智能交通系統(tǒng)概論 課件 第5章 貨運(yùn)管理系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)概論第5章貨運(yùn)管理系統(tǒng)1.引言2.發(fā)展現(xiàn)狀3.基本概念4.系統(tǒng)組成5.關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用6.案例介紹7.展望與挑戰(zhàn)第1節(jié)引言①我國的客車、貨車、特殊品運(yùn)輸車等公路營運(yùn)車輛引發(fā)的道路交通事故不斷增多，車路人之間的矛盾日益尖銳和突出②人們對(duì)有限車輛資源的需求在時(shí)間上和運(yùn)輸服務(wù)上存在著沖突③企業(yè)存在無法及時(shí)合理進(jìn)行車輛調(diào)度、運(yùn)營成本難于控制，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)效率低下引起決策滯后第2節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀——國外發(fā)展現(xiàn)狀

在國外，較早投入對(duì)物流車輛運(yùn)營信息化管理進(jìn)行研究的國家有美國、歐洲和日本。這些國家或地區(qū)無論是市場應(yīng)用還是相關(guān)技術(shù)都處于世界領(lǐng)先水平，特別是體現(xiàn)在監(jiān)控及調(diào)度管理方面。例如美國的GPS及地理信息技術(shù)已相當(dāng)成熟，在社會(huì)上有著廣泛的應(yīng)用，已滲透到各行各業(yè)，也包含應(yīng)用于車輛運(yùn)營管理上，對(duì)其優(yōu)化車輛調(diào)度和監(jiān)控管理發(fā)揮了重要作用。

例如非常著名的車輛運(yùn)行導(dǎo)航及管理系統(tǒng)包括：美國Clarion公司的車載電腦、美國通用汽車公司開發(fā)的TravTek、法國的Carminat，德國西門子的Ali-scout、日本的VICS項(xiàng)目等。國外企業(yè)對(duì)車輛也有著嚴(yán)格的管理程序，通過規(guī)范化管理給企業(yè)帶來更多的收益。第2節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀——國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

在我國，貨運(yùn)車輛運(yùn)營管理系統(tǒng)是從九十年代開始發(fā)展，“九五”期間，交通運(yùn)輸部為發(fā)展智能交通系統(tǒng)，制定了智能交通系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略，為未來的發(fā)展和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)貨運(yùn)物流管理系統(tǒng)方面的發(fā)展起到了較大的推動(dòng)作用。

