基于物联网技术的兰州市物流园区智能化建设

剡海静，李秀丽，刘莎莎

（兰州财经大学陇桥学院，甘肃 兰州 730101）

1 概述

1.1 物联网

物联网概念的提出，起源于20世纪90年代。2005年，国际电信联盟（ITU）提出随时、随地、任何物体之间的互为联通，处处存在的网络、无所不在的计算机发展愿望，射频识别技术（RFID），纳米技术、智能终端技术、传感器技术等被确定为物联网关键技术[1]。根据2010年中国的政府工作报告对物联网的说明，将物联网定义为：物联网就是在相关协议的基础上，实现物流、资金流、信息流和价值流的流转、传递及共享的网络系统[2]。物联网的层次结构如图1所示。

图1 物联网层次结构

从图1中可以看出，物联网即使用传感技术、射频标签技术、EPC技术等实现数据的感知与积累，通过互联网等通信网络进行数据的实时收集、传递与反馈，最终应用在各个行业的过程，如智能物流、智能家居、工业生产、农业资源、公共安全、医疗卫生、政务管理等各行各业，与传统行业的进一步融合，体现出物联网应用创新的这一鲜明特点。

1.2 物流园区

2006年，《物流术语》（GB/T18354）对物流园区的概念作了新的界定：物流园区通常选在城市周边地区，它是为了使设施集约化、城乡空间布局更加合理，是一种物流参与者和物流设备在此区域空间的聚集地[3]。

物流园区不仅仅是各种物流企业的空间集聚体，简单的集中各种物流设施设备，同时是为社会公共服务的基础设施，是联系产业链上下游的重要纽带，是物流活动开展与功能体现的重要载体[4]。物流园区将不同产业进行空间集聚、资源有效调配和整合，业务流程不断优化，在拉动周边经济发展，实现物流服务一体化等方面发挥重要的作用。

2 兰州市物流园区发展现状

2.1 同质化现象严重

通过调研，获得兰州市大型物流园区的相关资料，其名称与主要功能见表1。

表1 兰州市主要物流园区及功能

社会化分工越来越细，加速了各行各业的专业细分，物流园区的专业细分需求随之也越来越高，如生鲜食品市场的迅速发展，对于标准化程度高的冷链物流园区提出了新的发展需要。电子商务的蓬勃发展，极大地带动了对订单需求快速响应的电商物流园区的需要，同时体现出对专业化的物流园区的需要。但是从表1中可以看到，兰州市物流园区依旧陷在“同质化”发展的泥沼中，相似功能的物流园区只是在地理位置上做了适当的分散布局，而没有拓展出适应市场需求的新功能将会大大影响物流能力。

2.2 粗放式经营

据中国物流与采购联合会2018年7月发布的《第五次全国物流园区调查报告（2018）》显示，我国规模以上各类物流园区总数已达1 638家[4]。而规模以上的物流园区，主要集中在东部沿海地区，相对经济欠发达的西部地区数量较少。按照所依托的物流资源，以及物流市场的需求特征与提供的服务类型，物流园区有货运服务型、综合服务型、生产服务型、商贸服务型、口岸服务型五种。兰州市物流园区仍以提供货运服务为主，一般是拥有小型货车后置地建立，从小型的货运集散地逐步发展起来，或是提供一定场地租赁仓储设施设备的集散中心，这些物流园区功能单一，经营粗放。

2.3 服务能力较弱

物流园区的功能之一，是为公众提供服务，其发展水平的高低，以服务能力作为衡量依据，公共信息平台的投入力度、使用情况、网页质量高低，均关系到物流园区智能化水平。

2.3.1 网页质量低。兰州市各大物流园区，大部分均未建立专业的服务网站，网页设计也极其简单。PR值是国际上使用较多的衡量网页等级的指标，从0到10共划分为11个等级，级别值越高说明网页越受欢迎[5]。通过专用工具，对我国各大物流园区进行网页级别查询并统计，网页级别为1的占35%，为3的占30%，为6的仅仅占2%，而我国目前没有超过级别为6的高水平物流园区网页[6]。与大型物流园区相比，兰州市物流园区网页简单，功能较少，点击访问量有限，在国内物流园区网页级别中，受欢迎程度较低。

