大型快递分拣枢纽高层控制系统

李孝军

大型快递分拣枢纽高层控制系统

李孝军

（顺丰控股股份有限公司）

目前大型快递分拣枢纽高层控制系统相关建设技术标准缺失，根据某快递物流企业的分拣枢纽高层控制系统设计开发经验，并结合高效率与快时效的快递分拣需求，提出大型快递分拣枢纽高层控制系统设计规范；同时针对系统分布层级、功能模块、硬件平台、通讯网络架构、外部接口交互和性能指标等进行详细介绍，为快递分拣枢纽信息系统建设提供技术参考。

快递分拣枢纽；高层控制系统；功能框架；硬件设计；通讯网络

0 引言

随着电商与物流行业的快速发展，物流快件订单也逐年增长，这对快递包裹配送效率提出了更高的要求[1-2]。目前，快递物流企业大都建立了快递分拣枢纽信息系统用于快件的自动化处理，其中高层控制系统作为核心部分，其设计的优劣决定了分拣枢纽信息系统的运行效率与快件处理时效。

高层控制系统是物流企业实现快递分拣的枢纽运作平台，实现分拣与输送设备的智能监测与控制、动态分拣路径分配与优化、分拣计划与资源合理配置、运行风险瓶颈预测等功能[3-6]。为快递分拣枢纽达到高度自动化、智能化和信息化提供一个技术应用、信息集成、流程实现的控制与管理平台。

本文根据某物流企业的大型快递分拣枢纽信息系统建设需求，针对分拣枢纽高层控制系统分布层级、功能模块、硬件平台、通讯网络架构、外部接口交互和性能指标等进行研究，为大型快递分拣枢纽高层控制系统设计提供技术参考与需求规范。

1 系统分布层级

大型快递分拣枢纽信息系统由企业运营系统层、高层控制系统层、底层设备控制系统层和设备层组成，其中高层控制系统是介于企业运营系统与底层设备控制系统之间的快递分拣枢纽运营管理平台，其架构如图1所示。

2 系统功能模块

大型快递分拣枢纽高层控制系统由分拣控制、设备监控、场院管理、视频监控、终端管理、资源管理、数据分析统计和风控验放8个功能模块组成，如图2所示。

2.1 分拣控制功能模块

分拣控制功能模块实现快件分拣滑槽与路径分配、流量动态平衡、优先分拣与紧急分流控制、分拣计划生成和快件识别跟踪。

2.2 设备监控功能模块

设备监控功能模块实现快递分拣枢纽设备状态监视与控制、设备参数配置与故障报警、快件信息定向查找。

2.3 场院管理功能模块

场院管理功能模块实现快递分拣枢纽陆侧场院进离场车辆装卸与排队智能调度、生产信息实时看板联动显示。

2.4 视频监控功能模块

视频监控功能模块实现快递分拣枢纽实时视频图像监测与分析告警、快件丢失与滞留检测、人员安防监控。

2.5 终端管理功能模块

终端管理功能模块实现快递分拣枢纽手持终端（巴枪、平板、条码扫描器）信息统计与分析、生产计划数据发布。

图1 大型快递分拣枢纽信息系统层级架构

图2 大型快递分拣枢纽控制系统功能模块框架

2.6 资源管理功能模块

资源管理功能模块实现快递分拣枢纽板箱资源跟踪与可视化管理、快件分拣设备与人力资源调度及信息集成。

2.7 数据分析统计功能模块

数据分析统计功能模块实现快递分拣枢纽生产数据可视化、运力资源信息可视化、运行瓶颈与趋势预测仿真。

2.8 风控验放功能模块

风控验放功能模块实现快递分拣枢纽异常快件拦截、人员装卸货异常操作告警和进出口快件数据精准核销。

3 系统硬件平台设计

大型快递分拣枢纽高层控制系统硬件平台采用客户机/服务器（C/S）与浏览器/服务器（B/S）相结合的体系结构和Internet信息服务模式，如图3所示。

图3 大型快递分拣枢纽高层控制系统硬件平台

C/S模式实现高层控制系统集中监控的需求；B/S模式实现人员远程访问连接需求[7-9]。视频图像信息与客户机画面数据通过多屏控制器接入监控中心视频墙，工作人员在控制中心实现对整个快递分拣枢纽的监视控制。独立工作站用于技术调试、运营维护、开发测试和数据资料存储。

