大數(shù)據(jù)時代發(fā)展下物流配送鏈信息平臺構(gòu)建

文/施向榮

大數(shù)據(jù)下的物流配送鏈的平臺搭建以信息為核心，通過智能的算法和數(shù)據(jù)處理操作，對物流的運輸策略和經(jīng)營方式進行了新的規(guī)劃。

1.物流配送鏈信息平臺硬件設計

傳統(tǒng)的物流配送鏈信息平臺的芯片控制能力弱，因此需要針對物流實時運輸?shù)臄?shù)字信號處理需求加入的INS和GPS組成的微控制器，提高平臺的運算速度。數(shù)據(jù)傳輸采用擁有多地址的數(shù)據(jù)總線，為了加強物流配送數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，主機加入采集慣性傳感器，便于數(shù)據(jù)輸入輸出。采集慣性傳感器通過導航和在線校正，集運算和控制于一體。數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌诓捎猛庠O接口，接口一般為雙端口，雙端口器件的核心部分是用于數(shù)據(jù)存儲的控制器。控制器左、右兩個端口共用，兩個端口的左側(cè)可共享一個存儲器進行處理。除此之外，還需要在接口處加入DSP芯片，實現(xiàn)物流傳輸高速數(shù)據(jù)處理的多級緩沖效果。物流信息占比大，因此需要對平臺的內(nèi)存進行擴容處理。平臺中增添外部存儲器，外部儲存器的型號為TMS320VC333，以外部儲存器自帶的/HOLD和HOLDA雙引腳擴展物流配送鏈信息平臺的雙向數(shù)據(jù)存儲。外部存儲器設置好，還需要接入相應信息的單片機。單片機的作用是共享存儲器中物流信息，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)[1]。單片機響應開始，查詢外部存儲器的狀態(tài)，將電流引到高引腳變?yōu)榈碗娖胶?，單片機開始向共享存儲器內(nèi)寫數(shù)據(jù)。當需要向單片機傳送數(shù)據(jù)時，可以先將數(shù)據(jù)寫入共享存儲器中，然后向單片機申請中斷，單片機響應中斷后再向發(fā)出請求。利用不同的時序?qū)崿F(xiàn)雙機共享內(nèi)存。物流追蹤采用傳感器進行結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的管理，主要應用在物流監(jiān)控庫存管理上。本平臺采用的雙機通訊，無需額外附加控件，降低了成本也便于簡化操作。

2.物流配送鏈信息平臺軟件設計

2.1 智能大數(shù)據(jù)采集模塊

為了確保配送物流的位置是真實的地理位置，將物流整體的運輸程序進行信息化的高度整合，主要采用大數(shù)據(jù)對具體的運輸路徑信息進行優(yōu)化，保證物流在信息平臺上實現(xiàn)動態(tài)感知和自動分配。不同的數(shù)據(jù)采集的方式不同，在數(shù)據(jù)模塊執(zhí)行前，需要對數(shù)據(jù)進行初級采集，初級采集利用日志文件和web爬蟲。日志文件下進行簡單的數(shù)據(jù)采集活動，而web爬蟲采集混合的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)規(guī)模比較大，一般用于平臺對物流運輸?shù)乃阉骱头治鲋衃2]。根據(jù)兩種不同形式的數(shù)據(jù)收集，收集關(guān)于物流運輸與配送存儲的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)采集后不能直接應用在信息鏈平臺上，還要對收集好的數(shù)據(jù)進行預處理。預處理主要目的是清洗掉不影響物流鏈運輸?shù)娜哂鄶?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)集成后將結(jié)構(gòu)化或者混合數(shù)據(jù)進行格式的重新規(guī)劃，讓整體收集到的數(shù)據(jù)更具備智能性和針對性[3]。對于大型的物流配送企業(yè)來說，大數(shù)據(jù)下的物流信息平臺搭建，可以將復雜的、多樣化的配送站信息全部整合到配送中心。大數(shù)據(jù)采集整合的具體操作如下圖所示：