近幾年來，隨著政府相關(guān)部門對(duì)此領(lǐng)域的不斷重視和引導(dǎo)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，再加上社會(huì)上用車需求的爆發(fā)式增長。目前我國的交通信息化建設(shè)發(fā)展態(tài)勢良好。許多交通運(yùn)輸企業(yè)也從觀念上認(rèn)識(shí)到通過信息化建設(shè)，可以很好地解決企業(yè)運(yùn)營過程中存在的各種問題，大大提高企業(yè)的效益和管理水平，因此越來越多的運(yùn)輸企業(yè)正在不斷投入到車輛運(yùn)營管理的信息化建設(shè)之中，以提高自身管理服務(wù)水平，從而提高市場的競爭力。第3節(jié)基本概念——商用車輛第3節(jié)基本概念——系統(tǒng)功能分析快速獲取并響應(yīng)客戶的用車需求實(shí)現(xiàn)PC端和移動(dòng)端的在線訂車功能。多渠道采集用車信息，提高服務(wù)層次和品牌形象，降低人工成本?？焖俨榭窜囕v位置及任務(wù)執(zhí)行情況結(jié)合GPS和電子地圖，對(duì)出勤車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，查看其車輛行駛軌跡和任務(wù)信息，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控有效規(guī)范司機(jī)工作行為。及時(shí)有效的做出貨運(yùn)車輛調(diào)度通過用戶需求，結(jié)合車輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，自動(dòng)推薦出最佳的派車調(diào)度方案，緩解用車需求。有效降低車輛運(yùn)營成本對(duì)維修費(fèi)用和油耗費(fèi)用進(jìn)行管理，進(jìn)行抽查與監(jiān)督，便于有效管理駕駛員等工作人員。提高貨運(yùn)車輛管理水平對(duì)各種運(yùn)營數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度的統(tǒng)計(jì)，建立經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫，幫助管理人員更好掌握貨運(yùn)運(yùn)營狀況，起到支持決策的作用。第4節(jié)系統(tǒng)組成——用戶服務(wù)系統(tǒng)用戶服務(wù)系統(tǒng)分類功能描述商用車輛電子通關(guān)不停車通關(guān)保證符合通關(guān)條件的車輛迅速通過各種關(guān)卡避免重復(fù)性檢查自動(dòng)路旁安全檢查與電子通關(guān)結(jié)合，檢查車輛安全性以及司機(jī)的反應(yīng)能力與適應(yīng)能力車載安全監(jiān)控對(duì)告訴行駛中的車輛進(jìn)行無干擾監(jiān)控，將司機(jī)、車輛和貨物的不安全狀況及時(shí)匯報(bào)給司機(jī)、運(yùn)輸公司及相關(guān)執(zhí)法人員商用車輛管理使用電子方式辦理手續(xù)，得到通關(guān)證件，并獲得相關(guān)信息危險(xiǎn)貨物事故響應(yīng)向緊急救援人員提供危險(xiǎn)物品事故數(shù)據(jù)，推薦最佳救援方案，提供響應(yīng)指令商用車隊(duì)管理提供司機(jī)、調(diào)度與多式聯(lián)運(yùn)者的通信鏈路，為運(yùn)輸者提供各種實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)商用車輛自動(dòng)列隊(duì)駕駛電子商務(wù)與第三方物流采用物流信息技術(shù)，在一體化前提下將采購、倉儲(chǔ)、配送實(shí)現(xiàn)全方位信息化第4節(jié)系統(tǒng)組成——系統(tǒng)邏輯架構(gòu)第4節(jié)系統(tǒng)組成——系統(tǒng)物理架構(gòu)第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——調(diào)度管理車輛調(diào)度的主要目標(biāo)：車輛的總行駛路程最短；車輛的總行駛時(shí)間最短；總運(yùn)輸成本最小。①車輛調(diào)度問題經(jīng)常以車輛總的行駛距離為路徑優(yōu)化的目標(biāo)，這是不考慮路況時(shí)車輛調(diào)度要達(dá)到的目標(biāo)。車輛總行駛路程表示為：

調(diào)度管理是商用車輛運(yùn)營系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，以物流運(yùn)輸為例對(duì)車輛調(diào)度進(jìn)行介紹，一個(gè)物流配送中心，擁有若干輛具有最大載重限制的配送車輛。配送中心負(fù)責(zé)完成若干個(gè)客戶點(diǎn)一定需求量的貨物配送與收集工作。不同客戶點(diǎn)之間的距離已知，配送車輛從物流中心出發(fā)，完成配送與集貨任務(wù)后返回物流中心。在客戶點(diǎn)允許的服務(wù)時(shí)間之外提供服務(wù)，物流公司需要支付懲罰費(fèi)用。合理安排配送車輛數(shù)和行駛路徑，使貨物配送與收集成本最小。第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——調(diào)度管理車輛調(diào)度的主要目標(biāo)：車輛的總行駛路程最短；車輛的總行駛時(shí)間最短；總運(yùn)輸成本最小。②車輛的行駛時(shí)間受多種情況制約，相同的行駛距離因?yàn)樘鞖馇闆r的不同，交通擁堵程度的相異程度，存在較大區(qū)別，因此不能僅以車輛行駛距離最短為目標(biāo)。面向路況的車輛調(diào)度問題必須考慮車輛行駛時(shí)間。假定不同時(shí)間段路況擁堵情況可由歷史數(shù)據(jù)預(yù)測得到，描述交通時(shí)段擁堵可以用美國聯(lián)邦公路局的一個(gè)路阻函數(shù)表示，該函數(shù)被稱為BRP函數(shù)：可以得到車輛總行駛時(shí)間表達(dá)式：第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——調(diào)度管理車輛調(diào)度的主要目標(biāo)：車輛的總行駛路程最短；車輛的總行駛時(shí)間最短；總運(yùn)輸成本最小。③總運(yùn)輸成本包括行駛距離成本、車輛早到提前服務(wù)懲罰成本、車輛晚到延遲服務(wù)懲罰成本、行駛時(shí)間成本、固定用車成本，如式所示。每輛車的固定用車成本包括發(fā)車費(fèi)用、駕駛員費(fèi)用等：同時(shí)，車輛路徑模型需要滿足一定約束條件。比如配送車輛數(shù)約束、最大載重線限制、配送路線約束等。第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——?jiǎng)討B(tài)稱重重車自動(dòng)識(shí)別目的——保證運(yùn)輸安全、防止超重車輛毀壞公路方法——在高等級(jí)公路、高速公路上設(shè)置一定數(shù)量的稱重站技術(shù)對(duì)比靜態(tài)稱重（過去）——重車到達(dá)稱重站或檢查站時(shí)需停車接受檢查，由人工測定尺寸，由磅稱測定重量降低運(yùn)輸效率、引起交通堵塞、增加旅行時(shí)間、加劇廢氣污染動(dòng)態(tài)稱重（現(xiàn)在）特殊車輛自動(dòng)計(jì)測系統(tǒng)主線子系統(tǒng)基地子系統(tǒng)主要技術(shù)—?jiǎng)討B(tài)稱重測量精度提高運(yùn)輸效率、減少能源消耗、節(jié)約人力資源第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——?jiǎng)討B(tài)稱重

