物联网应用于货物运输中的研究

孙宏岭，李金峰 SUN Hong-ling,LI Jin-feng

（河南工业大学 经济贸易学院，河南 郑州 450001）

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

物联网被称为继计算机、互联网之后 “第三次信息产业浪潮”，2011年5月，工业和信息化部电信研究院发布的 《物联网白皮书 （2011）》中将物联网定义为： “物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的[1]”。物联网可以实现对物的感知识别控制、网络化互联和智能处理有机统一，从而形成高智能决策。物联网应用范围十分广泛，物流是物联网应用的最有现实意义的领域之一。而运输又是物流各环节的关键环节和基础环节，在运输环节应用物联网能够提高货物运输效率。

1 我国货物运输中存在的问题

改革开放以来，我国货物运输有了较大的进步，但是整体水平不高，存在以下几个问题：

（1）货物运输安全得不到保障

大多数运输企业缺乏对运输途中的人、货、运输工具、装载环境、运输路径等因素进行有效的监控，比如：在运输途中，运输车辆内温度和湿度如何；运输工具的位置及运行状态如何；运输车辆司机有没有超速行驶、是否按照规定路线行进、有没有途中自卸货物的违规行为等问题得不到有效的监管和处理，会造成一些不必要的损失和麻烦，影响到货物运输安全。以我国农产品运输损耗为例，每年果蔬、肉类、水产品运输腐损率分别达到20%～30%、12%、15%，仅果蔬一类，每年损耗金额达1 000亿元以上。而在欧美发达国家，果蔬运输腐损率一般仅为5%～6%。造成损耗的主要原因就是对货物运输途中的监管不足。

（2）运输车辆调度水平较低

很多货运企业仍采用传统的运输调度手段，以电话等人工操作为主进行车辆调度。首先，传统的调度手段耗费了大量的时间，而且对车辆运力资源利用率低，据统计，目前汽车货运企业车辆空载率达39%，存在着回程空驶、资源浪费、运输成本高、运输时效性低等问题。其次，运用传统车辆调度方法的调度人员对运输车辆位置、运输车辆的正常行驶速度及可调配车辆数信息掌握不足，对车辆调配提出的方案存在很多不合理现象，有一定的盲目性，还会增加压车和延误的现象，会对企业的声誉造成一些负面影响，有损公司良好形象的树立。最后，调度人员不能实时了解司机的违章、违规行为并及时提醒司机，不能有效降低运输工具发生交通事故的概率，而且当运输工具发生交通事故时，不能及时了解货物与车辆的情况，可能会错过最佳救援时机，造成过多的人员伤亡和货物损失。

（3）传统货物识别精度低

在货物运输的过程中，传统的货物识别是通过它的唯一的标识——箱号来鉴别的，同样以箱号为准进行货物的交接，这样的货物识别方式精度不高。比如：人工采集数据，不仅容易出差错，而且时间花费也相对较长。目前，传统识别方式获取的信息有35%是不准确或不实时的，根本无法准确及时追踪到货物4W （whose、what、where、when）的信息。而采用OCR（视频识别技术）方式进行监管，则需要用16台摄像头进行同时拍摄，成本非常高，但识别率仅达80%～90%，天气对其影响较大，如雨雾中的识别率还要低许多。

2 货物运输中应用物联网技术的基本机理

在货物运输中可以运用RFID（无线射频识别）、GPS（全球卫星定位系统）、GSM （通讯网络系统）及GIS（地理信息系统）等物联网技术，提高货物运输效率和保障运输安全。物联网技术在货物运输中运用的示意图如图1所示。

将RFID标签贴在车辆和货物上，GPS接收机和GSM信息终端配备到每辆货车上。发货时，通过RFID读写器将车辆、货物的基本信息及司机的身份信息存入运输调度中心信息数据库中。与此同时，RFID阅读器全部安装在运输货物的车辆上，在运输途中，阅读器每隔一段固定的时间以一定的频率自动无线扫描车辆和货物的电子标签，并将扫描的信息存入车载，GSM信息终端，同时，利用GPS技术获得的车辆位置信息也存入车载GSM信息终端，通过GSM通讯系统传将所有采集的信息传回运输调度中心，送入中心信息数据库中。以GIS作为基础的信息系统平台，统一管理中心信息数据库。通过不断的扫描修正信息，运输调度中心可以掌握货物和运输车辆的实时信息，实现货物的实时追踪[2]。

3 货物运输中应用物联网技术的研究

为了防止货物与车辆的损失，提高运输效率、安全性和服务质量，以及整个供应链的可视性与透明性，货物运输迫切需要一种能够实时更新数据的技术来及时、精确地采集和处理信息，物联网技术无疑成为最佳选择。将物联网技术应用到货物运输中，通过网络实现资源共享，对货物运输过程中车辆的运行路线、车货的实时运行位置、人员的安全情况、车辆的运行情况以及车厢内的温度进行监控，实时掌握准确的运输信息，提高突发事件应对能力，保障货物与车辆的安全。其具体应用在以下几个方面：

