物聯網應用于貨物運輸中的研究

孫宏嶺，李金峰 SUN Hong-ling,LI Jin-feng

（河南工業大學 經濟貿易學院，河南 鄭州 450001）

(College of Economics and Trade,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China)

物聯網被稱為繼計算機、互聯網之后 “第三次信息產業浪潮”，2011年5月，工業和信息化部電信研究院發布的 《物聯網白皮書 （2011）》中將物聯網定義為： “物聯網是通信網和互聯網的拓展應用和網絡延伸，它利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網絡傳輸互聯，進行計算、處理和知識挖掘，實現人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策目的[1]”。物聯網可以實現對物的感知識別控制、網絡化互聯和智能處理有機統一，從而形成高智能決策。物聯網應用范圍十分廣泛，物流是物聯網應用的最有現實意義的領域之一。而運輸又是物流各環節的關鍵環節和基礎環節，在運輸環節應用物聯網能夠提高貨物運輸效率。

1 我國貨物運輸中存在的問題

改革開放以來，我國貨物運輸有了較大的進步，但是整體水平不高，存在以下幾個問題：

（1）貨物運輸安全得不到保障

大多數運輸企業缺乏對運輸途中的人、貨、運輸工具、裝載環境、運輸路徑等因素進行有效的監控，比如：在運輸途中，運輸車輛內溫度和濕度如何；運輸工具的位置及運行狀態如何；運輸車輛司機有沒有超速行駛、是否按照規定路線行進、有沒有途中自卸貨物的違規行為等問題得不到有效的監管和處理，會造成一些不必要的損失和麻煩，影響到貨物運輸安全。以我國農產品運輸損耗為例，每年果蔬、肉類、水產品運輸腐損率分別達到20%～30%、12%、15%，僅果蔬一類，每年損耗金額達1 000億元以上。而在歐美發達國家，果蔬運輸腐損率一般僅為5%～6%。造成損耗的主要原因就是對貨物運輸途中的監管不足。

（2）運輸車輛調度水平較低

很多貨運企業仍采用傳統的運輸調度手段，以電話等人工操作為主進行車輛調度。首先，傳統的調度手段耗費了大量的時間，而且對車輛運力資源利用率低，據統計，目前汽車貨運企業車輛空載率達39%，存在著回程空駛、資源浪費、運輸成本高、運輸時效性低等問題。其次，運用傳統車輛調度方法的調度人員對運輸車輛位置、運輸車輛的正常行駛速度及可調配車輛數信息掌握不足，對車輛調配提出的方案存在很多不合理現象，有一定的盲目性，還會增加壓車和延誤的現象，會對企業的聲譽造成一些負面影響，有損公司良好形象的樹立。最后，調度人員不能實時了解司機的違章、違規行為并及時提醒司機，不能有效降低運輸工具發生交通事故的概率，而且當運輸工具發生交通事故時，不能及時了解貨物與車輛的情況，可能會錯過最佳救援時機，造成過多的人員傷亡和貨物損失。

（3）傳統貨物識別精度低

在貨物運輸的過程中，傳統的貨物識別是通過它的唯一的標識——箱號來鑒別的，同樣以箱號為準進行貨物的交接，這樣的貨物識別方式精度不高。比如：人工采集數據，不僅容易出差錯，而且時間花費也相對較長。目前，傳統識別方式獲取的信息有35%是不準確或不實時的，根本無法準確及時追蹤到貨物4W （whose、what、where、when）的信息。而采用OCR（視頻識別技術）方式進行監管，則需要用16臺攝像頭進行同時拍攝，成本非常高，但識別率僅達80%～90%，天氣對其影響較大，如雨霧中的識別率還要低許多。

2 貨物運輸中應用物聯網技術的基本機理

在貨物運輸中可以運用RFID（無線射頻識別）、GPS（全球衛星定位系統）、GSM （通訊網絡系統）及GIS（地理信息系統）等物聯網技術，提高貨物運輸效率和保障運輸安全。物聯網技術在貨物運輸中運用的示意圖如圖1所示。

將RFID標簽貼在車輛和貨物上，GPS接收機和GSM信息終端配備到每輛貨車上。發貨時，通過RFID讀寫器將車輛、貨物的基本信息及司機的身份信息存入運輸調度中心信息數據庫中。與此同時，RFID閱讀器全部安裝在運輸貨物的車輛上，在運輸途中，閱讀器每隔一段固定的時間以一定的頻率自動無線掃描車輛和貨物的電子標簽，并將掃描的信息存入車載，GSM信息終端，同時，利用GPS技術獲得的車輛位置信息也存入車載GSM信息終端，通過GSM通訊系統傳將所有采集的信息傳回運輸調度中心，送入中心信息數據庫中。以GIS作為基礎的信息系統平臺，統一管理中心信息數據庫。通過不斷的掃描修正信息，運輸調度中心可以掌握貨物和運輸車輛的實時信息，實現貨物的實時追蹤[2]。

3 貨物運輸中應用物聯網技術的研究

為了防止貨物與車輛的損失，提高運輸效率、安全性和服務質量，以及整個供應鏈的可視性與透明性，貨物運輸迫切需要一種能夠實時更新數據的技術來及時、精確地采集和處理信息，物聯網技術無疑成為最佳選擇。將物聯網技術應用到貨物運輸中，通過網絡實現資源共享，對貨物運輸過程中車輛的運行路線、車貨的實時運行位置、人員的安全情況、車輛的運行情況以及車廂內的溫度進行監控，實時掌握準確的運輸信息，提高突發事件應對能力，保障貨物與車輛的安全。其具體應用在以下幾個方面：

