5G網(wǎng)絡技術(shù)在新一代物流行業(yè)中的應用

1、物流技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢物流服務即是企業(yè)生產(chǎn)和銷售的重要保障，更是國民生產(chǎn)生活的關(guān)鍵支撐。所以，物流就像一個國家的經(jīng)脈血絡，緊密地聯(lián)系著生產(chǎn)者與消費者。尤其 21 世紀來，隨著計算機與通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，物流這種重要性更加突顯出來。物流行業(yè)的發(fā)展進程自從黨的十八大召開以來，國家領導人曾經(jīng)多次對各地物流企業(yè)進行參觀調(diào)研，對物流業(yè)的發(fā)展提出了重要指導。物流業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2014-2020）中認為物流行業(yè)是基礎性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，能夠提升國民經(jīng)濟的發(fā)展。物流行業(yè)的發(fā)展與零售業(yè)的變化息息相關(guān)。縱觀零售業(yè)的發(fā)展歷史，從傳統(tǒng)的線下模式發(fā)展到電商模式，再到如今出現(xiàn)新的零售業(yè)革命。無論是京東的無界零售理論，還

2、是蘇寧提出智慧零售產(chǎn)業(yè)，還是阿里暢想的新零售規(guī)劃，都是認為資金和商品是新零售系統(tǒng)的關(guān)鍵因素因素，而新時代的智能技術(shù)卻是這關(guān)鍵因素的前提。最終的目的是使得供應端能夠在降低成本需求的同時還能實現(xiàn)高效率的運營，在客戶端更能實現(xiàn)自由自在、任意形式的消費體驗。新一代物流電商時代線下時代新零售時代B2C一體化2B2C融合第三方物流產(chǎn)運分離B2C快遞自行貨運時間地位圖 1.1 物流演變歷史圖 1.1 說明了物流行業(yè)的發(fā)展與零售業(yè)的發(fā)展休戚相關(guān)，物流從簡單線下的產(chǎn)品倉儲和運輸發(fā)展到電商時代下的現(xiàn)代物流體系，再到今天各種前沿技術(shù)的融合，形成經(jīng)濟全球化條件下的新一代物流體系，為新零售行業(yè)提供了服務保障。傳統(tǒng)物流更

3、多是物理意義上的物品流動，目的是給企業(yè)帶來運營效益。剛開始各家制造商企業(yè)開始建立自己的物流線用于自家商品的倉儲、調(diào)度和運輸，逐漸演變出生產(chǎn)供應商和經(jīng)銷商的關(guān)系，接著有一些私立的物流團隊承擔運輸任務，至此生產(chǎn)和物流開始逐步分離。緊接著，很多第三方物流公司如雨后春筍般出現(xiàn)，運輸渠道也變得多樣性，物流線分布于海陸空。與這一時期的物流行業(yè)對應的是線下零售時代，物流技術(shù)更注重于產(chǎn)品運輸?shù)男б妫?既能夠提高生產(chǎn)供應商的上產(chǎn)效率，也能夠加快產(chǎn)品運輸?shù)男省Ｋ?，傳統(tǒng)物流技術(shù)和交通行業(yè)緊密聯(lián)系，很多和交通相關(guān)的熱點技術(shù)被融入到物流行業(yè)中，例如物流網(wǎng)絡的構(gòu)建、物流路徑的智能選優(yōu)、倉儲選址以及物流航線規(guī)劃等等。直

4、到線下零售時代的后期，計算機熱潮開始席卷全球，很多物流公司也具有了自主開發(fā)的相關(guān)物流軟件，例如用于物流路徑的規(guī)劃系統(tǒng)，物流物品跟蹤的 GPS 定位系統(tǒng)以及物流財會分析的 ERP 軟件等等，這一現(xiàn)象正說明了物流行業(yè)即將被注入計算機血液，很快零售業(yè)迎來了電商時代，物流行業(yè)也迎來了一個全向繁榮的階段，這一階段經(jīng)常被稱為現(xiàn)代物流?，F(xiàn)代物流業(yè)開始迅猛發(fā)展應該得益于電商事業(yè)的發(fā)展，隨著很多電子商務公司的出現(xiàn)， 物品的運輸不再局限于生產(chǎn)商和經(jīng)銷商之間，更是發(fā)展到每一個國民的身邊，每個人都成為了物流網(wǎng)絡中的一個節(jié)點，網(wǎng)民在電子商務網(wǎng)站上下單一件商品，都會需要物流團隊來提供物流運輸服務。從這可以看出，電子商務時

5、代重新定義了物流產(chǎn)業(yè)，其不再只是生產(chǎn)端與銷售端的橋梁，而是直接延伸到每個消費者。物流從可以應對 B2C 零售模式到 B2C 一體化零售模式，再到最終可以應對 2B2C 融合零售模式。這一階段中，計算機技術(shù)推動了物流行業(yè)的進步，物流行業(yè)帶動了電商的發(fā)展，兩者相互支撐才形成現(xiàn)代物流體系。電商時代下的現(xiàn)代物流體系依賴于計算機和現(xiàn)代通信技術(shù)，首先電商是計算機技術(shù)與零售業(yè)的成功結(jié)合體，從阿里巴巴到后來的京東，再到后來數(shù)以千計的電商平臺慢慢茁壯起來， 物流在此承擔著不可忽視的作用。其中，物流的調(diào)度計算依賴于具有高速計算性能的設備終端與最優(yōu)的智能算法，物流的信息分享依賴于成熟的智能可視化技術(shù)與高質(zhì)量的通信技

6、術(shù)， 物流的平臺一體化更依賴于各種高性能的分布式計算機系統(tǒng)，物流產(chǎn)品的跟蹤和追溯依賴于日新月異的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式通信技術(shù)等等，現(xiàn)代化物流體系也因此變成計算機技術(shù)和通信技術(shù)驅(qū)動的大平臺化架構(gòu)。人參與和體驗消費與產(chǎn)業(yè)貨定制化 泛化升級發(fā)展場場景多樣性人工智能數(shù)據(jù)存儲技術(shù)變革大數(shù)據(jù)云計算。Driver物流行業(yè)現(xiàn)如今，物流行業(yè)急需一場革命，才能緊跟零售行業(yè)發(fā)展的腳步，一起創(chuàng)造無界零售業(yè)的新時代，新一代物流技術(shù)因此呼之欲出。以史為鑒，不難發(fā)現(xiàn)物流行業(yè)的發(fā)展一直穩(wěn)步前趨，與其說是為了加快腳步跟緊零售業(yè)的發(fā)展，不如說是物流技術(shù)從未停止前進的腳步，一直吸收其他前沿技術(shù)，完善物流行業(yè)中存在的不足。圖 1.2

7、正說明了物流行業(yè)能夠快速發(fā)展的驅(qū)動因素。圖 1.2 物流行業(yè)的驅(qū)動示意物流行業(yè)每一次變革都是由兩股力量共同推動的結(jié)果即消費和產(chǎn)業(yè)的升級和技術(shù)的突破。這兩股驅(qū)動力量相輔相成，共同牽引供應鏈的“權(quán)力中心”持續(xù)進行轉(zhuǎn)移，同時物流在整個商業(yè)系統(tǒng)中也所擔任的角色同樣也在不斷升級。通過上面的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，物流的發(fā)展大部分是由于先進的信息技術(shù)推動，例如大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等計算機技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、GPS 等等。下一節(jié)本文將會具體介紹新一代物流依賴的熱點技術(shù)以及這些技術(shù)在物流行業(yè)中目前的研究進展。新一代物流的熱點技術(shù)新一代物流擁有短鏈、智慧以及共生的特征，具有快捷、方便、智能化的優(yōu)勢，這些都離不開計算

