2.1 智慧物流技術(shù)架構(gòu)

智慧物流是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)的應(yīng)用而提出的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)一般分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次。感知層負(fù)責(zé)信息的采集和初步處理；網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)信息的可靠傳輸；應(yīng)用層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)用。從智慧物流領(lǐng)域應(yīng)用的角度來看，智慧物流的技術(shù)架構(gòu)遵循物聯(lián)網(wǎng)的三層技術(shù)架構(gòu)，如圖2-1所示。

2.1.1 智慧物流感知層

感知層是智慧物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物、運(yùn)行環(huán)境、物流設(shè)施設(shè)備感知的基礎(chǔ)，是智慧物流的起點(diǎn)。具體而言，又可劃分為物流識(shí)別、追溯感知層，物流定位、跟蹤感知層和物流監(jiān)控、控制感知層三個(gè)層次。

物流識(shí)別、追溯感知層主要解決貨物信息的數(shù)字化管理問題。傳統(tǒng)方式下多采用單據(jù)、憑證等為載體，手工記錄、電話溝通、人工計(jì)算、郵寄或傳真等方法，對(duì)物流信息進(jìn)行采集、記錄、處理、傳遞和反饋，極易出現(xiàn)差錯(cuò)、信息滯后，使得管理者對(duì)物資在流動(dòng)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)難以統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，不能系統(tǒng)控制，更無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化和實(shí)時(shí)控制，從而造成效率低下和人力、運(yùn)力、資金、場(chǎng)地的大量浪費(fèi)。智慧物流環(huán)境下，借助條碼、RFID、區(qū)塊鏈等技術(shù)可以快速對(duì)貨物進(jìn)行識(shí)別和追溯。

物流定位、跟蹤感知層主要解決貨物運(yùn)輸過程的透明化問題?，F(xiàn)代物流對(duì)貨物的位置感知需求越來越迫切，只有知道了物資的確切位置才能進(jìn)行更加有效的物流調(diào)度。目前，定位感知技術(shù)根據(jù)定位需求和應(yīng)用場(chǎng)景，劃分為室外定位和室內(nèi)定位。GPS是室外定位技術(shù)的典型代表，已經(jīng)在物流領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用；我國目前也在積極發(fā)展自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，隨著北斗二代衛(wèi)星的不斷升空，北斗定位的精度也在不斷提高，應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷拓寬，必將成為我國物流室外定位首選技術(shù)。室內(nèi)定位技術(shù)是指以Wi-Fi無線定位系統(tǒng)為代表的無線定位技術(shù)，衛(wèi)星定位技術(shù)由于受建筑物對(duì)其信號(hào)的干擾甚至阻斷，無法對(duì)室內(nèi)物資進(jìn)行準(zhǔn)確定位，因此，Wi-Fi室內(nèi)定位、UWB室內(nèi)定位、RFID定位等室內(nèi)定位技術(shù)已經(jīng)成為目前彌補(bǔ)衛(wèi)星定位技術(shù)功能缺陷的有效手段。幾種定位技術(shù)的對(duì)比分析如表2-1所示。

物流監(jiān)控、控制感知層為智慧物流過程中的安全提供了有效的支撐手段，是物流監(jiān)控信息化的重要組成部分，通過獲取物流過程的實(shí)時(shí)視頻、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，及時(shí)、有效地采集信息，并通過與物流視頻監(jiān)控、報(bào)警設(shè)備有機(jī)結(jié)合，實(shí)時(shí)掌握物流環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀況，分析物流過程狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物流過程的無縫監(jiān)管。

2.1.2 智慧物流網(wǎng)絡(luò)層

智慧物流網(wǎng)絡(luò)層是智慧物流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，連接著感知層和應(yīng)用層，其功能為“傳送”，即通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸。通信層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)等組成，負(fù)責(zé)將感知層獲取的信息安全可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層，然后根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行信息處理。

智慧物流網(wǎng)絡(luò)層包含接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)，分別實(shí)現(xiàn)接入功能和傳輸功能。傳輸網(wǎng)由公網(wǎng)與專網(wǎng)組成，典型傳輸網(wǎng)絡(luò)包括電信網(wǎng)（固網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)）、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、專用網(wǎng)（數(shù)字集群）。接入網(wǎng)包括光纖接入、無線接入、以太網(wǎng)接入、衛(wèi)星接入等各類接入方式，實(shí)現(xiàn)底層的傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID網(wǎng)絡(luò)最后一公里的接入。

在智慧物流作業(yè)過程中，既有大范圍的物流運(yùn)輸與調(diào)度，也有以倉儲(chǔ)系統(tǒng)與揀選系統(tǒng)為主的智慧物流中心的物流系統(tǒng)作業(yè)與運(yùn)籌。面對(duì)復(fù)雜的、流動(dòng)的“物”，要實(shí)現(xiàn)在“物流”過程中的聯(lián)網(wǎng)，智慧物流的網(wǎng)絡(luò)層基本上綜合了已有的全部網(wǎng)絡(luò)形式，來構(gòu)建更加廣泛的“互聯(lián)”。每種網(wǎng)絡(luò)都有自己的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，互相組合才能發(fā)揮出最大的作用，因此在實(shí)際應(yīng)用中，信息往往經(jīng)由任何一種網(wǎng)絡(luò)或幾種網(wǎng)絡(luò)組合的形式進(jìn)行傳輸。

同時(shí)，隨著智慧物流的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)層承擔(dān)著巨大的數(shù)據(jù)量，并且面臨更高的服務(wù)質(zhì)量要求，因此還需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合和擴(kuò)展，利用新技術(shù)以實(shí)現(xiàn)更加廣泛和高效的互聯(lián)功能。目前，在智慧物流中使用比較廣泛的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、IPv6、車聯(lián)網(wǎng)、Wi-Fi和WiMAX、藍(lán)牙、ZigBee等。

2.1.3 智慧物流應(yīng)用層

應(yīng)用層是智慧物流的應(yīng)用系統(tǒng)，借助物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，感知到前端的物流運(yùn)行狀態(tài)，在應(yīng)用層執(zhí)行物流操作或產(chǎn)生決策指令。根據(jù)物流作業(yè)層次，應(yīng)用層可劃分為決策層、管理層和執(zhí)行層三個(gè)層次。

決策層面向物流高層決策人員，主要是以物流系統(tǒng)為應(yīng)用背景，對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行智能化整合，為物流決策者提供有力支持。

管理層由物流管理信息系統(tǒng)組成，主要是針對(duì)具體的物流活動(dòng)進(jìn)行管理和控制，如倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)、分揀管理系統(tǒng)、運(yùn)輸管理系統(tǒng)等，管理層具有承上啟下的作用。該層通過應(yīng)用流程集成平臺(tái)與上層決策管理系統(tǒng)進(jìn)行集成，通過數(shù)據(jù)集成平臺(tái)與各種物流設(shè)備控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而對(duì)具體的物流活動(dòng)進(jìn)行了管理和控制。

執(zhí)行層由物流執(zhí)行系統(tǒng)組成，主要是通過傳輸層與物流感知設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和控制。該層通過數(shù)據(jù)集成平臺(tái)接受來自物流管理層調(diào)度控制指令，并及時(shí)反饋物流設(shè)備的指令執(zhí)行情況和設(shè)備故障信息；在物流設(shè)備支持下，通過控制總線連接各種物流設(shè)備控制器，提供與物流設(shè)備集成的基礎(chǔ)界面。一些物流設(shè)備可以通過專有的或標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備總線同設(shè)備控制器進(jìn)行連接。

綜合來看，智慧物流過程中常用的智能技術(shù)有智能分析與控制技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。