導語：如何才能寫好一篇智能物流的缺點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞智能物流；信息化；搬運設備

1醫院物資管理現狀

（1）供給式的實物供給形式。長期以來，縱觀我國醫院現狀，醫院的物流系統大多實行的是供給式的實物供應形式。因此大多數醫院仍為自給自足，自成一體，且“大而全”或“小而全”的服務機構和服務設施。這種“醫院辦社會”的格局，曾起過一定的積極作用。但隨著社會主義市場經濟的建立及完善和醫療改革的深化，現行的醫院后勤管理體制已越來越明顯地暴露出難以克服的種種弊端。

（2）系統化的物流體系缺失。醫院目前缺少系統化的物流體系，雖然很多醫院已經優化了物流流程和制度，但是規模和范圍比較小，無法徹底解決醫院在物流管理和配送上難點，以提高醫院管理效率。物流體系從貨物入院、驗收、倉儲、配送、報廢等一系列環節，都沒有明確的體系流程。

（3）缺少先進的物流設備。對比發達國家的物流設備，我國醫院物流和供應管理硬件投入非常薄弱，沒有系統化的高效率的物流設備規劃和布置。在這樣的情況下，物資貨物的傳輸比較緩慢，也容易出現差錯，配送途中容易出現丟貨、漏貨、貨物損壞等情況，常常被臨床詬病出現質量問題或者數量不符[1]。

2醫院智能物流設備分析

（1）智能倉儲設備。目前在國外醫院在用的，可以供借鑒的包含智能存儲系統、自動分檢系統、機器人分檢系統等。智能倉儲設備包含了自動存儲系統，即自動化立體倉庫和自動化密集存儲系統兩部分，分別用于存放普通貨物材料以及小體積高值耗材，用于智能體系化管理醫院倉庫貨物，便于清點、揀貨和倉庫盤存。自動分揀系統是目前非常流行的系統，主要用于快遞行業和電商倉庫，國內外大型醫療機構或藥品供應商也有采用。機器人分檢系統主要對貨架和散件實現貨到人的分檢系統，彌補了自動分揀系統對于散件揀貨效率的不足。

（2）智能傳輸設備。智能傳輸設備是醫院未來醫院非常依賴的物流設備，包括了氣動管道物流傳輸、物流推車及托盤式搬運設備、軌道車系統等。氣動管道物流傳輸，通過管道氣動傳輸物資。最開始用于傳輸票據類，后開始用于傳輸藥品、標本一類重量輕，體積小的物品。在信息化程度高的今天，票據類傳輸明顯減少，更多的是用于臨床小型物資的傳輸。氣動物流傳輸的優勢很明顯，效率高，傳輸快，而且隨著氣動管道口徑的變大和技術的不斷提高，氣動物流已經可以傳輸中型醫療物資，可以為醫院節約大量運輸成本和人工成本。物流推車及托盤式搬運設備，這個是國內醫院使用最廣泛的一類物流設備，主要靠人工分揀和裝載以后推送至各個使用科室，其優點在于空間靈活，搬運時間、重量、體積都可以靈活控制，缺點在于效率較低，人工成本較高。軌道車系統，該系統日本于80年代開發投入醫院使用，主要用于病人病歷和x光片的運輸，主要是利用軌道和軌道車運輸物資，該設備優勢在于成本較低，運輸速度快，效率高，缺點是很難進行跨層使用，多在平層科室內部進行搬運。

（3）起重搬運設備。中型起重搬運設備，該類設備主要用于大型物資或者設備的搬運，可以進行跨區域或者垂直搬運，多外掛在醫院大樓外側面或者跨層空間，可以用于大空間內部的物資搬運，其優勢在于容量大，搬運能力強，且可選擇的多[2]。

3醫院智能物流實施效果

（1）醫院物流智能化是趨勢。醫院物流智能化一定是未來醫院后勤的趨勢。一方面要引進或者開發智能化的物流管理軟件系統，目前以物流管理系統為主流，既可以兼顧傳統運轉模式，也可以提高效率，加強管控并且和財務、臨床業務系統深度關聯。另外一個方面就是硬件的智能化，通過開發引進智能化搬運設備、控制設備以及其他監控類設備來智能管理物流的方方面面。

（2）利用智能物流提高物流效率。利用智能物流設備實現物資自動分揀配送，可以提高醫院物流整體運轉效率。首先可以大幅度提高物資運送時效，機器分揀和搬運比普通職工從事相關工作更加可靠和高效。其次，倉儲和運輸過程可以利用智能物流設備進行全流程記錄，并匯總到信息系統中便于后日查證，更利于物流中問題的發現和追溯。最后利用智能物流系統可以降低人員工資成本，醫院利用智能設備代替人工必然可以減少人員支出，提高工作效率，滿足診療要求。

（3）實現傳統物流與智能物流相結合的模式。智能物流是未來醫院物流發展趨勢，但在現階段來看，傳統的人工物流模式仍然不可取代。原因在于，首先智能物流設備需要系統性的規劃和實施，單一的智能物流設備無法在物資全生命周期內完成所有工作任務，比如倉儲設備和運輸設備就屬于完全不同的業務單元，不能依靠一臺設備完成工作，需要多臺智能設備相互協作完成。其次，智能物流設備只能完成常規性，系統性的倉儲管理和配送工作，對于臨時性的，偶發性的需求，智能設備無法勝任，必須人為介入協助完成。最后，智能物流設備的經濟和維護投入目前成本不低，智能物流設備價格較高，一旦設備出現故障或者系統升級，醫院必須有技術人員予以支持，否則面臨物資管理及配送失靈的風險。

4結束語

綜上所述，我國醫院內智能物流體系和設備的應用還處于起步階段，也并未引起醫院重視，具體的操作和使用過程中還存在很多問題。智能物流是未來醫院內部物流的發展趨勢，在智能倉儲、智能運輸及大型起重搬運設備等多個環節都有重要應用，醫院需要加強對智能物流建設的重視程度，提高醫院物流管理水平，促進醫院物流精準、高效、健康的運轉。

參考文獻 

[1] 今毅，曾明平.醫療設備和物資供應鏈管理體系的建設 [J].中國醫療設備，2016，3（12）：151-153. 