8、機、通信技術(shù)的推動。那么本節(jié)將具體介紹新一代物流中比較熱門的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡層電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)延伸網(wǎng)專用網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應用集成云計算大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡管理Web 服務信息處理應用層物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things, IOT）作為新一代信息技術(shù)，成為網(wǎng)絡通信領域的重要分支。首先，物聯(lián)網(wǎng)的基礎是互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基石，更簡單地描述就是物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為主要核心。其次，物聯(lián)網(wǎng)通信方式不僅僅局限于人與人之間的通信，更是將通信形式轉(zhuǎn)移到實際場景中任何兩個物品之間。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過射頻識別（Radio Frequency Identification, RFID）、全球定位系統(tǒng)（Glo

9、bal Positioning System, GPS）、激光掃描器、紅外感通信模塊感知層智能終端二維碼RFID執(zhí)行器傳感器圖 1.3 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)應器信息傳感設備，按指定的協(xié)議標準進行信息交換，從而可以智能地對物品進行跟蹤識別以及監(jiān)控維護等操作。物聯(lián)網(wǎng)可以單獨進行局域網(wǎng)通信，也可以接入互聯(lián)網(wǎng)，甚至可以和移動通信網(wǎng)絡等融合，直接實現(xiàn)人類社會與物理世界的信息整合。因此，物聯(lián)網(wǎng)是一項交叉技術(shù)，具體融合了前沿一些關(guān)鍵技術(shù)的例如傳感器和嵌入式等等。圖 1.3 即基本物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。立體倉儲 智慧農(nóng)業(yè) 倉儲管理自動分揀智能物流網(wǎng)關(guān)信息采集設備智能終端圖 1.4 新一代物流中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用物聯(lián)網(wǎng)領域中有很多熱門

10、技術(shù)，例如用于標簽信息讀寫的 RFID、無線數(shù)據(jù)通信的傳感網(wǎng) WSN、全球定位導航系統(tǒng) GPS、車載系統(tǒng)、手持終端 PDA 以及大型物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)平臺 NB- IOT 等等。正是上述這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使得物流中每一個節(jié)點能夠融入物聯(lián)網(wǎng)大框架中，使得每一個獨立的物流模塊能夠相互通訊，提升了物流運輸?shù)男什?gòu)建了一體化的物流信息平臺。圖 1.4 詳細介紹了新一代物流中的物聯(lián)網(wǎng)應用，下面做更深入的場景分析和說明：射頻識別 RFID 是新一代物流中使用最廣泛的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。目前，各大物流企業(yè)利用 RFID 技術(shù)完成了物流環(huán)節(jié)中標簽信息的流轉(zhuǎn)，例如倉儲管理過程中使用標簽記錄物品信息、自動分揀系統(tǒng)根據(jù)電子標簽讀取

11、物品具體屬性、貨物追溯過程中利用手持 PDA 和網(wǎng)絡系統(tǒng)完成物品關(guān)鍵信息的錄入。RFID 技術(shù)采用無線視頻手段實現(xiàn)基于雙向通信的自動設識別系統(tǒng)。新一代物流行業(yè)是智慧型產(chǎn)業(yè)，所以將會更加依賴 RFID 技術(shù)，通過電子標簽標記各種運輸?shù)奈锲?，各物流?jié)點通過 RFID 技術(shù)識別并獲取物品詳細的信息，物流企業(yè)通過RFID 技術(shù)能夠?qū)崟r掌握物流運輸過程中產(chǎn)生的各項位置數(shù)據(jù)，從而可以智能地對運輸車輛和貨輪調(diào)度，進而可以實現(xiàn)對物流配送可視化管理的目的。車載 GPS 也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用在物流中的成功典范，GPS 系統(tǒng)可以對珍貴物品進行實時追蹤，能夠為新一代物流行業(yè)提供物流配送和動態(tài)調(diào)度功能，此外還能夠幫助物流

12、企業(yè)在運輸過程中優(yōu)化車輛行駛路線和調(diào)度車輛進行裝卸貨物等工作，使得企業(yè)在低成本下創(chuàng)造出較高利潤。無線傳感器網(wǎng)絡是物聯(lián)網(wǎng)一種工業(yè)應用，對于新一代物流行業(yè)也具有非凡的意義。例如在運輸途中將傳感器的數(shù)據(jù)及時上傳遠程數(shù)據(jù)庫，物流企業(yè)通過無線傳感器網(wǎng)絡，能夠?qū)崿F(xiàn)人、物之間相互通信，各項物流數(shù)據(jù)可以及時被更新上傳，保證物流數(shù)據(jù)的完整性。使用 NB-IOT 類似的物聯(lián)網(wǎng)信息一體化平臺，建立智能物流網(wǎng)關(guān)，監(jiān)控物品流向的信息，保密客戶產(chǎn)生的消費數(shù)據(jù)，實現(xiàn)權(quán)限性的數(shù)據(jù)查詢，建立大數(shù)據(jù)分析體系等等,能夠形成集中控制的物流型物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。M2M 技術(shù)也是物聯(lián)網(wǎng)和物流緊密相連的完美體現(xiàn)，新一代物流行業(yè)中，該項技術(shù)能夠通過

13、在機器內(nèi)部有效嵌入無線通信設備，實現(xiàn)物流節(jié)點與物品之間智能化、交互式的通信。M2M 在新一代物流行業(yè)中的主要功能是能夠?qū)ξ锪鬟\輸?shù)奈锲泛驮O備進行實時監(jiān)控，同時掌握實際的外界環(huán)境，幫助企業(yè)科學地完成物流運輸任務。因此，現(xiàn)代物流體系中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無處不在，以后新一代的物流也離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動。2018 年，IDC 和 SAP 的一份報告中預測物聯(lián)網(wǎng)將使物流的交付和供應鏈效率提高15，許多行業(yè)內(nèi)的專家正在利用這些新技術(shù)來改善物流系統(tǒng)和供應鏈的質(zhì)量，期望創(chuàng)造更多收入。新一代物流中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還將做的更多，例如物聯(lián)網(wǎng)將改進倉庫的運作方式，改進作業(yè)流程以實現(xiàn)降低配送中心成本的目的；物聯(lián)網(wǎng)還將被應用在物流的

14、安全領域，利用傳感器網(wǎng)絡來監(jiān)測盜竊行為并保護物流資產(chǎn)安全；另外，物聯(lián)網(wǎng)還可以被用在倉儲管理領域?qū)崿F(xiàn)全智能一體化倉儲管理等等?？偠灾?，新一代物流離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐。人工智能技術(shù)人工智能（Artificial Intelligence, AI）也是一種前沿的交叉技術(shù)，主要目的是模擬人類思維生產(chǎn)出一些智能化的系統(tǒng)，他們像人類一樣在社會中發(fā)揮著相應的職能作用。近年來，人工智能能夠迅猛發(fā)展，主要動力來源于信息技術(shù)和智能設備，信息技術(shù)主要是計算機技術(shù)和通信技術(shù)，例如高等復雜的運算系統(tǒng)、能夠處理數(shù)據(jù)量巨大的云計算平臺和各種高效的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，智能設備即指嵌入式設備以及其他芯片和邊緣計算機節(jié)點等。圖 1

15、.5 詳細描述了AI 的整體架構(gòu)。隨著平臺、算法、交互方式領域的不斷更新和突破，新時代的人工智能技術(shù)將主要以 AI+某一具體產(chǎn)業(yè)或行業(yè)的形態(tài)呈現(xiàn)出來，物流就是其一，AI+物流將會是下一代物流體系的一個主要特性。人工智能將會是新一代物流行業(yè)的一項重要支撐技術(shù)，圖 1.5 中詳細描述了在新一代物流中人工智能技術(shù)的應用，下面做更深入的分析及場景說明：使用人工智能完成運輸管理系統(tǒng)中的車貨匹配。物流企業(yè)可以利用人工智能技術(shù)結(jié)合自身資源打造全新的貨運匹配平臺?；谧陨碡浽唇?shù)字化貨運平臺，低價獲取社會運大數(shù)據(jù)云計算數(shù)據(jù)資源核心算法運算能力計算智能感知智能認知智能具體產(chǎn)品解決方案實際平臺高性能芯片服務器物

