馮 楠，蒲清泉

（貴州大學(xué) 管理學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

1 引言

目前國內(nèi)外的物流配送雖然已經(jīng)跨越了送貨上門階段，但是交通擁擠、交通事故、車輛空載、貨物延遲等問題未得到有效解決，整體配送效率和服務(wù)質(zhì)量仍然處于較低水平，造成資源、成本、時(shí)間的巨大浪費(fèi)。隨著車輛電子傳感設(shè)備、通信技術(shù)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、智能終端設(shè)施和信息處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)作為一種特殊的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了，物流配送迎來了新的發(fā)展階段。

車聯(lián)網(wǎng)是指通過GPS、RFID、OBD、傳感器、攝像頭等設(shè)施設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛、道路、人之間信息的采集、處理與傳遞，對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航服務(wù)、故障診斷，確保其安全行駛，以及對(duì)車輛及車載貨物進(jìn)行智能監(jiān)控、調(diào)度和管理，可以解決配送過程中信息滯后、配送效率低下、不安全等問題，并且通過全程可視化管理，打通物流、商流與信息流，推動(dòng)配送朝著智能化方向邁進(jìn)，基于車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的智能物流配送就應(yīng)運(yùn)而生。

關(guān)于智能化物流配送的研究，有學(xué)者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在物流配送中的應(yīng)用展開了研究，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能物流配送系統(tǒng)[2]及優(yōu)化[3]，也有學(xué)者開展了物流配送車輛路徑優(yōu)化問題的研究，并為物流配送車輛路徑選擇提供了有效算法[4]和仿真[5]。而將車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于物流配送中的研究尚未開展，因此，基于車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的智能化物流配送系統(tǒng)具有一定的的意義。

2 物流配送現(xiàn)狀分析

隨著新零售的興起，多批次、小批量的配送成為物流環(huán)節(jié)中最關(guān)鍵的“最后一公里”，其市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景十分廣闊,但是由于基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)體系發(fā)展依然滯后，使得配送過程存在多種問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施條件低下，難以實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理

由于用于車輛監(jiān)控、定位、追蹤等的傳感設(shè)備不完備，難以對(duì)車輛狀況、行駛行為、駕駛行為等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且經(jīng)常會(huì)發(fā)生丟貨、錯(cuò)貨、損貨的狀況，不利于對(duì)貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤與管理，嚴(yán)重阻礙了物流配送的發(fā)展。

2.2 技術(shù)水平落后，配送時(shí)間和安全問題難以保障

由于不能合理安排行駛路線，經(jīng)常導(dǎo)致配送過程中出現(xiàn)交通堵塞和迂回運(yùn)輸，造成配送時(shí)間增加，貨物難以按時(shí)送達(dá)，甚至由于忽略車輛維修而導(dǎo)致交通事故，造成客戶不滿意和司機(jī)安全隱患，使配送整體功能難以發(fā)揮。

2.3 信息不對(duì)稱，形成資源浪費(fèi)

由于不能及時(shí)有效收集傳遞車輛信息和貨物信息，導(dǎo)致車找貨、貨找車，造成車輛的空駛、低利用率，以及貨物不能迅速找到合適的車輛，形成社會(huì)資源的浪費(fèi)，無法有效發(fā)揮市場(chǎng)的潛力。

2.4 政策不健全，認(rèn)識(shí)待提高

相關(guān)的政府部門對(duì)配送的作用和意義沒有給予高度的重視，沒有制定相應(yīng)的監(jiān)管評(píng)價(jià)體系，企業(yè)對(duì)市場(chǎng)缺乏信任。

3 系統(tǒng)框架

根據(jù)系統(tǒng)的特征及物流企業(yè)自身發(fā)展的需要，研究和設(shè)計(jì)基于車聯(lián)網(wǎng)的智能物流配送系統(tǒng)框架，如圖1所示。

圖1 基于車網(wǎng)聯(lián)的物流配送系統(tǒng)框架圖

信息感知層：承擔(dān)數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其中GPS和GIS主要負(fù)責(zé)車輛定位、路況預(yù)測(cè)、感知車輛周圍環(huán)境及軌跡回放等[6]，OBD車載自動(dòng)診斷系統(tǒng)及其他傳感器用于監(jiān)測(cè)和診斷車輛的各個(gè)系統(tǒng)及零部件的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，RFID射頻識(shí)別技術(shù)用于監(jiān)控和追溯貨物信息，攝像頭用于實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛員狀態(tài)、周圍環(huán)境，通過以上設(shè)備實(shí)時(shí)掌握車輛“空滿狀態(tài)、地理位置、分布數(shù)、利用率”等數(shù)據(jù)，消除了數(shù)據(jù)盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)了資產(chǎn)透明化管理。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層：承擔(dān)信息傳輸任務(wù)，主要負(fù)責(zé)接收車載終端的實(shí)時(shí)信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)、專有網(wǎng)絡(luò)、M2M等傳輸至技術(shù)支撐層，實(shí)現(xiàn)物流配送過程中的車、路、貨、人等的互聯(lián)互通。