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與在機動車內胎（氣密層）中的應用

項目領域：新材料

項目優勢：我國是世界橡膠第一消耗國，同時又是世界第一廢橡膠產生國。2009年我國廢舊輪胎產生量2.33億條，重量約達860萬噸，其中廢丁基橡膠約為幾十萬噸。因此，有效得利用這些廢舊資源顯得尤為重要。再生膠在再生塑煉的過程中，機械外力切斷交聯鍵的同時也切斷了橡膠大分子鏈，降低了橡膠分子量造成分子間的作用力變弱，導致再生膠的綜合性能比原膠的綜合性能低。而聚合物/蒙脫土納米復合材料具有優異的力學性能、熱性能及阻隔性能等，如果應用蒙脫土插層改性技術可以實現蒙脫土片層在丁基等再生膠中的均勻分散，并能使片層與基體的結合良好，提高再生膠的綜合性能，則對廢膠尤其是丁基鹵化[氯化、溴化]丁基等特種合成橡膠的再生利用有著重要的意義。經不斷研究探索，該項目負責人及項目承擔單位已尋求出一種能夠提高丁基再生膠強度的方法，完成了丁基再生膠有機蒙脫土扦層納米復合材料的研制應用，該項目產品市場前景十分廣闊，其經濟、 社會、生態環境效益十分顯著。該項目從以下三大方面進行了創新點。

1.在國內首創采用密閉室捏煉機脫硫工藝生產丁基、氯化丁基再生膠，替代傳統的高溫動態脫硫罐等脫硫方法，該工藝方法具有脫硫時間短、生產效率高、安全、能耗低、投資省等特點，與國內主流高溫高壓動態脫硫法相比，解決了環境污染，能耗高，危險性大等缺點；

2.在國內首創利用有機改性蒙脫土增強丁基等再生膠，通過機械混煉插層法制備性能優良的丁基再生膠/蒙脫土納米復合材料，實現有機黏土即蒙脫土在丁基再生膠機體中的納米尺度分散，使丁基再生膠與層狀硅酸鹽蒙脫土形成有效插層的納米復合，成為一種新型的性能優良的丁基再生膠納米復合材料，其力學性能、氣密性、耐熱性、耐老化性能明顯提高。該項技術的成功與推廣應用將提升丁基等再生膠品質，擴大丁基等再生膠的應用領域、同時也是對我國橡膠納米技術研究的一次大膽嘗使與實踐；

3.在國內首創采用丁基再生膠/有機蒙脫土納米復合材料與丁基等原膠并用制作汽車、摩托車內胎(包括真空外胎氣密層) 等新產品，將普通丁基再生膠、氯化丁基再生膠分別與丁基橡膠，天然新膠并用，采用納米丁基復合材料制作機動車胎、氣密層以及防水材料、塑膠跑道鋪面材料、減振、阻尼、耐候等特殊需求的橡膠工業制品。它的成功與推廣應用將為我國輪胎行業（包括內胎與外胎）提供一種質優價廉的新品種，它將降低工廠生產成本，提高企業經濟效益。

經過本項目納米增強以后，丁基再生膠的拉伸強度要分別由原來的6.8Mpa，提升到10Mpa，增長百分比達到45%以上。氯化丁基再生膠也相應地提高40%以上，應用產品指標，混煉膠標準目標是丁基再生膠30%與丁基原膠70%的比例；相對比納米增強再生膠45-50%與丁基原膠55-50%比例，各項物機指標相當，在價位相同的前提下應用產品的各項物機指標高出20%左右。本項目已在納米黏土增強丁基再生膠新方法和工藝以及黏米粘土增強氯化丁基再生膠的新方法和工藝形成兩個專利。

基于SOA-BPM組合架構的智能敏捷的第三方物流管理信息技術的研究

項目領域：電子信息

項目優勢：該科技成果為2008年湖南省科技計劃重點項目，其先進性、創新性表現為以下幾個方面。

1.成功研制了SOA-BPM組合架構的集成平臺，并在集成平臺上實現了與第三方物流管理信息系統的集成，以及構建了面向第三方物流的Web服務構件庫；

2.研究了GIS/GPS、RFID、路徑選擇與優化等智能運輸系統的技術集成，實現了業務流程和運輸過程的可視化；

3.開發了數據挖掘、商業智能中的數據清洗技術，提升了決策層的敏捷性。

該科技成果適合各種類型的物流企業，特別是綜合型物流企業，區域性物流公共信息平臺，行業物流的信息集成平臺，以及構建物流業與制造業協同、聯動的信息集成平臺及多種形式聯運的信息集成平臺等，已先后在湖南一力股份、京陽物流、金霞開發區、全洲醫藥等大型物流企業及園區的信息平臺中應用，產生了良好的經濟效益。

可控濕法氧化聚

沉法處理污水廠污泥新技術

項目領域：節能環保

項目優勢：該科技成果為2010年湖南省科技計劃重點項目，通過了省級科技成果鑒定，其先進性、創新性表現在以下幾個方面。

1.采用濕法氧化破膜技術，在（O3）氧化引導劑作用下，完成高能態電子在固氣界面、固液界面與鍵合軌道對稱性轉移，實現污泥中有機質膠束結構膜和菌胞膜的氧化破鍵，釋放吸包水、結構水及晶胞水，轉化為間隙水。經聚沉劑作用，使表面雙電層電位下降，處于等電狀態，加快污泥聚結增大，改變污泥結構性質，形成易脫水的改性污泥，污泥回收率>95%；

2.經氧化破膜工藝處理后的市政污泥，重金屬離子由污泥顆粒表面吸附轉變為核內活性位點的有機螯合，有效固化污泥中有毒重金屬離子。在聚沉過程中形成復包裹效應，以致在弱酸、堿性條件難于浸出重金屬毒性；

3.市政污泥安全處置過程中病原體、菌落數等有毒有害成分經氧化破膜工藝處理，達到衛生標準；

4.處理系統布置在城市污水處理廠內，處理設施不外排廢水和臭氣；含水率55%的污泥性能穩定，無臭氣產生，其嗅度＜1；

5.處理系統占地面積小、電耗低，現有城市污水處理廠的污泥處理系統的改造不必新征建設用地，同時電耗比傳統工藝省一半；

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基于工業機器人的智能化生產管理服務平臺主要內容包括3大塊:生產管理服務平臺、過程檢測服務平臺、過程控制服務平臺。生產管理服務平臺研究的共性技術包括分布式智能管理、均衡化混流生產技術和MES/ERP管理技術，利用檢測到工件的特征信息和優化后的工藝參數，對生產設備進行自適應調配。過程檢測服務平臺研究包括三維信息在線識別與位姿檢測技術、數字化物流跟蹤技術，通過對加工過程中的工件的特征、位置和姿態進行檢測和跟蹤，得到工件的信息參數。過程控制服務平臺研究包括加工參數優化技術，對生產管理服務平臺和過程檢測服務平臺的工件加工的過程進行參數優化控制。通過以上3個平臺的相互協同，直接應用到裝備制造業典型生產工藝如零部件搬運、工件上下料、噴涂、拋磨加工等過程，最終實現加工的自適應性和智能化。同時通過對技術的模塊化包裝，通過組態的形式實現技術外包，應用到其他行業如食品分揀、包裝物流、焊接等領域。

