冷链物流过程可视化研究

吴绮潼 黄露婷

摘要：近年来，随着国家经济的不断快速发展，冷链物流行业也迎来了发展的跳板，可借此机会将冷链物流发展推向新高度。但由于物联网技术接入度不足，而导致冷链物流货损率高、消费者信心不足等的问题频频发生，使得冷链物流在迎来新发展之前先遇到了瓶颈，有效解决当前困境的举措就是将物联网技术与冷链物流有机结合，实现冷链过程可视化。本文通过对冷链物流的发展前景做出分析，其次对物联网进行综述，简述实现冷链可视化系统的主要构成部分，研究物联网技术对于冷链可视化发展的可行性。

关键词：物聯网;冷链物流;可视化

中图分类号：F253.9;F426.82  文献识别码：A  文章编号：2096-3157（2020）09-0015-03

一、引言

随着我国的经济发展速度不断加快，国内市场对冷链物流的需求量也在逐渐增加，因此，国内的冷藏车数量也呈现出了高速的增长趋势。从2008年一年生产4522辆冷藏车，到2018年一年生产45489辆冷藏车，通过短短十年的不断发展，冷藏车的年生产总量已经发生了巨大的变化，这也从侧面反应了冷链物流的市场在逐渐扩大，并朝着更高的目标发展着。

而且，随着近年来生鲜电商平台（如每日优鲜、顺丰优选、京东到家等）的不断崛起，这对冷链配送服务也是一次全新的考验。首先，由于网络的普及使得网购所能覆盖范围逐渐增大，而生鲜电商平台也借此契机开始崛起。其次，每种不同生鲜食品也有它们不同的贮藏条件，要保证生鲜产品保质保量的送达用户手中就必须要高效的冷链物流与之配合。

此外，经济快速发展的同时也逐渐使得人们的生活水平日益提高，对食品安全的意识也随之不断增强。根据国务院颁发的《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》中提及到，相关单位应积极对易腐食品温度控制制定强制性标准，并尽快实施。这一举措的推行，进一步推进冷链物流行业的统一标准的形成。

冷链物流是当下传统物流业发展的一个重要的突破口，因为通过冷链物流不仅可以将生鲜产品远销到更多的地方提高经济收益，更有效地扩大了消费需求推动了社会经济的良性发展。然而，冷链物流因为与大数据时代的接入度不足导致冷链物流成本居高不下使其陷入了发展的瓶颈。运用物联网技术可以有效地提高冷链物流运作过程的效率，同时还能够给消费者展示一个透明化的运输过程。

二、目前我国冷链物流发展中存在的问题

1.冷链覆盖范围面积小

冷链物流属于高效率的物流活动，通过快而精的运输流程将产品送达到客户手中，这就从一定程度上使得冷链物流覆盖范围受到了约束。其次，要想有效扩大覆盖范围，升级硬件设备是见效较快的举措之一，但需要较大的前期投入，这就进一步局限了中小型冷链物流企业的发展。因此，我国冷链覆盖范围面积扩展速度缓慢，主要集中分布在东部沿海地区，而在偏远地区甚至还未设点。

2.冷链物流货损率较高

由于冷链物流行业标准不统一，对生鲜产品的实时监控不到位等问题，造成了冷链物流货损率居高不下的情况。据中金证券研究所和菁财资本数据显示，我国每年因运输损坏造成的水果、蔬菜的损失金额在1000亿元以上。这个庞大的数字，无疑代表着冷链物流发展中存在的问题不容小视。

3.即时信息反馈缓慢

在生鲜产品的运输过程中，车厢温度会随着行车所遇到不同的条件变换而出现上下波动的情况。这种情况，往往需要技术人员对车险温度进行适当调节才能使产品保持在最佳状态，但由于物联网技术的接入力度不足，通常情况下会导致冷库问题无法及时反映至控制室，从而造成温度控制不及时导致生鲜产品不保鲜，甚至还会出现产品变腐。

三、利用物联网技术提高冷链可视化程度

物联网（Internet of Things），整体可以分为三层：应用层、网络层和感知层。由这三个模块支撑的企业冷链可视化平台，直观地将透明冷链运输过程呈现客户眼前。企业冷链物流可视化平台的搭建具体如下图所示。