動(dòng)態(tài)稱重站一般分為安裝在主線車道上的主線子系統(tǒng)和安裝在執(zhí)法站精檢區(qū)的基地子系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件組成包括高速動(dòng)態(tài)軸重秤、稱重儀表、車牌識(shí)別儀、稱重傳感器、地感線圈系統(tǒng)、WIM控制柜、高速稱重計(jì)算機(jī)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、LED可變情報(bào)板等。

車輛首先通過主線子系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)測行駛車輛的車高、車寬、車長和車重，超過限制值的車輛在光電板上得到告示并被引導(dǎo)至基地子系統(tǒng)，之后在基地子系統(tǒng)進(jìn)行更精確的測量。

系統(tǒng)在不干擾正常車輛行駛前提下自動(dòng)處理稱重流程，自動(dòng)識(shí)別超載車輛并自動(dòng)引導(dǎo)，能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，無執(zhí)法時(shí)間空隙。第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——多式聯(lián)運(yùn)

多式聯(lián)運(yùn)定義為多種運(yùn)輸方式的聯(lián)合運(yùn)輸，指貨物運(yùn)輸過程中至少采用兩種不同的運(yùn)輸方式。

運(yùn)輸單位可以是一個(gè)盒子，一個(gè)集裝箱，公路、鐵路車輛或船只等運(yùn)輸工具。從定義可以看出，多式聯(lián)運(yùn)常運(yùn)用在大規(guī)模、中遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，例如區(qū)域或國家規(guī)模的快遞系統(tǒng)以及長途取件和遞送服務(wù)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，世界各地的多式聯(lián)運(yùn)終端設(shè)施為物流企業(yè)帶來了更高的運(yùn)輸靈活性和規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

多式聯(lián)運(yùn)是一種結(jié)合公路、鐵路、水路、空運(yùn)等運(yùn)輸方式的綜合運(yùn)輸形式，能夠充分發(fā)揮何種運(yùn)輸方式的優(yōu)勢，突破傳統(tǒng)單一運(yùn)輸方式的局限性，滿足日益多樣化的運(yùn)輸需求，為全球社會(huì)從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面帶來最大效益。第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

多式聯(lián)運(yùn)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包含節(jié)點(diǎn)和路徑兩種元素類型。節(jié)點(diǎn)包括起始點(diǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)和終端需求點(diǎn)，路徑表示為節(jié)點(diǎn)之間的連線，每條路徑包含若干種運(yùn)輸方式。一個(gè)基本的多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如右圖所示。節(jié)點(diǎn)1-9表示供應(yīng)點(diǎn)和需求點(diǎn),A、B、C表示三個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)。各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)同供應(yīng)點(diǎn)及需求點(diǎn)之間的短距離運(yùn)輸服務(wù)通常采用公路運(yùn)輸?shù)男问?。?節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——多式聯(lián)運(yùn)

