物聯網模式下的運輸資源整合策略分析研究物流管理專業

《物聯網模式下的運輸資源整合策略分析研究物流管理專業》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物聯網模式下的運輸資源整合策略分析研究物流管理專業（18頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、物聯網模式下的運輸資源整合策略 摘要：由于實際運輸中，需要運輸的庫存有其特有的屬性、同時運輸商也存在具體的屬性。這就需要通過信息共享，尋找最適合的運輸方來進行運輸，為此本文建立了一個基于物聯網的實時信息采集、分析模式，目的是針對不同成本結構的供應商和運輸商，提供當下最合適的信息交流，以實現效益最大化。 關鍵字：物聯網，車輛調度，信息共享系統，資源整合 Abstract: Due to the actual transport, the stock which need to transport has its unique features, while the carrier also

2、 has specific properties. This needs through the sharing of information, search for the most suitable transportation for transport, this paper established a based on Internet real-time information collection and a analysis system, aimed at different cost structure in providers and carriers, to provi

3、de the most suitable information exchange, to achieve maximum benefit. Key words：The Internet of things; vehicle scheduling; information sharing system; resource integration 一， 背景意義 隨著世界經濟的一體化發展，越來越多的公司在全球范圍內配置資源并開發市場以獲得競爭優勢。在過去的數十年，隨著通訊技術和交通技術的迅速發展，在全球范圍內建立起越來越大的設計、采購、制造與分銷的供應鏈網絡，導致人、財、物等資源在全球范圍

4、內的流動。物流業與供應鏈條管理水平高低直接影響著企業經營水平，也可以看作是企業競爭力強弱的標志；物流業與國民經濟發展關系越發密切，影響著國民經濟的全面發展，成為了國民經濟基礎產業。由于“資源”的重要性、有限性和稀缺性，同時為適應協同商務的范圍廣、速度快、成本低等特點，協同供應鏈系統中的物流資源已經成為物流領域研究的熱點問題。然而長久以來，由于供應鏈系統的信息傳遞失真、不及時，節點企業之間信息不對稱等問題的存在，使得供應鏈系統的協調和資源整合普遍受制于“高效滿足客戶需求、實現資源系統的優勢整合、處理系統整合后運營者三方效益的分配”。 運輸資源浪費問題 近些年來，物聯網技術的快速發展和應用為供

5、應鏈運輸系統的資源整合提供了一個解決的有效平臺。物聯網概念首次提出，是在1999年美國麻省理工學院，簡單來說，就是利用射頻識別（Radio Frequency Identification, RFID）等信息傳感設備，把物品同互聯網聯系在一起，通過智能化識別和管理，進行信息處理和分析。物聯網使得公眾網絡（以互聯網為主）的應用由“人——人”之間的信息交換進一步延伸擴展到“物——物”之間的信息交換和信息處理[1]。依托于信息處理平臺，實現物理世界信息化操作，提高人對物的檢測控制水準。供應鏈物流資源整合是系統論概念，即要通過對供應鏈物流系統的組織和協調，把物流系統中彼此相聯系的職能和外部擁有共同目標

6、的隸屬于不同經濟效益的個體進行高效整合，實現高效化運作的體系。通過物聯網可以實現管理者與供應鏈系統物流資源的有機結合，提高整個系統的信息化水平，使管理者可以用更加精細和動態的方式來認識、管理、控制系統運行。 第四方物流（the Fourth Party Logistics，4PL）是實現物流行業資源整合關鍵所在。4PL是1998 年由美國ACCENTURE咨詢公司提出的，該公司將其定義為：一個調配和管理組織自身，通過資源、能力與技術的互補性，為供應商提供全面供應鏈解決方案的供應鏈集成商[2]。物聯網的核心優勢在于它可以使4PL對系統中物理世界的狀態實現實時監測，進行動態的管理控制，充分發

7、揮其在調配資源過程中的靈活性，提高資源的運營效率。然而,在如何依靠物聯網實現供應鏈物流資源整合的研究之內,對整合實施過程問題的決策缺少理論模式的支撐,使企業對資源整合過程中的主導因素認識還不夠明確，難于把握關鍵要素，致使投入的整合成本不能收到有效的回報, 不利于進行高效整合。總之，由于技術障礙，現實管理中一直沒有整合的基于物聯網技術的車輛調度信息共享系統。 本文的研究主要重點放在車輛調度信息整合模式上，研究基于物聯網技術的信息系統。由于實際運輸中，需要運輸的庫存有其特有的屬性、同時運輸商也存在具體的屬性。這就需要通過信息，尋找最適合的運輸方來進行運輸，為此本文建立了一個基于物聯網的實時信息采