4 系统通讯网络架构

大型快递分拣枢纽高层控制系统通过核心交换机经由现场交换机实现与底层设备控制系统层通讯；通过核心交换机经由防火墙实现与企业运营系统层通讯，如图4所示。

高层控制系统与企业运营系统层、底层设备控制系统层采用双链路热备冗余通讯方式。单一通讯链路或网络设备故障不会造成整体或区域运营瘫痪[10]，实现以快递分拣枢纽高层控制系统为核心的各层级通讯设备及链路冗余备份机制。

5 系统接口交互

高层控制系统与企业运营系统、底层设备控制系统采用标准以太网通讯与防火墙隔离。企业运营系统为高层控制系统提供快件运单、目的地和时效数据等；高层控制系统反馈分拣与统计数据至企业运营系统。底层设备控制系统发送快递运单目的地请求数据、分拣设备状态数据至高层控制系统；高层控制系统反馈快件分拣与路径分配数据、分拣设备监控指令至底层设备控制系统，如图5所示。

图4 大型快递分拣枢纽高层控制系统通讯网络架构

图5 大型快递分拣枢纽高层控制系统接口信息交互

6 系统性能指标

大型快递分拣枢纽高层控制系统性能指标如表1所示，可满足系统日常运营与峰值运营。

表1 大型快递分拣枢纽高层控制系统性能指标

7 结语

本文针对大型快递分拣枢纽高层控制系统分布层级、功能模块、硬件平台、通讯网络架构、外部接口交互和性能指标进行详细阐述，为大型快递分拣枢纽高层控制系统方面建设工作提供技术参考，具备良好的推广应用前景。

[1] 廖敬恩.自动分拣控制系统的设计及研究[D].广州:华南理工大学,2011.

[2] 宋召卫.我国自动分拣技术及其应用[J].中国物流与采购，2013(6):46-47.

[3] 赵诚.基于GPRS污水处理远程监控系统的应用与实现[D].湖南大学,2009.

[4] Zhou X S, Xu L J, Shao B F, et al. Researchof remote monitor controlsystem based on GPR[J]. Machinery Design and Manu- facture, 2010,24(1):148-149.

[5] Morsi I, El-Din L M. SCADA system for oil refinery control[J]. Measurement, 2014, 47(1): 5-13.

[6] 姜玉叶,丁保华,赵志科,等.基于OPC和GPRS的空压机远程通信状态监控系统设计[J].仪表技术与传感器,2015(3): 107-110.

[7] 祝秋波,雷升印,集散控制系统的通讯网络[J].控制工程,2005, 12(2):165-167.

[8] 颜文俊,毛雪珍.基于PLC与WinCC的电站远程自动监控系统设计[J].机电工程,2005, 22(3): 33-36.

[9] 田海,赵海军,张俊伟,等.基于GPRS及现场总线的鱼雷罐车倒罐监控设计[J].测控技术,2014,33(1):104-108.

[10] 李明河,王健,屈炎伟.基于WINCC与Zigbee的污水监测系统设计[J].控制工程, 2013, 20(2):324-326.

High-Level Control System of Large Express Sorting Hub

Li Xiaojun

(S.F. Holding Co., Ltd.)

At present, there is no technical standard for the construction of high-level control system of large express sorting hub. Based on the practical design and development experience of a high-level control system project of sorting hub A of a express logistics enterprise, and combined with the demand of high efficiency and fast acting, the overall design criteria for high-level control system of large Express sorting hub are put forward. At the same time, the system hierarchical distribution scope, software function module composition, hardware platform construction, communication network architecture, external interface interaction and operation performance indicators are described and studied in detail, providing technical reference for the construction of express sorting hub information system.

Express Sorting Hub; HLCS; Functional Framework; Hardware Design; Communication Network

李孝军，男，1990年生，硕士研究生，中级工程师，主要研究方向：机场与物流信息系统。E-mail: xiaojunli@sf-express.com