆身份信息，以及车主、实际使用人信息等，比对所采集信息基站的属性和特征，识别服务商家、确定消费内容、锁定交易行为，将现实场景涉车、涉驾的消费信息传递到后台，根据收费方预设的计费规则自动进行计费，并关联交易各方在系统预留的系统账户，按指定的方式和路径进行费用的清分结算，实现支付。

（3）智能运输管理功能。物联网体系中的各大信息技术的联合应用可使运输管理更加智能化。例如，通过汽车电子标识技术、北斗技术/GIS技术、视频图像处理技术及传感器等技术的融合创新，可实现车辆及货物的实时动态可视化定位跟踪，并能实时感知并监控货物的安全及质量。

3 平台UML建模

基于汽车电子标识的物流信息平台的构建是一个浩大的系统工程，其具体实现同时也是一个极其复杂的软件工程。由于篇幅有限，本文只选取其中一个核心子系统，即物流资源交易系统，进行UML建模。物流资源交易系统是基于汽车电子标识的物流信息平台的核心子系统，它主要通过构建运力资源池，为货运信息的匹配交易提供良好的信息交易服务。主要通过UML模型中较为关键的活动图、用例图及类图模型进行建模。

3.1 物流资源交易系统活动图模型

物流货运资源交易模块涉及到的流程主要包括：发布和查询信息、在线交易、合同签订、在线支付、订单跟踪管理及信用评价等子流程。相应的活动图模型如下所示：

（1）发布和查询信息。物流资源交易系统的发布和查询功能是对立统一的，它们是一个有机的整体。货源与车源信息的发布是物流信息平台的立根之本，它是平台构建运力和货源资源池的根基。只有不断地更新车源和货源信息，信息平台才谓活着。其中，发布车源信息的活动图如图3所示。

（2）在线交易。物流货运资源交易包括多种在线交易模式。一般的交易模式是指货主或车主中的一方在线发布货源信息或车源信息，另一方通过登录会员账号查询所需信息，并通过平台提供的聊天工具或网络电话沟通，经过一次或多次的查询和联系后达成交易。此外，平台还提供个性化的交易模式，比如在线撮合模式。在线撮合模式是指在货主和车主双方均发布需求信息，并确认使用撮合交易功能的基础上，通过平台系统自动匹配进行交易的一种模式，该模式能够高效快速地匹配成功并达成交易，非常适用于供需双方货运需求紧急的情况。其中，在线撮合交易模式的活动图模型如图4所示。endprint

（3）签订合同。平台的合同管理系统是指具备身份认证、谈判磋商、合同签名、合同存储与调用等功能以实现在线签订电子合同及处理的信息系统。它通过采用提供签订电子合同的方式监督货主和车主在物流货运资源达成交易后履行各自义务，如此平台能够严格的把控物流资源交易过程中的欺诈或不履行合同义务的行为，使货主和车主能够安心地享受平台提供的服务。如图5所示。

（4）在线支付。在公路货运行业中同样存在物流和资金流异步分离的矛盾，物流服务和资金难以同步交换。异步交换容易使先收受对价的一方违背道德，导致破坏平等交易。然而平台的在线支付功能提供类似“支付宝”性质的第三方支付平台，将货主和车主交易资金暂时存放到物流信息平台中间账户上来，等到双方确认货运服务圆满结束后平台才将款项打给提供货运服务的车主，从而为货主和车主双方提供资金保障。如图6所示。

（5）订单跟踪管理。订单跟踪管理即是指物流过程监管，平台通过ERI技术和北斗定位技术等多项技术来对车辆和货物进行实时定位和跟踪。其与物流车驾信息管理系统中的物流车辆在途监控管理模块对接，并采用GIS技术地图展示出车辆的位置。货主和物流企业通过登录会员账号在平台上输入运单号即可查询到货物和车辆的实时状况，使物流过程可视化，进而保证了货物的安全准时送达。如图7所示。