根據(jù)以上流程，保證物流數(shù)據(jù)采集的效率。由于物流運輸?shù)臄?shù)量多，內(nèi)部信息占據(jù)內(nèi)存過大，為了避免平臺崩潰，出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏洞，所以不執(zhí)行采集操作時平臺基本保持休眠狀態(tài)。采集時需要讓平臺內(nèi)部的管理人員還需要對自身的持久數(shù)據(jù)層進行備份處理，即使后期平臺出現(xiàn)故障，也能夠保證后備數(shù)據(jù)的查詢[4]。這樣的處理，讓物流信息從提供到信息獲取之間實現(xiàn)科學的整合。采集到的數(shù)據(jù)傳輸給配送中心，配送中心可以結(jié)合采集到的具體的物流信息情況對商品的配送、簽收的相關(guān)情況進行統(tǒng)計，提高整體物流運輸效率，改進商品物流服務，實現(xiàn)對整體物流配送鏈數(shù)據(jù)的采集[5]。

圖1 大數(shù)據(jù)采集操作流程圖

2.2 智能物流信息預測模塊

大數(shù)據(jù)下的物流配送鏈信息平臺除了可以對配送的地理位置數(shù)據(jù)進行升級，還可以針對消費者需求統(tǒng)計地區(qū)的運輸情況，預測出重點消費地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展狀況和物流未來的運輸需求情況。具體的物流配送鏈信息加工環(huán)節(jié)如下圖所示：

圖3 智能物流信息數(shù)據(jù)預測環(huán)節(jié)

在這種情況下建立智能的預測模式，可以提高整體的配送效率。數(shù)據(jù)的感知信息，主要以倉庫位置、商品擺放順序、商品存貨量等因素為主要參數(shù)[6]。預測物流信息，需要將物流進入倉庫的數(shù)據(jù)信息導入平臺，這就要求貨物實際出庫和實際入庫的允許誤差，涉及整體配送量的誤差計算。通過倉庫門口表面的傳感器作為敏感元件，根據(jù)頻率變化顯示出物流出入庫的誤差。當外界條件恒定，物流的應變量和傳感器輸出的頻率模數(shù)為線性關(guān)系：

其中，k代表傳感器靈敏度，ΔF代表輸出值相對基準的變化量，F(xiàn)為實際測量值，F(xiàn)0為基準值。

公式中，b為傳感器的系數(shù)，ΔY為實時測量值相對于基準值的變化量，即產(chǎn)生誤差，單位為m。Y為實時測試值，Y0為基準值，單位為m。物流運輸需要保證在單位允許的誤差范圍內(nèi)，確保大數(shù)據(jù)預測出的銷量暢銷的商品優(yōu)先傳送到終點地區(qū)的物流配送站，減少物流運輸?shù)臅r間，達到增加經(jīng)濟成本的作用。根據(jù)大數(shù)據(jù)預測的市場波動情況，對倉庫物品庫存的周期長短進行合理規(guī)劃，實時感知出庫入庫時間，利用貨物變化的時間信息對倉儲的進出貨配置進行動態(tài)化捕捉。選擇48小時為標準，通過合理規(guī)劃物流進入倉庫和運輸出倉庫的信息，將每天需要處理的物流數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)產(chǎn)品線、運輸費用甚至碳排放量建立準確的維護成本視圖，對配送中心內(nèi)的物理存貨配置進行模擬和自動化處理，實現(xiàn)物流動態(tài)化配置更新。進而提高效率，實現(xiàn)對物流信息的精準預測。

2.3 區(qū)塊鏈物流信息數(shù)據(jù)加密模塊

為了保障企業(yè)和用戶的物流信息，通過區(qū)塊鏈自動合成的智能合約模式來進行數(shù)據(jù)加密。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)加密不僅能夠保證信息數(shù)據(jù)的安全，而且可以備份原始數(shù)據(jù)。物流信息的具體加密如下圖所示：

圖4 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)加密模塊示意圖

物流信息由管理員上傳，將配送的訂單信息，具體包括：發(fā)出地址、聯(lián)系電話、最終目的地，這些數(shù)據(jù)錄入到信息平臺中，運輸過程中若是發(fā)生信息更改，可以在web服務器上進行數(shù)據(jù)審核，數(shù)據(jù)審核由專業(yè)的服務管理員進行操作。物流運輸?shù)臄?shù)據(jù)從出廠開始跟蹤，傳輸?shù)街修D(zhuǎn)站，中轉(zhuǎn)站記錄的物流信息上傳到區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫中。由于區(qū)塊鏈不可篡改的特性，上鏈信息就不能再進行修改，因此在物流數(shù)據(jù)錄入前就需要審核，確保區(qū)塊鏈的鏈下數(shù)據(jù)庫信息的真實性。原始的物流數(shù)據(jù)文件加密后上傳至傳輸鏈信息平臺數(shù)據(jù)庫，上傳時防止物流平臺被盜取信息，區(qū)塊鏈生成關(guān)鍵詞，同時對關(guān)鍵詞進行加密。在加密過程中，數(shù)據(jù)庫還可以憑借關(guān)鍵詞來追溯到最初錄入的相應信息。若是物流信息丟失，管理員可根據(jù)平臺物流配送的區(qū)塊鏈密鑰，對數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵詞進行解碼，得到原始的、正確的物流信息。