1.1生產管理服務平臺

在分布式智能管理技術、均衡化混流生產技術和MES/ERP管理等相關技術的基礎上，形成更廣泛的行業應用的生產管理相關技術的研究服務平臺，能夠將相關技術快速應用于其他行業的類似應用。

(1)分布式智能管理技術

智能化生產線一般選用分布式控制方案，分布模式不像集中式那樣對主數控裝置有著很強的依賴性，其結構模塊相對比較獨立，具有分段實時性，而且系統各模塊之間界面分明，可并行開發，方面維護。如圖2所示為機器人柔性生產線控制方案，這種控制結構可分為3層:控制管理層、單元控制層和設備控制層。控制管理層即柔性生產線的主數控裝置，按照作業計劃，分解作業計劃和工藝規劃，生成命令，下載到單元機，并接受單元機的反饋信息，協調整個系統的運行。單元管理層對一個根據工藝要求組建的生產單元進行控制，每個單元可能包括機床、機器人等設備。單元數控裝置常采用PLC設備，PLC通訊通常采用實時性、穩定性較好的總線方式。設備控制層對單個設備的控制，包括機床數控裝置CNC、機器人數控裝置、輸送帶位置數控裝置、傳感器(圖象識別器、代碼識別器)等。

(2)均衡化混流生產關鍵技術

一般制造業企業都存在庫存量和在制品儲備量高，企業庫存積壓嚴重、生產效率低下等問題［3］，均衡化混流生產要求將工藝流程、生產作業方法基本相同的若干個產品品種，在一條流水線上科學地均衡地編排投產順序，實行有節奏、按比例地混合連續流水生產，并以品種、產量、工時、設備負荷全面均衡為前提的生產模式。基于工業機器人技術應用和均衡化混流生產的理念相結合，既可滿足市場大批量的需要，又能同時生產多種產品，滿足不同客戶的要求。但如何布置生產設備，快速調換工、模、夾具，組織多品種均衡化混流生產，依然是企業安排生產的難點。

(3)MES/ERP管理

隨著信息技術的不斷發展，企業制造信息化的進程不斷深入，車間制造執行系統(MES)作為一種先進的計算機輔助管理思想和工具，逐步成為提高車間管理水平和競爭實力的重要手段［4］。MES系統是在MRP所產生的加工制造訂單的基礎上，按照交貨期的前后和生產優先級原則，以及車間的生產資源情況(如設備、人員、物料的可用性及加工能力的大小等)，將零部件的生產計劃以訂單形式的下達給車間，在車間內部，根據零部件的工藝路線等信息制定車間的日計劃、組織日常的生產。同時，在訂單的生產過程中，實時地采集車間生產的動態信息，了解生產進度，發現問題及時解決。

1.2過程控制服務平臺

過程控制服務平臺主要對生產管理服務平臺和過程檢測服務平臺的工件加工的加工過程進行參數優化控制。加工參數優化技術主要解決數控加工中切削參數的選擇對加工效率、加工質量和生產成本的影響問題。應主要從建立合適的加工數學模型、制定變量約束規則、構思參數優化方法、設計合適的試驗方法，建立優化的工藝參數庫等幾方面考慮。

1.3過程檢測服務平臺

生產過程的質量控制少不了過程檢測，通過對三維信息在線識別與位姿檢測技術、數字化物流跟蹤技術的研究，通過對加工過程中的工件的特征、位置和姿態進行檢測和跟蹤，得到工件的信息參數。

(1)基于三維信息的在線工件識別與位姿檢測

對在線工件的三維信息檢測及匹配技術進行研究，實現三維形貌的檢測，并通過標準工件和實際檢測數據的三維匹配，實現對工件的識別并獲取其位置和姿態信息。應從工件三維信息檢測系統研究、工件信息的三維匹配技術研究、工件的軌跡規劃等幾方面考慮。

(2)數字化物流跟蹤技術

基于信號自動識別目標對象，并能獲取相關數據，且無須人工干預，可工作于各種惡劣環境的識別技術［5］，是數字化物流的基礎。應剖析當前物流跟蹤管理的主要識別技術的特點和優缺點，研究和分析制造業物流管理框架體系，對基于無線射頻識別RFID技術與傳統的標簽設別技術的對比和分析，找出適合企業物流管理的數字化物流跟蹤應用體系。

2結束語

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Abstract: This article described the background of GIS and its application at present and analyzed the basic components of the system and the function in the logistics system, pointed out that the importance of the GIS system onmodern logistics as well as the development of the system scenarios.

關鍵詞：GIS；現代物流

Key words: GIS；modern logistic

中圖分類號：F252文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）04-0022-02

0引言

簡單來說，物流是指將物體從供應地（生產地）到需求地（目的地）的一個實體轉移的過程。從定義上我們可以看出物流是伴隨人們的活動而產生的。而在今天人們又提出了現代物流的概念。現代物流（Modern logistics）是相對于傳統物流而言的。它是在傳統物流的基礎上，引入高科技手段，即運用計算機進行信息聯網，并對物流信息進行科學管理，從而使物流速度加快，準確率提高，庫存減少，成本降低，以此延伸和放大傳統物流的功能。在中國許多專家學者認為： “現代物流是根據客戶的需要，以最經濟的費用，將物資從供給地向需求地轉移的過程。它主要包括運輸、儲存、加工、包裝、裝卸、配送和信息等活動。”

隨著中國進入WTO，我國物流業迅速發展。然而對于人們所要求的現代物流而言我國的物流行業也暴露出越來越多的問題，其中最主要的就是物流信息系統的發展卻相對滯后。目前，比較流行的物流管理信息系統主要有兩種，一種是基于C/S架構的硬盤安裝版，主要的開發語言有vB、VC等；另一種是基于B/S架構的網絡版 ，主要的開發語言有Java、C++等。但這兩種不同架構都有自己的缺點：對于基于C/S架構的硬盤安裝版而言，在分布式網絡數據庫技術應用越來越廣泛的今天，這種架構的缺點主要體現在系統數據庫更新過程中不容易做到同步，這也就限制了它難以在一些大型的物流管理系統中取得應用；而基于B／S架構的網絡版它也存在著一些固有的缺陷，能夠實現的功能目前來說還比較有限，同時對網絡條件的依賴度也非常高。針對上述物流系統的發展缺陷，人們又引入GIS（Geogmphical Information System，地理信息系統）技術加以解決。