（1）实现货物的自动识别，提高运输效率

当安装有RFID标签的货物车辆经过装有阅读器的仓库出入口、码头的检查门及海关检查门时，RFID标签自动感应后将相应的数据返回阅读器，阅读器非接触式地实现了对货物的快速扫描和无屏障阅读。通过RFID标签与数据库形成的 “物联网”实现对货物车辆的自动化识别和监管，既加快车辆出库及通关的速度，提高运输效率，又减少人为因素造成的差错，降低运输成本和安全风险[3]。

（2）实时跟踪货物，提高货物运输安全性

把运输车辆纳入物联网，物联网系统可以追踪货物装车到运送到客户手中的全过程，减少运输失误 （如超速违规造成的交通事故等）、物品的遗失、掉包及货物运送的混淆，提高运输安全性和可靠性，保障车辆货物的安全运输，防止车货蒸发。

①跟踪货物，减少运输途中的货物损耗

在货物上粘贴RFID标签和运输工具上安装阅读器，在运输途中,阅读器每隔一段固定的时间以一定的频率自动无线扫描车辆和货物的电子标签,通过 GSM通讯系统将所有采集的信息传回运输调度中心，送入中心信息数据库中，RFID技术在货物运输过程中还具有监控温度和环境变化的能力，在运输工具上安装读写器，实时记录货物在运输中环境变化信息，可以实时掌握在途货物状态。RFID标签储存数据的记忆容量大而且安全性好，使物品被实时追踪，避免了运输工具受恶劣环境影响的危害，防止车辆货物的蒸发，降低货损货差事故，提高货运质量。

当货物受到损坏或遇到运输线路变更等意外情况时，管理人员可通过电脑、手机或PDA等设备迅速接收系统的自动警报，第一时间了解货物的相关情况。如果货物在运输途中出现问题，对不合格的商品可以及时召回，降低产品退货率，使损失尽可能降到最低，这样大大提高了运输的效率和服务质量。

②车辆跟踪，减少因交通事故等意外造成的损失

基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等物联网系统可以在运输过程中实时实现车辆跟踪定位，直观反映车辆位置 （包括地点，时间）及运行状况 （包括发动机、温度、速度），如果车辆在运输过程中被打开，系统会发出警报，提高每辆货车的运输准确性。

当车辆遇到紧急情况时，只需要按下报警按钮，车载终端会自动向监控中心发出警报信息，在监控终端显示出车辆位置，并声光提示。另外，当行驶过程中，遇到险情或发生交通事故、车辆故障情况下，可将事故车辆的位置和状况等信息及时准确的报告给监控中心，迅速做出决策，使事故损失减少到最低。当车辆超速时行驶、车辆越界行驶时，系统会发出警报，便于管理调度中心及时纠正车辆违规行为，保证车辆运行安全提高监管中心对车辆的监管能力。

（3）提升车辆调度水平，减少不合理运输

利用物联网的RFID技术可以实现载货车辆的智能调度与管理，即将RFID系统、控制信号装置等组成车辆身份自动识别系统，并结合计算机生产管理系统以及信息数据库管理系统，能够随时掌握货物状况、车况、路况、气候变化、驾驶员状况、行车安全等信息，结合车辆信息数据库中的车辆信息，根据所需要车辆的种类、数量和车辆所处的状态动态地调用和调配货运车辆，有效提高货运车辆调度的实时性和准确性。当调度人员有突发派车任务时，可以通过物联网系统向就近车辆发出紧急调度命令和修改派车计划，提高调度的及时性和有效性，提升和加强了运输管理。

通过物联网中收集的道路及车辆数据信息，对运输车辆进行实时的最佳行驶路线路径规划和指导，使其避开拥挤或障碍路段，保证货物运输的畅通，避免运输路线不合理 （如迂回运输）的问题。根据物联网中的货物配载数据提供的信息为在途车辆提供货源信息，可以降低车辆的空驶率，从而有效减少运输成本，节约运输时间，提高经济效益。

4 结束语

物联网的GPS定位技术的提供了具体的实时跟踪和定位能力，可随时查询运输货物车辆的位置，不但加强了车辆的监控，而且能避免绕行，选择最优路径，减少车辆损耗和运输时间，将运输业中的货主、第三方物流及司机等各环节的信息有效、充分的结合起来，达到及时调度货物及车辆的目的，保障货物及司机的安全，提高运输效率，降低运输成本，从而取得明显经济效益可以有效地解决货物运输中的问题。

物联网虽然已经在国内货物运输业实现了一些应用，但依然是一个新生事物，随着物联网技术逐步成熟及相关产品成本的下降，物联网业务将逐渐走向全面应用。我们可以预见，在不久的将来，物联网技术必将会给货运业带来革命性的变化。

[1] 工业和信息化部电信研究院.物联网白皮书 （2011）[Z].2011.

[2] 余利娥，邓旭东.RFID与3G技术在货物运输防盗中的应用研究[J].现代物流技术，2007(10):63-65.

[3] 孔卓.RFID在交通运输中的应用[J].企业技术开发，2009(8):89-90.