16、聯(lián)網(wǎng) 傳感器互聯(lián)網(wǎng)AI要素基礎技術(shù)基礎設施力。瞄準區(qū)域內(nèi)非整車市場，結(jié)合自有貨量和貨運平臺上的社會訂單，提高拼貨成功率和車輛裝載率，使得車源和貨源可以在自有資源和社會資源之間高效分配，打造具有成本優(yōu)勢的區(qū)域內(nèi)配送線路。進一步聚焦同城貨源，利用人工智能背后強大的業(yè)務邏輯和算法，幫助自帶貨量的物流企業(yè)打造具有成本優(yōu)勢的同城配送路線。AI應用AI技術(shù)圖 1.5 AI 整體架構(gòu)使用機器學習和深度學習完成無人物流駕駛和配送體系，無人駕駛技術(shù)可以解決長途運輸?shù)睦щy性，提高物流運輸?shù)男?。無人配送既可以縮短配送的時間，同樣也可以避免用戶與配送員之間的沖突，解決最后一公里的物流配送難題。運輸倉儲配送管理信息化

17、運輸管理系統(tǒng)倉儲管理系統(tǒng)/RFID電子表單圖像識別、深度學習大數(shù)據(jù)標準化托盤標準化包裝標準化智能化無人駕駛AGV/AOI無人車/快遞柜智能客服/路由優(yōu)化圖像識別、機器學習語音識別、機器學習圖像識別、機器學習圖像識別、機器學習圖 1.6 AI+物流應用示意圖使用圖像識別技術(shù)實現(xiàn)物流信息自動化錄入，提高了物流員工的工作效率。計算機視覺識別、深度學習等技術(shù)可以提升手寫運單機器的有效識別率，大幅度地避免人工輸單，同時降低這一階段產(chǎn)生的誤差。使用語音識別技術(shù)和視頻識別技術(shù)優(yōu)化智能客服系統(tǒng)，這些人工智能領域的計算機技術(shù)可以用來自動識別物流企業(yè)場院內(nèi)外的人、物、設備、車的狀態(tài)，并且學習優(yōu)秀的管理經(jīng)驗和指揮調(diào)

18、度方案等，進而逐步實現(xiàn)對物流工作人員的輔助決策，甚至可以實現(xiàn)自動決策。倉儲的智能分揀依賴于人工智能，目前已經(jīng)有很多物流企業(yè)開始使用自動分揀系統(tǒng)， 通過人工智能算法完成物流產(chǎn)品的分揀，完全不需要人為參與，這樣可以解放勞動生產(chǎn)力， 為企業(yè)節(jié)省成本。人工智能還能為新一代物流行業(yè)提供更加智慧的運營管理模式，設置出可以自學習和自適應的運營規(guī)則引擎，系統(tǒng)能夠通過歷史業(yè)務數(shù)據(jù)和目前業(yè)務條件制定運營決策，例如未來人工智能將會協(xié)助電商平臺在不同時期根據(jù)商品一些屬性自主設置訂單，包括訂單的交付日期、運費計算等等，同時可以能自主識別當前時期是否是高峰期還是常規(guī)期。人工智能還能夠?qū)崿F(xiàn)物流的內(nèi)部智能調(diào)度系統(tǒng)，通過對商品

19、數(shù)量、體積等基礎數(shù)據(jù)分析，對各環(huán)節(jié)如包裝、運輸車輛等進行智能調(diào)度，如通過測算百萬 SKU 商品的體積數(shù)據(jù)和包裝箱尺寸，利用深度學習算法技術(shù)，由系統(tǒng)智能地計算并推薦耗材和打包排序，從而合理安排箱型和商品擺放方案。這些人工智能技術(shù)應用于物流中的運輸、倉儲、配送以及管理等整個供應鏈各個環(huán)節(jié)中， 形成高效的物流體系。新一代物流的發(fā)展離不開 AI 技術(shù)，因為全智能的物流行業(yè)相比現(xiàn)在的物流更高效，可以更精準、高速地為客戶服務。在 AI 促進下，物流產(chǎn)業(yè)開始出現(xiàn)智慧供應鏈。智慧供應鏈可以自上而下分為三個部分：智慧化平臺、數(shù)字化運營以及智能化作業(yè)等。智慧化平臺相當于物流的決策調(diào)度部分，數(shù)字化運營就是物流的神經(jīng)

20、中樞，智能化作業(yè)就是物流的實際操作部分。智慧供應鏈依賴智慧化平臺的計算、思考和決策，仰仗數(shù)字化運營平臺物流參數(shù)等進行有效建模，然后通過模型可以精準分析和估計，最后形成企業(yè)經(jīng)營、自動化運輸和倉儲調(diào)度作業(yè)的最優(yōu)方案。大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫軟件例如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不能有效地對相關(guān)內(nèi)容進行存儲、管理和抓取的數(shù)據(jù)集合，因為大數(shù)據(jù)具有體量大、類別多、價值密度低和處理速度快等特征。從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫到大數(shù)據(jù)平臺的發(fā)展不僅僅是技術(shù)需求上的蛻變，更是數(shù)據(jù)管理模式的顛覆。大數(shù)據(jù)與云計算一般都會在一起被提及，相互促進、相互發(fā)展。云計算作為一種遠程計算工具，可以提供強大的計算能力，高效地支撐著大數(shù)據(jù)存儲

21、、管理和分析，已經(jīng)成為大數(shù)據(jù)時代不可或缺的工具?，F(xiàn)代物流行業(yè)已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)物流，節(jié)點的數(shù)量每天以千萬的數(shù)量級增長，每天產(chǎn)生的物流數(shù)量可以以億計數(shù)，物流中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)種類繁多，所以物流數(shù)據(jù)的處理已經(jīng)完全達到大數(shù)據(jù)量級。物流數(shù)據(jù)又具有時效性，對于客戶和供應商來講，數(shù)據(jù)的處理速度就是第一要義，所以云計算也必然是物流計算框架的必要組件。物流中使用的云計算框架由云請求端、應用服務平臺以及云提供端三個重要部分組成。云提供端通過 QR 或者條形碼、RFID、電子標簽和傳感器等技術(shù)能夠?qū)ω浳镄畔⑦M行智能感知；然后，通過虛擬自動化技術(shù)創(chuàng)建虛擬資源池，實現(xiàn)了基礎架構(gòu)即服務（IaaS）云業(yè)務模式；最后，提供端的業(yè)

22、務層主要工作是協(xié)調(diào)業(yè)務間的流轉(zhuǎn)，定時向用戶提供 SDK 接口、以及平臺對接的 Web Service 及消息隊列服務等。應用服務平臺以大數(shù)據(jù)和云計算為支撐下的操作平臺，可以提供核心服務，也可以向云提供端提供管理和維護等相關(guān)功能。物流架構(gòu)中的大數(shù)據(jù)技術(shù)應用的方式主要是輔助數(shù)據(jù)的存儲、管理和決策以及用戶消費的分析等等。物流數(shù)據(jù)源包括地理位置信息、物流車輛的路徑以及其他社交媒體產(chǎn)生的物流信息等。中間層主要包括物流管理的大數(shù)據(jù)服務，可以實現(xiàn)物流數(shù)據(jù)的服務注冊、物流模型的建立、物流數(shù)據(jù)的動態(tài)生成、物流數(shù)據(jù)請求的分解、物流數(shù)據(jù)查詢處理的結(jié)果重組反饋等功能，且具有向上層物流應用模塊提供數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)挖掘分析

