基于組件庫技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流平臺搭建與實現(xiàn)

段 瑞，成志平

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，陜西 咸陽 712000）

冷鏈物流一般指的是食品、藥品等貨物在生產(chǎn)、儲運、銷售，直至被正式消費甚至使用前各個環(huán)節(jié)中始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，進而保證食品、藥品質(zhì)量，減少損耗的一項系統(tǒng)工程。以往針對生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系建設(shè)、優(yōu)化等的研究多以物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位技術(shù)以及環(huán)境監(jiān)控技術(shù)等為主，如陳禰等［1］針對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中的產(chǎn)地預(yù)冷、加工包裝等環(huán)節(jié)的應(yīng)用情況進行分析，認為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能有效提升冷鏈物流體系中生鮮農(nóng)產(chǎn)品的保存和運輸水平，顯著降低貨物損耗率。然而，本研究認為以往的研究多以某一特定模式或服務(wù)為出發(fā)點，探討該模式對所有冷鏈物流體系的主體作用，并未充分考慮不同冷鏈物流用戶由于個體知識水平以及信息化水平差異所帶來的個性化需求，導致相當一部分冷鏈物流服務(wù)無法面向更多用戶進行推廣。因此，本研究基于組件庫技術(shù)合并云服務(wù)系統(tǒng)，構(gòu)建了一種能夠提供組件式開發(fā)、云共享、個性化服務(wù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈服務(wù)系統(tǒng)，旨在為冷鏈物流用戶提供差異化服務(wù)，深度推廣冷鏈物流云服務(wù)技術(shù)。

1 技術(shù)概覽

組件（Component）是對數(shù)據(jù)和方法的簡單封裝。組件的核心意義在于對程序代碼的不斷重復(fù)使用。組件的功能相對單一或者獨立，在整個系統(tǒng)的代碼層次上位于最底層，被其他代碼所依賴［2］。由n個組件構(gòu)成的庫則稱之為組件庫（Component library）。組件庫技術(shù)的出現(xiàn)，能夠?qū)⒛骋淮笄覐?fù)雜的場景進行組件化分割，從而實現(xiàn)不同組件之間的單獨開發(fā)、單獨維護以及單獨升級。同時，組件庫中的組件還能在不同庫之間進行隨意組合，實現(xiàn)前端開發(fā)化繁為簡的同時為用戶提供個性化服務(wù)［3］。

2 系統(tǒng)設(shè)計目標

2.1 底層設(shè)計目標

中國農(nóng)產(chǎn)品及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈主體存在信息化水平差異大等問題，部分農(nóng)產(chǎn)品龍頭企業(yè)在企業(yè)信息化建設(shè)方面起步較早、發(fā)展較為成熟，已經(jīng)能夠熟練使用各類型信息技術(shù)用于企業(yè)管理、生產(chǎn)。對于中國大多數(shù)中小型農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)而言，信息化水平低、資源少、業(yè)務(wù)流程“觸網(wǎng)”成熟度不足等問題普遍存在［4，5］。在此前提下構(gòu)建生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流云服務(wù)系統(tǒng)，需要系統(tǒng)考慮同時兼容不同信息化水平的企業(yè)，針對規(guī)模較大、信息化水平較高的企業(yè)應(yīng)對其開放必要的數(shù)據(jù)接口，最大程度促使企業(yè)利用自身已有資源完成對應(yīng)功能、資源庫等的構(gòu)建；針對中小型企業(yè)，系統(tǒng)需要針對不同中小型企業(yè)需求進行提煉，通過組件庫形式對挖掘得來的企業(yè)共性需求進行功能開發(fā)，通過不同組件庫之間的組件調(diào)用和組合，降低企業(yè)一次性投入比例，最終獲得較低的系統(tǒng)開發(fā)成本。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)與功能