1GIS定義及發展現狀

GIS是利用計算機存貯、處理地理信息的一種技術與工具，是一種在計算機軟 、硬機支持下，把各種資源信息和環境參數按空問分布或地理坐標，以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯、輸出，并且能夠收集、管理、查詢、分析、操作以及表現與地理相關的數據信息的計算機信息系統，能夠為分析和處理大量地理數據提供重要的支持平臺。它廣泛地應用于地質學、資源管理、土地規劃、環境監測、防災減災、電力行業、交通管理、城市規劃、科研、教育和國防等領域，在我國國民經濟建設中發揮著越來越重要的作用。在我國已經成為一門新的學科，新的技術，新興的信息產業。

在我國GIS的發展應該追溯到30年前。以陳述彭院士為代表的老一輩科學家，敏銳地覺察到GIS的發展潛力與應用意義，將GIS技術引入國內，一個研究GIS理論與技術的熱潮隨之在中國的科研院所和高等學校中興起，并首先在資源和環境領域嘗試開展GIS的技術應用。這個熱潮確立了我國GIS的研究領域，培養了一批熟悉和精通GIS的學術骨干，形成了我國GIS的核心技術隊伍，奠定了我國GIS發展的基礎。90年代初，徐冠華院士強調指出“發展中國的GIS的發展必須走產業化的道路”，科技部從“九五”開始將GIS軟件產品研發與示范應用列入國家科技計劃，開展年度國產GIS軟件測評，大力推動GIS技術進步和產業化的進程，形成了我國GIS發展的又一次。1994年4月，我國專門成立了“中國GIS協會”,此后又成立了“中國GIS技術應用協會”，加強了國內各種GIS學術交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版權的GIS軟件。GIS是以應用為龍頭，市場為導向，軟件為核心的產業。是應用促進了GIS的發展，也是應用校正了GIS蓬勃發展的方向和促進GIS軟件市場的形成。

2GIS在物流系統的基本組成模塊和作用

2.1 GIS在物流系統的基本組成模塊

2.1.1 GPS接收機GPS衛星發送的導航定位信號，是一種可供無數用戶共享的信息資源。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收設備，即CPS信號接收機，就可以在任何時候用GPS信號進行導航定位測量。根據使用目的的不同，用戶要求的GPS信號接收機也各有差異。

2.1.2 倉儲控制中心倉儲控制中，合是基于GIS平臺的可視化倉庫管理中心。一方面可以對現有庫存進行可視化管理，另一方面可以將分揀信息顯示在安裝于倉庫貨架以及叉車的顯示屏上，便于貨物的分裝、分揀。

2.1.3 在途監控中心在途監控中心是一個基于電子地圖的GPS，GSM監控系統。其功能是將目標定位信息動態顯示在電子地圖上;進行空間信息和屬性信息檢索；進行地圖開窗縮放等基本操作;查詢并回放目標運行軌跡；分析判斷配送實施情況，對突發事件以及無法完成的配送任務進行在途的重新調度。

2.1.4 配送控制中心配送控制中心是一個基于GIS的空間分析系統。根據國外的物流配送發展來看，實施有計劃的配送是物流配送現代化的必然方向。其主要功能包括：物流的網絡流計算、配送任務分解、貨物配送的最短路徑分析以及車輛路線的確定等。

2.2 GIS在物流系統的作用當前，隨著信息技術的發展以及應用領域的不斷擴大，地理信息系統技術得到了飛速的發展，并在物流運輸方面得到了越來越廣泛的應用，優越的物流配送很大程度上依賴于地理信息系統的發展和完善。GIS技術的發展、成熟，使得物流配送可以依靠地理信息的處理和通訊能力以及定位來對整個配送過程進行空間網絡分析與配送跟蹤。地理信息系統對物流配送的作用主要表現在以下幾個方面：

2.2.1 制造中心的選址世界經濟的全球化及資本的轉移加速化，物流配送呈現跨地跨國的運輸形式。因而利用GIS的空間查詢、分析及疊加的功能將資本配置到最優的地理空間位置，從而發揮更大的作用。

2.2.2 配送中心及配送點的分布配送中心根據客戶要求進貨，在配送中心進行加工處理，然后經其它配送點或直接送給客戶。配送的基本流程是：進貨存儲分揀配貨、配裝發送。因而利用GIS的空間網絡分析和決策功能，對節點（制造點、配送中心、配送點和服務對象）及網絡連線（配送路線）所形成的空間網絡進行分析和處理，使得配送中心布局和配送點的分布趨于合理，大大加快物流的速度。

2.2.3 最佳路徑的選擇在信息時代，配送路徑的選擇在最佳配送方案的選擇上占據著重要的位置。利用GIS的空間決策可以解決時間因素，甚至運輸成本、關稅以及路橋費的的空間距離。

2.2.4 物流配送的可視化表達及動態監測。依靠GIS的圖形表達功能，可以將傳統物流系統中的表格和圖表轉化成空間網絡圖，借助空間網絡圖，可以實時監測物流的動態配送。

上述地理信息系統對物流配送的作用中，可以了解GIS在物流領域是作為一個分析的基礎，它能把數據以地圖的方式表現出來，把空間要素和相應的屬性信息結合起來，合理調配和使用各種資源，在最短的時間內獲得最大的經濟效益。

GIS應用于物流分析，而完整的物流分析軟件集成了車輛路線模型、最短路徑模型、網絡物流模型、分配集合物流模型和設施定位模型。①車輛路線模型。主要用于解決如何在保證質量的同時，降低從一個起點到多個終點的貨物運輸物流作業費用。②網絡物流模型。主要用于尋求高效率的配送路徑及配送中心網點分布與布局的問題。③分配集合物流模型。根據要素間的相似點，將同一層上的要素分為幾個組，用來解決服務范圍和銷售市場范圍等問題。也就是合理分布，使得每個要素要解決的問題均衡。④設施定位模型。物流系統中，對于節點和網絡連線所組成的空間網絡中，每個設施就是網絡中的節點，而節點又決定了運輸的路線（網絡連線），所以設施定位模型的運用就能在提高經濟效益的基礎上解決節點與網絡連線的物流關系。

3基于GIS的物流配送系統

基于GIS的物流配送系統有下列特征:①配送系統信息化。物流系統信息化表現為物流配送信息的商品化、物流配送信息傳遞的標準化和實時化、數據倉庫、數據挖掘技術在物流配送信息處理中的應用。②產業化。將物流配送業務交給專業化的第三方物流公司來做。專業化的第三方物流企業有專業化的物流管理人員和技術人員，充分利用專業化的物流設備、設施，發揮專業化物流運作的管理經驗，以求得整體最優的效果。③智能化。物流配送作業過程包括大量的運籌與決策，如運輸路徑的選擇、物流配送中心經營管理的決策支持等間題都需要借助智能化系統解決。④個性化。物流配送企業必須與其上下游客戶進行良好的合作，及時交換信息，改進配送流程，增加配送系統的柔性。它所要實現的目標就是將產品通過配送網絡快速、便捷、準備地送到消費者手中，如圖1所示。

