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1、智慧冷链物流平台设计建设工程物流车辆监控与调度管理系统6.4.5.1系统需求分析为了加强物流运输管理，提高作业效率和企业竞争力，很多物流公司已经建立了一套相对比较完善的物流管理系统，使用电子数据交换、条形码等技术手段，对订单处理、运输、仓储、配送等环节进行管理，取得良好的效果。但是由于运营成本和技术限制的原因，物流系统对运输的管理主要是运输计划的制定管理，以及货品装卸时的勾挑和确认，没有实现对运输过程进行监控管理。随着物流市场的蓬勃发展，越来越多的民营、私营物流企业、大型企业的物流部门加入到竞争行列。目前全球著名的物流和配送公司，如UPS、FedEx、DHL等，也开始在国内进行布点圈地，抢占市
2、场。为了适应这种激烈的市场竞争，物流企业急需练好内功，加强核心竞争力。运输是物流作业成本中比重最大的一个环节，也是物流作业各环节中最容易出问题的一个环节，通过物流车辆的定位监控和指挥调度，可以加强运输管理，减少运输质量事故，加强行车安全，降低物流成本，提高客户满意度，增强企业竞争能力，具有重大意义。针对物流行业特点，构建一个具有较好的通用性和扩展性的车辆监控系统，有效地解决物流车辆的定位监控和指挥调度问题，从而加强运输管理，提高运能使用效率，降低运输成本，增强企业的竞争能力。运输是物流作业成本中比重最大的一个环节，一般运输成本占总物流成本的50%以上。另一方面，由于运输的特殊的作业性质，使运输
3、也是物流作业各环节中最容易出问题的一个环节。因此，实现物流车辆的定位监控和调度管理，对企业来说具有重大意义。通过采用成熟而先进的技术，针对物流行业特点，构建一个具有较好的通用性和扩展性的车辆监控系统，可以达到以下目的：1) 可以及时地、准确地了解车辆的当前位置和状态；2) 提高车辆使用效率，降低物流成本。通过对物流车辆的实时定位监控，结合物流作业系统中的订单的揽收、运输和配送需求，动态地对物流车辆进行调度 和配载，可以有效地减少返程空载和运能利用不足的情况；3) 实现货品全程跟踪。由于在物流作业系统记录了货品所在的运输计划，以及 执行该运输计划的物流车辆信息，通过物流作业系统和车辆监控系统的集
4、成，可以从物流车辆的当前位置得出货品的当前位置，从而实现货品的全程跟踪，提高了客户的满意度；4) 当物流车辆发生故障或意外时，可以及时地调度车辆和人员实施维修和接驳 运输；5) 当物流车辆发生被抢被盗等恶性事故时，可以及时手动报警或自动报警；6) 实现对运输作业的监控和考核，包括是否超速驾驶或疲劳驾驶、是否按照计划路线行驶 、是否准班准点等，并可以通过事后的线路回放功能，进行事后抽查；7) 通过采集物流车辆执行运输计划的相关数据，为运输计划优化和运输路线优化提供基础数据。6.4.5.1.1物流各级监控中心的需求（1）车辆监控管理(Vehicle Monitoring)各级监控中心可以对其下辖的
5、物流车辆进行实时监控，并根据车辆查询相关信息。在显示方式上，要求通过GIS技术直观地显示车辆的当前位置，选定目标车辆后，可以在属性框中显示出车辆当前的各种状态，或者切换到新界面上显示车辆的详细信息和其他相关信息，如载货信息等。在监控数量上，要求可以是单个目标锁定跟踪，或者同时跟踪多个目标；在监控方式上，可以有电子地图上直接选定监控目标，或者通过查询条件进行选择跟踪。可以监控或查询显示到的相关信息包括：1) 车辆定位信息(包括所在的经度、纬度，行车速度和方向等信息)；2) 车辆状态信息(包括正在执行任务、空闲、空载等任务状态，以及超速、偏离计划路线等警报状态)；3) 车辆使用信息(包括核定载重、