8、集、分析模式， 目的是針對不同成本結構的供應商和運輸商，提供當下最合適的信息交流，以實現效益最大化。 二， 文獻綜述（國內外研究現狀） （一）運輸問題研究 DnaZtig 和Ramser 于1959 年首次提出物流配送車輛優化問題。物流配送車輛優化的定義是，通過組織行車路線，實現成本最低。車輛配送優化要以對裝貨點和卸貨點進行統計，使得運輸車輛能夠有序通過，同時滿足約束條件限制，比如說貨物需求量、發送量、車輛容量限制和時間限制等一系列問題，實現成本最低化，比如說車輛使用數量少、費用低和時間少等目標 [5]。物流配載調度包括了運輸路線安排問題VRP（Vehicle Routing Probl

9、em Problem）和車輛調度問題VSP（Vehicle Scheduling Problem），被認為是一個NP-hard 問題[6]，只有當其規模較小時，才能求其精確解。對于求解該問題，多數文獻采用的是啟發式算法[7-8]，如模擬退火[9]、變鄰域搜索法[10]、蟻群算法[11]等。 程世東等[16]（2004）指出：在物流配送中,車輛調度的本質是物流公司利用自己有限的資源,在一定條件下,通過社會資源來實現客戶的貨物移動需求。劉安業, 孫清華（2010）認為物流配送中心車輛優化要考慮多個要素，實現多個目標。次問題的決策目標函數可以是運輸費用最少、運輸風險最小、運行時間最短、出行車輛數

10、最少、實現最優配置，需要滿足多個目標要求，否則各個目標之間可能產生沖突。為此，需要對運輸車輛最重要的情況進行比較，才能得到最優解[17]。王勇等（2006）提出對大規模車輛調度的一個三階段求解框架，基于交通條件、車輛承載能力等約束條件,采用貨郎擔模式優化運輸方案，通過交換插入法來合理分配客戶區域車輛分配 [18]。 曹劍東等（2008）提出對市內貨物配送和收集這一問題，使用Dijstra 算法結合A*算法計算距離矩陣，運用混合禁忌搜索算法，在靜態調度中求解，運用局部調整方案來實現VRPB動態車輛調度計算，開發基于GPS/GIS/GPRS 技術的動態車輛調度系統，該系統能監測新增的客戶發貨需求

11、，實時跟蹤車輛位置，以這些參數為輸入動態地優化車輛行駛路徑，使用GPRS將調度結果快速準確地傳送給車輛[19]。王小完等通過深入研究C-W 算法并對該算法進行改進，考慮時間約束，設計了解決混合時間窗問題的啟發式算法，結合地理信息系統（GIS）建立相應的數學模型并對供應鏈中物流配送車輛調度系統和行車路徑進行優化[20]。以上研究通過監測信息等手段，為車輛調度提供了優化方案，但是還可以綜合物聯網的手段，采取更新式的優化策略，所以還有基于物聯網的優化策略有待研究。 謝天保等（2010）指出物流配載車輛調度目標就是針對特定任務調配車輛資源以降低成本費用，分析了車輛和特定運輸任務的相關約束條件，提出

12、了物流中心配載車輛調度問題數學模型，重點研究了基于任務時間窗邏輯順序約束求取可行解的“分組”算法、以及基于時間窗約束沖突概率對可行解基因實施交叉的優化算法[5]。謝天保等（2010）同時還提出了基于多Agent的物流中心協同配送車輛配載調度系統的框架。系統中的Agent 以自組織方式暫時結盟，結盟原則是聯盟內成員完成物流任務成本最小，重點研究了聯盟成員實施協同配送車輛配載調度優化算法以及結合配送貨物共有性、車輛負載及行駛路徑的基因自適應換位算子，重點探討協同配送利益分享協商模型中的協商協議、協商策略，從而實現利益分配合理化。實驗結果表明，自組織協同配送可以降低成本，提高物流配送效益[21]?？?/p>