（6）信用评价。在会员注册时，根据车主和货主提交的材料，平台首先通过材料整理量化指标进行基础等级评级，并将基础信用评级的结果公示。随后在二者之间的交易发生后，货主和车主按照评价指标进行互评打分，平台记录二者的诚信状况，结合基础等级评级的结果综合评定车主和货主的最终信用评级，而且评级结果实时动态更新，为后续的交易提供决策支持；平台亦可调用第三方个人和企业征信系统，补充并完善平台用户的诚信数据，为搭建更加真实可靠的诚信评价体系打下夯实的信用数据基础。在此模块中，采用一定的激励机制奖励认真参与评价的货主和车主，使平台设立的信用评价功能不至于形同虚设。

3.2 物流资源交易系统用例图模型

用例图模型描述外部执行者与系统之间的交互功能，反映系统的功能需求。物流资源交易系统用例模型如图8所示。

3.3 物流资源交易系统类图模型

软件的本质是指其要解决的问题领域（problem domain）中的重要概念在抽象层次的呈现，即通过“概念模型”来表示。传统的结构化软件分析设计使用数据流图表达软件结构，注重数据与数据之间的处理程序，虽然比较贴近商业处理的逻辑，但是忽视了“问题领域”的概念。而面向对象的UML建模中的类图是对概念的一种分类，能够良好地表达问题领域的概念模型，是软件开发过程中的最重要的产物之一[9]。物流信息平台的建模设计离不开实体对象类图模型，其主要的交易就是货运信息交易。从交易中可寻找相关的“人、事、物”实体对象，进而分析设计出物流资源交易系统的类图模型（领域模型）。物流资源交易系统的领域模型如图9所示。

4 结束语

智慧物流是物联网时代的主题之一，建立基于汽车电子标识的物流信息平台已成为物流信息化发展的趋势。同时，它也是“互联网+物流”融合创新发展的结晶，能够在一定程度上推动公路货运物流业的发展，提高信息化水平。本文在分析公路货运物流存在问题的基础上，提出了构建基于汽车电子标识的物流信息平台的必要性，重点研究了平台总体架构及功能模块分析设计，并对其核心子系统UML建模展示，从而为平台的后续开发建设奠定夯实的理论基础。由于平台的建设是一个繁杂的系统工程及软件工程，在实际的开发和运营中所需考虑和解决的问题必然远多余上文中探讨的问题，例如文中尚未深入研究有关汽车电子标识的物流应用扩展编码区的EPC编码问题，有待进一步探讨和研究。

注：①“原态交通环境”是指并未因某一技术系统的特定应用而人为规范、约束过的交通环境。包括如下五种基本情况：自由流交通状态，多相交通流，不同车型、车种的混行，道路断面采集和控制，各种天气气候条件及自然条件。

参考文献：

[1] 交通运输部综合规划司. 2014年交通运输行业发展统计公报[EB/OL]. （2015-04-30）[2015-10-15]. http：//www.moc.gov.cn/zfxxgk/bnssj/zhghs/201504/t20150430_1810598.html.

[2] 刘仲英，胡衍强，胡斌. 物流公共信息平台的体系结构研究[J]. 管理学报，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面向对象分析与设计教程[M]. 北京：清华大学出版社，2012.

[5] 刘芳，徐雅君，梁娜. UML和建模工具Rational Rose的应用[J]. 计算机应用研究，2002（11）：119-120.

[6] 冯耕中，吴勇，赵绍辉. 物流公共信息平台理论与实践[M]. 北京：科学出版社，2015.

[7] 邹洋. 物流信息平台的RFID应用模式及标准研究[D]. 广州：华南理工大学（硕士学位论文），2010.

[8] 李力. 物流信息平台构建与应用研究[D]. 武汉：武汉理工大学（博士学位论文），2006.

[9] 朱杰，李俊韬，张方风. 物流公共信息平台建设与运营模式[M]. 北京：机械工业出版社，2014.endprint