基于顶层设计理念的城市智慧物流平台系统架构研究

史官清，戴俊，杜鑫可

摘  要：通过分析城市智慧物流平台顶层设计的内涵、作用、目标、原则，提出智慧物流平台系统架构的方法论。在顶层设计理念下，智慧物流平台除满足自身良性运营外，还能够承载推进物流产业的智慧化、区域产业协调发展的职能。综合顶层设计理念及智慧物流发展需求，文章探讨了智慧物流平台的业务架构、数据架构、应用架构、技术架构等主要架构，以期为城市建设智慧物流平台提供参考。

关键词：顶层设计；智慧物流平台；系统架构

中图分类号：F253.9    文献标志码：A    DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.11.002

Abstract： By analyzing the connotation， function， goals and principles of the top-level design of the urban smart logistics platform， the methodology of the smart logistics platform is proposed. Under the top-level design concept， in addition to satisfying its own benign operation， the smart logistics platform can also carry the functions of promoting the intelligentization of the logistics industry and the coordinated development of regional industries. Based on the top-level design concept and the development needs of smart logistics， the author discusses the main architectures of the smart logistics platform， such as business architecture， data architecture， application architecture， and technical architecture， in order to provide a reference for cities to build a smart logistics platform.

Key words： top-level design; smart logistics platform; system architecture

0  引  言

物流产业是国民经济的基础性、战略性、先导性产业，国家通过政策引导推进智慧物流的发展。主要政策包括《关于进一步降低物流成本实施意见的通知》《关于新时代服务业高质量发展的指导意见》《数字交通发展规划纲要》《关于推动物流高质量发展促进形成强大国内市场的意见》等。各政策普遍提出实施物流智能化改造，大力发展数字物流，大力发展高效物流新模式、新业态，鼓励各类企业建设物流信息平台，推进城乡物流配送全链条信息共享及农村物流末端信息网络完善的政策措施。可见，发展智慧物流是国家政策的着力点。

在“工业4.0”“互联网+”“双循环”等发展格局下，城市需要考虑企业自建信息平台出现的各自为政、信息隔离问题，以搭建智慧物流信息平台作为引领城市发展的驱动力。顶层设计注重全局性和系统性，基于顶层设计的基本内涵、作用、目标、原则，与智慧物流平台做出结合，根据所提出的顶层设计方法论，提出智慧物流系统的主要架构，包括业务架构、数据架构、应用架构、技术架构等，对城市智慧物流平台建设具有一定的参考意义。

1  研究现状

智慧物流平台具有整合区域物流产业、协同其他产业的重要作用。李远远以广西北部湾智慧物流信息平台为例，认为平台具有整合分散的物流信息、建立信息共享机制、建立良性运营模式、推动物流社会化运作的作用，从平台的目标规划、功能规划、系统框架设计等方面，提出智能化、集约化、人性化等特征的协同供应链物流解决方案的规划方法[1]。石荣丽探讨了智慧物流园区信息化平台建设的着力点、逻辑架构、功能模块、业务结构、层次关系及结构模式，为智慧物流园区的信息平台建设提供先进可行的蓝本[2]。吴志伟分析铁路智慧物流园信息管理需求，结合物联网对平台总体架构进行设计，结合物联网技术对物流监控管理和跟踪溯源技术、基于物联网数据的仓储模型、物流信息共享技术进行研究和探讨，分析铁路智慧物流园信息管理平台关键技术及加快铁路物流园改进和铁路智慧物流园建设的建议[3]。

智慧物流平台需要顶层设计。刘寅斌以上海北郊物流园区为例，认为物流园区缺乏专业化第三方物流、一体化运力调动系统、不同运输方式的统合、足够的基础设施，以顶层设计思想为基础进行了规划，提出需要建设联运管理的信息化与自动化平台[4]。陈彦山认为物流信息系统建设如缺乏整体规划，势必会造成系统之间互联互通困难及效率低下，应从顶层设计、中枢系统设计、专家团队培养三方面展开[5]。王玲认为医药物流信息化程度不高，适宜用平台化方案加以解决[6]。董千里基于“一带一路”跨境物流网络构建的产业联动发展，运用集成场理论的顶层设计思路，以境内地理中心、采购中心、制造中心、配送中心、金融中心与跨境内陆型国际中转枢纽功能的对接和集聚，形成新的场源[7]。

综合来看，对于智慧物流平台的协同整合作用基本已形成了共识，但对智慧物流平台的建設在理论上存在一定的分歧，在实践上也基本上是公共信息平台与企业自建平台独立建设。虽然区域发展的智慧物流信息平台建设具有重要的意义，但目前基于顶层设计理论的智慧物流平台建设研究仍相对匮乏。