由圖分析可以知道，數據庫中的數據包括兩方面：一是地理數據，是與整個配送系統有關的設施點、服務區、運輸線路等。二是物流數據，包括所有的公共信息、顧客及供應商、企業報告、網上訂單等。這些數據經過空間分析和決策后，就要實施網絡配送規劃，規劃的好壞直接影響到配送效率的高低，而GIS擁有強大的空間分析和網絡分析能力，因而得到廣泛的應用。根據網上的訂單信息可實施物流配送路線的確定，同時利用GIS的快速空間查詢和搜索選合更加合理的最佳方案，然后實施物流配送的動態監測及其評價，將結果輸入評價模型，得出最終結果，以便整個配送過程最終實現一體化。

4GIS的發展趨勢

雖然 GIS以及 GPS技術有著突出的優勢，在國外一些大型的物流信息系統中已經取得了應用，也產生了巨大的經濟效益，但是成本高昂，這也是其沒有能夠迅速在我國物流管理信息系統中取得廣泛應用的主要原因。近年來這種情況已經有了很大改觀，GPS產品線也逐漸豐富起來GPS接收機、PDA等車載、手持設備價格也已經降到大眾可以接受的程度。但作為這種技術應用的基礎――GIS基礎空間地理數據，無論從覆蓋面、詳細程度、市場價格等各個方面來說，都還不能很好得滿足需求，尤其由于各個部門、機構之間缺乏數據共享機制，造成了大量重復建設成本更是居高不下，對于我國剛剛起步的物流行業來說這樣的投入實在是費力不討好，這些都嚴重的制約了物流信息系統技術的發展。

不過，隨著電子商務的迅速發展和經濟全球化的趨勢，網絡技術的發展，數字地球技術的應用，空間數據基礎設施的建設，數字化浪潮的來臨，現代化的物流系統將邁進一個全新的境界。當然，對于我們物流運輸來說，其配送質量的衡量標準主要就是：配送速度、運做成本、信息處理和服務內容，引進的GIS技術，能使現代物流配送管理跨入智能化的階段，同時也使現代物流配送方式實現信息化、自動化、社會化、簡單化。利用GIS能高效地處理地理空間和屬性數據地優勢建立起來地基于GIS地物流配送系統，雖然處于初始階段，但無疑是有益的嘗試，也必然是以后的發展趨勢。隨著國家三大庫建設計劃的逐步實施，GIS、GPS技術的逐步成熟，以及物流行業的快速發展壯大，上述問題有望在不久的將來得以解決。

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關鍵詞：物聯網；EPC；ZigBee技術；實時數據庫；GPS

中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 16-0000-02

The Real-Time Logistics Products Information Tracking in Internet of Things Based On ZigBee Technology

Xiao Lei,Zhao Yejun

(Beijing Institute of Fashion Technology Computer Center,Beijing100029,China)

Abstract:Internet of things in real-time tracking of the lack of logistics information,platform based on Internet of things,the use of ZigBee technology and the Internet telecommunications network layout integration with Socket and the host running the database client and database updated in real time passed,and then compare the GPS positioning system,excellent disadvantages to redesign products to achieve customer and vendor of real-time logistics information,tracking and logistics can be found anywhere road transport operators a software system,so that it can take advantage of things to increase the transparency of information,manufacturers and customers to improve information management,the use of level.

Keywords:Internet of Things;EPC;ZigBee technology;Real-time database;GPS

物聯網是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯網的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統（GPS）、激光掃描器等信息傳感設備組成的電信網，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

組建服裝物聯網系統，可以實現各種服裝產品的信息通過網絡得到透明化，建立信息暢達的供應服務鏈，在全球經濟形式低迷且好多產品供大于求，庫存情況較多消費情況卻不好情況下，物聯網的出現以更加“智慧”的方式解決問題，通過信息化平臺對原料的生產企業、運輸企業、成品制造企業、配送企業、倉庫和貨物上架消費進行統一管理，解決異地、離散、異構信息資源的整合問題，實現行業供應鏈物流信息資源的有效整合。服裝生產廠家根據市場銷售情況及時調整生產營銷和運輸策略，以及客戶根據市場銷售情況及時補貨，有效的把握方向，加速世界經濟發展，擺脫經濟疲軟、增加市場抗風險能力。

一、傳統物聯網形成的大環境

傳統意義的物聯網是由信息采集部分：射頻識別系統讀入EPC標簽然；互聯網部分：解讀EPC成字符串以便網絡傳輸及數據庫接收；客戶端應用部分：客戶據EPC查詢，ONS\PML服務器會反饋主機頁面的IP地址（地域解析）及物理標記信息，再鏈接數據庫使其信息反饋到查詢頁面上。

傳統物聯網的缺點：產品只有在出庫入庫時，進行信息采集才能得到相應的產品信息，生產廠商不能及時了解產品市場銷售情況以及產品集散地的庫存情況，銷售商也不能知曉貨源情況、定貨產品運輸到何地以及途中路況如何，且透明度不高。

二、基于ZigBee技術的實時信息物聯網

完美的射頻識別設備在巨大物聯網絡系統中不可或缺，無線傳輸系統的應用領域，ZigBee設備是一類世界領先的射頻設備，ZigBee技術作為傳感器（感知層）與通信網絡網之間的橋梁。ZigBee技術是一種便宜的、低功耗的、高可靠性的的近距離無線組網技通訊技術，是一個由多個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺，類似于移動通信網的CDMA網。它的建立主要是為了方便各網點的數據采集與傳輸。每一個ZigBee網絡數據傳輸模塊類似于移動網站的一個基站，在整個網絡范圍內，每一個ZigBee網絡的節點（FFD）不僅本身可以作為監控對象，例如網絡中所連接的的傳感器可以直接進行數據采集和監控，還可以自動中轉別的網絡節點傳過來的數據資料。除此之外，每一個ZigBee網絡節點還可在自己的信號覆蓋范圍內和多個不承擔網絡信息中轉任務的孤立子節點（RFD）進行無線鏈接。多個基本ZigBee網絡就構成新的感知層，通過網關接入互聯網中，打造實時數據庫的采集平臺。

