基于物联网的多目标货物运输线路调度系统的设计研究

张莉

[摘 要]在对现代化物流配送要求进行分析和探究的前提下，以物联网为基础，对多目标货物的运输线路调度系统进行了设计，文章首先对物联网和其在物流作业中的应用进行了简单的分析，之后对货物运输线路调度系统的设计思路进行了研究，在此基础上为物联网下的多目标货物运输线路调度配置模块，从无线式传感器、GIS模块、电子地图及配送车线路调度四个模块配置实施了深入的分析，最后又对物联网下的多目标货品运输线路调度路径算法进行了分析。望可以为物理网基础上的货物运输线路设计提供相应的参考。

[关键词]物联网;货物运输线路;调度系统

[中图分类号]F253.9

1 引 言

现时期，物流产业和电高产业、网络商业化模式及人们购买行为相互间存在着紧密的关联性，配送行业是服务性行业，配送成本与车辆运输在物流成本当中都占有一定比重。因为，我国物流产业的起步时间及发展时间都相对滞后，所以，在此前提下，货物在运输车辆调度方面及技术应用方面都相对落后，多数情况下，均是凭借以往经验实施调度及安排运输路线的。伴随连锁商店、电商、大型卖场及网购等产业的不断发展，致使城市物流配送当中的多目标化物流运输线路调度有很多问题出现，这些问题形成的主要原因是，城市交通网的日渐复杂、拥堵管制，除此之外，客户地点分散性、订单量增多、客户收货时间限制等都是影响问题形成的主要原因，这些因素都会对运输资源管理及调度增加难度。

2 物联网概述

物联网是在因物网基础上对信息技术进行创新所形成的产物，其通过对红外感应、激光扫描设备、定位系统及射频识别等设备进行集成化处理，并结合相应协议，把各物品同物联网进行链接，由此可以有效对货品进行智能化的定位、跟踪和识别管理。确切地说，物联网就是对因特网的一种拓展和延伸，其利用在网络、云计算、智能化传感器等技术实现物品的智能化，由此把物品和物品、人和物品、人和人间实现智能化的对接。[1]

3 物联网在物流作业中的应用简介

物流产业与其相关的作业是物联网开始实施应用的一个领域，在物流行业中，物联网的大面积推广及普及应用让现代物流向智能化、集成化、数字化方向不断发展，在物流网络当中，物联网中的红外、定位、编码、RFID及传感器等技术都得到了广泛应用。总体来分析，现时期物联网在物流中主要应用在四个领域当中：第一，货物位置跟踪智能网;第二，物流可视智能化管理;第三，物流企业的货品配送网;第四，企业智能供应链的设置。除此之外，物流实践操作时的智能化、通信终端网络化及所用智能化物流平台等，也属于物联网物流行业中研究的重要问题。

4 以物联网为基础货品多目标运送线路调度系统的具体设计

货物的运输和所配送车辆的具体路线调度，属于第三方物流公司进行物流配送服务项目中的重要内容，货物配送速度、效益情况及成本都与配送车辆的路线选择有较大的关系，判定和权衡其是不是合理的重要标准是采用最大运输量、最少成本、最短路程，把货品以最快的速度送到客户处。所以，判定货物配送线路是不是合理，是物联网环境多个目标情况下货品运输线路调度系统设计中的重要内容，整体设计思路主要包含以下几点。

4.1 通过RFID来对待配货物电子信息进行记录

当不同配送地点并且多种类货物装进运输车以后，所配电子标签信息能够有效读取，并同时还可储存于车载传感器内，物流配送车辆所在调度中心能够利用无线传感器技术，来获得车载传感器内相应货品的具体信息，通过这种方式来了解和掌控货品信息。

4.2 配送调度中心结合电子信息标签设计最适合的配送线路

货品运输车辆当中所有货物相对应的信息，在传输至调度中心之后，中心通过对这些信息实施处理以后，再导到地理信息的系统当中，结合计算模型来设置出最合理的运输配送线路，同时把这一路线通过可读方式展示到车载定位系统及调度中心的台面之中，如此货物配送车辆便能够结合计算出的最佳路线安排货品的具体配送。[2]

无线传感器网与RFID属于智能物联网的多目标货品运送线路调度系统在构建过程中所必需的一项技术。对于货物配送车的相关信息，都是利用无线传感器与RFID相联合而得到的，对于配送货品的信息，则是利用无线传感器将信息传送到调度中心，之后，再利用车辆的位置、配送目的地、地理信息系统及电子地图，来计算货品配送所使用的具体路线，最后将这些信息传到运输工具上，由此完成调度优化、提升物流运输效率。