差異化服務(wù)方面。實現(xiàn)鮮活農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流產(chǎn)業(yè)鏈不同主體的差異化服務(wù)，需要系統(tǒng)能夠同時響應(yīng)多家鮮活農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)的個性化物流需求，同時不增加額外經(jīng)濟壓力和系統(tǒng)準入難度［6］。因此，本次搭建系統(tǒng)需要在不同組件庫以及不同組件之間構(gòu)建開放式松耦合模式，通過可以自由組合的數(shù)據(jù)交互形式實現(xiàn)定制化系統(tǒng)的快速組合。

系統(tǒng)功能方面。該物流云服務(wù)系統(tǒng)中不同用戶的實際使用功能需要相互獨立，除構(gòu)建必需的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈公共服務(wù)模塊外，還需要提供多租戶數(shù)據(jù)隔離、組件選擇等模塊，進而滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取、傳輸以及交互過程中的安全性［7，8］。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)工作流程

將生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流云服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建重點集中在快速響應(yīng)用戶的差異性服務(wù)方面，因此，資源積累、數(shù)據(jù)與資源的共享、組件的自有排列組合是系統(tǒng)工作流程中的重點。本次構(gòu)建基于組件庫的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流云服務(wù)系統(tǒng)工作流程見圖1。

圖1 系統(tǒng)工作流程

用戶首先需要通過身份證等有效證件、手機號進行注冊從而獲得本平臺中區(qū)別于其他用戶的ID，該ID主要用于個性化服務(wù)設(shè)置以及識別本用戶組件庫；需求匹配階段，用戶可以根據(jù)自身冷鏈物流云服務(wù)的不同需求選用系統(tǒng)已有組件，也可在組件庫內(nèi)無法滿足自身需求時向系統(tǒng)提交定制化需求，系統(tǒng)后臺接到用戶需求申請以后會進行重新構(gòu)建，最終滿足用戶需求［9］。在這一需求提交-系統(tǒng)適配過程中，逐漸完善本平臺多用戶的高度個性化服務(wù)。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

本次構(gòu)建系統(tǒng)以生鮮農(nóng)產(chǎn)品為主要物流對象，以不同層次用戶個性化物流服務(wù)需求為核心，從貨物倉儲、在線監(jiān)控、訂單管理等角度構(gòu)建了系統(tǒng)數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層以及應(yīng)用層（圖2）。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2.1 數(shù)據(jù)層 數(shù)據(jù)層是構(gòu)建本次生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流云服務(wù)體系的核心環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)層為系統(tǒng)提供了包括冷庫、車輛、倉儲等場景下不同環(huán)境感知設(shè)備的數(shù)據(jù)接口，還將系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)進行方向性和交互性分類，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)或與第三方系統(tǒng)的多項對接。

3.2.2 業(yè)務(wù)層 業(yè)務(wù)層主要包含系統(tǒng)具體的物流服務(wù)功能，包括物流狀態(tài)實時監(jiān)控、物流訂單追溯、物流配送服務(wù)優(yōu)化等。業(yè)務(wù)層提供的服務(wù)突出定制化以及個性化，用戶可以根據(jù)自身具體情況選擇相應(yīng)的組件或提交新的業(yè)務(wù)需求。

3.2.3 應(yīng)用層 應(yīng)用層是生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流云服務(wù)系統(tǒng)的集成發(fā)布中心，主要通過系統(tǒng)內(nèi)不同ID及其自身需求實現(xiàn)對物流系統(tǒng)業(yè)務(wù)組件的使用與重組，運用組件庫之間不同組件的自由組合最大程度降低使用成本的同時，滿足用戶對冷鏈物流實時狀態(tài)監(jiān)控預(yù)警、訂單追溯管理、物流配送優(yōu)化等服務(wù)。

3.3 通用組件庫設(shè)計

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對64家從事生鮮果蔬、肉類以及綜合性農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流業(yè)務(wù)的企業(yè)進行業(yè)務(wù)共性提煉，得到了6項通用組件用于本次系統(tǒng)設(shè)計（圖3）。

