物流园区模块化信息平台研究与设计

张泽建，王晓东，薛 明

（湖北物资流通技术研究所，湖北 襄阳 441002）

1 引言

由于我国物流业正处于产业地位的提升期和现代物流服务体系的形成期，造成了物流园区存在一些非常突出的问题：

（1）园区空置率高，服务水平不高。目前全国各地的物流园区空置问题严重，资源配置和使用严重失衡。我国物流园区空置率一度高达60%左右；做仓储物流园服务的企业，平均总资产收益率一度只有0.8%左右，其直接原因就是物流园区的规划不够科学，而根本原因是由物流服务水平不高、诚信体系不健全等因素导致的第三方物流市场的供给和需求双向不足。

（2）缺少合作机制及网络性。物流园区融合了交通运输、仓储、流通加工、配送、经贸、工商、税务、交通管理等多个企业和部门，它们之间缺乏必要的联系机制，无法实现相互间的配合。而且，目前全国物流园区的信息化建设步伐仍然偏慢，能够有效建立服务整个园区的信息化平台的物流园区少之又少，园区相互之间联网沟通的信息化建设程度偏低，面向园区企业和相关社会大众的信息化平台建设更有待加强，使物流园区形成孤岛效应。

（3）缺乏现代服务体系的支撑。部分物流园区入驻的企业普遍规模偏小，资金和办公场所条件有限，物流园区难以形成物流综合服务体，无法将这些企业整合起来提供多功能一体化服务，更无法为这些企业提供网上交易、物流金融等增值服务。

物流园区作为运输车辆和运输企业的聚集地，目前空载率、运输成本都比较高，效率低，经济效益并不乐观。虽然效率不高，但物流园区的数量仍在迅速增长，规模也在不断扩大，2018年物流园区投资规模将增长至近4万亿元。物流园区规模的扩大必然会造成物流费用尤其是运输费用和物流园区物流成本的迅速增长，因此，如何降低物流成本、寻找盈利增长点、提高园区效益是目前物流园区极其关注和急需解决的难题。本文以物流供应链集成管理为出发点，建立物流园区模块化信息平台，以点连线、以线成面，最后将服务能力汇聚在信息平台之上，实现信息互联互通，降低物流园区乃至整个供应链的物流成本，提高效率，打开企业共同盈利发展的新局面。

2 物流园区模块化信息平台的设计

2.1 系统架构

物流园区模块化信息平台是利用物联网技术和云服务平台技术，对物流、信息流、资金流、管理流等社会资源进行有效地整合并社会化运作，通过平台、终端和电子支付三位一体的创新模式，实现车货资源的快速智能匹配，解决支付、担保、管理、运费信贷等困扰公路物流的核心问题，提供安全、便捷、高效、周到、经济的全新物流服务，彻底改善并最终改变物流行业传统落后的停车场交易模式，降低物流交易成本，提高物流信息化、智能化、规范化和标准化水平。

该平台设计并研发智能配送、货物跟踪、仓储管理、车辆管理、决策分析、金融增值服务和其他增值服务等底层服务能力，经过封装后向供应商、零售商、运输企业、仓储企业、汽修汽配企业、加油站、保险公司等供应链上与物流园相关各企业等开放，企业通过调用这些服务能力可以降低自身运营成本，提高效益。平台的系统架构如图1所示。

图1 系统架构

2.2 平台功能设计

该平台是基于云计算和大数据的开放平台，构建于服务器框架Tornado之上来保证平台的安全性、稳定性、扩展性，采用关系型数据库MySQL，通过读/写分离、主/从复制、异地镜像等配置，使数据高效访问的同时保证存储安全，而对于高读取、低更新的数据，使用开源NoSQL数据库Redis缓存至内存，最大化发挥以空间换时间的优势，平台的主要功能设计如图2所示。

图2 平台功能模块图

（1）智能配送。利用园区的运输资源、供货信息进行最优匹配，研究最佳配送方案，包括配送货物类型、运输路线、顺序、车辆类型以及配送时间等，使配送成本最低。

（2）货物跟踪。采用定位系统跟踪货物的位置和状态，并在运输过程中进行动态集中监控管理，一旦货物发生包装异常形变、盗窃丢失或出现漏泄载、错卸载等异常情况，会通过平台立刻发出警示。有效数据存放在云端数据库中，用户可通过web或手机获得跟踪信息。