23、和數(shù)據(jù)報表可視化等服務的能力。新一代物流中離不開大數(shù)據(jù)和云計算的服務支撐，下面做更深入的分析及場景說明：例如物流配送中心的選址問題，近幾年前沿的研究報告中，大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)為配送選址提供了很多參考方案，并且已經(jīng)通過很多實踐取得豐厚的成果。云計算與大數(shù)據(jù)還可以實現(xiàn)路徑監(jiān)控、物流資源的合理分配等功能，有利于實現(xiàn)車輛調(diào)度、優(yōu)化路線、信息查詢等相關(guān)計算；物流資源指運輸資源和存儲資源，只需要從海量的數(shù)據(jù)中提取當前的需求信息，同時對已配置和將要配置的資源進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)對物流資源的合理利用。云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以實現(xiàn)多級配送，一級配送中心直接通過數(shù)據(jù)倉庫和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等對訂單需求量、裝卸能力等進行

24、有效分析，實現(xiàn)對物品品種和數(shù)量的可控預測，二級配送點輔助一級配送中心進行送貨，可以達到避免貨物長期囤積等狀況，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的服務水平。在物流決策中，大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計算技術(shù)應用十分廣泛，競爭環(huán)境的分析與決策和物流供給與需求分析都需要龐大的物流數(shù)據(jù)分析和高性能物流計算等等。在競爭環(huán)境分析中，為了達到利益的最大化，需要與合適的物流或電商等企業(yè)合作，預測競爭對手的發(fā)展動向。物流的供給與需求匹配方面，如果分析特殊時期和相應區(qū)域的物流供需信息，可以進行合理的配送管理。物流業(yè)務易于多變同時隨機不可預測，通過大數(shù)據(jù)分析與云計算，可以有效了解消費者偏好，預判消費者的消費可能，提前做好貨品調(diào)配，合理規(guī)劃物流路線方案等

25、，從而在物流高峰時期，物流運輸?shù)男嗜跃秃芨?。最后管理層面上，新一代物流中離不開大數(shù)據(jù)和云計算實現(xiàn)智能決策，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對客戶習慣與偏好進行歸類，從而可以為用戶提供專業(yè)并且個性的服務。大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計算技術(shù)將為未來的新一代物流行業(yè)提供強大的數(shù)據(jù)支撐和計算服務， 新一代物流行業(yè)無論在資源調(diào)度、物流配送、決策管理還是數(shù)據(jù)分析上都將出現(xiàn)質(zhì)量的飛躍。區(qū)塊鏈技術(shù)區(qū)塊鏈作為近兩年最為熱點的前沿技術(shù)，也將成為新一代物流行業(yè)中廣泛運用的核心支撐技術(shù)。區(qū)塊鏈技術(shù)利用塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗證數(shù)據(jù)后再進行存儲，生成新數(shù)據(jù)節(jié)點算法主要依靠一種分布式節(jié)點共識算法，最后通過密碼學來保證鏈上數(shù)據(jù)安全性，能夠被安全讀取，同時可

26、以通過由腳本代碼組成的智能合約來自動化編程和操作數(shù)據(jù)，總而言之區(qū)塊鏈完全是一種全新的分布式基礎架構(gòu)與計算方式。區(qū)塊鏈技術(shù)自從被提出后就被認為是繼蒸汽機、電力、互聯(lián)網(wǎng)之后的顛覆性創(chuàng)新的科技，最開始應用在金融業(yè)，最著名的就是比特幣。區(qū)塊鏈具有共享賬本、智能合約、隱私保護、共識機制幾個關(guān)鍵特點，使得區(qū)塊鏈技術(shù)能夠被廣泛應用在各行業(yè)中包含行業(yè)中的金融體系。新一代物流行業(yè)非常合適區(qū)塊鏈技術(shù)，物流生態(tài)系統(tǒng)從外觀可以看出由多個參與方組成的利益共同體，快遞物流行業(yè)中的涉及的多流融合的業(yè)務場景非常適合區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)揮它的價值和效果。應用區(qū)塊鏈技術(shù)可以顯著提高快遞物流行業(yè)中結(jié)算業(yè)務的處理速度及效率， 有效解決物品的

27、追溯防偽問題，充分保證信息安全以及寄、收件人的隱私。如下圖 1.7，區(qū)塊鏈在新一代物流行業(yè)主要有四大應用場景，下面做更深入的分析及場景說明：商品保價保險區(qū)塊鏈商家商品出售身份賬戶商品理賠買家服務購買政府行業(yè)監(jiān)管物流企業(yè)區(qū)塊鏈身份賬戶商品公益組織公益活動扶貧商家商品出售買家區(qū)塊鏈服務購買政府行業(yè)監(jiān)管公司黑名單行為其他企業(yè)黑名單共享政府行業(yè)監(jiān)管區(qū)塊鏈公司安全規(guī)則其他企業(yè)政府安全事件共享行業(yè)監(jiān)管圖 1.7 新一代物流中區(qū)塊鏈技術(shù)應用（1）區(qū)塊鏈技術(shù)在新一代物流行業(yè)中應用中最為廣泛的是快遞保價場景，物流企業(yè)在物流商品運輸過程中需要保險公司為其提供商品保價，在這過程中有三個角色包括商家、賣家、和政府，商

28、家提供產(chǎn)品銷售渠道、賣家提供報價服務以及政府提供行業(yè)監(jiān)管。關(guān)鍵要把下面幾個關(guān)鍵信息進行上鏈，例如商品的物流詳情、賬戶、身份、理賠、其他參考數(shù)據(jù)等信息記錄等等。在整個基于區(qū)塊鏈的物流保價流程中，當物流客戶在對簽收包裹后，系統(tǒng)自動會觸發(fā)賬戶的理賠，合約就可以正常結(jié)束同時保費自動進行清算。如果保價過程中物流出現(xiàn)問題件或者遺失件的時候，保險公司會進入理賠流程。（2）區(qū)塊鏈技術(shù)可以對物流中公益快遞事業(yè)形成促進作用，公益活動中物流企業(yè)也需要承擔公益物品的運輸，在此場景中公益組織方需要維護公益活動的執(zhí)行，扶貧商家提供公益商品的銷售等。區(qū)塊鏈在這里記錄的信息主要是公益商品的物流詳情，一旦公益商品的包裹被簽收后

29、區(qū)塊鏈上就會進行記錄完善，系統(tǒng)自動觸發(fā)從物流公司的公益賬戶轉(zhuǎn)移到公益組織的賬戶上。區(qū)塊鏈技術(shù)使得公益快遞事業(yè)更加透明化，增加物流企業(yè)的公信力。區(qū)塊鏈技術(shù)還可以在新一代物流行業(yè)中形成黑名單共享平臺，快遞從業(yè)人員中有很多黑名單，目前只是在線下通過口口相傳為主。區(qū)塊鏈技術(shù)可以為物流企業(yè)間提供一個黑名單共享平臺，讓每個公司都可以將具有不良記錄的工作人員記錄到區(qū)塊鏈上，其他公司也可以共享，當其他公司登陸系統(tǒng)可以立即查詢，而且這些黑名單數(shù)據(jù)不可以被修改，能夠被永久追溯到。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠協(xié)助國家對新一代物流行業(yè)的安全監(jiān)管。區(qū)塊鏈由于具有分布式賬本的特性，每當物流公司出現(xiàn)了安全隱患事件的時候，就會將有效信息記

