1 概述
物流貨物跟蹤系統是物流企業綜合利用多種信息技術與通信技術,獲取貨物運輸狀態信息的計算機管理信息系統。它是物流企業信息系統的重要組成部分,它有助于物流企業提高貨物運輸質量與客戶服務水平。
以我國公路貨物運輸企業為例,目前企業使用的物流貨物跟蹤系統主要是綜合應用全球衛星定位系統(global position system, GPS)、地理信息系統(geograph-ic information system, GIS)和全球移動通信系統(globalsystem for mobile Communication, GSM),以及條形碼或射頻識別技術(radio frequency identification, RFID),實現運輸車輛、貨物定位跟蹤、超速報警和線路報警等功能。系統開發廠商根據物流企業需求定制開發客戶端/服務器模式或瀏覽器/服務器模式的物流貨物跟蹤系統。
傳統物流貨物跟蹤系統在應用過程中存在以下四個方面的問題:(1)物流貨物跟蹤系統開發、維護成本高,相關硬件設備前期投入高;(2)物流貨物跟蹤系統在全社會范圍內推廣難度大。物流貨物跟蹤系統要求物流企業在運輸車輛上安裝 GPS 定位設備,我國公路載貨車輛 90%屬個體運營狀態[1].對于中小型貨物運輸企業,尤其是從事長途貨物運輸的企業,企業與個體貨車司機間是松散的合作關系。這種情況下要求個體貨車車主為了滿足企業的在途跟蹤而安裝 GPS 是不現實的;(3)基于衛星的定位技術受天氣和位置影響比較大。
當遇到天氣不佳、或者出入于隧道、地下通道、有高層建筑物的區域時,該技術的定位會受到影響;(4)傳統的 GIS 系統用戶體驗較差。由于在 GIS 系統中,服務器端完成圖像顯示、對用戶需求的響應等大量任務,同時圖片與相應的數據內容是通過網絡發送到瀏覽器,由于數據量較大且網絡傳輸速度不理想,會造成白屏,用戶等待時間過長等問題。
移動互聯網將移動通信網絡與互聯網這兩個發展最快、市場潛力最大、創新最活躍的領域融合在一起,開辟了通信產業發展的新時代。移動互聯網借助移動終端本身的移動性、便捷性快速融入諸多實體產業,從而帶動了實體產業的發展。移動互聯網技術同樣可以被應用于物流領域,改進傳統的物流貨物跟蹤系統。
2 移動互聯網概述
2.1 移動互聯網的定義
移動互聯網是以移動網絡作為接入網絡的互聯網及服務[2].通俗來講是指用戶借助智能手機、平板電腦等移動終端,通過高速移動通信網絡接入互聯網使用互聯網網絡資源或相關服務。
2.2 移動互聯網技術體系
移動互聯網廣泛地結合并交融了信息產業與通訊產業的相關服務與技術,縱觀移動互聯網業務與技術的發展,其主要涵蓋了六大技術產業領域:移動互聯網關鍵應用服務平臺技術、面向移動互聯網的網絡平臺技術、移動智能終端軟件平臺技術、移動智能終端硬件平臺技術、移動智能終端原材料元器件技術和移動互聯網安全控制技術[2].
3 基于移動互聯網技術物流貨物跟蹤系統架構設計
3.1 系統組成
基于移動互聯網技術的物流貨物跟蹤系統主要由移動智能終端、移動通信網絡和服務器三部分組成。系統架構示意圖見圖所示 1.
3.1.1 移動智能終端
移動智能終端是擁有接入互聯網能力,通常搭載操作系統,可根據用戶需求定制化功能的硬件設備。常見的移動智能終端包括智能手機、平板電腦等。智能手機是物流貨物跟蹤系統的最佳選擇,因其具有高速處理芯片、大容量存儲器以及衛星定位芯片,價格相對低廉等特點,智能手機可實現移動定位、加載專業應用程序、通訊和數據傳輸的功能。
3.1.2 移動通信網絡
移動通信網絡是連接移動智能終端和服務器的紐帶,也是整個系統正常運行的保證。它將移動智能終端采集的地理位置等信息和相關需求傳輸給服務器,再將服務器的反饋結果和指令傳輸回來。目前,我國移動通信網絡正處于從 3G 向 4G 演進的過程中,4G 網絡下用戶在高速移動狀態下數據傳輸速率可以達到100Mbps.4G 帶來是更大的帶寬、更高的容量和更低的每比特成本,在滿足基本數據快速、準確傳輸的同時,也使實時視頻監控貨物這一功能更加容易實現。
3.1.3 服務器
服務器是物流貨物跟蹤系統的后臺服務機制,它由 Web 服務器、GIS 應用服務器和數據庫服務器。其中,Web 服務器在客戶端產生需求時,起整合應用服務器的功能。GIS 應用服務器是整個系統的關鍵部分,實現對地理信息的查詢與分析,并且能夠及時向移動環境中的用戶提供動態數據,完成對移動智能終端的監控和調度。數據庫服務器是整個系統數據的存儲與管理中心,它是 GIS 應用服務器數據的來源。
3.2 工作原理
物流貨物跟蹤系統軟件部署于軟件開發廠商服務器上,物流企業根據自身需求訂購相應服務。同時,要求每臺運輸車輛司機攜帶智能手機作為物流貨物跟蹤系統的采集器。通過運行專用手機應用程序或用手機瀏覽器登錄服務器,借助全球衛星定位技術或基于蜂窩無線網絡的定位技術,智能手機將采集的位置信息傳輸給服務器,并接受服務器反饋的相關信息與指令。智能手機與服務器之間通過移動通信網絡進行數據傳輸,然后轉接到互聯網進行通信。物流企業可以通過瀏覽器訪問服務器應用程序,獲得貨物運輸的在途狀態等信息。