13、慮到信息的采集和反饋在這套系統中起到關鍵的作用，還需要強化該模型的信息交流魯棒性。 （二）第四方物流 李彥來（2005）指出，從概念上來看, 第四方物流是有領導力量的物流提供商, 它具有可以調節整個供應鏈的影響力, 提供綜合的供應鏈解決方案, 也為其顧客帶來更大的方便。從這個意義上講, 第四方物流應該是綜合物流解決方案的整合和作業的組織交換者, 負責傳統的第三方物流模式之外的職責, 即單個組織之外的知識和資源的整合[24] 。 毛光烈(2008)指出，第四方物流是一種新型供應鏈組織形式, 它通過供應鏈集成商來整合物流資源, 使物流效率和成本不斷逼近最優水平；第四方物流公司能夠能夠調配和管

14、理公司內部以及與公司具有互補性質的服務供應商之間的各種資源，并提供全面的供應鏈解決方案(Gattorna,J.,1998) ；從物流行業比較發達的國家和地區來看，市場機制是第三方物流的關鍵依托，通常第四方物流發展由市場中物流行業的領軍者來實現，可以說第四方物流發展前提是第三方物流充分發展；在我國,由于物流市場尚不成熟, 第三方物流力量比較薄弱, 在多數地方, 短期內無法形成有領導力量的第四方物流提供商；這就要求政府發揮市場培育的作用, 與市場緊密配合, 開創一條中國特色的“以政府為主導，把第四方物流通第三方物流統一起來，推動整個物流產業鏈條獲得全方位提升”的全新路徑[22]。 朱勇(2007

15、)對第四方物流產生背景進行了總結歸納。高頻率和大范圍的商品流通引發了現代物流業的全面發展態勢，對現代物流要求越來越高，在這種形勢下，傳統生產和存儲方式、3PL難以滿足這種物流需求，因此在這種背景下，新的物流方式出現是必然的。4PL作為一種全新的物流方式能夠整合社會資源，滿足現代物流需求。在交易和信息費用方面，傳統生產、存儲企業、3PL難以滿足其需求，因此它們與現代信息技術需求不相匹配，無法整合物流活動中的要素，特別是針對物流環節各方利益沖突無能為力。與此同時，企業管理理念從縱向一體化轉變為橫向一體化。簡單來說，橫向一體化的概念是企業充分發展自身核心業務，使之發揮最大競爭力，把非核心業務交付其他

16、企業操作，實現競爭優勢最大化。橫向一體化管理模式實現了供應商、制造商、批發商整體有機統一，在整體有機統一過程中，形成了緊密的產業供應鏈[23]。 第四方物流供應商的作用在于聯系客戶與物流、供應商與物流，基于企業物流之上，進行資源有效整合，達到物流信息共享的目的，提高物流信息利用效率；行業內優秀的第三方物流供應商、技術提供商和其他服務商是第四方物流供應商的有效載體，具備任何一家公司都不能具有的優勢，能夠為客戶提供完善的供應鏈方案。因此從這個角度上來說，第四方物流核心要義就是高效率地運用第三方物流供應商來滿足客戶的需求；如何利用所掌握的第三方物流資源為客戶提供高質量的服務, 即合理調配所掌握的第

17、三方物流資源以滿足客戶的需求, 這也是第四方物流企業面臨的最主要的問題，同時這一問題伴隨著第四方物流發展始終， 變得越來越突出;因此, 充分利用現代計算機、通信等技術建立相應的資源調配決策支持系統, 以實現第四方物流企業資源的高效、合理利用, 這也是第四方物流所應該面對的主要問題[24]。 以上研究 在如何實現運輸資源共享的研究或實踐中討論不多，原因就是相關技術不能實現。。。。。物聯網技術是干什么、、，為實現資源共享提供技術基礎。 （三）物聯網技術原理及現狀 孫其博等[12]指出“物聯網”(Internet of Things)是一個巨型網絡，通過各種技術手段，將各種信息傳感