（3）仓储管理。对货物进行集中科学管理，货物与仓库实行最优匹配，为园区内仓储企业提供货物名称、货物类型、货物数量、货物尺寸等信息，与其自身管理系统联接，实现信息共享；对供应链上下游企业进行综合分析，使库存量在满足客户服务的条件下达到最低，有效防止货物因长时间堆积而造成浪费。

（4）车辆管理。即网上车库系统，在满足一定的配送要求、运输条件的前提下，以运输成本尽可能低（车辆最少、行驶里程短、所需运输时间最快）、服务质量尽可能高为目标，通过地图轨迹、手机定位轻松查找可用车辆，设定期望流向等条件，实现快速车辆调度，提高调车效率。主要包括我的车库和网上车库两部分。

（5）决策分析子平台。即利用物流业务数据模型，对人力、物力、财力、客户、市场、信息等方面数据信息的分析和综合管理，为企业管理、客户管理、市场管理、资金管理等提供科学决策的依据、准确的信息分析资料。

（6）金融增值服务子平台。将银行和供应链上各节点的物流企业容纳其中，实现银行、保险、物流企业和用户的无缝对接，相互之间有效互动，打破了单一区域、单一企业、单点业务的局限，在物流园区乃至全国范围内解决信息不对称问题。

图3 物流园区信息化底层开放平台接口示意图

2.3 系统中间件设计

2.3.1 中间件设计。平台与其它系统集成服务是针对已有管理系统、运输ERP系统、园区OA系统等的物流企业提供定位跟踪和其他功能模块的数据对接，可与原有系统技术集成，扩展应用性极强，实现管理系统完美集成。

与其他系统的集成主要是靠异构数据的集成中间件来实现，数据集成中间件采用SOA架构模式来实现。总架构分五层：表示层、业务层、服务总线、服务层和数据层。表示层为用户提供各种数据访问的接口；业务层主要完成用户业务规则的制定；服务总线层是架构的核心层，主要完成用户服务的注册、查询、组合、绑定和调用等功能，实现信息的交互；服务层涵盖中间件实现的所有功能；数据层是对各种异构数据的存储。

2.3.2 接口设计。物流园区信息化底层开放平台遵循OpenAPI规范开放基础平台接口，帮助自建系统物流企业整合资源、集成功能，协助第三方软件开发商快速实现物流行业定制化产品，具体如图3所示。

3 平台关键技术的设计

3.1 智能配送

3.1.1 车货匹配系统。首先建立一个车货匹配模型，从数据库中搜索出满足货主需要的车辆并显示给货主，货主再从中挑选出最适合自己的车辆。

设已知第i辆车的信息有Ci：车辆位置CZi，车辆是否空载CEi，期望流向CLi，拖挂轮轴CTi，货箱结构CSi，车辆类型CXi，箱体容积CRi，载重吨位CDi，车主联系方式CPi等。

第j批货物的信息有Hj：货物需要车辆类型HXj，发货城市HZj，到货城市HLj，货物重量HDj，货物体积HRj，货主联系方式HPj等。

对于第j批货物，选择车辆i需要满足：车辆为空车，即CEi=1，并同时满足下面条件：HXj=CXi，HZj=CZj，HLj=CLi，HDj≤CDi，HRj≤CRi，即车辆类型必须和货物要求的车辆类型一致，如保温车、冷藏车等；车货的运输方向必须保持一致，货物的重量和大小要不大于车辆的最大载重和容积。

车货信息匹配完成后，根据匹配信息里的车主、货主的联系方式，车货双方可以进行联系，挑选出最适合的合作对象。

3.1.2 运输路线优化系统。通过整合交通信息资源，包括电子地图、交通信息平台实时的交通信息，在此基础上通过相应算法为物流企业解决车辆行驶过程中的路线优化问题。

算法具体实现步骤如下：

（1）提取道路数据。从道路属性表中提取道路ID号、道路名称、道路长度、限制信息等数据；从道路转向表中提取起始路段、终止路段、转向关系等数据；从道路行驶时间表中提取预测的行驶时间数据。