6、核定空间容积、当前载重、当前装载 体积等信息)；4) 车辆载货信息(运输计划、订单编号、货物名称、件数等信息)。除了常规的监控功能外，还包括以下一些特殊的监控功能：1) 行车路线监控：当车辆偏离预先设定的电子围栏一定距离时，系统可自动发出报警，并以声音和闪烁标记提示，同时进行日志记录；2) 超速监控：当车速超过一定值时，系统可自动发出报警，并以声音和闪烁标记提示，同时进行日志记录；3) 超时监控：当车辆的行使进度落后于预计到达时间超过一定误差范围时，自动向监控中心和车载 终端发送提醒信息；4) 计划执行监控：监控运输计划的执行情况。（2）车辆调度管理(Vehicle Dispatcher)主要
7、以发送调度指令的方式实现车辆的指挥调度。包括日常调度管理、异常调度管理和动态配载管理：1) 日常调度管理：根据物流管理系统制定的运输计划和派班计划，自动执行日常调度；2) 异常调度管理：在需要执行各种特殊或紧急情况下的临时任务时，可以进行人工指挥调度；3) 动态配载管理：在需要执行各种特殊或紧急情况下的临时任务时，通过查询在一定区域范围内的车辆配载信息，对空车或者运能未满负荷的车辆进行动态的配载和调度，从而提高运能利用率。司机也可向监控中心发送空车、尚有空余运能等信息，由监控中心协助进行动态进行配载和调度。（3）异常处理(Exception Management)当遇到车辆故障、货品积压时，指
8、挥调度部门在监控中心查询出符合条件的车辆（空闲的或者路向相同并且未满负荷的车辆等），然后向该车辆发送调度指令，实施故障车救援和积压货品疏运。（4）跟踪查询(Tracking)根据客户或者管理部门的要求，结合物流管理系统的相关信息，实现货品 的实时跟踪查询。查询返回信息包括订单号、货主、寄达地、车牌号码、当前位置、预计到达时间、当前状态等信息。（5）电子围栏(Electronic Rail)基于 GIS电子地图，根据行驶计划设定车辆的行车路线，以及允许偏离的误差范围，并存储。当车辆执行相关运输计划时，可以根据预先设定的电子围栏进行行车路线监控。（6）轨迹回放(Orbit Playback )为了
9、便于事后监督检查、行程分析和路由优化，可以按车辆和时间段进行车辆运行事后重演。重演时，应能调整重放速度，显示界面与实时监视显示相类似。（7）信息发布(Issue Message )由监控中心向各物流车辆的车载终端发送信息和指令，例如交通状况、气象信息、调度指令等。（8）指标考核（KPI）根据系统收集的各种数据，结合物流管理系统的相关信息，进行各种业务统计和指标考核。包括：运营统计、发货量统计、计划执行情况统计、运能利用率统计、货运事故统计等。6.4.5.1.2司机的需求（1）位置查询(Inquiry Location)司机通过车载终端 ，向监控中心发送位置查询申请。监控中心根据车载终端编号和车
10、辆当前的定位信息，结合GIS电子地图数据，返回车辆的当前位置 。（2）信息发送(Issue Message)司机通过车载终端，向监控中心发送各种状态信息，例如出发、到达、装货、卸货、交通堵塞、返程空车等信息。（3）信息接收和阅读(Receive & Read Message)司机通过车载终端，可以接收监控中心发送来的各种信息和指令，并通过车载终端连接的显示器进行阅读。（4）报警 (Alarm)当遇到险情时，司机触发隐蔽的报警按钮向监控中心发送报警信息。6.4.5.2物流车辆监控总体架构图Error! No text of specified style in document.1：物流车辆监控
11、总体架构通过部署物流信息平台，帮助物流企业尤其是中小型物流企业克服由于其自身能力的不足，无法进行物流信息平台建设的问题。物流企业只需要一台电脑就可以访问基于Saas的物流信息平台，通过GPS卫星导航定位，对物流车辆进行实时的、可视化的在线调度与管理。6.4.5.3系统组成与架构作为一个完整的车辆监控系统主要包括四个部分：GPS全球卫星定位系统、车载终端、无线运营商的通讯网络和监控中心(包括分监控中心)。其中，GPS全球卫星定位系统是美国军方进行运营维护的，而GPS定位信息的采集功能也已经模块化了，即所谓的GPS模块。不需要单独设计。无线通讯网络和有线通讯网络是由通信运行商进行运营维护的，只需要