5 基于物联网配置多目标货品运输路线调度系统模块

5.1 配置无线传感器模块

无线传感器网主要由传感器、处理器、能量供应装备和无线通信装置所组成。其中传感器主要负责的是数据信息的收集与转化，传感器各网络节点间通信都是通过无线通信网节点来实现的，各节点间数据的收集与转换都是由处理器来负责的。各节点通信所需电能则是由能量装备所供给的。第一，数据采集。是货物信息的收集，把所配送的货物配送性质及运输规定等相应信息，输进电子标签当中，之后贴在货物上;货品配送车辆相应信息的收集，主要是通过电子标签数据读写器，把货物信息和数据录入车载传感器当中。第二，无线传感器。其组网是由GSM与Zigbee技术来实现数据通信功能的，由调度中心中的GSM数据通信网及其相应的网络节点来实施链接通信，是各传感器网络节点间利用Zigbee技术来完成无线数据的通信操作，调度中心的构成主要包含数据库、配置模块、监控模块，这些模块利用GSM网络和各节点实施通信。[3]第三，无线传感器软硬件。无线传感器系统的硬件构成，重点需具备对以下几类问题进行处理。

5.2 GIS模块

在物联网下的多目标货品运送线路调度中，GIS模块是用于电子地图的制定、设置运输计划、统计、系统的维护及数据的管理等操作，其集成了货品运配车辆路线的实施模型，平时工作管理与短程路线模型。货品配送路线模型基本都是用于处理单起点和多终点形式下，实现最少物流配送费的问题，对所用车型、同种车型总数量及各车辆运送路线实施合理性的安排和组织;平时工作管理重點是利用数据信息分析来为调度中心提供决策依据;最短路线模型主要是对运送网当中的两条路线实施结构分析，不但包含最短路线，同时还包含最短运送时间。

5.3 电子地图模块

在货品运输车辆的调度系统当中，电子地图是完成货品配送地址的匹配、运输路线和地理信息的查询与最佳路线的搜索等功能。电子地图主要是借助网络系统来进行工作，其中包含道路等级、车速限制、通行车辆的类型参数信息，因思考最佳路径分析与最优路线搜索等功能，所以一定要把道路中车辆行驶的属性涵盖其中。

5.4 构设货品配送车辆线路调度的相应模块

此模块配置包含运输车辆的信息配置、货品信息配置、运输车辆的行驶现状信息配置等。把无线传感器网引进货品运送车辆的路线调度系统中，便能够把货品信息与调度中心的数据库实施通信与匹配，由此来调整以往落后的人工输入方式，使货品配送效率及质量得到显著提升，尽量减少货物堆积。

6 基于物联网的多目标货品运输线路调度路径的计算方法

物联网下，多目标式货品运输线路调度功能，主要是先保证客户方的货品运输需求与物流服务效率及质量，之后，再结合货物运输车辆调度标准，完成货品最短距离运输，由此完成货品配送作业效益最大化及成本最低化与服务效率最大化，保证货品运输配送车辆调度效率的理想化。

6.1 调度中心系统的运输路径计算方法

货品配送具体路线的选择，是多目标性货品配送任务实施中，对最佳路线实施计算的重要依据，在相应因素的影响下，结合现有货品配送需求网点布局、物流配送中心的位置、车辆类型及最大负荷等信息，为货品运配车辆选择最合理的配送路线。当客户对于货品数量的需求不知情或是不确定的前提下，物流的配送中心需结合客户需求来安排多个运输车辆来为用户配送货品。[4]各辆货品配送车其所载货品重量都是相同的，所以需保证每条货品配送路线中的客户货品需求量之和不可以超过配送车辆总载荷的重量值。在此情况下，便一定要对货品运配车辆路线实施及时合理性的安排，由此保证客户可以及时并且精准的收到货品，同时保证最小的配送成本。

6.2 配送车辆其路径计算模型

如果将实例物流配送的中心部门设置为C，服务客户数量为k个，配送中心的运输车数量为h，各车最大载荷设置成Q，那么用于配送的车辆从配送中心处开始，在完成货品的具体配送之后，再返回到配送中心处。假设i个数量的客户，其货品配送量为qi，配送车辆在最后一个客户处所用时间为ti，与这个客户配送需求呈正比。为了形象直观的描述，在同一平面内思考配送中心与配送客，保证配送中心位置是坐标轴的原点，就是C（0x，0y），坐标（xi，yi）就是第i个客户所处地理位置。[5]

7 结 论

总体来说，因为物联网本身所特有的特点，将物联网应用到物流运输车辆路线调度系统当中，达到网络商业模式、客户购买行业网络化、电商化环境下、高效率、低成本、实时性的物流目标。文章以物联网为基础下的多目标货物运输线路调度系统是由无线传感器、GIS模块、电子地图及配送车线路调度四个模块所组成，在实际运输中，利用RFID得到配送货物的电子标签，之后通过物流调度中心，将电子标签中的信息实施计算由此获得最佳配送路线。

参考文献：

[1]李建锋，彭舰.云计算环境下基于改进遗传算法的任务调度算法[J].计算机应用，2011（1）：184-186.

[2]孙文新，齐名军.人工鱼群优化在云计算环境中任务调度算法[J].安徽农业科学，2012（11）：6923-6926.

[3]李瑞强.基于物联网的多目标货物运输线路调度系统的设计[J].物流技术，2013，32（8）：147-149.

[4]熊洁琼，刘宏志.基于物联网的城市应急物流调度系统的模型与实现[J].软件导刊，2012，11（2）：75-76.

[5]李联寧，高珊珊.物联网多目标运输路径调度系统[J].计算机应用，2010（12）：75-76.