30、錄于區(qū)塊鏈上，并且被監(jiān)管機構(gòu)實時監(jiān)控且永久不可更改。這樣區(qū)塊鏈就可以幫助新一代物流行業(yè)建立更加完善安全的監(jiān)管體制。除了上面四點關(guān)于物流安全的場景，區(qū)塊鏈技術(shù)在新一代物流行業(yè)中還將有很多其他業(yè)務應用，例如產(chǎn)品的防偽溯源，從生產(chǎn)到銷售過程中每類物流商品都會從很多節(jié)點流轉(zhuǎn)， 在關(guān)鍵的環(huán)節(jié)節(jié)點，我們?yōu)槠湓O置一個秘鑰，上面攜帶了這件物品的全部真實信息并且不可篡改；區(qū)塊鏈的存儲方案在新一代物流行業(yè)中還可以自主決定物品的運輸路線和日程安排，對比以往的物流數(shù)據(jù)，對自己的運輸路線和日程設計不斷優(yōu)化；對于快件冒領情況，只需要查下區(qū)塊鏈即可，這可以促進物流實名制。區(qū)塊鏈技術(shù)因為具有透明性和去中心化的特點，使得其與物

31、流特征非常相似，物流過程中產(chǎn)生的信息記錄在區(qū)塊鏈中就不可修改，而且每個物流節(jié)點都可以從中獲取對自己有用的信息，使得新一代物流行業(yè)更加安全透明并且高效。智慧化物流架構(gòu)從物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)到區(qū)塊鏈，這些新一代物流中的核心技術(shù)說明了新一代物流架構(gòu)將會以智慧為主要特征，下面用分層設計的方式描述智慧化的物流架構(gòu)，如圖 1.8。核心技術(shù)服務層RFID中間件ESB接口傳輸層WIFI/zigbeeNBIOT/LoRa移動通信技術(shù)感知層SPDA讀寫器攝像感知傳感器報警器區(qū)塊鏈技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人工智能大數(shù)據(jù)與云計算系統(tǒng)安全保障體系物流信息供應商信息訂單信息倉儲管理安防管理報表分析系統(tǒng)管理 應用層監(jiān)控信

32、息數(shù)據(jù)層設備信息人員信息業(yè)務信息標準規(guī)范和管理體系 智慧物流架構(gòu)是一個功能齊全的基礎性服務平臺，系統(tǒng)架構(gòu)分為四層豎向結(jié)構(gòu)：感知層、傳輸層、服務層和應用層。感知層主要職責包括對 RFID 讀寫、利用激光雷達探測、使用視頻終端監(jiān)控、經(jīng)過門禁對講系統(tǒng)通信、使用溫濕度傳感器感知溫度等等；傳輸層主要用于數(shù)據(jù)傳輸，使用有線局域網(wǎng)或 WIFI、移動通信等無線通信方式等；服務層包括 RFID 中間件、ESB 總線等模塊；應用層包括倉庫的業(yè)務管理、報表分析和系統(tǒng)調(diào)度等功能。除此四層外還有數(shù)據(jù)層，由于物流數(shù)據(jù)屬于大數(shù)據(jù)特征，數(shù)據(jù)層基本使用大數(shù)據(jù)分布式平臺例如 Hadoop 或者 Spark，豎向每一層都會產(chǎn)生和使

33、用數(shù)據(jù)平臺中存儲的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)層在左側(cè)與每一層都有互動關(guān)系。核心技術(shù)層也是智慧物流架構(gòu)的重要組成部分，例如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決感知層和傳輸層的難題，使得物流節(jié)點能夠融入到互聯(lián)網(wǎng)中進行數(shù)據(jù)通信，人工智能技術(shù)主要在服務層推動物流架構(gòu)智能化，大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)在上三層均會有所應用，最后區(qū)塊鏈技術(shù)維護物流的安全體系。圖 1.8 智慧物流架構(gòu) 從智慧的新一代物流架構(gòu)中可以發(fā)現(xiàn)，傳輸層擔當著主要數(shù)據(jù)通信的服務，任何物流節(jié)點包括物流車輛、運送人員、客戶等之間的數(shù)據(jù)傳輸都得依靠高質(zhì)量的通信技術(shù)。新一代物流架構(gòu)的核心技術(shù)例如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)云計算以及區(qū)塊鏈都需要一個高帶寬、低時延的通信環(huán)境，因此通信技術(shù)的進

34、步也將會加快智慧物流架構(gòu)的發(fā)展。通信技術(shù)對于物流的重要性上一節(jié)具體介紹了新一代物流的熱點技術(shù)，這些熱門技術(shù)都圍繞數(shù)據(jù)傳輸展開，數(shù)據(jù)傳輸需要強而有力的通信技術(shù)，因此物流能夠進步迅猛離不開通信技術(shù)的突破性發(fā)展。移動通信技術(shù)在物流中的應用21 世紀以來，移動通信技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)中具有顯著和優(yōu)越的性能，因此被廣泛應用。從通信網(wǎng)的角度觀察，移動通信網(wǎng)應該可以看作有線通信網(wǎng)的延伸，它具有無線網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡兩個部分，無線部分主要依靠空中有限的頻率進行數(shù)據(jù)傳輸和語音傳送，有線部分也具有很多網(wǎng)絡功能包括數(shù)據(jù)交換、信息調(diào)度管理、語音漫游等，因此可以一個構(gòu)成完整的公共陸地移動通信網(wǎng)（Public Land Mob

35、ile Network, PLMN）。因為物流具有動態(tài)性，其中使用無線通信技術(shù)居多，因此移動通信技術(shù)對物流技術(shù)的發(fā)展十分重要。移動通信技術(shù)已經(jīng)成功跨越了四個階段，第一階段是主要采用模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)；第二階段即 2G 網(wǎng)絡主要采用窄帶時分多址技術(shù)（TDMA）和 GSM 標準；第三階段中使用的 3G 技術(shù)主要采用寬帶 CDMA 技術(shù)為主,并且能開始同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務；第四階段即現(xiàn)在普及的 4G 網(wǎng)絡，具有在不同的無線平臺和頻帶的網(wǎng)絡中提供無線服務的能力。如今，第五代移動通信技術(shù) 5G 網(wǎng)絡將會成為新一代高性能網(wǎng)絡體系。移動通信技術(shù)作為物流的主流通信技術(shù)，是物流節(jié)點之間數(shù)據(jù)傳輸

36、的主要工具。目前， 移動通信技術(shù)大部分應用在如下幾個方面：第一是物流運輸過程中移動通信技術(shù)充當物品流動信息的傳輸工具；第二是作為倉儲管理平臺中進行數(shù)據(jù)通信的橋梁；第三是作為智慧物流供應鏈中重要的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。具體的應用包括：移動的物流車輛和一些貴重貨物都需要GPS 定位，無論是基于基站通信的 LBS 定位系統(tǒng)還是 GPS 定位技術(shù)，都是通過移動網(wǎng)絡通信渠道傳輸位置數(shù)據(jù)到控制中心，然后數(shù)據(jù)被控制中心采集后進行位置動態(tài)展示，實現(xiàn)物流車輛的位置可視化；控制中心對物流節(jié)點的調(diào)度，控制中心通過移動通信將調(diào)度指令下發(fā)到物流節(jié)點或者物流車輛，司機車載終端會及時通過移動通信收到數(shù)據(jù)后執(zhí)行調(diào)度指令；隨著移動通信