4 系統關鍵技術
物流貨物跟蹤系統中 GIS 相關技術已經十分成熟并有著廣泛地應用,本節只對系統中涉及的相關移動互聯網相關技術的進行介紹。
4.1 SaaS 技術(software as a service,軟件即服務)
SaaS 是伴隨互聯網技術發展和應用軟件開發技術的成熟而興起的一種全新的軟件應用模式。在這種模式下,軟件廠商在云端集中部署應用軟件并管理相關的數據,用戶根據自身需要向廠商購買所需的軟件服務。用戶不需安裝軟件,只需要通過互聯網即可享受相應的軟件、硬件和維護服務[3].用戶只需要根據購買軟件服務的多少與使用時間的長度向廠商支付費用。
物流貨物跟蹤系統應用軟件采用 SaaS 模式,會對物流企業尤其是中小型物流企業帶來以下優勢:(1)技術上企業無需投入成本購買任何硬件設備,也不需配備計算機專業技術人員,同時又可以使用最新的物流貨物跟蹤系統應用軟件;(2)財務上企業以相對低廉的軟件租賃費,無需一次性的大額投資,不會占用企業過多的流動資金;同時無需考慮設備折舊問題;(3)維護管理方面,系統軟硬件維護由軟件廠商完成,不需企業配備專門的管理、維修人員。
4.2 HTML5 技術(hypertext markup language,超文本標記語言)
HTML5 草案原名為 web applications1.0,于 2004年由網頁超文木應用技術工作組提出,2007 年被萬維網聯盟(world wide web consortium,W3C)接納,并成立了專門的研究組。2008 年 1 月,W3C 發布了第一份HTML5 的正式草案,2014 年 10 月,W3C 正式發布HTML5 推薦標準[4].
HTML5 有許多新的特性:(1)豐富的語義特性賦予網頁更好的意義和結構;(2)本地存儲特性使基于HTML5 開發的網頁應用程序擁有更短的時間和更快的聯網速度;(3)HTML5 地理定位特性充分發揮移動智能終端的定位優勢,可以綜合使用衛星、移動通信網絡、無線局域網等途徑獲取用戶位置信息,定位比較準確靈活,可以用以實現豐富的地圖應用;(4)HTML5 提供了完善的實時通訊支持;(5)HTML5 實現了視頻與音頻的播放。
HTML5 中新增了 canvas 標簽。canvas 使客戶端瀏覽器對矢量地圖的繪制和渲染無需依賴第三方插件,地圖的繪制及部分用戶操作的響應在客戶端由JavaScript 直接完成,無需通過刷新瀏覽器或者向服務器再發出請求,因此大大縮短了響應時間,改進了用戶體驗[5].
4.3 基于移動通信網絡的定位技術
基于移動通信網絡的定位技術是在移動站(mobilestation,MS)接入移動通信網絡后,通過檢測移動站和多個基站(base station,BS) 之間傳遞信號的特征參數(如傳播時間、幅度、相位和到達角度等)來估計移動站的具體位置[6],并將定位結果發送給定位發起者。該技術通常采用三角測量的定位原理實現,具體有起源蜂窩小區定位(cell of origin,CoO)、到達角定位(angle ofarrival,AoA)、到達時間定位(time of arrival,ToA)、增強測量時間差定位(enhanced observed time difference,E-OTD)、GPS 輔助定位(assisted GPS,A-GPS)等。
只要移動站(即手機)處于移動通信網絡的有效范圍內,即隨時進行位置定位。相較于基于衛星的定位技術,基于移動通信網絡的定位技術優勢有:(1)定位精度較高。一般定位范圍在 100~500m,A-GPS 定位技術測距精度理論上可以達到 2.93m,在室外空曠區域定位精確在 5~50m 之間[7];(2)服務可用性高。只要確保移動通信信號的覆蓋,這項服務也可以用于隧道、地下通道和室內的定位?;谝苿油ㄐ啪W絡的定位主要用于移動智能終端無法接收 GPS 信號時,作為備份方案用于物流車輛定位。
5 結束語
隨著移動互聯網技術的不斷成熟,移動智能終端的普及,以及移動互聯網用戶規模的不斷擴大,移動互聯網技術還可以在物流行業有更多的創新應用,幫助物流企業進一步提高信息化水平,降低物流成本,提高物流運作效率,從而提升企業競爭力。移動互聯網技術在應用中,企業相關數據在存儲與傳輸過程中的安全問題值得人們關注并進一步研究解決。
參考文獻:
[1] 中華人民共和國國家統計局。中國統計年鑒 2014[M].北京:中國統計出版社,2014.
[2] 移動互聯網白皮書(2011 年)[R].北京:工業和信息化部電信研究院,2011.
[3] 蔣凌志。移動互聯網技術與實踐[M].蘇州:蘇州大學出版社,2013:20.
[4] 維基百科 .HTML5[EB/OL].
[5] 徐莎,楊帆,徐昌慶?;?HTML5 的 WebGIS 的研究與應用[J].信息技術,2012(4):149-151.