多式聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸過程與常規(guī)的單種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸不同，由于涉及多種運(yùn)輸方式，每種運(yùn)輸方式都會(huì)有其對(duì)應(yīng)的路徑，在優(yōu)化的過程中常常需要考慮每種運(yùn)輸方式產(chǎn)生的費(fèi)用、時(shí)間、危險(xiǎn)性。在現(xiàn)實(shí)生活中多式聯(lián)運(yùn)的承運(yùn)人以運(yùn)輸過程中費(fèi)用最小為目標(biāo)，在滿足顧客要求時(shí)間和保證貨物的完整性的情況下，盡量優(yōu)化多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸過程的路徑以及運(yùn)輸方式的組合。構(gòu)建多式聯(lián)運(yùn)模型時(shí)經(jīng)常使用的決策變量一般分為兩個(gè)，第一個(gè)是多式聯(lián)運(yùn)貨物所經(jīng)過的運(yùn)輸城市節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)是在經(jīng)過兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)所采用的運(yùn)輸方式，即在構(gòu)建這個(gè)模型的過程中需要兩組決策變量。在構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的過程中，對(duì)應(yīng)目標(biāo)函數(shù)中組成的決策函數(shù)是線性的，決策函數(shù)可表示為：第5節(jié)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用——多式聯(lián)運(yùn)

一般優(yōu)化目標(biāo)包括運(yùn)輸過程的成本最小，運(yùn)輸過程的碳排放最小，運(yùn)輸過程的時(shí)間最短等，但由于多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)的不斷完善，運(yùn)輸過程的安全性也逐漸被重視，因此，運(yùn)輸過程中風(fēng)險(xiǎn)最小也成為了目前熱門的目標(biāo)函數(shù)。在多式聯(lián)運(yùn)的實(shí)際過程中，單獨(dú)追求一個(gè)目標(biāo)的最優(yōu)不能滿足實(shí)際的現(xiàn)實(shí)需求，在一般的多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸過程中既要保證多式聯(lián)運(yùn)承運(yùn)人和經(jīng)營人的收益，也要滿足收貨人和發(fā)貨人的客戶滿意程度，即在優(yōu)化運(yùn)輸過程的費(fèi)用最低的同時(shí)，優(yōu)化多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸過程的時(shí)間，并根據(jù)結(jié)果使多式聯(lián)運(yùn)的路徑選擇做到整體最優(yōu)，除了滿足上述的目標(biāo)外，還需要兼顧碳排放量、運(yùn)輸過程中風(fēng)險(xiǎn)等目標(biāo)，因此多式聯(lián)運(yùn)問題可以定義為多目標(biāo)優(yōu)化或多屬性決策的問題，對(duì)多式聯(lián)運(yùn)的發(fā)展具有重要的意義。第6節(jié)案例介紹——順豐智慧物流

在順豐持續(xù)提升服務(wù)質(zhì)量的戰(zhàn)略背景下，經(jīng)過多年的行業(yè)深耕與洞察，自主研發(fā)建立了AIoT視覺感知應(yīng)用平臺(tái)：慧眼神瞳。其綜合應(yīng)用IoT、邊緣計(jì)算和人工智能等前沿技術(shù)，極具擴(kuò)展性，魯棒性。模塊化容器化的設(shè)計(jì)，可根據(jù)需求靈活調(diào)整配置、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)變化與優(yōu)化，高效迭代作業(yè)流程；能夠配合監(jiān)控?cái)z像機(jī)、分揀線工業(yè)相機(jī)等IoT智能設(shè)備進(jìn)行作業(yè)場景數(shù)字化建模，全面分析人、貨、車、場地、設(shè)備等關(guān)鍵生產(chǎn)要素，覆蓋端到端全業(yè)務(wù)場景的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，通過業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分析、自動(dòng)化決策等數(shù)字化手段，有效保障了運(yùn)營質(zhì)量、管控業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)、減少運(yùn)營成本、提高管理效能與服務(wù)質(zhì)量。