物聯網時代GPS衛星定位技術是必不可少的，但在實際運用中也有其缺陷：種種原因導致信號的非直線傳播，GPS系統進行計算時會有誤差。改變GPS系統模塊的功能：沿著道路及其他地方分布式地裝有大量ZigBee終端設備，安裝在汽車里的器件不但能告訴你，你當前所處位置及最優路徑的選擇。全球定位系統丈GPS也能提供類似服務，但是這種新的分布式系統能夠向你提供更精確更具體的信息、即使在GPS覆蓋不到的樓內或隧道內，你仍能繼續使用此系統，因為從網絡系統能夠得到比GPS多很多的信息。

借此提出將ZigBee和改進的GPS模塊融入到射頻識別技術RFID讀卡器中，形成一個多點識別、智能無線組網和實時定位的RFID識別系統及帶有實時反饋商業信息數據庫的物聯網平臺。

改進后的網絡結構圖如下：

運用這種系統模型不但確定每一件產品的位置，還能使物流過程最優化，客戶還能實時跟蹤產品直到產品銷售完畢的信息進入數據庫，生產廠家接收到他們想要的運營情況積極運籌商業經營。

三、結構模型搭建與應用

物聯網是由感知層、網絡層和應用層組成，本文基于ZigBee技術建立感知層，基于互聯網建立網絡層，利用ZigBee終端建立感知層與網絡層的鏈接，再由java語言、jsp與實時數據庫搭建查詢訪問平臺。

（一）感知層

這樣我們多段道路利用帶有ZigBee模塊的RFID讀卡器中，這樣我們方便組網不用設置網絡站點，增加開銷。這里我們假設感知層硬件設施已經具備，虛擬閱讀器讀入產品信息，得到數據。ZigBee協議中規定了三種網絡拓撲結構，星狀結構、網狀結構和簇樹形結構。這里我們利用樹形結構布置網絡節點。

（二）網絡層

智能組網實現，現在我們利用網絡層自動收發存儲信息，智能反饋，當貨物到達某一節點，RFID閱讀器記錄EPC標簽中的以下數據，數據以字符串的形式暫存節點，等待網關轉發，使用json（JavaScript Object Notation）封裝數據后進入網絡進行傳輸，實時數據庫通過接收數據流直接入庫，編寫java程序實現客戶―服務器的鏈接模型，以及反饋信息數據形式：

目的地 香港

EPC編碼（96位） 01 0000A89 00016F 000169DC0

時間（25位） 18：30

（三）應用層

實時信息的查詢利用，具體操作：通過把JAVA客戶與服務器信息通訊得采集到的數據，首先是把接收的數據實時寫入數據庫，客戶輸入EPC編碼入網查詢，查詢信息：地理位置、產品參數、庫存及運輸中所選道路狀況等等信息。

（四）應用實例

1.客戶追蹤查詢：服務器主機數據庫內，封裝數據或寫入數據，后臺存儲解析數據，數據可以通過url地址尋找轉呈展示在頁面上，利用IP訪問地址及這些數據。此處我們采用Servlet編程方法。

（1）首先用jsp寫訪問鏈接頁面。

（2）再servlet寫java連接數據庫、請求得到數據相關程序，servlet容器將http請求信息封裝成一個doget對象，而后處理相應結果。

（3）用web.xml配置信息，映射訪問的url地址，以便網頁跳轉查詢。

2.廠家及時獲取信息及補貨

假設某種商品熱賣，且貨物集散地（各站點）這種商品短缺，銷售點會記錄賣出的產品存儲在數據庫，數據庫也會實時統計剩余量，當記錄的銷售量小于廠家規定的N這個數量時，會自動觸發信息反饋到主機服務器里，提醒商家何時備產何時增產。

3.最優路徑選擇

做運輸工作的司機在從貨物集散地到目的地時，根據經驗就知道最短路徑，但是最優路徑的選擇不但節省時間，還可節約成本。

基于ZigBee技術的無線智能交通系統中，在道路的合適位置交叉放置大量RFD節點，這些節點的編號與其放置的地理位置相對應，并輸入監控主機數據庫其中RFD節點可提供該道路的基本情況，并能實時采集交通狀況（如事故、塞車等）。車輛中可配備FFD，根據需要可以向鄰近的節點接收和發送數據，也可作為其他節點間通信的路由設備。每個車載終端可以通過這種網絡查詢到開往目的地的途中各路段的交通情況，同時監控中心也可以監控車輛的行駛狀況與產新信息達到情況及入主機數據庫。

四、結論

本文基于物流網完成實體產品傳輸，而互聯網實現虛擬數據傳輸所具有的共同傳輸特點，為運輸的效率化打開新局面。試圖建立統一的基于ZigBee的物聯網運行模型，以此改變在分析、設計、運輸這兩種網絡時相互隔離，缺乏聯系所造成的困境.。由此建立的物聯網和互聯網的統一模型在物聯網運行和發展中的信息收集、數據分析、智能化應用很有發展前景。

參考文獻：

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[2]張紅.NET平臺上WEB服務的研究與實現[J].西南石油學院,2003

[3]馬慶容,張綱,俞軍.發展中國自己的RFID[J].產業標準與技術追蹤,2004

[4]M Weiser,The Computer for the 21st Century.Sci mer,Sept,1991

篇6

如今人們的生活方式和習慣發生了飛躍的變化，生活節奏的加快，生活質量的提高，使得人們對商品的個性化要求也在提高，為了滿足消費者的需求，設計師必須不斷地設計出各種各樣的煙包造型和結構，使其日趨美觀和方便實用。而包裝的造型設計是整個包裝設計的基礎，一個成功的卷煙造型設計有助于美化產品，吸引消費者的眼球，滿足消費者日益提升的品味追求與多元化的價值觀，實現產品的最終銷售。市場上經常可以看到的卷煙包裝，是那種符合卷煙最基本需要而設計的長方體的紙盒結構（GD包裝），分為硬盒和軟盒兩種。這種結構造型已經造成人們的審美疲勞，迫切希望有所改善。我們組成的煙包特種工藝研發團隊，在分析總結目前香煙盒優缺點的基礎上，最終設計出了軟型硬包的異型煙盒結構，并第一次創新性的提出了軟型硬包的概念。軟型硬包側開式異型香煙盒，具備以下的優點：

1．煙盒蓋的開啟端較長，可以將煙盒蓋開啟端的高度設計為大于香煙過濾嘴的高度，這樣在取煙的過程中，手指不會接觸過濾嘴，這樣在吸煙的過程中就不易受到細菌的感染。

2．香煙盒每個面的接觸部分平滑圓潤，在拿取香煙的過程中，不容易對香煙盒造成磨損，香煙盒的密閉防潮性較好。

3．在對香煙盒連接面進行粘貼的過程中，邊線較易對齊，不易裂開，美觀和密閉防潮性較好。

4．本實用新型的突出優點為在對香煙盒進行加工制造時，以最常見的香煙長度為8.5cm、容量為20支的煙盒為例，需要紙張的面積大約為21cm×10cm，遠遠小于普通的香煙盒所用的紙張，因此節約紙張、綠色環保。