技術(shù)支撐層：承擔(dān)存儲(chǔ)、訪問和計(jì)算功能，主要負(fù)責(zé)接收車載終端和系統(tǒng)客戶端發(fā)送的信息，利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)對(duì)大量的、多種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速海量存儲(chǔ)、計(jì)算分析、檢索、虛擬化管理、實(shí)時(shí)交互等處理，實(shí)現(xiàn)物流配送中車輛和貨物的信息匹配，使得車輛進(jìn)行更合理的調(diào)度，優(yōu)化其配送路線、提高利用率。

應(yīng)用層：應(yīng)用層分為應(yīng)用對(duì)象和應(yīng)用接口，應(yīng)用對(duì)象即為系統(tǒng)使用對(duì)象，分別包括系統(tǒng)管理人員、物流企業(yè)、租車服務(wù)商、貨物供應(yīng)商、車輛駕駛員，應(yīng)用接口即為客戶端，包括手機(jī)APP、PC-WEB、電話等，本系統(tǒng)的使用即為應(yīng)用對(duì)象通過應(yīng)用接口進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)行信息發(fā)布、檢索，通過系統(tǒng)匹配的配送方案，更好的進(jìn)行決策，使得配送更安全高效、成本低廉，也可以通過對(duì)配送狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)配送過程透明化。

4 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 定位導(dǎo)航技術(shù)

目前系統(tǒng)中主要采用GPS和GIS實(shí)現(xiàn)定位和導(dǎo)航，GPS負(fù)責(zé)三維位置、速度和時(shí)間等數(shù)據(jù)的接收，GIS負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析處理。通過結(jié)合用戶點(diǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的時(shí)空信息和周圍的地理信息，可以進(jìn)行GPS+GIS的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)導(dǎo)航、實(shí)時(shí)定位和車輛數(shù)據(jù)記錄，進(jìn)行軌跡回放，還可以分析車輛時(shí)間最短路徑和距離最短路徑，指引車輛行駛。

4.2 無線通信技術(shù)

系統(tǒng)中無線通信技術(shù)采用遠(yuǎn)距離無線連接的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和近距離無線連接的射頻技術(shù)[7]、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（2G/3G/4G）等無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以及WLAN、WIMAX、GPRS、衛(wèi)星通信等網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系，獲取交通信息、汽車狀況和用戶信息，實(shí)現(xiàn)智能交通管理、車輛安全控制、信息發(fā)布與檢索等功能。

4.3 傳感及診斷技術(shù)

系統(tǒng)通過各類車用傳感器對(duì)汽車各指標(biāo)進(jìn)行感知和檢測(cè)，將汽車運(yùn)行中各種工作狀況信息，如車速，各種介質(zhì)的溫度、壓力，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況等，轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸給計(jì)算機(jī)[9]，對(duì)車輛各工作指標(biāo)進(jìn)行精確控制，進(jìn)而提高車輛動(dòng)力性、降低油耗、減少廢氣排放、檢測(cè)故障，保障汽車的安全性、可靠性和舒適性。車輛診斷技術(shù)主要用OBD，從發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況隨時(shí)監(jiān)控汽車是否尾氣超標(biāo)，當(dāng)系統(tǒng)點(diǎn)亮故障燈時(shí)，可以記錄下全部傳感器和驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)，迅速準(zhǔn)確地確定故障的性質(zhì)和部位，最大程度地滿足診斷維修的需要[10]。

4.4 監(jiān)控技術(shù)

系統(tǒng)中車載監(jiān)控模塊由車載攝像機(jī)、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心組成，監(jiān)控中心為后臺(tái)指揮調(diào)度平臺(tái)，支持通過多種終端進(jìn)行監(jiān)控，主要包括PC等客戶端、電視墻、手機(jī)終端，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻瀏覽、多畫面監(jiān)視、錄像回放，輔助技術(shù)為GPS監(jiān)控，可以對(duì)車輛的位置、速度、軌跡、距離、油耗、疲勞駕駛、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等業(yè)務(wù)進(jìn)行報(bào)表分析，從而對(duì)車輛及司機(jī)的狀態(tài)、行駛路線、車內(nèi)外視頻圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)無線傳輸，使配送過程中車、貨、人可查、可見、可控。

4.5 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要有大數(shù)據(jù)和云計(jì)算，相當(dāng)于系統(tǒng)的思維系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)是思考的基礎(chǔ)，云計(jì)算是思考的引擎。大數(shù)據(jù)相當(dāng)于海量數(shù)據(jù)的“數(shù)據(jù)庫”，將物流配送流程通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)化，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理發(fā)現(xiàn)和挖掘其潛在價(jià)值，用于交互式查詢、分析和優(yōu)化，云計(jì)算是在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的計(jì)算模式，通過將硬件資源虛擬化再進(jìn)行分配使用，形成決策后又促進(jìn)數(shù)據(jù)流程化，用于提供服務(wù)，二者的結(jié)合使用可以使配送方案更優(yōu)。

5 系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的主要功能模塊如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)主要功能模塊圖