2  智慧物流公共平台顶层设计的核心要素

2.1  顶层设计的内涵

顶层设计主要用系统论的方法，对物流平台的全局性问题做出系统性构建，结合物流业发展特征，智慧物流平台顶层设计内涵如下：

（1）从全局和整体层面进行智慧物流平台建设发展的规划，提出智慧物流平台的总体发展目标。在智慧物流总体发展目标的基础上，采用系统化的方法进行智慧物流平台顶层框架设计，进而指导智慧物流平台项目实施。

（2）智慧物流的顶层设计应用现代信息技术，以“互联网+”思维为导向，构建城市第四方协同物流体系，通过智慧物流平台，汇聚城市的物流资源、能力，提升城市物流产业的整体竞争能力，智慧物流平台顶层设计立足带动产业运营、管理创新，创造新型产业环境。

（3）智慧物流的顶层设计不仅注重平台的功能设计，同时，也注重平台的研发、运营体系打造，给出合理的建议，确保项目实施有效落地，确保物流平台运行有保障。

2.2  顶层设计的作用

2.2.1  促进物流产业的智慧化。物流产业智慧化是一种产业操作模式、运作理念的颠覆和落地实施。物流行业的智慧化进程体现在整合互联网、物联网各方面技术、应用成果，建设高效、低成本、多方共赢的智慧物流体系。智慧物流将成为智能工业体系的核心，如何科学、合理地使用自动化、可视化、可控化、智能化、网络化、RFID（射频技术）、传感器、移动通讯等现代信息技术，创新物流产业的发展思维、产业布局、运营理念、执行方法、决策模式等是现代政府监管、企业发展面临的重大挑战。智慧物流的顶层设计目的就是为城市智慧物流平台的顺利建设给出技术、产品、方法的建议，在实施方法论、业务标准体系、政策保障体系、资金保障体系、资源保障体系、运营保障体系等方面给出具体可行的方法，以确保智慧物流产业的持续发展。

2.2.2  推进区域产业协调。智慧物流顶层设计的意义在于面向区域的经济和产业发展需求，在科学、成熟的设计方法论指导下，为政府及供应链相关业务节点提供物流行业一体化的产业协同规划，以创新的理念重塑产业格局，打造未来产业模式，构建监管有力、运作高效、协调发展的产业平台。智慧物流顶层设计是城市未来智慧物流体系建设的指导性文件，具备理念先进实用、方案科学合理、内容详实可用、实施切实可行、拓展灵活可兼容等特点，有效推动城市智慧物流产业的转型升级，建设区域协同物流产业体系，融入国际物流体系发展目标的实现。

城市物流行业规划、监管和产业发展布局需要依赖于智慧物流产业的发展，以智慧化的理念进行深入的产业分析，打造城市协同、共赢的物流产业发展体系。物流产业的智慧化发展将全面整合产业的物流设施、数据信息、人力保障等资源，重新定义物流产业的协作模式、操作流程、业务标准、监管方式，给物流产业注入新的动力。为此，面对国际、国内智慧物流产业发展的整体形势，“互联网+”带来的产业变革与转型升级压力，区域经济及产业发展的需求，积极应对转型创新和布局行业整体发展的需求及时落实城市的智慧物流顶层设计势在必行。城市智慧物流公共信息平台顶层设计提供理念、技术、内容、方法、资金、人力等方面设计及论述，智慧物流顶层设计是布局行业整体发展的需要，是促进产业变革转型、保障物流产业优化、落实平台建设的需要。

2.2.3  是落实区域智慧物流平台建设的需要。城市智慧物流顶层设计以解决制约智慧物流科学发展的全局性、系统性问题为目的，助力实现城市智慧物流发展目标，推进智慧物流技术的全面应用与实践，构建区域物流公共信息平台，打造区域供应链协同体系平台。应本着科學、严谨的理念，为城市的智慧物流平台建设提供具备先进性、创新性、体系化、可实施、可发展的解决方案，提出总体框架、发展模型、标准管理制度体系、实施原则等内容。

（1）提出顶层设计的总体框架及各模块的相互关系，明确工作重点与保障措施，成为全面指导智慧物流平台建设的主要依据。

（2）信息化发展模型提出了智慧物流平台与信息通信网络、数据中心等基础设施的目标架构模型，明确和规范智慧物流发展目标，为实现信息资源的整合以及对内对外的综合信息服务提供指导依据。