18、設備同互聯網發展融合在一起，這些信息傳感設備主要包括射頻識別裝置、紅外感應裝備、全球定位系統等。物聯網應用的目的在于把物品與網絡連接在一起，通過系統自動、高效的信息追蹤，完成識別、定位、追蹤、監控等一系列iucheng。繼計算機、互聯網和移動通信網之后，物聯網的出現引發了世界信息產業的第三次浪潮，是跨時代的一場革命。以前物流思路人為地把物理設備與IT設備分離，使之難以形成有機統一。物聯網打破了傳統的思維定式，鋼筋建筑、電纜與寬帶融合為一體，形成統一的整體，改變了以往數據中心、個人電腦與機場、公路的分割。在這種統一模式下，基礎設施承擔著重要職責，一切操作完全是在基礎設施上運行，這些操作內容包括經

19、濟管理、生產運行和社會管理，甚至包括個人生活。 物聯網定義最早是在1999年提出的，定義較為簡單，即通過信息識別等信息傳輸設備，把物品和互聯網統一聯系在一起，形成一種全新智能化管理，可以說物聯網是一種全新技術，銜接了物品和物聯網兩者，使之形成了一個統一的整體。 王桐等人[13]立足于物聯網前端廣闊的信息和信息異構性問題，以物理網異構信息處理系統為基礎，對不同信息進行統一處理和數據清洗，這些數據包括物聯網異構數據交換標準，并提供了解決方案。立足感知層、傳輸層及應用層，運行物聯網異構信息集成方案，在傳輸層和應用層，系統對這些海量的前端信息進行智能化處理和分析，同時運用新的基于Hedge文法的

20、高效過濾算法以提高匹配引擎處理海量數據的能力。 射頻識別(RFID)技術 簡單來說，射頻識別就是一種自動識別技術，這種識別技術不依賴于接觸，完全通過射頻信號在目標物體上的反饋來收集相關數據，這種識別過程完全可以實現自動化識別，不需要人工參與，能夠克服各種惡劣條件。RFID技術用于識別高速運轉物體，同時能夠對多個標簽進行統計，操作方式簡單。這種技術與互聯網、通訊技術融合在一起，有助于實現全球范圍內物品信息共享 [14]。 RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)電子標簽工作原理是利用一種新型無源電子卡片，來進行信息統計和收集工作。這種電子卡

21、片是把天線和IC封裝到塑料基片上，其優勢較為突出，能夠存儲大量數據、沒有線無需電源，占地空間小，能夠防水、安全防偽，成本較低。RFID電子標簽作為近幾年來發展的新型產品，是物聯網時代的關鍵技術之一，取代了條形碼的作用。閱讀器(即PCE機)和電子標簽(即PICC卡)之間可以實現能量、時序和數據傳播。在閱讀器可識別范圍內，電子標簽可能不止一個，因此有必要解決這個問題，準確識別電子標簽需要采用防碰撞技術。A型電子標簽放沖突技術妥善解決了這個問題。RFID基本上是由3部分組成： 標簽(Tag)：主要由耦合元件及芯片組成，依附在固定的物體目標上，具有唯一特性，每一個電子標簽具有唯一的條形碼； 閱讀器

22、(Reader)：主要有兩種形式，分別是手持式和固定式，用于讀取標簽信息； 天線(Antenna)：用于在電子標簽和閱讀器之間傳遞電子信號 傳感器網絡與檢測技術 傳感器作為機器感觸器官，分析光、熱、力量、聲音等信號，為終端信息處理提供最原始的信息資料。隨著科學技術日益更新，傳統傳感器逐步向微型化、智能化和網絡化趨勢發展，發展歷程經過了傳統傳感器、智能傳感器和嵌入式web傳感器三個階段，傳感器發展內涵越發豐富。 無線傳感器網絡是一個一體的網絡信息處理系統，把信息采集、信息運輸和信息處理融合為一體，實現了信息技術的智能分析。無線傳感器網絡特點是低成本、微型化和低耗能，其靈活性較強

23、，適合移動目標，由于這些優點，無線傳感器網絡受到了世人們普遍關注。從這個角度上來說，無線傳感器網絡就似乎關系著國家經濟發展和國家安全。物聯網感知整個物質世界原理，即通過遍布在全世界各個角落的大小不一的傳感器和由此組成的無線傳感器網絡。 顧晶晶[15]認為無線傳感器作為物聯網重要構成要素，當前物聯網目標定位技術已經成為了研究重點之一。在傳感器采集數據過程中，由于受到多方面的影響，比如說環境、障礙物和網絡故障等一系列問題，容易造成數據差異，形成錯誤數據，由此對定位產生負面影響。當前研究領域已經研發出定位算法和模型，但是目前定位錯誤數據的研究不多，尤其在國內，這種研究處于空白階段。本文針對上述問題