圖3 通用組件庫功能模塊

設(shè)備適配模塊主要負責為冷鏈物流服務(wù)系統(tǒng)用戶提供RFID、傳感器等環(huán)境感知設(shè)備，用戶能夠通過設(shè)備以及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)完成物流過程全環(huán)境數(shù)據(jù)采集與傳輸；訂單管理模塊為物流服務(wù)系統(tǒng)用戶提供物流訂單、車輛、車廂環(huán)境等信息的智能匹配調(diào)度，能夠與線下紙質(zhì)訂單管理協(xié)作實現(xiàn)物流管理工作效率的提升；倉儲監(jiān)控為部分對冷鏈物流溫度需求較高的企業(yè)提供24 h全流程的冷庫倉儲數(shù)據(jù)在線監(jiān)控功能，配合冷庫倉儲安全閾值實現(xiàn)遠程監(jiān)控報警；車輛追溯模塊結(jié)合RFID、感知模塊等為用戶提供貨物運輸車輛以及車廂環(huán)境的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)冷鏈物流車輛的全過程監(jiān)測預(yù)警；訂單回放模塊以惟一的訂單編碼為單位，結(jié)合全物流軌跡電子地圖實現(xiàn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的起始地、路線、時長以及全程車廂環(huán)境變化情況等歷史數(shù)據(jù)信息的查詢；配送優(yōu)化模塊基于冷鏈物流訂單既定配送路線，結(jié)合氣候、交通網(wǎng)絡(luò)等大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實時更新最佳配送路線，按照“最短路程”“最短時間”“最低收費”等多種方式為不同用戶提供配送優(yōu)化定制化服務(wù)。

4 核心功能實現(xiàn)

4.1 感知設(shè)備接入

感知設(shè)備與系統(tǒng)數(shù)據(jù)層之間采用TCP/IP通信，接入系統(tǒng)的感知設(shè)備通過特定Socket端口向服務(wù)器端傳送感知數(shù)據(jù)包；數(shù)據(jù)包通過定位數(shù)據(jù)幀方式進行編碼改進，使改進后的數(shù)據(jù)包與環(huán)境監(jiān)測信息進行高度融合；每個數(shù)據(jù)包大小為64字節(jié)，由表1中的8個主要部分構(gòu)成。

表1 感知數(shù)據(jù)包

以2020年10月2日11時45分11秒03號網(wǎng)關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，數(shù)據(jù)包的詳細信息為：$1030000［1］11451120201002［39942113］3435492110872150401 5026［7］0003048702BE012C00DD00。經(jīng)解析可得到信息為：$1030000——記錄頭，用于對物流信息記錄起始位置進行標記；時間——0x114511，表示北京時間11時45分11秒；日期——0x20201002，表示2020年10月2日；0x34354921、0x108721504，分別表示陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院的經(jīng)緯度坐標（北緯34.354 921，東經(jīng)108.721 504）；0x015026表示車輛行進速度015節(jié)，方向026；感知節(jié)點編號0003，03號節(jié)點；監(jiān)測值——0487、02BE、012C、00DD分別表示車廂內(nèi)溫度、濕度、乙烯以及二氧化碳的數(shù)值；“［］”內(nèi)為保留段——用于組件庫內(nèi)容擴充時使用。解析完成以后的數(shù)據(jù)會存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)層，便于數(shù)據(jù)層與其他業(yè)務(wù)層進行對接。

4.2 組件庫間數(shù)據(jù)交換

在精確掌握數(shù)據(jù)間交換的基礎(chǔ)上，通過對組件庫中的數(shù)據(jù)進行分析設(shè)計了組件庫組件與組件之間的數(shù)據(jù)通信總線。在數(shù)據(jù)總線中，系統(tǒng)將會把物流過程中所需要的各種實體對象如車輛、倉儲等進行匯集，通過對實體對象的數(shù)據(jù)化表述反映完整的系統(tǒng)業(yè)務(wù)工作流程，部分業(yè)務(wù)流程的數(shù)據(jù)格式如下。