若更新的物流信息與記錄在數(shù)據(jù)庫中對應貨物的路線信息不匹配時，區(qū)塊鏈則自動發(fā)出警告，將錯誤數(shù)據(jù)傳遞給管理員，這樣的處理能最大限度保證物流配送信息的安全，保護企業(yè)和消費者的隱私。

3.系統(tǒng)測試

為了驗證本文設計的物流配送鏈信息平臺的效率，將對物流配送鏈信息平臺進行系統(tǒng)性能的測試。利用本文設計的物流配送信息平臺識別出有效的物流數(shù)據(jù)，在多級并發(fā)請求下進行物流配送信息搭建。信息搭建的時間越短，證明信息平臺的性能越好。

3.1 實驗環(huán)境搭建

本文設計的平臺使用JAVA語言來實現(xiàn)后臺的一系列業(yè)務，區(qū)塊鏈架構(gòu)選擇Hyperledger Fabric架構(gòu)。表1為系統(tǒng)具體環(huán)境參數(shù)。

表1 實驗準備具體要素

準備完畢后進行物流信息的上傳，物流信息上傳將相應的運輸訂單物流信息實時更新，根據(jù)訂單物流信息的屬性特征，主要上傳用戶的訂單編號、始發(fā)站、途經(jīng)的中轉(zhuǎn)站、收貨地址等信息，通過將物流信息上傳到Log平臺上來完善配送鏈的信息。具體的執(zhí)行如下圖所示：

圖5 物流信息上傳命令代碼

物流信息上傳通過主數(shù)據(jù)庫復制數(shù)據(jù)到KPI數(shù)據(jù)庫進行運算，降低主數(shù)據(jù)庫服務器的工作負荷，從而提高了主數(shù)據(jù)庫服務器的可用性。物流信息上傳的命令代碼主要由平臺的主數(shù)據(jù)庫負責發(fā)布數(shù)據(jù)，再通過分發(fā)服務器進行數(shù)據(jù)分發(fā)。執(zhí)行命令代碼接收數(shù)據(jù)庫物流信息數(shù)據(jù)的所有改變，并保存這些改變，再把這些改變分發(fā)給訂閱服務器。服務器對顯示“入庫中”的訂單進行“暫停入庫”的命令操作，當前狀態(tài)變成“待入庫”，結(jié)束物流信息上傳。

3.2 測試結(jié)果

為了驗證設計的物流配送信息平臺運行的穩(wěn)定性，測試出不同并發(fā)請求條件下的響應的時間。得出的實驗結(jié)果如表2所示：

表2 測試數(shù)據(jù)結(jié)果

傳統(tǒng)的物流配送鏈信息平臺隨著并發(fā)數(shù)量的增加，處理的時間也成倍增加。并發(fā)命令每增加10個，運行時間則會延長1s。但由表2數(shù)據(jù)可知，智能物流配送鏈信息平臺在數(shù)據(jù)處理效率上更高效，運作時間更短，因此可以證明大數(shù)據(jù)背景下的物流配送鏈信息平臺在數(shù)據(jù)處理上的效果更好。

結(jié)束語

本文對大數(shù)據(jù)背景下的物流配送鏈信息平臺建設進行了系統(tǒng)的分析，從大數(shù)據(jù)對物流信息的作用進行了具體的論述，設計了基于大數(shù)據(jù)背景下的物流配送鏈信息平臺。物流運輸供應鏈的行業(yè)動態(tài)與整個電子商務市場息息相關(guān)，因此，在大數(shù)據(jù)下利用智慧物流技術(shù)的物流信息平臺搭建的作用是巨大的，對企業(yè)和消費者來說是雙贏的效果。盡管在實驗上的準備還有些許不足，樣本設置數(shù)量太少，但還是希望本文提出的方法有朝一日能應用在實際的物流配送中，為物流供應鏈提供一些可行性的建議和指導。