慧眼神瞳綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺與邊緣計(jì)算技術(shù)，通過構(gòu)建覆蓋全網(wǎng)的AIoT感知平臺(tái)，以數(shù)十萬感知觸點(diǎn)實(shí)時(shí)解析各場景關(guān)鍵生產(chǎn)要素，形成覆蓋全網(wǎng)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，為行業(yè)客戶提供數(shù)智化管理與運(yùn)營精細(xì)化升級(jí)的解決方案。第6節(jié)案例介紹——順豐智慧物流核心技術(shù)特性：①數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的邊緣計(jì)算平臺(tái)將云端、邊緣端、設(shè)備端三方進(jìn)行數(shù)據(jù)流聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)云端構(gòu)建、邊緣部署、設(shè)備控制，有效降低全鏈路協(xié)同成本。②統(tǒng)一的云邊端一體化架構(gòu)優(yōu)勢擁有邊緣感知、邊緣計(jì)算、邊緣安全、全鏈路能力、再生產(chǎn)能力等多種架構(gòu)，能夠快速滿足適應(yīng)新的行業(yè)和業(yè)務(wù)場景。第6節(jié)案例介紹——中國移動(dòng)車輛管理車隊(duì)運(yùn)營數(shù)據(jù)采集采集及提供汽車行車時(shí)的數(shù)據(jù)，如歷史行車路徑、地理圍欄出入記錄、汽車總行駛距離及燃料消耗量等。車隊(duì)運(yùn)營數(shù)據(jù)分析利用云存儲(chǔ)和云計(jì)算的強(qiáng)大功能來進(jìn)行不同維度的數(shù)據(jù)分析，讓客戶更清楚地理解車隊(duì)的運(yùn)營情況。車隊(duì)運(yùn)營數(shù)據(jù)管理將運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一放在系統(tǒng)里，車隊(duì)管理者通過網(wǎng)站或應(yīng)用程式在一站式的門戶獲取車隊(duì)運(yùn)營數(shù)據(jù)的匯總。為駕駛員提供幫助利用手機(jī)應(yīng)用程式獲取即時(shí)的定位信息、完成線上簽到及持續(xù)優(yōu)化駕駛行為的建議。第6節(jié)案例介紹——中國移動(dòng)車輛管理產(chǎn)品優(yōu)勢

①優(yōu)化駕駛員的安全管理——提供駕駛風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的信息給車隊(duì)管理者來制定針對(duì)性更高及更有效的治安措施；②優(yōu)化車隊(duì)成本管理——更清晰地理解車隊(duì)的成本結(jié)構(gòu)，協(xié)助構(gòu)建降低成本的部署；③提高運(yùn)營效率——車隊(duì)管理者可輕易地獲取車隊(duì)的運(yùn)營數(shù)據(jù)從而進(jìn)行更符合成本效益的車隊(duì)調(diào)配。④提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力——利用云能力及數(shù)據(jù)建模分析駕駛員的行為及其駕駛風(fēng)險(xiǎn)⑤提供高兼容性——提供多種API接入方式讓方案可以快速部署，同時(shí)擁有高延展性，及可跟多個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行合并。第6節(jié)展望與挑戰(zhàn)通用管理框架01大部分已有研究只是在原有管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上應(yīng)用相關(guān)技術(shù)增強(qiáng)某些物流功能。只有將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到促進(jìn)不同物流流程其它供應(yīng)鏈流程之間的協(xié)作，才能真正發(fā)揮技術(shù)對(duì)行業(yè)的作用。深入理論研究缺乏通用的智慧物流管理框架是由于相關(guān)技術(shù)對(duì)當(dāng)前物流運(yùn)作的作用機(jī)制未被明晰。未來的研究可以理論層面分析某一類特定技術(shù)對(duì)物流運(yùn)作的影響及機(jī)制。02可視化技術(shù)研究03物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然為決策者帶來海量多樣的數(shù)據(jù)，但不恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)展示可能會(huì)導(dǎo)致無關(guān)數(shù)據(jù)隱藏關(guān)鍵信息。合理的、人性化的物流信息