（3）提出信息化标准、管理和制度体系，为城市智慧物流平台建设提供技术与管理保障。

2.3  顶层设计原则

智慧物流建设中应遵循下列原则：

（1）立足城市，面向全国。智慧物流平台顶层设计首先是立足城市现状，基于当前产业状况及发展需求，紧随产业发展大潮，充分应用现代信息技术带动产业的创新发展，详细制定系统的整体建设规划和近期建设计划，做到整体规划，分步实施。逐步将城市打造成为跨区域、迈向全国、走向世界的物流中心。

（2）顶层设计，统筹管理。智慧物流平台是智慧城市建设的重要组成部分，要统筹思考智慧城市建设、智慧交通建设的整体布局，并充分利用政策资源、基础设施资源、系统资源、数据资源，借力发展、协力发展，以确保平台建设在智慧交通统一规划、统一架构、统一标准下的合理规划、科学设计，确保项目建设的统筹管理，高效实施。

（3）服务导向，应用驱动。智慧物流平台的建设必须坚守服务产业、服务物流企业、服务最终客户、服务行业发展的理念，围绕现实业务的发展需求，破解业务难题，寻找业务突破点，以快捷推进产业转型发展。应用新的信息技术和创新理念，以“互联网+物流+金融”模式推动产业创新，以高效、实用的物流管理、运营应用为抓手，做到创新落地，以应用驱动物流产业的快速发展。

（4）产业协同，创新发展。智慧物流平台的建设目的在于打造城市区域新型的产业环境，追求协调、协同、共进、共赢的价值链体系，应用新的理念、方法，提升供应链对市场灵敏的响应能力、对业务高效的执行能力、对客户需求的把握能力；通过产业协同，让物流、金融、保险、法律、政务统筹协力，共同推进产业的壮大发展；通过应用互联网+思维，改变传统物流运作模式，创新业务模式、盈利模式，让产业焕发活力。

（5）深度融合，全面提升。智慧物流平台的建设着眼于现代信息技术，创新发展理念与产业需求的深度融和。用技术促创新，落实创新实践，让物流产业体系全面参与创新实践，实现产业业务的全面协同，让现代物流的技术、创新思维与物流产业的发展全面、深度融合，以推动产业的整体转型升级，整体跨越式发展。

2.4  顶层设计的方法

城市智慧物流顶层设计为解决智慧物流的发展面临的结构问题，提出智慧物流平台的基础设施架构、信息化发展蓝图、产业提升方案、协同管理范式等。智慧物流建设首先是基于创新的理念，结合行业的实践经验，推动物流行业的业务转型发展。

智慧物流顶层设计的研究方法如图1所示：

智慧物流的顶层设计基于城市物流的统筹管理，重点针对发展现状与现实需求，遵循行业标准，借鉴先进经验，设计出城市智慧物流总体架构与实施框架。

3  智慧物流平台架构

3.1  智慧物流业务架构

在城市高速发展的过程中，政府往往投资、参股、招商引资了大量的物流园区，这些园区成为城市物流体系的骨干园区，承担城市物流行业创新发展、推动行业转型升级的重任。立足于园区的发展规划，智慧物流平台的核心业务包含如下几个部分：

（1）智慧物流园区管理，为入园的企业、商户提供保障性服务支持，如加油、充電、停车、住宿、餐饮等服务。此部分业务作为智慧物流的保障至关重要，是智慧物流平台建设不可或缺的部分。

（2）智慧物流平台的运营及业务拓展，即用现代物流理念，充分发挥“互联网+”的市场推动力，创新物流运营、管理和盈利模式，推动城市物流行业的变革发展。以骨干物流园区为立足点，汇聚城市各物流园、物流中心、乡镇物流节点的资源及能力，打造新型物流产业环境，并逐步走出城市，实现跨区域、跨城市智慧物流的发展。运营企业承担新型产业发展规划、实施运营的重任，必须在技术、理念、市场能力、创新能力、实施能力方面有充分的保障才能确保产业的良性发展。另外，作为智慧城市建设的重要组成部分，智慧物流建设必须坚持惠民服务的宗旨，开放必要的数据资源，服务于城市物流产业的规划和便民服务的需求。

（3）政府部门对行业指导和产业发展的监管、保障体系，为促进传统物流行业的转型升级，必须借助政府的资源和政策优势，积极推动企业参与实践，共同推动业务模式和盈利模式的转变，并创新发展新型的物流产业模型，打造适应未来智慧物流产业发展需求的新型物流产业群体。从智慧城市建设角度来看，智慧物流是智慧城市建设基础组成部分，项目建设将充分考虑城市的基础IT资源共享的问题，避免重复建设，节约社会资源，尤其是要充分利用城市政务数据中心（IDC）的基础资源。