2.3.2 信息平台功能单一。物流园区信息平台的建立，主要依赖于计算机及通信网络技术，对入驻园区内的各大企业提供物流、技术、设施设备等相关资源的信息提供整体的管理，具有非常重要的作用，也是衡量物流园区服务能力的关键指标。通过走访调查获知，兰州市各大物流园区的信息平台，主要是对于入驻企业租金收取、车辆出入园区的简单管理，但是对专业化的物流信息、技术设备、整体园区的管理等，基本未曾涉及。

3 兰州市物流园区智能化发展影响因素的灰色关联分析

3.1 灰色关联分析法介绍

灰色关联分析法由我国学者邓聚龙在1982年研究灰色系统（由系统内部部分信息来推算整个系统完整信息）提出的，灰色关联分析法借助于对比评价变量数据组成的数列（特征数列）与选择的参考评价变量数据构成的数列（标准数列或者参考数列）所构成数学图形形状的相似程度，相似程度越高，关联性越好，通过灰色关联分析法计算相关评价变量的灰色关联程度大小，从而确定评价变量对农产品物流发展程度的强弱[7-8]。

3.2 指标体系的构建

物流园区对物流业的发展起着非常重要的作用，现代物流业与物流园区的发展，均受到多种因素的影响，其中有些是可以量化的，有些难以进行量化分析[8]。本文通过参考相关文献资料，基于指标选取的系统性、可操作性、重要性等原则，选取相关指标作为评价指标体系，并收集相关数据，见表2。

表2 兰州市物流园区发展水平各相关影响因素的原始数据

将影响物流园区发展的16个相关因素分别表示为X0、X1、X2、X3、…、X15，以社会消费品零售总额（亿元）X0作为参考数列，对原始数据采用初值化法进行无量纲化处理，即以其他年份的各指标数据与2014年作比较，形成数据矩阵，无量纲化处理后，逐个计算每个被评价对象指标序列与选定的参考序列X0=(1，1.219 387，1.337 076，1.438 012，1.430 995，1.539 847)对应元素的绝对差值，见表3。

表3 比较数列与参考数列绝对差值

依据表3中的绝对差值，确定最小值为0，最大值为1.513 872，取分辨系数为0.5，确定关联系数，见表4。

表4 关联系数

最终确定关联度，见表5。

表5 关联度

通过表5的计算结果，可以确定各影响因素的关联度的大小排序，依次为：r2>r5>r6>r4>r11>r10>r9>r13>r15>r7>r3>r14>r12>r8>r1，即城镇居民人均可支配收入（亿元）>地区生产总值（亿元）>第三产业增加值（亿元）>普通高等教育在校生数（万人）>货运量（亿t）>货物周转量（亿t·km）>建筑业增加值（亿元）>移动电话用户（万户）>信息传输、软件和信息技术服务业（亿元）>工业增加值（亿元）>交通运输、仓储和邮政业增加值（亿元）>仓储和邮政业（亿元）>邮政业务总量（亿元）>农、林、牧、渔业（亿元）>进出口总额（亿美元）。

3.3 结论分析

通过表5的数据可以看出，进出口总额与农林牧渔业的关联度小于0.65，对兰州市物流园区的发展影响较小，其他13个因素的灰色关联度数值均在0.65以上，说明这些因素对于物流园区智能化发展影响程度较大。

数据显示，城镇居民人均可支配收入与地区生产总值这两个因素的关联度最高，说明他们对兰州市物流园区发展的影响最为显著。排在第三位的第三产业增加值，关联度达到0.889 5。这就说明，兰州市整体经济的发展，人民生活水平与收入不断提高，消费能力在不断增加，提升了第三产业所包含的服务业等生产总值，这些要素均对物流园区的发展产生了极大的促进作用。

其次，高等学校在校人数对于物流园区的关联度较高，说明兰州市各大高校学生对物流园区发展起到了推动作用，在进一步发展过程中，应更加注重人力资源所发挥的重要作用，更好的培养与引进相关物流人才，从而带动物流园区的转型升级。