1.应用层

应用层是实现物联网的智能应用，依靠网络层和感知层实现信息传递与汇总，最后利用应用层提供的系统管理、查询系统和服务提供板块支撑起冷链可视化平台，让客户能够直观追踪冷链运输过程。

2.网络层

网络层主要是由云计算平台、物联网管理中心、物联网信息中心和行业专家系统为核心，将所采集到的信息进行有效整合。

3.感知层

感知层作为支撑整个平台运行的基础，包含着众多节点和复杂的过程。当货物贴上电子标签后，产品信息可由阅读器通过天线读取，产品信息会即时在平台更新。在货物由室外转移到冷藏车的过程中，货物温度必然会发生变化，这时RFID传感器会实时监测温度变化，将温度、气体浓度等数据进行汇总并传回大数据平台，这是第一次数据互通。从冷藏车出发开始，GIS便可以将实时的运输路线反馈给后台，同时后台会通过数据整合以立体图片的形式展示给用户，这也让物流运输路线更清晰和容易理解。在行车过程中，由于汽车发动机热量和制冷器功率不稳定等情况，冷库内温度容易发生波动，这时WSN系统通过利用GIS技术对各个节点进行数据汇总，将波动数据收集、整理，或整合成易于理解的图表形式，供客户和工作人员在后台监测。在货物进行装卸和出入库的时候，生鲜货物容易发生货损，所以这个过程由RFID全程监控，严格控制温度变化，一旦温度发生异常情况便会触发预警信号，从而减少货损量。此外，如果客户在运输过程中需要改变收货地址或需要物流公司对货物进行流通加工活动，可以在信息及时反馈系统进行资料更改。

（1）RFID（Radio Frequency Identification）技术运用

RFID即无线射频识别技术，属于一种非接触式的自动识别技术，通过特定的射频信号自动识别目标对象，能够快速地进行物品追踪和实时数据交换。对于实现冷链物流可视化而言，其中不可忽视的一环是物流信息的动向追踪，而RFID（无线射频识别）技术恰好能有效弥补冷链物流中信息接入度不足的问题。

从冷链物流的开端，即在种植和生产的过程中，生产者便可以将产品的名称、来源、适合储存的温度、用途等的产品精确信息完善，进一步提高产品准确信息的透明化程度;RFID技术在仓储和运输的过程中，能实现冷链物流温度波动数据的可视化，因为RFID技术能够实行全程的实时温度监控，在冷库设备出现故障时能迅速及时地反馈，减少因设备故障而出现的货损。此外，在货物的转移过程中，可实现温度波动数据的透明化管理，因为外界温度、发动机热量等不确定因素会让货物的温度发生波动，而通过RFID技术可以直观地观察到数据变化从而及时调整温度，为冷链物流运作提供了技术保障;在货物入库和出库的过程中，可在仓库顶部安装RFID读写器，及时反映库区温度变化和库存数量及情况，这样一来就能够简化繁琐的传统盘点工作，同时还能极大的提高信息的准确性。

（2）GIS（Geographic Information System）技术应用

GIS即地理信息系统，是在计算机软、硬件支持下，对整个空间有关地理的分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS技术可通过它独特的视图和统计图将数据制成小型的数据库系统，从而推动冷链可视化发展。

在冷链物流运输过程中，GIS系统将设置在车载终端设备上，通过GIS技术建立一个尽可能完善的冷链运输车辆的网络系统，为参与者提供冷藏车辆的实时操作信息以及对车辆相关设备进行检测，保证冷链运输过程的顺利完成。

在冷藏车辆的定位设备中应用GIS系统，可通过GIS独特的视图和统计图提供冷链物流车辆实时查询、统计和定位等的信息反馈。比如，物流参与者在后台查询车站、装卸设备以及运输设备等的数据，GIS系统就会将查询结果通过平面图给用户进行反馈，让查询者能够有更加直观的图表信息反馈。此外，基于GIS系统可以建立运输安全信息反馈的系统，对于车辆行驶路线的路况、天气状况、设备状态等提供快送综合查询与分析，以此降低运输过程中有可能造成的经济损失。

GIS技术在冷链物流中的运用可以推动冷链物流可视化的进程，促进物联网和冷链物流的有机结合，对资源和信息进行有效的整合，从而使得冷链物流体系进一步完善并加大冷链物流布局范围，使冷链运输过程达到可视化、透明化、公开化。由此，可实现信息的高度对称，减少信息漏洞和滞后，促使整个冷链产业更加完整化，各位物流环节的衔接更加顺畅，提高冷链物流的可视化程度，从而完善产业链的不足之处。