（4）城市智慧物流平台的社会共建体系，包括参与建设的企业、银行、保险、智慧产业联盟等产业服务体系，为物流企业的发展提供资金保障、业务发展指导、风险管控支持，是打造现代物流产业链的重要组成部分。行业发展最终带动社会整体进步，同样社会资源的积极投入，将更有力推动创新产业的发展。城市智慧物流的业务架构如图2所示。

3.2  智慧物流数据架构

区域物流公共信息平台的数据来源广泛，物流数据平台的典型特征是数据采集、汇聚，因此，必须首先分析数据来源，并针对数据采集制定合理的策略，构建合理的获取渠道，利用先进的数据采集汇聚工具，持续获取相关物流数据，以打造具有持续发展能力的物流大数据平台。城市智慧物流公共信息平台数据体系的数据来源包括如下几个方面：

（1）来自交通运输部门的基础数据，包括车辆、船只、火车、司机、物流企业、道路路况、航道状况、物流节点、车/船状况、运力、特色能力（如危险品运输、冷链运输等）等数据信息和行业规范数据、行业流程数据、行业技术标准数据等。

（2）来自行业垂直部门的业务数据、标准化数据。主要是来自海事、航道、运政、公路网、铁路网等行业垂直部门的业务数据。

（3）来自城市物流企业的数据，包括物流园区、物流中心和配送中心等物流节点的数据和相关物流企业的仓库、运力、物品、包装信息、配送的数据，以及各种运输企业的在途数据、货物装卸搬运数据、入库数据、出库数据、运力需求信息等。

（4）来自企业的物流数据，主要是大型企业的物流数据，企业自行组织管理的仓储数据、运输数据等。这些信息主要提供给供应链使用，及为供应链上下游企业、仓储企业提供业务规划依据和产品追溯使用，这些信息包括生产计划、订单数据、产品数据（基本数据及构成数据，包括BOM清单）、库存数据、在途数据等。

（5）来自与物流业密切相关的政府部门政务及行业业务数据，如气象、地理信息、人口数据、法人数据、宏观经济数据等。这些信息一般为地方性的基础数据，可以由智慧城市管理办公室或者智慧城市大数据平台通过数据发布，提供物流平台的共享使用。

（6）来自共享渠道的采购的物流数据，一般为专有的价值密度高的业务数据、行业数据。从大数据交易平台或者专业渠道采集来的行业数据、特色业务数据（如区域电商数据、行业交易数据等），这些数据可以通过数据汇聚平台直接转储到物流大数据云平台上或者根据数据采集规范将数据整合到物流大数据云平台上，提供数据分析使用。

（7）采集自互联网平台的数据，根据不同业务主题利用数据抓取工具（如网络爬虫等），从互联网采集相关信息，并进行分类存储。这些数据一般为公共交易平台的业务数据、专门主题的采集数据，如某类产品、某个企业、某个区域的物流数据、交易数据等。

（8）来自智慧物流平台的自有数据，这些数据是平台业务的基础和核心。这些数据包括仓库数据、运输数据、配送数据、包装数据、支付数据、交易数据、客户行为数据、业务规划数据、各类历史数据等。

（9）来自社会合作机构的数据，如银行、证券、保险、智慧产业联盟的数据，以及其他渠道数据。根据业务协作的需求，提供定期的数据更新，主要是产品数据、促销数据、广告数据等。

物流数据存储形态分为传统结构化、半结构化等业务数据，以及非结构化的文档数据、视频数据、音像数据等；物流数据来源分为外来数据和自有数据。

作为智慧物流平台的核心业务部分即物流公共信息平台和智慧物流园区管理平台由于属于OLTP类业务，因此，业务平台数据规划需要集成众多数据于大数据平台之上，并提供数据开放共享、大数据分析服务、智慧物流APP应用、供应链管理、行业电商应用等社会服务。城市智慧物流的数据架构如图3所示。

3.3  智慧物流应用架构

城市智慧物流平台应用分为基础保障型、数据治理型、业务保障型、业务执行型、大数据挖掘型等几个类型。

基础保障型应用。数据保障类应用主要针对基础环境保障规划的应用，包括基础设施管理的环境控制管理平台，网络资源管理的网管平台，生产安全管理的灾备系统平台，系统平台管控的运维软件，以及各类特殊设备状态相关的信息存储、权限管理、安全管理等软件。

数据治理型应用。数据是智慧物流的核心，数据的治理成功与否，决定了智慧平台建设的品质。良好的数据治理确保数据的准确性、可信性、及时性，为数据在操作优化、精准执行、科学决策提供可靠的保障。数据治理包括数据采集、数据汇聚、数据抽取、数据校驗、数据审计、数据分析、数据挖掘等操作，因此，完善的数据治理平台和强健的数据分析引擎，为物流平台的物流规划、运力优化、线路优化等操作提供有力的支持，同时也是降本增效的关键所在。