5．香煙盒外觀上長邊無搭扣，香煙盒密閉防潮性較好、形狀美觀，手感好，上檔次。

6．軟型硬包煙盒相對傳統煙標包裝的優勢：相比較軟包的優勢：防漏氣、防灰塵，取煙方便、遞煙衛生；相比較硬包的優勢：省掉舌口紙（面積約為30.4cm2），降低空隙率（在后來基礎上降低12%），綜合節省用紙19.5%；取煙更方便，遞煙更衛生。初步估算，每年為中國煙草煙包材料綜合節省的成本價值將是一個巨大的數字。

二、裝潢設計與印刷創意

在包裝印刷行業，煙包印刷是技術含量最高、新技術推廣應用最快的領域之一。在工藝方面，為應對日益激烈的同質化競爭，煙包印刷企業更加青睞于將多種工藝綜合應用到煙包生產中，同時兼顧對成本的考量，不斷改進和優化煙包加工工藝，以期達到煙包附加值和企業利潤雙豐收的目的。目前有些煙包設計人員往往對包裝的材料性能、印刷工藝、機器精度不甚了解，常常導致設計出來的卷煙包裝不適合上機印刷和后加工工藝要求，或者印出來的產品遠遠與產品本身的價值相脫離。所以在印前設計中，一定要注意和印刷環節以及印后環節多多溝通，注重印前、印刷、印后的工藝整合。還必須注意在印刷新工藝新技術方面不斷培養和提高超前意識。目前在煙包印刷領域已經應用或正在推廣及潛在的新技術設想主要包括如下幾個方面。

1．UV局部印刷、滿版印刷，UV折光、冰花、上光、UV磨砂、UV凸字

油墨等具有特殊效果的新型油墨應用以及水性油墨應用是包裝印刷業油墨發展趨勢，符合煙包印刷環保綠色的要求。

2．冷燙印技術，比普通燙印更具豪華感、質感、藝術感、光彩奪目，極顯雍容華貴。

所用原材料的圖案及顏色等更加豐富，利用絲網印刷墨層厚實的特點，先印刷一層冷燙漿，再進行冷燙材料的轉移，目前主要是解決附著力的問題。3．夜光印刷。采用長余輝稀土發光材料，在白天吸收太陽光10-30min，就會自動發光10h以上，在夜晚仍可發光。如在煙包上可以利用絲網印刷技術印刷夜光之月，白天是普通的煙包，晚上變幻為一輪圓月，產生“煙包生明月，天涯共此時”的藝術境界，還可以實現夜間很容易找到煙盒、使用方便的作用。而將夜光油墨運用于煙包的貓眼之上，則更真實地再現了包裝設計仿生學。

4．絲網版畫藝術的應用，目的是講求實現煙包的藝術性、收藏價值。

絲網版畫是與木版、石版、銅版具有同等地位的四大版種之一，以相比其他版種更為開放的姿態廣泛吸納國內外的藝術養份，并自由地借鑒各種藝術表現形式，因此發展速度蔚為可觀，而其不斷升高的藝術價值必然帶來藝術煙包的良性發展與收藏熱潮。

5．使用溫變、光變、水變油墨等印刷活畫藝術煙包。

這種煙包畫面顏色隨著溫度、濕度、光線等的變化而變幻莫測，如花隨季變、夜觀神仙、時隱時現，堪稱集藝術收藏、欣賞把玩于一體的藝術煙包珍品。6．其他，如金屬感擬真化工藝處理、珍珠感擬真化處理、絨面感擬真化效果處理、玻璃感擬真化效果處理等。

三、智能包裝

智能包裝既是創意包裝，又是功能性包裝，可有效實現產品的防偽、追溯，利于煙草行業信息管理，也利于卷煙產品的內在質量管理等。智能包裝開創了網購商品、網絡業務物流的智能新模式，開發了包裝印刷行業新的效益增長點，開創了包裝印刷行業新的營銷模式。智能型包裝在保護消費者權益與人身安全、保護市場正常秩序、方便商務電子化、開發新穎的產品消費形式方面將起到其重要的作用，具有極廣闊的發展前景。通過運用RFID智能包裝、物聯網技術,將會有助于建立起基于現代信息技術以及煙草供應鏈管理技術基礎之上的煙草現代物流配送系統,實現物聯網技術全面覆蓋,打通行業生產經營各個環節,基本實現“全面感知、全面覆蓋、全程控制、全面提升”的中國煙草物聯網的總體建設目標,從而實現煙草物流營銷的現代化建設,進一步提高我國煙草行業的經濟效益,從而有助于全面提升中國煙草行業的總體的競爭力。而目前我國智能包裝與RFID標簽技術的應用還不夠廣泛，智能包裝在國內煙包領域的研發和應用尚未完全普及。北京市煙草專賣局副總工程師金澗說：要通過物聯網準確掌握市場的信息，智能包裝就必須精確到卷煙小盒，這是卷煙銷售的最小單元，要精確到盒就意味著要為每盒香煙植入RFID標簽，但目前還存有以下技術瓶頸，如RFID芯片植入煙包后，局部厚度會發生增厚，部分軟盒煙包的厚度植入標簽后會產生較大變形，影響包裝效率；再如在煙草行業，煙盒里包裝都采用錫箔紙來防潮，而金屬會對RFID標簽發射的信號產生屏蔽，所以如果包裝不變，煙草行業的智能包裝物聯網應用將受到阻礙，精確到盒的智能包裝應用就無從談起，只能停留在物流階段。目前智能包裝的實現方式一種為粘貼智能標簽，一種為嵌入式智能標簽。為了解決上述問題，就要對煙包從材料、結構、印刷工藝等方面進行研究與創新，比如立項研發錫箔紙的替代產品，立項研發采用絲網印刷方式及導電油墨直接印刷、噴墨印刷或直接打印RFID電子標簽在包裝上等高新技術。以上問題的存在同時也說明了煙包的智能化創意設計尚存在巨大的市場空間，有待于設計與印刷專業技術人員進一步發現、挖掘。

