关于烟叶产地标签化及在途运输的研究

卢鑫

摘要：烟叶作为一种具有专卖属性的特殊经济作物，其背后蕴含巨大的经济利益，对种植、采收、储运等环节都有较高的管控要求。随着信息技术的快速发展，物联网、通讯技术、互联网、大数据、云计算等技术水平已经使得实现烟叶产地标签化和在途实时监控成为可能。

关键词：烟叶;产地标签化;在途运输;物联网

烟叶在途运输一直是没有得到有效监控，从成包烟叶透过第三方物流车队运输至中心仓库或复烤厂过程中并不透明，除了车辆调度系统对车辆进行管控外，实际上车上的烟包并没有得到有效的过程管理手段，进而发生多起疑似烟叶“调包”、少包的案例，由于事件发生在烟站和复烤厂间，也没有过程管理方法，实难追责究竟是烟站、复烤厂还是运输车队的问题。

随着信息技术的快速发展，物联网、通讯技术、互联网、大数据、云计算等技术水平已经使得实现烟叶产地标签化和在途实时监控成为可能。

一、主要过程研究

首先，研究利用物联网感知技术，开发一套烟叶智能仓储管理系统;一套根据烟站仓库业务情况，设计的具有自动盘点功能、识读管理功能的物联网感知系统的布设方案;一套从烟叶分级、称重收购、打包入框、烟叶盘点、到智能出库的物联网作业管理流程;一种为烟叶包装装配带有物联网感知技术的有源电子标签，一种烟站周转小车的数字化管理方法。

具体方案如下：

对所有周转小车进行编号赋码，登记到烟叶智能仓储管理系统中，纳入系统管理范围。

在烟叶分级环节，分级员将相同等级的烟叶放入带有电子标签的周转小车中。

在烟叶收购环节，由操作人员将周转小车推至地磅称重处。通过布设在称重处的物联网感知设备读取小车编号，上传至烟叶智能仓储管理系统中，系统将小车编号与获取到的称重信息、等级信息、烟农信息、交易信息等进行关联存储。

在烟叶打包环节，由操作人员将周转小车推至打包区域指定烟框旁，通过布设在打包区域的物联网感知设备，识读周转小车编号和烟框标签，将周转小车上的烟叶数据计入对应的烟框中，包括州市名、烟叶品种、等级、重量、烟站名、收购点等。从而保证烟框内烟叶实物与烟叶智能仓储管理系统中记录的烟叶数据保持一致。

库存盘点环节，在确认完成烟叶的打包工作时，系统自动完成入库操作。系统通过布设在烟站仓库中的自动盘点设备，实时监控统计库存烟叶数量，并将统计结果通过大屏/APP等方式展示给仓库管理人员。使仓库管理人员能够实时了解库存动态，为分级、收购、出库等工作的安排提供数据支撑。

在出库环节，通过烟叶智能仓储系统APP，选择装载车辆，识别出库烟叶包装的电子标签，装载完毕后形成出库清单。烟叶智能仓储管理系统自动将出库清单数据同步给烟叶智能物流系统。

其次，研究一套烟叶智能物流系统，一种车载烟叶监管设备，一套从烟站出库、装载运输到复烤厂/中心库的预约、卸货、验收入库等环节的作业流程。根据烟站实际烟叶收购情况，通过车辆调度系统，精准调度运输任务计划，合理分配车辆运输;复烤厂或中心库收烟单位可以提前掌握当日预约、到达、入库、卸货车辆及烟叶实时动态情况，及时调整货场货位和人员班组作业调度，优化卸车方案，提升复烤厂或中心库的运作效率。

实现烟叶运输大数据应用，建立完整的烟叶运输数据监测制度、专业的烟叶运输数据分析制度、有效的烟叶运输服务制度，形成烟叶运输大数据“一张图”。

具体方案如下：

将涉及烟叶运输的烟站、复烤厂、中心库、运输公司等机构信息，和相关人员、车辆信息录入烟叶智能物流系统中。

烟站仓库管理人员根据从烟叶智能仓储系统中得到的数据，安排出库工作，预约运输车辆。车辆领取运输任务，在约定时间到达烟站。

在出库环节，烟叶智能仓储系统将出库清单推送给烟叶智能运输系统;将烟叶包装的电子标签与车载智能终端进行关联绑定。烟站出库人员依照既有烟包装车操作程序执行后，在拥有烟草准运证的司机准备驶离前对设备二维码扫码，确认运输任务开始进行，云端推送通知给驾驶员对运输任务的进行与否做第二次确认，同时云端收到烟站负责出库人员和驾驶员的确认后发送下行命令激活车载电子标签阅读器，并且运行ALOHA算法开始对车上每个烟包搭建类心跳機制通讯渠道，在对车辆进行定位后，将搜集的数据上传云端进行分析演算。

