基于物联网技术的应急物流管理系统

基于物联网技术的应急物流管理系统一、引言应急物流是指为应对严重自然灾害、突发性公共卫生事件、公共安全事件及军事冲突等突发事件而对物资、人员、资金的需求进行紧急保障的一种特殊物流活动。根据需要，它包括应急物资采购、运输、储存、装卸、搬运、包装、配送以及信息处理等功能性活动。我国的应急物流起步较晚。2003年SARS的爆发，才使得我国开始重视对应急物流的研究，尤其是经历过了南方雪灾和汶川地震后，应急物流发展中存在的问题逐步呈现出来，主要表现：1.应急物流的社会成本高、效率低、遗留问题多；2.缺乏一个统一的应急物流组织机构，组织指挥绩效低；3.应急物流信息化程度偏低，信息系统不够完善，难以满足应对紧急状态的要求。RFID技术是物联网的关键技术之一，它是一种非接触式的自动识别技术，识别距离可达几十厘米到几米，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。GPS技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点。RFID技术、GPS技术结合GIS技术、互联网技术、现代通讯技术，可实现对应急物流过程中的所有物资进行可视性的跟踪和溯源，保障应急物资供应的数量和质量，并对应急物流车辆进行导航、定位，提高应急物流运输和配送的效率，使应急物资及时到达物资需求端。因此，本文建议由应急物流指挥中心牵头，联合各个应急物资生产商、物流中心，建立一个统一的基于物联网技术的应急物流管理系统，对应急物流的采购、仓储、运输、配送等环节进行统筹管理。同时，制定配套的法律法规、规章制度、标准规范，保障整个应急物流体系的高效运行。二、应急物流的运作流程分析应急物流的运作是在突发事件发生后，由应急事件的需求产生的。应急物流的运作必须在最短的时间内，保障应急的物资需求，又要把物流成本控制在最低的范围之内。通过对应急物流业务的详细分析，可以将应急物流设定以下几个环节：应急物流协调指挥中心、物资供给端、物流中心以及物资需求端。其运作流程如下图所示：流程图说明：（一）应急物流指挥中心。首先必须成立应急物流指挥中心，统筹指挥救援物资的需求分析、筹集、运输、调度、仓储、配装、运输等工作，应急物流指挥中心本身并不进行物资采购、储存、运输等具体的业务，它主要负责根据收集来的信息，对各加盟物流中心的物资采购、储备、运输等方面进行指挥和指导的工作，使整个应急物流体系高效有序地运作。（二）物资供应端。应急物流则与一般物流不同，它除了备用的应急物资储备，物资的供应端是多元且杂乱的。如果物资未加以整合分类就直接往灾区运送，将造成物资的浪费，配送低效率与物资重复运送等问题均可能会产生，因此，在应急物资供应端进行应急物资统筹集结管理非常重要。（三）物流中心。主要功能是实现应急物资的采购、运输、仓储和配送。应急物流中心由众多的普通商业物流中心、企业加盟而成，可以根据灾情，灵活抽调各加盟物流中心组成一个保障体系，还可以将多个地区性的应急物流中心联网，组成一个区域性、全国性的应急物流体系，实施应急保障，使整个应急物流系统有序、高效、实时、精确。（四）物资需求端。灾害发生时造成的混乱让信息流通不畅，在第一时间内也许无法得到需求详细信息，因而必须透过事前的资料收集，针对灾害发生区的地理特性、人口分布、人口结构等相关特性进行分析，预测物资需求量。同时，随着救援活动的进行，物资需求端会逐渐的恢复本身应有的机能，对应急物资需求的急迫性以及需求量会不断的变化，应当及时进行信息反馈，关注需求的变化。三、应急物流系统建设解决方案（一）建设目标以GIS平台为基础，结合物联网关键技术，建立由应急物流指挥中心统一监控调度，由应急物流中心和各个应急物资供应商参与的，包括应急物资需求分析、应急物资采购、仓储、运输、配送、分发以及应急物流全程监控、优化调度、优化配置等不同的应急物流管理环节的应急物流管理系统，提高应急物流管理的可视性，降低物流成本，实现应急物流的时间效益最大化。