第三，货运量与货运周转量对物流园区的关联度排在其后。这说明近几年兰州市高速公路与高铁的迅速发展息息相关，基础交通设施不断完善，有效促进了物流园区的发展，尤其加快了货运型物流园区的快递发展。建筑业增加值与兰州市物流园区关联度较高，其原因是兰州市出台相关政策，加大了对基础设施的投资与建设力度，从而推动了物流园区的建设。

第四，移动电话用户与信息传输、软件和信息技术服务业的迅速发展，说明在当今互联网发展时代，信息资源的不断输入与输出，对兰州市物流园区发展起到了积极的促进作用。工业增加值与农林牧渔业相比较，工业增加值对兰州市物流园区发展作用更大，这与兰州市经济发展中主要以钢铁、有色金属等为主息息相关，但对于农林牧渔业发展时所需要的冷链物流园区，建设力度仍需继续加强。

第五，仓储与邮政业的发展，对物流园区发展的带动作用不是非常显著，说明兰州市物流园区正在战略转型期，开始转变经营理念，重点业务不再是提供单一的货运与仓储服务，而是从原来的粗放式经营模式向专业化的物流园区方向发展，探索更加适应消费者需求的经营模式。进出口总额并未对兰州市物流园区的发展带来大的推动作用。甘肃省作为内陆地区，兰州市的进出口贸易额逐年增加，但未带动物流业及物流园区的进一步发展，兰州市的专业化跨境物流园区具有很大的发展空间，让兰州市的物流园区发展与全国物流园区发展同步，更好的使物流企业、物流园区、区域经济协同发展。

兰州市在2011年就提出智能交通信息平台的规划，物联网技术在交通领域得到了较好的应用。但是对于物流行业，以及物流园区的智能化发展，并未出台详细的物联网应用策略。在兰州市经济迅速发展的同时，政策方面可以向物流行业倾斜，加大物流相关产业的投资力度，为物流园区智能化发展创造良好的物联网环境。

4 基于物联网技术的兰州市智能物流园区建设路径

通过灰色关联法的分析，集合实地调研及文献资料的整理，兰州市物流园区的智能化要想进一步发展，主要有三方面共同需求：一是政府提出的相关政策积极响应的需求。对于物流园区信息化水平、评级、引领物流行业发展等，政府都提出了新的要求，通过智能物流园区的进一步发展，提供相应的经营数据[9]。二是物流园区对于新型管理模式的需求。目前兰州市物流园区的经营模式，基本处于以仓储设施租赁、运输设备供应为主的粗放经营状态，期望通过物联网等信息化技术的运用，提升物流园区的智能化水平。三是物流园区对于区域化信息平台的需求。希望通过这一平台，将周边及全国相关的信息输入，挖掘新业务，实现物流园区的转型，并能提供增值服务。基于此，为满足兰州市物流园区智能化发展中的三方面共同需要，同时为满足具体业务的需要，需要建立统一的物流园区信息平台，在建设中，主要从智能仓储和智能配送两个方面着手。

4.1 智能仓储系统

兰州市物流园区主要以仓库租赁业务为主，传统的经营模式急需改变。智能化仓储系统能够有效提升物流园区的管理水平与经营效益。将物联网与传统的仓储业务相结合，其网络层次结构如图2所示。

图2 物联网仓储网络层次结构

感知层：感知层处于整个系统的最底层，是整个系统其它软件与硬件资源设备的基础，为整个系统与平台的使用提供保障。基础资源设备，是指未采用智能设备之前就已然存在的与实际仓储相关的资源设备，包括实体仓库、仓库内的各个功能区域、立体货架、普通货架、储存的各类物质资源、装卸搬运作业的叉车、搬运车辆及其他一些固定的基础设备。智能识别设备与基础资源设备相互配合，可以提高整个仓储系统高效作业效率，是智能识别设备资源中非常重要的组成部分。目前使用较多的智能识别设备是RFID技术，将电子标签安装在固定位置，如仓库出入口、货架、托盘等，通过阅读器识读电子标签，获取货物的具体信息，以便实时掌握货物及货位的动态变化，如货位是否闲置、货物是否变质、温湿度是否满足储存条件等，并将相关信息传递到智能仓储系统。