在运输环节，车辆驶离烟站后，车载终端自动唤醒工作模式，对车辆位置进行定位并记录行驶轨迹。并每隔一定时间，车载终端会上传定位信息以及与各个烟包电子标签的连接情况和温湿度信息至云端，云端在追踪车辆定位绘制成行车轨迹之外，持续进行多车辆多烟包的分析演算，持续纳入新数据与历史行车轨迹、历史车辆停滞点做对比，持续更新演算结果，当分析出异常结果时实时推送告警给予管理人员。烟叶智能运输系统根据各运输车辆情况，运输所需时间，综合分析，提交复烤厂/中心库预约货位。

在预约环节，复烤厂仓库管理人员登陆系统对车上不同等级的烟叶进行堆码区域货位分配;货车司机通过手机会收到，系统下发的短信，显示该车烟叶不同等级指定的货位号。

在卸货环节，货车司机按照预约的时间驶入复烤厂/中心库;货车到达复烤厂或中心库周围一定范围，复烤厂收货人员会收到即将到货车辆信息通知，提醒复烤厂人员及时调拨人员卸货。

在验收入库环节，在完成卸货，办理完验收入库手续后，工作人员通过APP上报完成运输任务。系统立刻更新货车状态，便于后续运输任务的调拨。

二、技术关键点研究

烟叶智能仓储系统的技术关键点在于烟站仓库物联网感知设备的布置方案;综合利用扫码、RFID识读、蓝牙等多种技术手段，实现从烟叶分级到烟站出库的合理有效管控。利用物联网技术，使数据在各业务环节间有效衔接，确保数据与实物的一致性。

烟叶智能仓储系统的另一个技术关键点在于利用蓝牙技术进行库存实时盘点的功能。通过技术手段解决当烟叶密集堆放时，由于烟叶自身和烟叶包装的遮挡造成信号传输的衰减问题;通过智能算法提升盘点设备对于盘点效率和并发盘点的处理能力。

烟叶智能运输系统的技术关键点在于综合运用大数据、GIS、GPS、RS等技术，为运输各环节建立数据模型，科学合理的调配各方资源，安全高效的完成烟叶运输任务。通过利用前期的采集的业务数据，对各烟站的收购量曲线、库容量、装载出货能力进行评估;对运输公司的运力和效率进行评估;对各烟站到复烤厂/中心库的运输轨迹时间进行评估;对复烤厂卸货验收能力、库容量、生产能力进行评估。根据评估结果完善数据模型，为烟叶运输工作安排提供数据参考。

大数据分析采用开放性平台架构设计，可根据中心存储数据进行海量数据集中高效处理分析。单台数据应用服务器可支持高并发数据查询，可弹性规模扩展;数据查询响应达到秒级;基于开放性平台架构的设计能够满足广泛的第三方接口需求;数据处理引擎支持高可用性及集群需求。

基于烟叶智能仓储和运输系统向用户提供一个简单易用的智能硬件数据接入、存储和处理以及数据应用一站式数据分析处理展示服务平台，旨在降低物联网数据应用的技术门槛及运营成本，满足物联网产品原型开发、商业运营和规模发展各阶段的需求。

提供快捷方便的硬件接入方式，支持主流物联网设备通讯协议TCP/IP、 HTTP以及轻量级通信协议MQTT，支持JSON数据格式协议，数据上报使用了间断式连接，大大降低了设备上的代码足迹和数据带宽和流量。

数据传输对应的后台服务器支持负载均衡、高可用，支持第三方协议接入、设备GIS信息管理;规则引擎基于系统大数据智能分析，可以实现基于几乎任何行为或场景的触发机制，并且能够让用户通过电子邮件、短信或推送获得事件被触发的通知;设计前置和后置规则引擎，可根据用户可自定义的规则设置预警机制，通过邮件短信或手机端app推送预警通知。

三、技術创新点研究

烟叶智能仓储系统的创新点，体现在将烟叶分级和打包环节纳入系统管理范畴，真正做到了烟站工作的全业务流程信息化。利用物联网感知技术，代替传统人工库存管理方式，极大的提高了工作效率，减轻了库管人员的工作强度。将各烟站收购情况、库存情况进行汇总，形成烟草储运的大数据管理中心，使云南文山烟草能够通过物联网感知技术实时掌握全州市的烟叶收购进展，统筹安排，合理调配。

烟叶智能运输系统的创新点，体现在新型物联使能管理架构在数据绝对安全的情况下使用并集成NB-IoT、北斗+GPS双系统、电子标签阅读器和天线的一体机，做到足以在形成车载可接受的体积，并且通讯范围可覆盖一般平板车（9.6米 * 2.4米 * 4.5米）面积。

指向性电子标签阅读器与电子标签之间的类心跳机制通讯渠道，高频次检查烟包间接距离，确定烟包是否被移动或超出通讯渠道距离。利用大数据技术搭建全州烟草运输的数据模型，对运输情况进行动态分析，为运输任务的统筹安排提供数据支撑，有效提升运输效率。

通过数据共享，将烟叶的生产种植、收购、仓储运输等数据信息提供给卷烟工业企业，以此为契机，打通在烟叶交割过程中的信息隔阂，推动烟草全产业链数据中心的建设。利用产地信息，协助工业企业对烟叶调制的生产安排，提升烟叶的均质化加工水平。

（云南省烟草公司文山州公司 云南 文山 663099）