12、考虑车载终端和监控中心与它们的通讯接口实现即可。各组成模块职能描述如下：1)车载终端车载终端最主要的职能是采集GPS定位信息以及通过无线运营商的通讯网络与监控中心进行通讯。除此之外，还包括异常监控和报警、手动报警、接收调度信息并显示、发送车辆状态信息等附属功能。2)物流监控中心物流监控中心主要是接收和处理各物流车辆返回的定位信息，并在各监控终端和大屏幕的GIS电子地图上实时显示各物流车辆的当前位置、状态等信息，实现物流车辆的定位监控，并在此基础上，实现物流车辆的指挥调度、救援、各项指标数据统计和考核等功能。物流监控中心可以根据物流企业的组织结构，划分为主监控中心和分监控中心。分监控中心的功能是
13、主监控中心功能的子集，只是在实现方式上，在监控中心采用GIS技术，在分布在各地的分监控中心使用WEBGIS技术。考虑到WEBGIS存在的性能问题，在有条件的大监控点也可以使用CS结构的GIS电子地图。6.4.5.3.1物流监控中心组成与架构按照架构模式的设计方法，以及系统的具体需求，对物流监控中心系统进行横向划分，可以划分为五个层次：表示层、应用逻辑层、系统服务层、通讯接入层和基础架构层。物流监控中心的系统架构如图所示：图Error! No text of specified style in document.2：物流车辆监控中心系统架构（1） 基础架构层基础架构层是系统部署和运行的基础，其
14、本身也是分层次的，最底层的是各种通讯、网络、主机服务器等硬件设备，第二层是在硬件之上的操作系统，然后是在操作系统之上的中间件服务器、关系数据库和空间数据库。（2） 通讯接入层通讯接入层是系统与外部系统进行通讯的接口层，即通讯网关，其主要功能是实现具体的通讯协议，与各物流车辆进行定位信息、调度信息等信息的发送和接收功能。按照类型划分，可以分为短信网关和3G通讯网关。（3） 系统服务层系统服务层是系统的核心部分，是从各系统模块中提取的公共模块和内部服务，基本上与业务表现无关，具有一定的稳定性。提取系统服务层的目的是为了模块复用，提高软件质量，减少开发和维护工作量。（4） 应用逻辑层应用逻辑层包括了
15、建立在系统服务层之上的各种系统应用和管理功能，这些应用可以根据需要方便地修改和扩充。根据类型划分，可以分为业务应用和系统管理两大部分。业务应用主要包括物流车辆监控、调度、异常处理、跟踪查询、指标统计考核等面向监控和指挥调度人员的应用。系统管理主要包括为了保证系统正常运行而所需要的各种功能，包括人员、车辆、车载终端等基础信息管理，系统权限、运行参数、操作日志等维护管理功能。（5） 表示层表示层是展现给最终操作者的各种界面和操作功能。6.4.5.3.2车载终端的组成与架构车载终端系统可以分为四个层次：表示层、应用逻辑层、系统服务层和基础架构层(对于单台车载终端来说，通讯比较简单，因此没有划分专门的
16、通讯接入层，通讯接入由通讯控制模块负责)。车载终端的系统架构如图所示：图Error! No text of specified style in document.3：车载终端的系统架构图（1） 基础架构层基础架构层是系统部署和运行的基础，其本身也是分层次的，最底层的是一台包含有微处理器和存储空间的车载微机，以及内接外接的GPS采集模块、通讯模块等硬件设备，第二层是在硬件之上的适用于移动信息设备的嵌入式操作系统，然后是在操作系统之上的应用服务器和嵌入式数据库。（2） 系统服务层系统服务层是系统的核心部分。系统服务器实现了对各种事件的处理和指令的解析，以及对各种硬件的抽象和控制，包含了支撑业务功能所必须的各种系统功能。（3）