5.1 身份認(rèn)證功能

身份認(rèn)證包括對(duì)已有用戶的管理和對(duì)新申請(qǐng)用戶的資格準(zhǔn)入認(rèn)證，對(duì)用戶的管理包含其身份驗(yàn)證和角色驗(yàn)證，都通過后用戶可以根據(jù)自己賬戶的權(quán)限進(jìn)行操作。

5.2 信息管理功能

用戶通過身份認(rèn)證后，貨物供應(yīng)商可以在平臺(tái)上發(fā)布貨物的名稱、數(shù)量、重量、期望運(yùn)價(jià)、運(yùn)輸起止地、要求送達(dá)時(shí)間等信息，物流企業(yè)和租車服務(wù)商可以在客戶端發(fā)布車輛所在位置、運(yùn)價(jià)、容積、載量等信息，空車資源分布透明，經(jīng)過系統(tǒng)核驗(yàn)、篩選和匹配，用戶可以進(jìn)行在線下單和在線找貨，實(shí)現(xiàn)途徑有人工檢索和自動(dòng)匹配，解決配送過程中車找貨、貨找車的難題，進(jìn)而完成配送。

5.3 智能交通功能

車輛駕駛員可以通過GPS和GIS定位，利用車內(nèi)傳感器對(duì)車輛周圍環(huán)境進(jìn)行分析，找出距離最短路徑和時(shí)間最短路徑，節(jié)約行駛時(shí)間，系統(tǒng)也可以由貨物性質(zhì)、用車時(shí)間、載量、路徑等因素制定最佳配送方案，提示上下游用戶形成最佳的路徑拼接，車輛就近返程配貨，用戶也可以出讓車輛的空閑時(shí)段，降低過程費(fèi)用，進(jìn)行最優(yōu)取貨與配送，即由系統(tǒng)完成遠(yuǎn)程指揮調(diào)度，優(yōu)化周轉(zhuǎn)率，還可以通過大數(shù)據(jù)與云計(jì)算對(duì)以往數(shù)據(jù)的分析處理，進(jìn)行交通預(yù)測(cè)，提前一段時(shí)間預(yù)測(cè)車流量、車速和停車位置，減輕擁堵，解決停車難的問題，以及通過感應(yīng)路橋，實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)，方便車輛行駛。

5.4 監(jiān)控追溯功能

用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)控司機(jī)狀態(tài)、車輛狀態(tài)、貨物狀態(tài)，可以通過車載監(jiān)控及通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控司機(jī)的工作狀態(tài)，是否疲勞駕駛，以及其停車、維修、加油等，增加司機(jī)與用戶之間的信任度，也可以監(jiān)控車輛的線路、速度、位置等，進(jìn)行路線軌跡回放，以及監(jiān)控貨物的位置和質(zhì)量。追溯即為通過RFID與報(bào)警器的連接，設(shè)有防丟失、防偷盜的提醒功能，還可以追蹤貨物的流向。其功能有利于用戶對(duì)配送過程的實(shí)時(shí)掌握及責(zé)任追究。

5.5 安全保障功能

在遇到危險(xiǎn)的時(shí)候，車載終端會(huì)發(fā)布異常報(bào)警和避免碰撞的指示，在需要緊急救援時(shí)，司機(jī)可以按車內(nèi)的緊急按鈕，后臺(tái)系統(tǒng)通過GPS和GIS定位車輛位置，系統(tǒng)管理人員迅速制定救援方案。還可以通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘與整理，分析車輛零部件的壽命和故障規(guī)律，對(duì)其進(jìn)行修理與更換，保障車輛運(yùn)行過程中的安全。車輛發(fā)生故障時(shí)，后臺(tái)也可以通過OBD、車內(nèi)傳感器及監(jiān)控對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，幫助司機(jī)解決問題。

5.6 交易評(píng)價(jià)功能

用戶通過系統(tǒng)可以進(jìn)行在線下單、在線接單、在線付款，完成配送過程中的交易，形成服務(wù)資源在線響應(yīng)、服務(wù)價(jià)格透明等特點(diǎn)，其中系統(tǒng)管理員可以起到監(jiān)管作用，還可以通過大數(shù)據(jù)以云計(jì)算進(jìn)行淡旺季分析與市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)，為用戶制定計(jì)劃。服務(wù)完成后，用戶可以對(duì)本次服務(wù)企業(yè)和車輛駕駛員進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)將展示在企業(yè)及司機(jī)的界面上，以供以后的用戶參考。此功能方便了用戶的交易，保障了交易的安全，通過評(píng)價(jià)體系也提高了服務(wù)企業(yè)和車輛駕駛員的積極性。

具體實(shí)現(xiàn)過程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)過程圖

6 結(jié)語

本文分析了物流配送現(xiàn)狀，找出了存在的問題，針對(duì)性地提出了基于車聯(lián)網(wǎng)的智能物流配送系統(tǒng)，對(duì)其系統(tǒng)框架和主要功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)其應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行了介紹，并展示了其實(shí)現(xiàn)過程，達(dá)到了狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的目的。

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