铁路智慧物流园信息管理平台物联网技术研究

作 者:

作者简介:
吴志伟,中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所。北京 100081

原文出处:
铁道运输与经济

内容提要:

为了解决铁路物流园智能化水平低、物流效率低、无法有效整合物流资源的问题,对铁路智慧物流园信息管理平台物联网技术进行研究。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,构建铁路智慧物流园信息管理平台。在此基础上,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,有利于提高铁路物流园物流效率和自动化水平,提高客户服务水平,加快铁路物流园改进和铁路智慧物流园建设。


期刊代号:F14
分类名称:物流管理
复印期号:2021 年 03 期

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       文章编号:1003-1421(2020)10-0014-07 中图分类号:U294;TP31 文献标识码:A

       铁路物流园是以大型铁路物流枢纽为依托,衔接铁路物流与其他物流方式,集聚众多物流服务企业并提供仓储、信息等综合物流服务的场所[1-2]。作为铁路物流的重要节点,铁路物流园在铁路物流仓储[3-4]、运输方式衔接等方面具有重要作用[5-6]。铁路智慧物流园是以智慧园区的方式升级改造铁路物流园,具备互联互通、开放共享、协同运作、创新发展的新型园区发展模式,是物联网、大数据等新一代信息技术与园区建设、管理深入融合发展的产物[7]。为了充分利用物联网等技术,有效组织园区物流管理,提高园区自动化和智能化水平,实现对铁路智慧物流园的信息管理,提出构建铁路智慧物流园信息管理平台。平台基于物联网技术,可以实现物流管理和追踪、仓储管理、车辆人员管理、物流信息共享、安全管理、集装箱管理、智能监控、大数据分析等功能。物联网是指基于各种有线或无线网络技术[8-9],将各种信息传感器、射频技术、图像处理技术、定位系统以及信息处理技术等与设备有效结合[10-11],将设备采集到的信息和数据进行整合、分析、计算和判断,以实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护[12-14]。平台利用物联网技术可以解决铁路物流园智能化水平低、物流效率低、无法有效整合物流资源的问题,为铁路物流园改进和铁路智慧物流园建设提供了一个新的选择方案。

       1 铁路智慧物流园信息管理平台构建分析

       1.1 铁路智慧物流园信息管理需求

       铁路智慧物流园信息管理平台需要实现车辆与人员的管理,当运载车辆、一般车辆、工作人员、来访人员来到物流园后,平台应能够提供实现车辆和人员的登记、进出控制、轨迹记录等功能。平台需要实现对集装箱的管理,为园内空箱提供存储和调度功能、为重箱提供运输和跟踪,以及为集装化用具提供存储、使用、回收等功能。平台实现对物流的管理和追踪,不仅要实现物流园内的有效调度,还需要通过运载工具跟踪、RFID等方式实现物流的监控。平台实现对物流仓库的管理,不仅要实现对仓库信息管理、仓库内运载工具管理,还需要实现仓库货位分配以及仓库径路规划,自动为物品存储提供最优路径。平台要保证园区内安全并在必要时提供报警,可以通过信息监控等方式实现对物流安全、资源安全和人员管理。管理人员可以通过平台实现对数据的深度分析,在物流存量和流转、资源使用效率、成本效益、用户倾向等方面进行分析并获取支持性建议。平台应利用物联网实现对物流园的智能监控。由于物联网感知数据会涉及到企业和个人隐私,因而对访问权限进行严格控制和分级、分类别管理,确保无访问权限的人无法获取相关数据。平台应实现与铁路物流相关系统的通畅沟通,并构建统一规范的数据访问方式,为航空物流、公路物流等提供访问能力。物流园的客户通过平台能够获取需要的物流信息、存储信息、监控信息等。

       1.2 平台总体架构

       通过对铁路智慧物流园信息管理需求的分析可以发现,对物流自动化管理、追踪以及仓库的自动化管理,是实现物流园区自动化和智慧化最迫切的需求。而结合物联网技术可以通过各种信息采集设备自动化采集数据,并对数据进行整合、分析、计算和判断,从而实现远程监控和控制。为了满足对铁路智慧物流园信息管理的需求,实现对车辆、人员、物流、仓库等的管理和信息自动化采集和智能控制,需要对铁路智慧物流园信息管理平台总体架构进行分析与设计,目标是通过设计好的平台总体架构,清晰刻画出系统应实现的功能,挖掘实现系统的重点、难点,最终支持铁路智慧物流园信息管理系统的设计和实现。铁路智慧物流园信息管理平台由技术层、数据感知层、存储层和应用服务层组成,铁路智慧物流园信息管理平台总体构架如图1所示。

       (1)技术层。主要展示了平台使用的相关技术,以物联网技术中的射频识别技术、传感技术、网络通信技术、嵌入式智能技术、物联网平台技术来实现数据的获取、传输和反馈,以大数据技术实现大数据分析,以微服务技术实现平台应用服务层的构建。射频识别(RFID)技术主要是指无线射频识别技术,即通过无线电信号实时动态地对静态或者移动待识别物体进行自动识别,并读取相关数据的一种无线通信技术。通过有源或无源的RFID,获取到其携带的物品信息。信息传感技术是通过集成的微型传感器,并将其嵌入到任意物体中,相互配置展开实时动态监测,并将收集到的信息上传,实现目标感知的技术。

      

       图1 铁路智慧物流园信息管理平台总体架构

       (2)数据感知层。主要是对事物进行感知,以获取需要的数据。主要通过射频识别技术、传感技术等物联网技术实现数据的感知获取物流数据、监控数据、位置数据等信息,根据数据来源方式不同,可以分为射频识别数据、智能卡数据、条形码数据、位置数据、传感器数据等。而在物流的不同阶段,主要获取到的数据内容也都有区别。铁路物流园区中的物流和数据采集如图2所示。

       图2展示的是铁路物流园中物流的全过程,以及系统通过多种方式进行数据的自动采集和自动化控制的过程。当物品从铁路、水路、公路等方式运达铁路物流园前,即通过进行物流数据交换的方式获取物品信息。当获取到物品到来时间时,就可以规划运载、仓储资源,甚至可以根据当前物流园需要而调配物品和运载资源。当物品入园后,通过自动扫描RFID等方式,获取物品数据。在物品入库、监控、移库、出库时自动获取仓库存储数据、监控数据、调度数据、物流数据等,然后通过指数调节方式,对采集到的数据进行加工,并根据设定进行反馈调节的方式来实现物联网的自动控制。在监控时也会将反馈数据进行采集,用于支持反馈方式改进。当出园时,会将必要数据写入RFID,并与其他系统通过数据交换以提供物流数据。

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