（二）总体框架应急物流系统的总体架构是在SOA架构和物联网经典的三层架构的基础上进行设计，包括感知层、传输层、数据层、应用支撑层、应用层、展示层以及社会层面方面保障和信息化层面保障体系共8个方面的内容。具体系统总体架构图如下：（三）系统功能1.应急物资采购管理。由于应急物流特有的目的性和紧迫性，应急物资的采购量一般相当大，时间上要求很高，供应商往往不是单一的，绝大部分市场商品都会由多个供应商同时提供，因此，对应急物资的采购进行科学的规范化管理非常重要。采购管理主要包括制定采购计划、订单管理、采购结算三个主要组件。制定采购计划：根据应急事件需要，制定采购计划，将采购需求变为直接的采购任务，根据实际情况充分发挥市场杠杆效应确定采购模式和采购价格，保证采购效率基础上尽可能的降低采购品的材料成本和采购过程成本，供应商选取尽量选取对RFID支持的供应商，如果RFID不支持，则须在验货入库时，需要提供对货物进行RFID编码支持。订单管理：根据采购任务自动生成采购订单，签订采购合同后，对从供应商确认订单、发货、到货、检验、入库等采购订单流转的各个环节进行准确的跟踪，另外，根据情况，可进行多种采购流程选择，如订单直接入库，或经过到货质检环节后检验入库等，在整个过程中，可以实现对采购存货的计划状态、订单在途状态、到货待检状态等的监控和管理。采购结算：按照采购合同进行采购相关结算的管理，支持灵活的结算方式，可以对流程进行配置，更改各种业务的处理规则，也可定义新的业务处理规则，以适应应急业务的突发性特点。2.应急物资RFID仓储管理。应急物资储备直接影响应急物流系统的反应速度和最终成效，大量的安全保障物资储备可以大大压缩从灾害发生到救灾完成的间隔时间，减少采购和运输量，减少相关成本，但同时也会占用大量的流通资金，成本上升。我们可以根据仓储点所在位置常发生的灾害的类型等要素，科学的确定应急物资储备规模，同时，采用RFID技术对应急物资库存进行控制。RFID仓储管理采用严格的权限控制，保证仓储运作的安全、有序、高效，它主要实现了以下功能：仓位管理：负责管理仓库、库位信息，根据货物存储时间、货物体积重量、客户所处的地理位置、货物将来的去向、进出库的频率、仓库库位状况等信息，优化配置仓库库位，增强仓库的吞吐能力，提高仓库库位的利用率和货物定位及进出仓的速度。入库管理：根据订单管理模块发送的货物入库单对货物进行验收，当货物的类别、数量、质量均合格后录入货物的相关信息，根据货物的类别进行自动归类，进行储位的分配并将货物搬运至储位。对验收不合格的货物，先将货物搬运到临时保管区进行暂时登记与存放，并与客户联系，做出进一步退货处理。通过货物的入库登记与审核，确保入库货物的数据准确无误。出库管理：根据订单管理模块发送的出库单执行货物的出库操作。在仔细审核出库单证无误后，进行备货操作，在对货物进行出库检验后，办理出库手续，并对货物出库信息进行相应的登记与审核。库存管理：库存管理负责对货物的储存管理，实时处理入库作业管理模块、出库作业管理模块提供的货物出入库数据，及时更新库存信息以反映库存的动态变化，提供库存积压货物的品种、规格、数量等信息，便于采取相应措施对货物进行有效处理。仓储查询：提供按照货物的不同客户、不同类别、不同仓库等多种方式对仓储货物进行查询，查询内容包括货物的品名、规格、数量、仓位、储存时间、供应商等。同时还提供查询仓库库位的闲置情况，方便仓管员安排库位。3.应急物资配装管理。应急物资配装管理主要实现对需配送应急物资的拣货、分货以及装配情况进行管理。主要功能应包括：制定分拣计划：根据订单确定需要配送货物的种类和数量，制定合理的拣货、分货计划。货物分拣：根据分拣计划，对货物进行分拣，并对整个货物分拣情况进行记录。制定配装计划：根据运输工具载重量和容积、运输货物的重量、体积和配送货物的轻重缓急等，利用数学模型，制定配装计划，合理制定配载的货物、装载的优先顺序及载运方法等。配装管理：根据配装计划，对应急物资进行科学配装，并对整个装配情况进行记录。