37、的質(zhì)量不斷提升，移動通信技術(shù)還用在移動物流節(jié)點的辦公，例如在物流節(jié)點下發(fā)物品時通過移動通信技術(shù)完成物流數(shù)據(jù)錄入、接受客戶的及時反饋、在線處理客戶的投訴建議以及業(yè)務咨詢，提高了移辦公的效率；除了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸，現(xiàn)如今的移動通信帶寬早已滿足視頻和圖像數(shù)據(jù)的傳輸，因此移動通信技術(shù)還被用來完成物流中監(jiān)控數(shù)據(jù)的及時反饋， 控制中心可以實時對物流傳輸過程中任何節(jié)點進行實時監(jiān)控。由于無線 WIFI、高速以太網(wǎng)不能滿足移動物體之間的高速通信，移動通信技術(shù)主要依靠基站來傳輸數(shù)據(jù)，是移動物體之間數(shù)據(jù)通信的支撐技術(shù)。在帶寬方面，移動通信技術(shù)近幾年已經(jīng)足夠匹敵傳統(tǒng)以太網(wǎng)，特別是第四代通信技術(shù) 4G 理論峰值帶寬是 1

38、50Mbps，即將到來的第五代通信技術(shù) 5G 網(wǎng)絡以其特有的 MIMO 技術(shù)能使得最高帶寬上限突破 1Gbps,而且移動通信技術(shù)不斷突破自身的缺陷性，克服移動性、傳播條件復雜、易受干擾等問題，因此在物流中使用地位越來越高，在智慧倉儲平臺的規(guī)劃中，移動通信技術(shù)也成為主要通信工具， 例如硬件節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸、智能分揀中使用的通信技術(shù)、倉儲數(shù)據(jù)錄入、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的補修等等。物流由于很多應用都具有移動特性，因此和移動通信技術(shù)緊密聯(lián)系，移動通信技術(shù)可以為物流傳輸過程中的節(jié)點傳輸物流數(shù)據(jù)，可以為倉儲平臺中移動硬件節(jié)點提供通信支撐，未來還可以在新一代物流系統(tǒng)中充當主要通信技術(shù)，完成物流移動通信平臺的構(gòu)建。WI

39、FI 無線通信技術(shù)在物流倉儲中的普及除了移動通信技術(shù)，以 WIFI 為主的無線通信技術(shù)也是物流行業(yè)中使用較多的通信技術(shù)。由于無線通信是通過路由器等工具而產(chǎn)生的，所以對環(huán)境的要求比較高，因此 WIFI 無線通信技術(shù)在物流中主要使用在物流倉儲中，作為物流倉庫中硬件通信的必要支撐。WIFI 是一種無線的相容性認證技術(shù)，從實質(zhì)上看是商業(yè)認證方法，其目的主要為了改善一些基于 IEEE802.11 標準產(chǎn)品之間的互通性能。同時，WIFI 也是一種短距離的無線連網(wǎng)方式，如果移動設備具有 WIFI 功能，如筆記本、平板電腦、手持設備 PDA 以及智能手機等可以在無線 WIFI 覆蓋范圍內(nèi)，就能快速連接到主干

40、Internet。無線 WIFI 組網(wǎng)方式相當簡單靈活，IEEE802.11 中提出 WIFI 包含自組織網(wǎng)絡模式和基礎結(jié)構(gòu)型網(wǎng)絡模式兩種組網(wǎng)方式。自組織網(wǎng)絡中的站點之間可以自由通信，不需要無線接入點 AP 的干預?；A結(jié)構(gòu)型模式組網(wǎng)是一種無線網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡的混合組網(wǎng)方式，在這種組網(wǎng)方式下 WIFI 能夠具有有線網(wǎng)的特性?；A結(jié)構(gòu)型網(wǎng)絡在布局時，環(huán)境對其影響較小， 同樣對無線站點的數(shù)量和距離沒有更多約束。無線 WIFI 技術(shù)能被廣泛用在物流倉儲中主要是因為 WIFI 無線網(wǎng)絡技術(shù)具有覆蓋范圍廣的特點，最優(yōu)可以達到 300m 左右，因此相比藍牙等技術(shù)更加受到歡迎。因此，倉儲中可以使用 WIFI

41、給一些終端設備提供通信保障，例如倉儲貨物清點使用的智能終端，只要操作員工將 PDA 或者智能手機等連上 WIFI 即可以上傳數(shù)據(jù)和下載數(shù)據(jù)，并且整個倉庫中的流水線上的員工可以通過 WIFI 進行數(shù)據(jù)通信。其次，WIFI 無線網(wǎng)絡技術(shù)不依賴于物理媒介， 無需復雜的光纖和電纜設備，節(jié)約了成本，在物流倉庫中只需要固定的路由節(jié)點，WIFI 無線網(wǎng)絡技術(shù)可以提供很好的通信保障，減少了物流成本。智慧倉庫系統(tǒng)中很多移動監(jiān)控節(jié)點都會采取 WIFI 通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸，新一代物流倉儲系統(tǒng)中還將 WIFI 的變體 LIFI 用在智能光照環(huán)境中，實現(xiàn)對倉儲光照數(shù)據(jù)的交互。另外，WIFI 傳輸速度也很快，可以達到5

42、4Mbps，并且支持數(shù)據(jù)、語音、多媒體業(yè)務，物流倉儲中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包括簡單的文本數(shù)據(jù)例如物品在倉庫的位置信息和語音數(shù)據(jù)例如電子表單的語音錄入還有多媒體數(shù)據(jù)例如視頻實時監(jiān)控采集的數(shù)據(jù)等等，因此 WIFI 在物流倉儲中使用已經(jīng)相當普及。物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對物流的促進物聯(lián)網(wǎng)是計算機與通信的交叉技術(shù)，目的是為了構(gòu)建萬物互聯(lián)的世界。物流行業(yè)中大部分應用環(huán)境下都是物體與物體進行數(shù)據(jù)傳輸，包括物流車輛位置信息的上傳、物流物品傳遞的路徑信息的采集、倉儲環(huán)節(jié)中監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的同步等等，這些數(shù)據(jù)的傳輸都依賴于高質(zhì)量的通信，這些都是物體之間在進行通信，就是采用物聯(lián)網(wǎng)常用的通信技術(shù)，因此物流和物聯(lián)網(wǎng)息息相關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)比

43、較流行的有兩類，物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術(shù)很多，物理層主要分為兩類：一類是短距離通信技術(shù)，主要包括 ZigBee、WIFI、藍牙等；另一類就是廣域網(wǎng)通信技術(shù)（Low Power Wide Area Network, LPWAN）。短距離通信技術(shù)中比較廣泛使用的 ZigBee 是為了彌補 WIFI 和藍牙的不足，擁有功耗低、成本低，速率低、容量高的特性，同時支持 Mash 網(wǎng)絡以及有安全較高等優(yōu)點，因此被一度認為是物聯(lián)網(wǎng)中最有可能被廣泛使用的通信技術(shù)。PHY 定義了 ZigBee 的工作頻段， MAC 層主要的目的是相鄰設備間的通信，SAP 是架構(gòu)中兩層中間的接口，ZigBee 不同的層與 MAC 就

44、是通過 SAP 進行連接，APL 給用戶提供接口，用來自行開發(fā)提供服務函數(shù)。冷鏈運輸系統(tǒng)已經(jīng)是物流中一塊比較重要的環(huán)節(jié)，給用戶提供了水果、海鮮等貨物的物流渠道。之前的冷鏈系統(tǒng)大多數(shù)研究集中在采用溫度記錄儀與 RFID 射頻技術(shù)，但是溫濕度記錄儀不能進行遠程實時監(jiān)控，因此監(jiān)控中心數(shù)據(jù)采集具有滯后性。同時，產(chǎn)品內(nèi)部的真實溫度不能實時反饋，RFID 技術(shù)雖然可以達到監(jiān)測產(chǎn)品內(nèi)部溫度的目的，同時能夠?qū)崿F(xiàn)實時遠程監(jiān)控，可是 RFID 技術(shù)需要大量標簽，成本高昂。ZigBee 無線傳感網(wǎng)技術(shù)相比那些技術(shù)，其具有功耗低、體積小、智能化等優(yōu)勢，使得該技術(shù)被廣泛用在冷鏈物流領域，有利于整個監(jiān)控系統(tǒng)的變得更加便攜