（2）将提取的数据保存到数组中。数组的数据要根据道路交通状况的实时变化进行实时更新。

（3）设置算法的起始路段ID、目标路段ID、车辆出发时间、最优目标等参数。

（4）把起始路段设为当前搜索点，循环选取相邻路段分别判断当前路段的道路通畅情况和行驶时间，计算综合权值比较估计函数值，并选取最小值的路段存到结果中，然后将该路段作为新的起始路段。

（5）循环第四步，直到到达终点,得到最优路线。

3.2 货物跟踪

货物跟踪流程如图4所示。主要由智慧标签WWSID、车载监控系统与物联网监控中心三部分组成。

图4 货物跟踪流程图

图5 决策分析子平台功能图

（1）智慧标签WWSID：贴有WWSID标签的货物具有自己的身份和与自身相关的各种数据，具有记忆、定时唤醒、实时定位、查询和分析等智慧特性，具有全天候无线传感器网络传递信息的功能。正常情况下，智慧标签WWSID处在休眠和定时通信状态，非正常情况才被唤醒，如：货物发生包装异常形变、异常受压或震荡、过度相对位移、温湿度超范围变化、盗窃丢失或其它可能的对货物有影响的环境变化时唤醒智慧标签，智慧标签唤醒后会主动检查自身情况和查询周围情况，并向车载监控中心报警，传递相关信息。

（2）车载监控终端：终端采用触摸屏，平台主要由GPS接收模块、GPRS收发模块组成。车载监控终端通过无线传感网络采集车辆的位置、货物状态、环境及报警等综合信息，并通过GPRS网络将信息传送到监控中心。车载监控终端与监控中心为双向信息传输，也可以把监控中心的控制命令下达到智慧标签WWSID，实现对在运货物监控的目的。

（3）物联网监控中心：监控中心由监控平台、主服务器、通信服务器、RADIUS认证服务器组成，其核心任务是对所有在运货物实时定位监控，具有操作、维护、处理、统计、分析和监控在运货物信息的功能，并与外部网络进行互联。监控中心服务器包括数据库和地理信息服务器，主要负责在运货物监控信息的分析和处理，以及地理信息系统的维护和更新、GPS定位信息的处理等。

3.3 智能决策

决策分析子平台的功能如图5所示。

平台首先收集货运业务数据、司机车辆基础服务数据、司机行为数据和车辆实时GIS数据，通过对数据的统计分析，提供全程监管、动态监管、实时监管和自动监管等行业智能监管服务、智能预警服务及行业统计分析服务，帮助政府进行高效的行业规范、运作、诚信、发展规范、安全生产及交通拥堵的监管，制定合理可信的行业发展规划、地方标准、行政许可标准和行政事业性收费标准，缓解由货源车辆造成的交通拥堵问题。平台为企业提供的公共信息服务使企业不必构建自己的IT系统，通过决策分析报告、行业发展报告、诚信司机的信息、车辆司机的统一认证信息等制定本企业正确的发展战略，选择最优化的解决方案。

4 结语

针对当前物流公司小、散、乱等情况，建立了物流园区模块化信息平台，把所有货物流通的数据打通，形成一个巨大的即时信息平台，并将与物流园相关的供应链上各节点企业有效地整合进来，实现物流供应链节点企业之间的资源共享和业务协同，有效的降低企业的运营成本，提高企业综合管理水平和经济效益。其他的物流公司也可以在该平台的基础上，通过系统数据或优化自己的网络，或提升效率，或调整商业模式，共同建立一个物联网时代的新的商业生态模式。同时，平台也可以为政府规划、交通等部门提供行业情况汇报、行业监管等所需的基础数据，因此应用前景非常广阔。

[]

[1]徐学才,罗湘建,孙逊,等.基于物联网的铁路冷链物流园区信息平台构建[J].物流技术,2017,(3).

[2]窦欣.云计算融合物联网技术的物流园区综合信息服务平台设计[J].现代电子技术,2017,(11).

[3]沙蓓蓓.物联网与云计算构架环境中物流园区供应链管理平台的设计与分析[J].经贸实践,2017,(24).