（3）WSN（wireless sensor network）系统运用

WSN即是无线传感器网络，WSN系统由数据采集模块、数据汇集模块以及服务器这三部分组成，是一项物联网的关键技术，也是高效率的采集货物准确数据的有效途径。

WSN系统能够发挥作用主要是靠众多的技术节点汇聚，而WSN节点的确认则需要借助GIS技术，因而感知层内的各个模块是相互连通的运作状态。节点通过几次分层汇聚，到达WSN网络进行数据分析、汇总，通过因特网将相关内容传送到移动通信系统，即用户可见的冷链可视化平台。

WSN能推进冷链可视化的重要原因就在于它适用于传统冷链所受限的环境，可以提供实时并且有效的真实数据。由于在冷链运输过程中，在低温贮存生鲜产品的车厢内，空气湿度相对较高，这就造成了观察的环境恶劣。但车厢内如果设置了WSN设备监测，观察数据和图像并不会受到恶劣条件的影响，还能更好地还原出透明的冷链物流过程。

利用物联网技术追踪生鲜食品的运输信息，提高冷链可视化水平的同时能更高效率、更安全地将生鲜食品在保鲜期内送达客户手中。通过物联网技术的应用，能够有效减少生鲜食品的腐坏率，从而降低了冷链物流的损耗成本。

（4）信息反馈系统运用

信息反馈系统，是依靠车载终端采集到的信息数据通过无线传输设备发回监控中心，与监控中心进行实时的信息共享。而实时监控中心从物流大数据服务平台上调取出相关信息，在此基础上利用物联网技术再进行二次的有机整合，最终给冷链物流参与者提供出准确而且及时的物流信息反馈，进一步为消费者呈现一个高度可视化的冷链物流过程。

信息及时反馈系统结合物联网能够将冷链物流可视化推向一个新的高度，通过互联网技术，可以有效将物流信息进行实时数据传送，将冷链物流过程通过高度契合而准确的物流数据高度还原，从而有效地减少了因信息失真导致货损的情况发生，并由此打造出一个透明的、让公众放心的冷链物流全过程。

总的来说，物联网技术应用到生鲜农产品冷链物流体系建设中，可以实现冷链产品的信息采集、定位、追踪与追溯、监控等，解决了传统冷链物流中存在各环节衔接不足、运输责任无法追溯等问题，可从根本上解决了物流与信息脱节的问题，极大地提高了冷链物流的效率与效益。

而冷链物流是否能实现可视化，一个重要的节点就是与互联网技术的有机结合。随着物联网技术的不断发展和冷链物流的转型升级，“物联网+冷链物流”的物流运作新模式的推行无疑会将冷链物流行业体系进一步完善。

四、结论

在国家积极推进供给侧改革的大背景下，各个行业都努力遵循着“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，物流行业也不例外。而物联网技术作为现代技术领域中的新兴技术之一，已经进入了快速发展的新阶段，在很多重要領域中都有着广泛地应用，因此，推动互联网技术与冷链物流有机结合，势在必行。

本文通过对当前冷链物流行业发展中所存在的问题进行概括总结，提出了利用物联网技术促进冷链物流可视化的解决方案，并通过资料收集和深入学习初步构建出冷链可视化平台，以此解决冷链物流过程信息接入度不足的问题。

物联网技术如果能在冷链物流得到有效运用，这无疑能够为广大消费者提供一个来源可查、去向可追、责任可究、风险可控的可视化冷链物流过程，能够提高消费者的消费信心，更能进一步扩大冷链物流的覆盖范围打下坚实的基础。并随着物流行业进一步健全冷链物流标准和服务规范体系病不断完善冷链物流基础设施建设的举措，相信在零售业变革日益深化的时代大背景下，“物流网技术+冷链物流”的发展模式势必进入高质量的发展新阶段，为促进冷链物流可视化的更深层次发展而助力。

参考文献：

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[注]基金项目：广州工商学院2019年省级大学生创新创业训练计划项目（基于物联网技术的冷链物流过程可视化研究）（项目编号：S201913714023）

作者简介：

1.吴绮潼，广州工商学院学生;研究方向：物流管理。

2.黄露婷，广州工商学院学生;研究方向：物流管理。