4.应急物资GPS配送调度。应急物资GPS配送调度是根据应急物流的特点，以在最短时间内实现应急物资保障为目标，在时间允许的前提下，采取合理的优化措施，节约应急物流成本，保障应急物流的畅通、高效运作。应急物资GPS配送调度系统的主要功能包括：应急物流车辆管理：对应急物流车辆的信息进行管理，包括车辆的运输能力（容积、载重等）、所属单位以及目前的位置、状态等相关方面的信息。制定应急物流车辆调度方案：综合考虑应急物资、物资储备点和运输目的地等相关情况，制定应急物流车辆调度方案，配置运输应急物资，达到突发事件要求和运输成本最合理化的要求。调整调度方案：根据事件现场应急反馈的信息、应急物资跟踪执行情况、物资实时状态分布等，对现有的调度方案进行调整。制定运输路线：利用GIS的最佳路径分析功能，根据货源所在地、目的地位置，事件要求、货物的特殊要求、限制条件等，以及当时的交通状况，制定最优的运输路线。配送跟踪管理：结合GPS导航定位功能和现代通信技术，跟踪货物配送情况，车辆运输进程及车上设备的运行状况等。在配送途中有意外情况发生时，配送人员还可通过通讯系统及时与配送中心取得联系获取新的配送途径，使配送工作顺利完成。配送查询：配送查询包括配送单状态、配送货物状况、各种运输车辆运营情况、路况信息、配送任务完成情况等的查询。5.应急物流监控管理。应急物资监控管理系统是在GIS平台基础上，利用RFID、GPS等物联网技术，对应急物资、应急物流车辆、应急物流工作人员进行综合监控和管理。应急物资跟踪溯源：对应急物资的供应商、物资成分、物流路线、所在位置等信息进行跟踪和溯源。应急物流车辆跟踪：实现对应急物流车辆的行驶路线、运行状态等信息进行跟踪和路线回放等。物流工作人员跟踪：对应急物流工作人员的位置、工作任务、工作完成情况进行跟踪。6.应急物流辅助决策。应急物资综合查询：查询应急物资的分布，实时显示应急资源在各地区、各流程阶段上的资源分布图，按照区域、类别、流程环节、物资状态等方面进行显示。应急物资需求分析：根据实时的突发事件情况，结合各种物流预测模型，分析所需的应急物资的种类、数量等，应急物流运载工具的类型和数量，以及对应急物流工作人员的要求等。统计分析：从不同的角度统计分析应急物资的仓储、运输、配送情况，应急车辆的调配情况，应急人员的分配情况等。可进行空间统计分析，也可以按照某个特定的要求进行统计分析。物流配送决策分析：针对物流配送特点，结合空间分析技术和相关的决策分析模型，进行物流配送中心的选址及网点布局决策，物流配送最优运输路径分析、配送方案分析等。7.应急物资信息发布。应急物资信息发布是指：向应急相关机构和人员以及公众发布经过审批的物资调度计划信息、应急物资状态信息、应急物资短缺信息、公众捐赠相关信息、应急物资分发信息等。应急物资信息发布可以通过短信、广播、电视、媒体、网站等多种渠道进行发布。（四）数据库建设根据应急物流业务的需求分析得出，应急物流管理系统数据库的主要内容包括：应急物流空间数据库：包括基础空间数据，如基础地形图、遥感图像；以及应急物流专题空间数据，包括物流中心、仓库、配送节点、物流路线等信息。应急物流专题数据库：包括应急救援物资、应急救援设备、应急物流车辆、应急物流工作人员等信息。应急物流业务数据库：主要包括采购单信息、采购合同信息、物流委托信息、库存信息、调度相关信息、应急物资实时状态信息等，这些信息和其他信息相结合可以完成对应急物资的监控管理，并为物资调度及信息发布提供依据。共享数据库：是指应急物流管理系统与政府部门应急指挥系统等进行数据共享的数据库，主要包括社会经济数据、人口数据等。四、结束语目前我国正处于工业化进程的关键阶段，同时又是一个自然灾害多发的国家，因此，加强应急物流理论研究，在应急物流管理中，通过使用RFID和GPS等物联网技术，使应急物流管理部门能够准确地知道应急物资从采购和仓储点到突发事件地点运输过程中的确切状态和位置；通过RFID和GPS等物联网技术，