网络设施设备与仓储系统中的基础资源设备、智能识别设备，形成统一管理的网络化资源系统，使所有资源的管理工作能够在信息平台上进行[10]。智能仓储系统网络架构如图3所示。

图3 仓储系统网络架构图

网络层在整个系统中处于中间层，是一个信息资源库，主要用于存储感知层所收集并传输的各类信息。此信息资源库的信息量，伴随着基础设施设备的增加而不断增大，不仅包括物资固有属性的信息，同时有实时监控的信息需要不断更新。对于感知层所获得的相关数据，进行收集、整理、统计等工作，这一层次与数据的分析处理有关，是一个虚拟的层次。在感知层的基础设施设备中，使用了RFID、GPS车载终端等智能设备，获取物料出入库、货架所在位置、在途信息等。基础设施设备直接读取或解析已获信息，运用网络层中的局域网路由或GPS网络，继而接入以太网，使得所获得的信息传输至服务器。管理平台通过调用服务器接收的相关数据提供具体的服务，这些数据经过合理的筛选后，最终面向服务需求者。

应用层位于整个系统的最高层次，是能够直接体现系统功能的一个层次。按照用户与物流园区共同的仓储服务需要，可确定主要提供两大模块服务，即仓储管理服务与物流管理服务。仓储管理服务在智能仓储系统中是核心业务，将所有物流园区仓库信息集中于同一平台，并为每个物流园区的仓库提供仓储服务。在实际操作中，各级管理人员具有不同的权限范围，参与到各自管辖仓库的具体业务管理中，如实时展示入库物资的核查验收与统计信息、存放在货架上的物资信息等，具有最高权限的平台管理员，能够实时按需查看所有物流园区仓库的物资运作状况。物流管理服务主要包括物流跟踪服务、物流信息管理服务与物流调度管理服务三个方面，实现从物资出库并到达用户手中的整个过程的管理，即智能配送系统。

4.2 智能配送系统

位于甘肃省兰州市榆中县金川大道的海云升物流园区，主要有六个不同的板块，即电商物流中心、快递快运物流中心、城市共同配送中心、公共信息服务平台、商业配套区、零担货物停车场。在快递快运物流中心，主要有顺丰快递、韵达快递等快递企业，是具有一定的整体规模和超大型的综合性的物流服务区域，以及提供其他配套服务的场所，但是整体运作过程中效率较低，在电商平台大促，如天猫“双十一”、京东“618”等时间段，快递量达到高峰值时会出现车辆拥堵、临时分拣员人工分拣作业效率低等问题。物流园区对于智能配送有迫切的需要。

根据物流园区的实际运营情况，在统一的物流信息平台上，开拓智能配送子系统。考虑到配送作业的具体特征和要求，该系统的具体功能，如图4所示。

图4 智能配送系统具体功能

（1）配送基本信息管理，即对客户、货载情况、运力大小、订单信息、GIS基础数据与配送线路进行集中管理。

（2）车辆定位与跟踪，即利用射频标签与GPS定位，实现车辆与货物的动态跟踪，以便查询车与货的状态，对整个配送过程实现可视化管理。

（3）配送线路的优化，即通过平台信息，结合道路历史信息与实时路况，自动生成配送计划、自动排列订单、调度车辆计划与配载方案，以方便监控中心的整体调度与安排。

（4）监控预警与综合服务模块，即在上述业务开展时，根据设定的信息，对配送车辆的运行轨迹进行实时监控并妥善安排，若车辆运行中出现线路偏离、超速、事故等突发情况时，及时发出警报并传递信息至监控中心，以提升配送车辆的管理水平。

5 结语

随着物流业的快速发展，各大物流园区逐渐利用先进的物联网、云计算、区块链等技术，使其传统运营管理模式不断向智能化、集约化方向转变，这是提升物流园区运作水平的重要途径。兰州市物流园区的智能化发展，应体现出甘肃省省会城市供应链节点的重要属性和服务特色，积极创建物流产业公共信息平台，营造良好的物联网环境，实现互联互通和资源整合，提升园区内入驻企业的服务及管理水平。