24、，力求通過采用新技術來刻畫刻畫全局分布密度信息的新穎物聯網定位模型：魯棒的局部保持的典型相關分析定位模型LE-RLPCCA．與現有同類典型方法在真實環境中的實驗結果相比，LE-RLPCCA具有更高的定位魯棒性和穩定性，從而結局錯誤數據目標定位的難題。 三， 物聯網模式下的運輸資源整合模式 在信息充分溝通交流的情況下，可以極大地避免空車回程問題的出現。但是現實中沒有廣泛而有效的信息交流平臺，且信息交流速度滯后，所以導致空車回程經常出現。針對這種情況，提出以下策略： （一）供應鏈上企業間的協調 建立一個信息交流平臺，以提供一個為供貨商和運輸商服務的網絡可視界面，例如網站“無憂運力（）”。此

25、信息平臺為供貨商和運輸商發布信息提供方便，這是傳統的交流平臺的功能。但是，僅僅做到這些還是不夠的，在實際運輸過程中，貨車回程往往是需要在一個很短的時間內尋找到合適的回程運單，這就還需要自動的信息提前處理。所以，需要在發車的時候就考慮回程運單的接收，這就要對運輸車輛進行實時監測，以確定網絡中所有車輛的實際運輸情況（包括每個車輛是否在途，車輛當下的運輸路線，是否還可承載貨物，可承載量，是否已接收回程訂單，可接受何種特性的貨物運載等）。另外，根據實際運輸需要，在采集供應商貨源信息的時候，也要對特殊信息進行確認（能否分批次運輸和可接受的分批次運輸方案，貨物屬性和運輸要求，運輸路線，要求起運和到達的時間

26、范圍）。此外還要確認運輸責任，這就要事先準備好的規范化運輸責任合同及特殊運輸責任合同的確認。 然后，為了實現以上的策略，需要在硬件上得到支持。下面從五個方面講硬件策略： 1) 網絡測控 仿效現在已經大量投入實際應用的快遞查詢系統，在貨物的運輸上，通過訂單編碼，實現貨物的測控。同時也將車輛進行測控，車輛的測控可以通過全球GPRS系統實現，這就要求進入網絡的車輛都要安裝衛星定位系統。 2) 智能化傳感器 傳感器網絡節點可以看做是要給小型的嵌入式要件，是無限傳感網絡信息基礎層處理平臺。從汽車運輸實際狀況考慮，汽車運輸與貨物安全有著密切聯系，檢測對象較為繁瑣，比如說壓力、溫度、濕度等。因此應

27、用低耗能、小型傳感器網絡設備是非常必要的。 所以，對有特殊要求的貨物，可以隨貨物加裝傳感器，以保證貨物的質量，也能明確相關的責任。 3) 運輸協議 為了實現最快速和完善的網絡協議簽署，需要應用網絡身份驗證技術和加密狗技術，極大的節省了時間等成本。 4)對傳感器網絡自身的檢測與控制 傳感器網絡負責收集數據和信息，是整個物聯網信息來源，因此傳感器網絡完整性與否直接關聯到數據信息能否有效傳遞。檢測傳感器網絡運行問題和信號傳輸暢通，診斷網絡節點技術，對網絡運行實施實時監控。 5)傳感器網絡的安全 一般無線網絡通常會面臨信息泄露、信息篡改、拒絕服務等一系列威脅，傳感器網絡不僅擁有以上弱點，

28、同時傳感器網絡節點容易被攻擊者進行物理操縱，同時攻擊者能夠獲得傳感節點中的所有信息，達到控制部分網絡。提高傳感器安全保衛能力，需要采用其他技術方案，比如說在傳感器節點之間進行身份認證；在傳感器內部設置不同的密鑰方案，即便攻擊者掌握了一部分節點，但是攻擊者無法從獲得的節點中找到其他節點有用的信息加密傳輸信息能夠有效解決這個竊聽問題，可以通過設置訪問主體來實現，確保網絡運行的私密性；在解決網絡堵塞問題的時候，可以采用跳頻和擴頻技術。 （一） 運輸路線與實際路線不符問題 在系統自動的路線選擇的時候，會出現車輛在途時發現需要更換路線的情況。突發性事故或者信息失誤極易造成這種困境。這個時候，要考慮綜

