基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)的研究基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)的研究

[摘要]本文在分析了現(xiàn)存的汽車物流車輛調(diào)度模式和總部調(diào)度模式的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出了基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)。通過運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，可以整合物流企業(yè)總部與企業(yè)運(yùn)輸子公司之間的業(yè)務(wù)信息、車輛運(yùn)力、先進(jìn)技術(shù)等資源。通過運(yùn)用智能車輛調(diào)度系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)總部調(diào)度模式的整體化最優(yōu)原則，也可以體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度模式的靈活性原則，從而提高汽車物流行業(yè)的車輛調(diào)度效率，解決車輛調(diào)度的難題。

[關(guān)鍵詞]云計(jì)算；車輛調(diào)度系統(tǒng)；汽車物流

[中圖分類號(hào)]U495[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-6432（2014）43-0175-03

中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的日益提高，使中國市場(chǎng)的汽車消費(fèi)迅速膨脹，為中國汽車物流企業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)需求空間，促進(jìn)了中國汽車物流企業(yè)的發(fā)展壯大。汽車物流是汽車供應(yīng)鏈上原材料、零部件、整車以及售后配件在各個(gè)環(huán)節(jié)之間的實(shí)體流動(dòng)過程[1]。汽車物流在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中起到橋梁和紐帶的作用，是實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)價(jià)值流順暢流動(dòng)的根本保障，也是物流領(lǐng)域的重要組成部分，具有與其他物流種類所不同的特點(diǎn)。然而，在面對(duì)不斷發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)帶來的機(jī)遇的同時(shí)，汽車物流在車輛調(diào)度、路徑規(guī)劃，裝載率優(yōu)化方面遇到諸多問題。車輛調(diào)度[2]作為汽車物流的其他各個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，扮演著非常重要的角色。提高車輛調(diào)度的效率成為了提高汽車物流效率，降低物流成本的關(guān)鍵性因素之一。

1背景分析

在分析了諸如安吉天地[3]、武漢中原、重慶中集等大型的汽車物流公司之后，可以總結(jié)出汽車物流企業(yè)的基本組織結(jié)構(gòu)形式是企業(yè)物流總部+運(yùn)輸子公司。而且現(xiàn)有的調(diào)度模式主要有兩種：總部調(diào)度模式和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度模式。

如圖1，從總部車輛調(diào)度模式的流程中可以看出，這種調(diào)度模式簡(jiǎn)單易行，而且分工明確，能夠更好地與客戶進(jìn)行溝通。該模式將調(diào)度權(quán)利集中在總部，在應(yīng)用之初，規(guī)模較小時(shí)取得了很好的結(jié)果。但隨著汽車物流客戶量的增加，這種調(diào)度模式便遇到了瓶頸。相比之下，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度模式離運(yùn)輸端較近，可以更多地考慮實(shí)際運(yùn)輸情況，提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。然而，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度模式仍然具有一些難以解決的缺陷。該調(diào)度模式容易導(dǎo)致以下三個(gè)方面的問題：①各運(yùn)輸公司各自為政，彼此缺乏有效協(xié)調(diào)配合，導(dǎo)致全局統(tǒng)籌調(diào)度面臨挑戰(zhàn)；②訂單波動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些運(yùn)輸公司運(yùn)力供小于求，而其他的供大于求。從而導(dǎo)致運(yùn)力資源的不合理利用；③對(duì)于非常規(guī)訂單以及應(yīng)急訂單，此模式難以有效調(diào)度。

圖1總部調(diào)度模式（上）和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度模式（下）

上述兩種調(diào)度模式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但是兩者有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，都是從物流企業(yè)總部或者運(yùn)輸公司的兩者的其中一個(gè)角度出發(fā)進(jìn)行調(diào)度。忽略了總部和各運(yùn)輸公司的統(tǒng)籌調(diào)度的模式。基于此，本文提出了基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)的模式（如圖2所示），旨在將運(yùn)輸公司與物流公司的信息進(jìn)行充分的交流，協(xié)調(diào)雙方之間的資源，提高車輛調(diào)度的效率。

圖2智能車輛調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度模式

2車輛調(diào)度的優(yōu)化思路

云計(jì)算技術(shù)[4]是指將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。“云”中的資源可以無限擴(kuò)展，可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用量付費(fèi)。正是由于云計(jì)算的這種特性，可以利用云計(jì)算讓汽車物流企業(yè)的內(nèi)外部運(yùn)力資源、先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)的系統(tǒng)進(jìn)行整合，上傳至云端，利用云計(jì)算技術(shù)整合企業(yè)資源，使物流企業(yè)總部和運(yùn)輸公司的信息、運(yùn)力資源得到相互協(xié)調(diào)，構(gòu)建一個(gè)基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)（如圖3所示），完成對(duì)車輛的調(diào)度。