（1）實現貨物的自動識別，提高運輸效率

當安裝有RFID標簽的貨物車輛經過裝有閱讀器的倉庫出入口、碼頭的檢查門及海關檢查門時，RFID標簽自動感應后將相應的數據返回閱讀器，閱讀器非接觸式地實現了對貨物的快速掃描和無屏障閱讀。通過RFID標簽與數據庫形成的 “物聯網”實現對貨物車輛的自動化識別和監管，既加快車輛出庫及通關的速度，提高運輸效率，又減少人為因素造成的差錯，降低運輸成本和安全風險[3]。

（2）實時跟蹤貨物，提高貨物運輸安全性

把運輸車輛納入物聯網，物聯網系統可以追蹤貨物裝車到運送到客戶手中的全過程，減少運輸失誤 （如超速違規造成的交通事故等）、物品的遺失、掉包及貨物運送的混淆，提高運輸安全性和可靠性，保障車輛貨物的安全運輸，防止車貨蒸發。

①跟蹤貨物，減少運輸途中的貨物損耗

在貨物上粘貼RFID標簽和運輸工具上安裝閱讀器，在運輸途中,閱讀器每隔一段固定的時間以一定的頻率自動無線掃描車輛和貨物的電子標簽,通過 GSM通訊系統將所有采集的信息傳回運輸調度中心，送入中心信息數據庫中，RFID技術在貨物運輸過程中還具有監控溫度和環境變化的能力，在運輸工具上安裝讀寫器，實時記錄貨物在運輸中環境變化信息，可以實時掌握在途貨物狀態。RFID標簽儲存數據的記憶容量大而且安全性好，使物品被實時追蹤，避免了運輸工具受惡劣環境影響的危害，防止車輛貨物的蒸發，降低貨損貨差事故，提高貨運質量。

當貨物受到損壞或遇到運輸線路變更等意外情況時，管理人員可通過電腦、手機或PDA等設備迅速接收系統的自動警報，第一時間了解貨物的相關情況。如果貨物在運輸途中出現問題，對不合格的商品可以及時召回，降低產品退貨率，使損失盡可能降到最低，這樣大大提高了運輸的效率和服務質量。

②車輛跟蹤，減少因交通事故等意外造成的損失

基于GPS衛星導航定位技術、RFID技術、傳感技術等物聯網系統可以在運輸過程中實時實現車輛跟蹤定位，直觀反映車輛位置 （包括地點，時間）及運行狀況 （包括發動機、溫度、速度），如果車輛在運輸過程中被打開，系統會發出警報，提高每輛貨車的運輸準確性。

當車輛遇到緊急情況時，只需要按下報警按鈕，車載終端會自動向監控中心發出警報信息，在監控終端顯示出車輛位置，并聲光提示。另外，當行駛過程中，遇到險情或發生交通事故、車輛故障情況下，可將事故車輛的位置和狀況等信息及時準確的報告給監控中心，迅速做出決策，使事故損失減少到最低。當車輛超速時行駛、車輛越界行駛時，系統會發出警報，便于管理調度中心及時糾正車輛違規行為，保證車輛運行安全提高監管中心對車輛的監管能力。

（3）提升車輛調度水平，減少不合理運輸

利用物聯網的RFID技術可以實現載貨車輛的智能調度與管理，即將RFID系統、控制信號裝置等組成車輛身份自動識別系統，并結合計算機生產管理系統以及信息數據庫管理系統，能夠隨時掌握貨物狀況、車況、路況、氣候變化、駕駛員狀況、行車安全等信息，結合車輛信息數據庫中的車輛信息，根據所需要車輛的種類、數量和車輛所處的狀態動態地調用和調配貨運車輛，有效提高貨運車輛調度的實時性和準確性。當調度人員有突發派車任務時，可以通過物聯網系統向就近車輛發出緊急調度命令和修改派車計劃，提高調度的及時性和有效性，提升和加強了運輸管理。

通過物聯網中收集的道路及車輛數據信息，對運輸車輛進行實時的最佳行駛路線路徑規劃和指導，使其避開擁擠或障礙路段，保證貨物運輸的暢通，避免運輸路線不合理 （如迂回運輸）的問題。根據物聯網中的貨物配載數據提供的信息為在途車輛提供貨源信息，可以降低車輛的空駛率，從而有效減少運輸成本，節約運輸時間，提高經濟效益。

4 結束語

物聯網的GPS定位技術的提供了具體的實時跟蹤和定位能力，可隨時查詢運輸貨物車輛的位置，不但加強了車輛的監控，而且能避免繞行，選擇最優路徑，減少車輛損耗和運輸時間，將運輸業中的貨主、第三方物流及司機等各環節的信息有效、充分的結合起來，達到及時調度貨物及車輛的目的，保障貨物及司機的安全，提高運輸效率，降低運輸成本，從而取得明顯經濟效益可以有效地解決貨物運輸中的問題。

物聯網雖然已經在國內貨物運輸業實現了一些應用，但依然是一個新生事物，隨著物聯網技術逐步成熟及相關產品成本的下降，物聯網業務將逐漸走向全面應用。我們可以預見，在不久的將來，物聯網技術必將會給貨運業帶來革命性的變化。

[1] 工業和信息化部電信研究院.物聯網白皮書 （2011）[Z].2011.

[2] 余利娥，鄧旭東.RFID與3G技術在貨物運輸防盜中的應用研究[J].現代物流技術，2007(10):63-65.

[3] 孔卓.RFID在交通運輸中的應用[J].企業技術開發，2009(8):89-90.