29、合情況來選擇新的實際路線 四， 結論 在車輛調度問題中，由于資源有限，需要加強整合以提高利用效率，本文通過物聯網技術為信息共享提供平臺，為解決資源整合有效利用的問題，在空車回程和運輸路線提出了相關策略，優化運調方案。 五， 參考文獻 [1]趙麗娜，李培亮，代麗。供應鏈中信息共享問題的相關探討[J],中國商貿，2011 1005-5800(2011)02(c)-182-02 [2] Zhao D Z, Fang M. The Key of Network Manufacturing: Intergrating Material, Information, Capital and Kn

30、owledge Flows [C].The Proceedings of the 7th Annual International Manufacturing Symposium(ISBN1-902546-23-7), Cambridge, UK,2002. [5]謝天保，雷西玲，席文玲.物流配送中心配載車輛調度問題研究[J]. 計算機工程與應用, 2010，46（36） [6] 張潛，高立群.物流配送路徑多目標優化的聚類—改進遺傳算法[J].控制與決策，2003，18（4）：418-422. [7] Bent R，Van Hentenryck P.A two-stage hybrid

31、algorithm for pickup and delivery vehicle routing problems with time windows[J].Computers and Operations Research，2006，33（4）：875-893. [8] Dondo R，Carlos A.Optimal management of logistic activities in multisite environments[J].Computers and Chemical Engineering，2008，32：2547-2569. [9] Bell J E，McMul

32、len P R.Ant colony optimization techniques forthe vehicle routing problem[J].Advanced Engineering Infomatics，2004，18：41-48. [10] Ropke S，Pisinger D.An adaptive large neighhourhood seach heuristic for the pickup and delivery problem with time windows[J].Transportation Science，2006，40：455-472. [11]

33、李梅娟，陳雪波，張梅鳳.基于群集智能算法的路徑規劃問題[J].清華大學學報，2007，47（S2）：1770-1773. [12]孫其博，劉杰，黎葬，范春曉，孫娟娟. 物聯網：概念、架構與關鍵技術研究綜述[J]. 北京郵電大學學報，2010,3(33). [13]王桐,趙春暉,焉曉貞.基于PML及Hedge的物聯網異構信息集成處理模型[J].東南大學學報,2011,2(41) [15]顧晶晶，陳松，燦莊毅. 基于無線傳感器網絡拓撲結構的物聯網定位模型[J].計算機學報,2010,9(33) [16] 程世東, 石建軍, 劉小明. 中國配送車輛調度特點及其研究重點[J]. 交通運輸系統工

34、程與信息，2004,8 [17] 劉安業, 孫清華. 物流配送中車輛調度優化決策機理分析[J]. 黑龍江交通科技,2010, 1008- 3383( 2010) 09- 0191- 02 [18] 王 勇, 吳志勇, 廖明, 張戰峰, 趙 鵬. 物流配送車輛調度決策支持系統[J]. 重慶大學學報(自然科學版), 1000- 582X ( 2006) 09- 0162- 05 [19] 曹劍東，鄭四發，李兵，夏珩，連小珉. 動態車輛調度系統設計與開發[J]. 計 算 機 工 程, 1000—3428(2008)07—0280—03 [20] 王小完，駱正山，李州. 基于GIS 的物流配送系統車輛調度研究[J].決策參考，2011,2 [21] 謝天保，雷西玲，席文玲.多物流中心協同配送車輛調度模型研究[J].計算機工程與應用, 2010，46（29）：203-206 [22] 毛光烈. 第四方物流平臺流程與制度一體化的創新性設計[J]. 管理世界, 2008, (04): 8-14. [23] 朱勇. 第四方物流應由三方聯合實現[J]. 中國物流與采購, 2007, (15): 18-19. [24] 李彥來. 第四方物流資源調配決策支持系統設計[J]. 北京交通大學學報(社科版), 2005, 4(03): 28-32.