45、和智能。除了冷鏈監(jiān)控，物流其他也有很多地方使用 ZigBee， 例如溯源系統(tǒng)中物品的實時監(jiān)控、車載終端智能系統(tǒng)等等。另一種廣泛運用的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)即為廣域網(wǎng)通信技術(shù)，包括 NB-IOT、LoRa、SigFox以及 WeightLess。對物聯(lián)網(wǎng)四種廣域網(wǎng)通信技術(shù)的對比分析如表 1.1 所示。表 1.1 四種廣域網(wǎng)通信技術(shù)對比通信技術(shù)LoRaNB-IOTSigfoxWeightless覆蓋范圍3305060325頻率1 GHz蜂窩頻段1 GHz1GHz數(shù)據(jù)速率100bps65kbps100kbps30100kbps最大節(jié)點數(shù)200k300k10k百萬高是否支撐 OTA是是是是運營模式私有技術(shù)國際

46、標準私有技術(shù)公開成本8592功耗310 年10 年310 年310 年物流行業(yè)中，LoRa 和 NB-IOT 應用十分廣泛，但是其由于各有特點，所以物流中運用兩種技術(shù)也不同，LoRa 是獨立組網(wǎng)的線性擴頻通信技術(shù)，而 NB-IoT 是一種基站復用的蜂窩網(wǎng)絡，因此在基站部署較差的環(huán)境下 NB-IoT 不如 LoRa 適合，例如物流車輛追蹤，高速運行的物流系統(tǒng)中 LoRa 作為通信技術(shù)更為合適。另外一些室內(nèi)物流應用中，例如倉儲中、物流公司內(nèi)部通信中高頻的 NB-IoT 更為合適。物流技術(shù)的進步依賴于高質(zhì)量通信本節(jié)介紹了物流中常用的通信技術(shù)，并且具體闡述了各種場景采取相應通信技術(shù)的原因， 特別是常用

47、的移動通信技術(shù)、無線網(wǎng)絡技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)等等，這些都說明了物流完 全離不開通信技術(shù)的支撐，同時由于物流很多應用場景的特殊性，各種通信技術(shù)需要交叉使 用才能完成相應的工作。其實，物流信息化肯定將會是現(xiàn)代物流乃至新一代物流體系發(fā)展的一個堅實基礎。物流信息化需要借助比較先進的信息技術(shù)和通信手段來整合物流企業(yè)內(nèi)外部的相關(guān)業(yè)務資源。比較成熟的物流信息化方案能夠通過自動收集和處理物流過程中產(chǎn)生的信息，可以對物流信息進行數(shù)據(jù)挖掘，并以此做出決策指導物流活動，促使物流系統(tǒng)能夠被擴展和開放，同時實現(xiàn)預估物流路徑、輸送監(jiān)控信息、及時反饋風險預警的作用?，F(xiàn)代物流系統(tǒng)會隨著通信技術(shù)的日趨進步而不斷完善發(fā)展，互聯(lián)

48、網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信技術(shù)、無線 WIFI 等通信技術(shù)將會和物流系統(tǒng)更緊密地融合。新一代物流熱點技術(shù)中的物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)云計算以及區(qū)塊鏈都離不開通信技術(shù)的支撐，而且這些平臺或者架構(gòu)對通信質(zhì)量的需求越來越大，現(xiàn)有的通信技術(shù)必須跟緊物流發(fā)展的腳本，為新一代物流事業(yè)的發(fā)展鋪平道路。目前，最新移動通信技術(shù)例如 5G 已經(jīng)在新一代物流行業(yè)中很多地方開始廣泛應用，這一點更是說明了物流技術(shù)的進步依賴于高質(zhì)量的通信。新一代物流的發(fā)展趨勢中國智慧物流研究院曾經(jīng)提出新一代物流體系應該具有“3S”的特征：短鏈（Short-chain）、智慧（Smartness）、共生（Symbiosis），圖 1.9 詳細闡

49、明了這三個特征的具體含義。由于新零售環(huán)境下消費和產(chǎn)業(yè)迅速升級和技術(shù)飛猛發(fā)展，多環(huán)節(jié)長鏈條、自動化運作和局部優(yōu)化發(fā)展為主的傳統(tǒng)物流面臨著巨大變革。傳統(tǒng)物流的長鏈條、多環(huán)節(jié)特征導致調(diào)整難度較大不夠靈活，因此容錯性較差，并且一旦出錯將導致物流效率降低和成本增加。原本依靠經(jīng)驗的決策體系也將因為人工智能技術(shù)的優(yōu)化而徹底改變，系統(tǒng)設備也能夠?qū)崿F(xiàn)思考和決策。傳統(tǒng)物流主要作為各行業(yè)的支持模塊，因此需要實現(xiàn)部分物流節(jié)點上的體驗、效率、成本的最佳，即局部最優(yōu)模式，但是在智能商業(yè)時代，物流應該從供應鏈和價值網(wǎng)絡等全局形式去重新規(guī)劃行業(yè)間、物流企業(yè)間的分工和協(xié)同化發(fā)展。新一代物流完全可以解決這些問題。短鏈Short-

50、chain高效：減少搬運，加快交付精準：分析消費，精準觸及敏捷：隨時響應，及時應變智慧Smartness新一代物流操作無人化運營智能化決策智慧化共生Symbiosis一體化服務協(xié)同化服務綠色可持續(xù)新一代物流通過不斷優(yōu)化倉儲布局網(wǎng)絡，提高交付效率，能夠?qū)⑾M分析的結(jié)果反向輸出給品牌商，促使上游精準營銷，達到優(yōu)化整個供應鏈性能的目的，同時新一代物流柔化整個供應鏈，不斷適應需求變化帶來的風險。新一代物流能夠蛻變的最主要原因還是因為技術(shù)圖 1.9 新一代物流的特征的突破，新一代物流將充分利用計算機技術(shù)和通信技術(shù)的創(chuàng)新，致力于打造一個全面化智慧型物流系統(tǒng)。人工智能技術(shù)將會實現(xiàn)從倉儲、分揀、運輸最后到配送

51、的一條全供應鏈環(huán)節(jié)的無人化，形成高效智能的物流環(huán)境。大數(shù)據(jù)和云計算等先進技術(shù)將驅(qū)動全鏈路數(shù)據(jù)存儲和性能計算，使得物流網(wǎng)絡布局、物流倉儲管理、物流運輸規(guī)劃、物流終端配送等都能夠即時計算，實現(xiàn)精確的物流供應鏈。另外，物聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)將徹底改變現(xiàn)在物流協(xié)同的途徑，實現(xiàn)整個社會資源的智慧協(xié)同化，使得物流系統(tǒng)可以和其他產(chǎn)業(yè)能夠無縫整合等等。那么，新一代物流想要實現(xiàn)以上的功能，需要強有力的通信技術(shù)，因為無論是業(yè)務的升級還是技術(shù)的突破，尤其是智慧化的新技術(shù)架構(gòu)都需要通信技術(shù)的支撐，而且對通信技術(shù)的質(zhì)量也有很高的要求。目前第五代通信技術(shù) 5G 的出現(xiàn)變成了新一代物流進步的催化劑，因為 5G 通信無論是時速頻率