圖3系統(tǒng)總體框架圖

該系統(tǒng)通過云計(jì)算技術(shù)可以及時(shí)了解信息平臺(tái)中各運(yùn)輸公司運(yùn)力情況，自動(dòng)地將訂單任務(wù)分配給各個(gè)運(yùn)輸車輛，完成對(duì)車輛的任務(wù)的調(diào)度。如圖3可見，當(dāng)用戶通過PC（Personal Computer）或PDA（Personal Digital Assistant）等設(shè)備向智能車輛調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)輸請(qǐng)求時(shí)，可以由云計(jì)算技術(shù)的動(dòng)態(tài)組合功能模塊和優(yōu)化配置功能模塊，來實(shí)現(xiàn)區(qū)域訂單信息和區(qū)域運(yùn)力信息的匹配。并將匹配信息傳送至智能車輛調(diào)度系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，由中央數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步對(duì)信息進(jìn)行加工處理，通過調(diào)用云計(jì)算平臺(tái)中的數(shù)據(jù)庫的算法模型，結(jié)合真實(shí)路網(wǎng)和電子地圖的信息，可以生成各車輛調(diào)度方案，并及時(shí)將信息反饋給運(yùn)輸車輛。運(yùn)輸車輛也可通過移動(dòng)設(shè)備將車輛的實(shí)時(shí)信息反饋給信息平臺(tái)。從而省去了傳統(tǒng)的車輛調(diào)度的許多中間環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)車輛與調(diào)度中心直接的交流，靈活、高效、準(zhǔn)時(shí)地完成了車輛的調(diào)度任務(wù)。

3車輛調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)相比于普通的車輛調(diào)度系統(tǒng)，其信息獲取的方式更加方便、快捷、準(zhǔn)確。該系統(tǒng)的構(gòu)建不僅要考慮實(shí)用性、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、流暢性等原則[5]，還要考慮到系統(tǒng)的整體性設(shè)計(jì)。如圖所示系統(tǒng)的整體性設(shè)計(jì)，如圖4所示。

圖4車輛調(diào)度系統(tǒng)整體性設(shè)計(jì)

其中，TMS（Transportation Management System）系統(tǒng)、GPS（Global Position System）系統(tǒng)、GSM（Global System for Mobile Communications）系統(tǒng)、GIS（Geographic Information System）系統(tǒng)和信息顯示等系統(tǒng)都通過云計(jì)算技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；云計(jì)算技術(shù)讓各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，共同完成車輛調(diào)度問題，其處理步驟如下。

（1）GPS，GIS系統(tǒng)對(duì)車輛的具體位置信息進(jìn)行定位，然后與車載終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

（2）車載終端通過GSM系統(tǒng)，發(fā)送信息平臺(tái)，通過信息平臺(tái)對(duì)車載終端發(fā)出的信息進(jìn)行預(yù)處理；

（3）當(dāng)用戶使用智能車輛調(diào)度系統(tǒng)時(shí)，云計(jì)算平臺(tái)將運(yùn)力資源與任務(wù)信息進(jìn)行匹配。并通過調(diào)用算法庫的算法來完成車輛調(diào)度的安排；

（4）智能調(diào)度系統(tǒng)產(chǎn)生的調(diào)度方案，通過云計(jì)算平臺(tái)將信息傳遞給TMS系統(tǒng)，TMS系統(tǒng)把眾多的車輛調(diào)度方案，發(fā)送給各個(gè)車載終端；

（5）車載終端將車輛調(diào)度方案通過顯示系統(tǒng)，形象地顯示在車輛的顯示屏上，供司機(jī)參考決策。

4智能車輛調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

41現(xiàn)有車輛資源的整合與管理

通過該系統(tǒng)，可以清晰地了解到現(xiàn)有運(yùn)力的總體分布情況，以便更好地進(jìn)行資源的總體的調(diào)度與管理。

① 通過車載終端和GPS系統(tǒng)可以確定所有車輛的地理位置情況；

② 通過GSM系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)可以確定運(yùn)力情況，如車輛類型（尺寸）、車輛是否在執(zhí)行任務(wù)等信息；

③ 通過GIS系統(tǒng)，可以明確車輛路線長度及路徑所涉及地點(diǎn)的坐標(biāo)和當(dāng)前線路的路況等信息。

42車輛利用效率的提升

基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)力資源與調(diào)度中心的直接的信息交流，從而使車輛調(diào)度更加靈活、高效。例如，基于該系統(tǒng)，可以采用以下兩種方法提高車輛的利用率，增加車輛調(diào)度的靈活性。

（1）任務(wù)招標(biāo)模式：增加了車輛調(diào)度的靈活性，同時(shí)又使每輛車的資源利用率盡可能達(dá)到最大化，如圖5所示。圖5任務(wù)招標(biāo)流程

（2）任務(wù)執(zhí)行監(jiān)督：車輛執(zhí)行任務(wù)期間，此系統(tǒng)可以定時(shí)地了解車輛的運(yùn)行狀況和任務(wù)執(zhí)行的情況等信息。

43車輛調(diào)度應(yīng)急事件處理功能

在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)緊急事件時(shí)，車載終端能夠及時(shí)地把突發(fā)事件具體情況反饋給智能車輛調(diào)度系統(tǒng)，車輛管理系統(tǒng)通過GPS和GIS系統(tǒng)對(duì)具體事件進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)，智能車輛調(diào)度系統(tǒng)將信息與中央數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息整合與重組，形成解決方案。并通過GSM進(jìn)行反饋。

5總結(jié)

基于云計(jì)算的智能車輛調(diào)度系統(tǒng)采用先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，結(jié)合了諸如GPS、GIS、TMS等先進(jìn)的技術(shù)，解決了汽車物流行業(yè)車輛調(diào)度難的問題。該系統(tǒng)的調(diào)度模式結(jié)合了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度和總部調(diào)度兩種模式的優(yōu)點(diǎn)，靈活高效地利用現(xiàn)有的運(yùn)力信息。提高了物流效率，降低了物流成本。

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[作者簡(jiǎn)介]梁亮亮（1992—），男，安徽省阜陽人，武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，碩士研究生，主要從事物流與供應(yīng)鏈管理研究。