业务保障型应用。业务保障型应用包括物流园区的各类业务系统，如OA系统、视频会议系统、酒店系统、智能停车场系统、充电加油服务系统、园区一卡通系统等，是环境的保障体系。

业务执行型应用。是智慧物流平台核心部分，支撑平台的日常运营，担负产业的创新、发展重任。包含的主要应用如ASP托管服务、电商平台、数据发布系统、数据开放共享系统、综合信息门户、智慧物流APP、特色物流市场、跨区域物流配送、多式联运系统、电子口岸系统等。

大数据挖掘型应用。大数据深入应用包括为物流企业提供个性化的数据驾驶舱、智能决策分析、行业分析、产业规划、大数据开放及交易服务、数据分析服务等，这些具体体现了产业资源的数字化以及数字资源的产业化。

城市智慧物流平台的应用架构如图4所示。

3.4  智慧物流技术架构

城市智慧物流平台的技术结构分为基础平台层、服务支持层、数据感知采集层、数据汇聚层、存储治理层、应用扩展层。

基础平台层：基础平台的设备、支持系统、服务系统，包括针对网络、系统、环境、安全管理的应用。

服务支持层：确保整体环境稳定、有序运营的支持体系，包括目录管理、文件管理、消息管理、邮件服务、CA认证、安全服务等。

数据感知采集层：通过RFID、电子标签、GPS/北斗、4G等物联网技术、移动互联技术实现现场数据的采集与传输；采集来自多个渠道的业务数据、统计数据、互联网数据、行业基础数据、智慧城市的基础数据（人口、法人、GIS、宏观经济数据等）等。

数据汇聚层：根据业务应用需求，包括电商平台、供应链平台、公共新服务平台等业务需求，对数据进行汇聚，满足数据抽取、分析、挖掘的需求；核心业务平台应用传统商务智能技术（BI）进行数据分析及挖掘，同时将来自多渠道的结构、半结构、非结构化的数据汇聚到Hadoop大数据平台，满足深入广泛的数据应用需求。

存储治理层：数据治理层实现对汇聚数据的抽取、审计、验证，并给予数据分析模型、数据挖掘模型进行数据分析和挖掘，以实现面对业务应用的精准服务、精细化管理、科学决策的需求。

应用扩展层：包括智慧物流核心应用和基础保障部分，核心应用包括智慧物流园区、物流公共信息平台、数据接口及数据开放共享的扩展应用。

城市智慧物流平台的技术架构如图5所示。

4  结  论

顶层设计的内涵主要是用系统论的方法，从整体和全局视角出发针对各个方面、各个层次和各种角色等因素进行统筹考虑。结合智慧物流平台建设和管理的需求，智慧物流平台顶层设计需要通盘考虑平台自身的良性运营、物流产业的智慧化发展、区域内各产业之间的协调关系。政府建设的智慧物流平台需要立足城市、面向区域发展，追求政府管理与企业运营之间的融合。

在顶层设计理念下，智慧物流平台的业务架构需包含园区发展、平台运营、政府监管、社会共建要素；数据架构建设需包含数据汇聚、数据分析与数据应用的大数据平台；应用架构需包含基础保障型、数据治理型、业务保障型、业务执行型、大数据挖掘型等业务类型；技术架构需包含基础平台层、服务支持层、数据感知采集层、数据汇聚层、存储治理层、应用扩展层等。

参考文献：

[1] 李远远. 智慧物流信息平台规划研究[J]. 学术论坛，2013，36（5）：140-143.

[2] 石荣丽. 基于大数据的智慧物流园区信息平台建设[J]. 企业经济，2016（3）：134-138.

[3] 吴志伟. 铁路智慧物流园信息管理平台物联网技术研究[J]. 铁道运输与经济，2020，42（10）：14-20.

[4] 刘寅斌. 基于顶层设计思想的物流园区总体规划的研究——以上海北郊物流园区为例[J]. 物流科技，2009，32（1）：48-51.

[5] 陈彦山. 速递物流信息化建设重在顶层设计[J]. 中国邮政，2014（3）：54-55.

[6] 王玲. 从顶层设计看医药物流集成化运作模式[J]. 企业研究，2014（11）：56-57.

[7] 董千里. 基于“一带一路”跨境物流网络构建的产业联动发展——集成场理论的顶层设计思路[J]. 中国流通经济，2015，29（10）：34-41.