52、方面，還是穩(wěn)定性方面都可以成為物流的最佳選擇，下面將具體介紹 5G 的相關(guān)技術(shù)以及 5G 如何和新一代物流結(jié)合的前景。2 5G 網(wǎng)絡技術(shù)研究及應用場景分析隨著時代的進步，各行業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是計算機與物聯(lián)網(wǎng)領域日趨完善，對于作為傳輸數(shù)據(jù)信息的通信技術(shù)要求越來越高。尤其對于移動通信技術(shù)，從第一代到最近即將商用的第五代移動通信技術(shù) 5G，改進的速度非常之快，因此通信技術(shù)的進步才能推動其他制造業(yè)和服務業(yè)的前進。物流行業(yè)是一個與通信技術(shù)息息相關(guān)的領域，移動通信技術(shù)幾乎能夠應用在物流中大部分應用中，新一代物流中短鏈、智慧以及共享的三大特征正是得益于計算機與通信技術(shù)的提升，因此對于 5G 技術(shù)的研究既可

53、以拓展新一代物流的應用場景，更能加速新一代物流體系架構(gòu)的改革。移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程隨著 5G 時代的即將到來，并且在 2020 年會實現(xiàn)商用，它有機會為很多新技術(shù)帶來促進作用。本節(jié)將具體介紹第一代移動通信 1G 到第四代移動通信技術(shù) 4G 的變革歷史。1G1980sEarly 1990s2G2.5GLate 1990s2000+3G4G2010+2019+5G每一代移動通信技術(shù)的發(fā)展時間在 10 年左右，但是每代移動通信的平臺和技術(shù)都有不斷的創(chuàng)新，將我們導向下一代移動通信時代，例如 5G 中要支持的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的功能已經(jīng)在 4G 中出現(xiàn)。圖 2.1 顯示了移動通信的發(fā)展歷史。圖 2.1 移動

54、通信技術(shù)發(fā)展歷史第一代移動通信系統(tǒng)（1G）即模擬蜂窩移動通信，是第一代具有移動性和蜂窩組網(wǎng)的特性的通信平臺，但是 1G 完全采取模擬通信方式，模型信號由于抗干擾性能差，同時 1G 使用的 FDMA 技術(shù)使得頻率復用率不高，因此 1G 通信缺陷很多。1G 起源于兩種主要制式， 美洲的 AMPS 以及歐洲的 TACS。1G 的應用方面主要是模擬通信，就是一個面向模擬電話的簡單通信系統(tǒng)，采取了基本蜂窩小區(qū)架構(gòu)、頻分復用等模塊構(gòu)建了第一個移動通信系統(tǒng)， 同時 1G 也第一次提出了通信漫游的理念。1G 技術(shù)主要是用來提供一些可靠的語音功能， 1G 通信系統(tǒng)最大的意義是打開了移動通信技術(shù)的大門，即移動通信

55、技術(shù)的起源。RRUBSC核心網(wǎng)BBUBTSRRUBBUBTS第二代移動通信技術(shù)（2G）中融入更多的多址技術(shù)，例如 TDMA 和 CDMA 技術(shù)，同時2G 開始就不是模擬通信方式了，逐漸變成數(shù)字通信，因此相比 1G 在抗干擾能力上大幅度增強。2G 很多設施和技術(shù)變成后面 3G 和 4G 的基礎，例如引入分組域概念，改造了空中使用接口的兼容性能。2G 主要的制式也具有兩個，歐洲的 GSM 和美洲的CDMA。2G 通信系統(tǒng)采用 3 級網(wǎng)絡架構(gòu)，即：BTS-BSC-核心網(wǎng)，2G 核心網(wǎng)同時包含 CS 域和 PS 域。2G 通信系統(tǒng)起初主要采用分布式基站架構(gòu)。分布式基站架構(gòu)如圖 2.2 所示，BTS 可

56、以被簡單分為RRU 和 BBU，其中 RRU 主要負責跟射頻相關(guān)的模塊。圖 2.2 2G 基站架構(gòu)在 2.5G 和 3G 之間具有 2.5G 的過渡，即指 GSM 運營商在 GPRS 后推出的 EDGE 技術(shù)作為 3G 的遷移時采用的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。2.5G 技術(shù)的目的是使 GSM 運營商能夠以低比特率提供簡單的數(shù)據(jù)服務，這種技術(shù)后來也變成 3G 主要使用的方案。第三代通信技術(shù)（3G）相對于 2G 來說主要是廣泛地采用了 CDMA 多址技術(shù)，大量擴展了頻譜，增加了頻譜復用率。因此，3G 更加利于移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，同時 3G 的也延伸出很多多址技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物例如 FDD-HSPA 和 TD-SCDMA。

57、另外，3G 使用的更高階的調(diào)制和編碼技術(shù)使得 3G 通信速率進一步提升。同時，3GPP 組織在推進 3G 技術(shù)進步的同時也不斷為未來做準備，包括核心網(wǎng)電路域的軟交換、分組域和傳輸網(wǎng)的 IP 化等等。3G 采用的基站架構(gòu)如圖 2.3 所示，同時包含 CS 域和 PS 域。3G 時代主要采用分布式基站架構(gòu)。類似地， 分布式基站架構(gòu)將 NodeB 分為 BBU 和 RRU 兩部分。RRURNC核心網(wǎng)BBUNodeBRRUBBUNodeB圖 2.3 3G 基站架構(gòu)RRURNCEPCBBUeNodeBRRUBBUeNodeB第四代移動通信技術(shù)（4G）的標準的制定主要是兩個組織，一個是 3GPP 組織，另

58、一個是 IEEE 組織。目前 4G 技術(shù)中 LTE 的應用最廣泛，所以以 LTE 是 4G 區(qū)別 3G 的最大改變。首先是網(wǎng)絡架構(gòu)的變化，LTE 不再使用 2G、3G 慣用的基站-基站/無線資源管理器-核心網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)改用直連基站的形式。LTE 的整個網(wǎng)絡更加扁平化，降低了傳輸時延。圖 2.4 4G 基站架構(gòu)核心網(wǎng)構(gòu)造中拋棄了原來的電路域，邁向全 IP 化形式。4G 的空中接口關(guān)鍵技術(shù)也由 3G的核心多址技術(shù) CDMA 變成 OFDM，這種多址技術(shù)使得 4G 通信更加具備可行性和適應性。另外，LTE 采用的大規(guī)模 MIMO 技術(shù)也提升了 4G 通信頻率的復用度，跨載波聚合技術(shù)可以提

59、升 4G 帶寬，這些技術(shù)使得 LTE 變成 4G 通信的核心。4G 基站采用分布式基站的架構(gòu)如圖 2.4。同時，中國移動提出并推動的 C-RAN 架構(gòu)也逐漸推廣，C-RAN 架構(gòu) BBU 的功能進一步集中化、云化和虛擬化，每個 BBU 可以連接 10-100 個RRU，進一步降低網(wǎng)絡的部署周期和成本。為了詳細說明 1G 到 4G 通信技術(shù)的發(fā)展、技術(shù)標準以及相應服務，表 2.1 對一些指標進行詳細統(tǒng)計。表 2.1 1G-4G 技術(shù)參數(shù)對比通信技術(shù)典型頻段傳輸速率關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)標準提供服務1G800/900MHz約 2.4kb/sFDMA、模擬語音調(diào) 制、蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)NMT、AMPS等模擬語音業(yè)務

60、2G900MHz 與 1800MHz GSM900890-900MHz約 64kbs GSM900 上行/下行速率 2.7/9.6kb/sCDMA、TDMAGSM、CDMA數(shù)字語音傳輸3GWCDMA上行/下行 1940-1955 MHz/2130-2145MHz一般在幾百 kbps 以上 125kbs2Mbs多址技術(shù)、Rake 接收技術(shù)、Turbe 編碼及 RS卷積編碼等CDMA2000(電信 ) 、 TD- CDMA（移動）WCDMA（聯(lián)通）同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息4GTD-LTE 上行/下行：555-2575MHz；2300-2320MHzFDD-LTE上行/下行：1755-1765MHz；