｛“OrderNumber”：“N20201002”，“Warehourse”：“陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院”，“Destination”：“咸陽市××飯 店”，“ProductInfo”：“果 蔬”，“Recipient”：“王××”，“RecipientTel”：“15665656653”，“StatusId”：0，“CompanyID”：1，“CarInfo”：

4.3 組件庫封裝

系統(tǒng)開發(fā)在Microsoft Visual Studio 2015環(huán)境下完成，組件庫中各組件通過動態(tài)鏈接庫技術(shù)（DLL）進行封裝。在組件庫封裝完成以后，按照“3.3”所得的用戶需求進行調(diào)用邏輯構(gòu)建。系統(tǒng)完成的所有組件庫封裝與用戶前臺均需要利用_Proxy代理進行連接，實現(xiàn)代碼如下。

通過擴展export屬性的方式來進行組件導出，可以理解為組件注冊區(qū)域。

4.4 效果展示

自2019年正式上線測試以來，該系統(tǒng)為8家生鮮農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)提供冷鏈物流云服務(wù)，為企業(yè)提供了高度定制化的物流解決方案，服務(wù)范圍囊括了生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流云服務(wù)中的訂單統(tǒng)計、訂單管理、財務(wù)分析、物流運營（倉儲監(jiān)控、車輛追溯、配送優(yōu)化等），系統(tǒng)主要操作界面見圖4。

圖4 系統(tǒng)操作界面

構(gòu)建的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流組件庫技術(shù)平臺可實現(xiàn)冷鏈物流的智能化監(jiān)測、在線訂單匹配以及在線下單交易等。該平臺能夠有效整合產(chǎn)業(yè)上下游信息，實現(xiàn)冷鏈運輸全程監(jiān)控。平臺現(xiàn)有的8家生鮮農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)中的某位負責人表示，由于該平臺的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心能24 h無縫監(jiān)測冷鏈運輸過程中的溫度、濕度、GPS地理位置等信息，一旦運輸過程中發(fā)生異常，會第一時間收到報警，第一時間進行人為干預(yù)，大大增強了冷鏈運輸?shù)陌踩裕瑢τ谄髽I(yè)的管理以及生鮮農(nóng)產(chǎn)品保存、運輸?shù)染写蟮淖饔谩?/p>

本研究構(gòu)建的冷鏈平臺還能為普通農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營主體提供農(nóng)產(chǎn)品在線展示、銷售、運輸、儲藏于一體的綜合服務(wù)。經(jīng)營主體在平臺上不僅可以享受平臺電商功能，還能為滯銷的農(nóng)產(chǎn)品找到新的出路。以近期部分地區(qū)滯銷的葡萄為例，市場批發(fā)價如果在2元/500 g，通過3個月的冷鏈儲藏再上市錯峰銷售，批發(fā)價可以提高到近5元/500 g。而在冷鏈儲藏上的成本支出，每500 g葡萄每月只需要0.2元左右。

由此可見，不論從企業(yè)管理、冷鏈服務(wù)或是改善農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營策略從而提升平臺用戶收益等視角進行分析，該平臺均能夠為社會和平臺用戶提供較大的幫助。

5 小結(jié)

由于中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展較為落后，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的冷鏈物流體系建設(shè)存在重視程度不足、技術(shù)落后、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善、第三方監(jiān)管手段匱乏等問題，導致中國生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展速度較發(fā)達國家差距較大，與中國醫(yī)藥品冷鏈物流運輸體系相比也存在較大差距。本研究所構(gòu)建的基于組件庫的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流云服務(wù)體系，能夠通過組件之間的自由組合實現(xiàn)針對不同用戶需求的定制化服務(wù)，在降低系統(tǒng)接入成本的同時，全面優(yōu)化了冷鏈物流服務(wù)體系，有助于冷鏈物流在更深層次的農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)間進行普及。