四、結語

篇7

一、引言

近些年無論是自然災害還是各種事故災害,公共災害等各類突發事件爆發頻繁,而且規模都很大。突發性重大自然災害和公共衛生事件造成巨大的人員傷亡和財產損失,必然需要大量的應急物資,以解決傷者救助、衛生防疫、恢復生產等,否則受災面積、人員、損失將會擴大。因此選擇距離最短、費用最少和時間最快的配送路徑顯得格外重要。目前國內關于物流調度方面作了一些研究,但是關于應急物流配送車輛調度問題研究還很少。鑒于物流調度的研究方法,其中有傳統的方法,比如,數學規劃,分支定界法等。不過這些方法只能基于某些簡化的假設因而不能適應實際的需要.智能調度方法,如專家系統、神經網絡和遺傳算法在使用中盡管有優點,但也有明顯的缺點。根據以上問題,本文將結合應急物流的配送車輛優化調度問題,根據應急物流配送的突出特點,對應急物流配送車輛調度路線優化進行探討,建立了應急物流配送車輛調度模型,用蟻群算法對車輛的配送路徑進行優化。

二、問題描述

物流配送路徑優化是指對一系列裝貨點(或卸貨點),組織適當的行車線路,使車輛有序地通過它們,在滿足一定的約束條件(如貨物需求量、發送量、交發貨時間、車輛容量限制、行駛里程限制、時間限制等)下,達到一定的目標,使總代價最小(如路程最短、費用最少、時間盡量少、使用車輛盡量少等),并且同時滿足以下條件及假設:各個需求點的位置和需求量為已知,尋找一個優秀的配送方案,使得總代價最小。

1.約束條件

(1)所有節點之間都有路線相通。(2)各救災點與各受災地點、各受災地點之間的運輸距離作為已知量。(3)每個受災地點對救災物資的需求是必須在規定時間送到。(4)所有的受災地點的需求,在物資數量方面和運輸時間方面都能夠得到滿足。(5)單個需求節點的需求量小于單車車容量。(6)為簡化問題描述,假設車輛所在車場到物資儲備中心的距離忽略不計。

2.數學模型

在上述條件下指派運輸車輛以期達到總的運輸距離最短,從而降低應急物流的運輸成本。應急物流配送車輛調度模型如下。

目標函數:

(1)

Min k(2)

約束條件:

i=0,1,2,…,n(3)

RTi≤LTii=0,1,2,…,n (4)

i=0,1,2,…,n (5)

i,j=0,1,2,…,n (6)

i,j=0,1,2,…,n (7)

X=(xik)∈D (8)

k≤n(9)

公式中符號說明:

(1)dij表示為從節點i到節點j的運輸距離,當i,j=0時表示該節點為救災點,否則為受災點。

(2)。

(3)k表示車輛數量;q表示單車車容量lgi(i≠0)表示第i個受災節點對于救災物資的需求量;。

(4)RTi表示車輛到達i點的時刻;LTi表示最遲允許車輛到達時刻。

三、蟻群算法原理

蟻群算法是意大利學者M?Dorigo等提出的一種仿生尋優算法,它通過模擬自然界蟻群從巢穴到食物源的最短路徑的覓食過程來求解一些NP難題。蟻群算法是一種通用型隨機優化算法,對問題的求解沒有苛刻的限制使用條件,可以在非常困難的條件下搜索到組合問題的最優解或較優解,在很多經典的組合優化領域上都有較好的應用,如旅行商問題(TSP)和非對稱旅行商問題(ATSP)、作業車間調度問題(JSP)。蟻群算法是通過信息素的積累和更新來尋求最優解。螞蟻有能力在沒有任何提示下找到從巢穴到食物源的最短路徑,并且能隨環境的變化而變化,適應性地搜索新的路徑,產生新的選擇。其根本原因是螞蟻在尋找食物源時,在其走過的路上釋放一種特殊的分泌物――信息素,后來的螞蟻選擇該路徑的概率與當時這條路徑上該物質的強度成正比。當它們碰到一個沒有走過的路口時,就隨機地挑選一條路徑前行,與此同時釋放出與路徑長度有關的信息素。路徑越長,釋放的信息素濃度越低。當后來的螞蟻再次碰到這個路口時,選擇信息素較高路徑的概率就會相對較大。而當一定路徑上通過螞蟻越來越多時,其留下的信息素軌跡也越來越多,后來的螞蟻選擇該路徑的概率也越高,從而更增加了該路徑的信息素強度。而強度大的信息素會吸引更多的螞蟻,從而形成一種正反饋機制。螞蟻的路徑搜索原理如圖所示,有兩條支路ACB和ADB,支路ACB中節點A和B各有兩只螞蟻,其中螞蟻1、2由A向B行進,而3、4則由B向A行進。假設螞蟻速度相同,當螞蟻2和螞蟻4經過支路ADB分別到達節點B和A,而螞蟻1和3還在支路ACB的途中。顯然,支路ADB留下的信息素的痕跡濃度要高于支路ACB上的信息素濃度,所以當再有螞蟻到達點A和B時,它們選擇支路ADB的概率就會更大,從而增加支路ADB上的信息素痕跡的濃度,形成正反饋,這樣螞蟻可以容易找到一條到食物源的最短路徑。

四、蟻群算法優化求解

在研究調度問題中,爬山法、遺傳算法等取得了一定的成果,但是由文獻比較結果顯示蟻群算法的計算結果明顯優于其他方法。因此本文采用了蟻群算法解決應急物流配送車輛調度問題。

在優化求解過程中,我們做如下定義:

(1)m:蟻群中螞蟻的數量。

(2)ηij路徑ij的能見度。

(3)Γij t時刻在路徑ij上的信息量。

(4)ΔΓijk螞蟻k在本次循環中留在路徑ij上的信息量。

(5)Pjik螞蟻k在t時刻由位置i轉移到位置j的概率。

(6)α:轉跡的相對重要性,α≥0。

(7)β:能見度的相對重要性,β≥0。

(8)ρ:信息數的持久性,0≤ρ≤1,1-ρ表示信息素的衰減度。

(9)假設Γij(0)=C,C為一常量。

(10)螞蟻k在運動過程中,只允許移向未到達的受災點或者是救災物資儲備中心,并且根據當前所處位置的不同選擇不同路徑。

(11)當螞蟻位于救災點時:由于救災點假設均滿足車載重量約束,則在這些救災點中螞蟻k按照式(10)給出的轉移規則移向受災點s;否則隨機產生一個(0,1)間的隨機數r,若r

其中S表示為:,

S=arg max{[Γ(r,u)]α?[η(r,u)]β}uallowed(10)

Pijk(t)表示為:

(11)

allowedk=[0,1,…,n-1]-tabuk表示t時刻螞蟻k下一步允許選擇的點。在蟻群算法中,我們假設人工蟻群系統有記憶功能,用tabuk(k=1,2,…,m)記錄螞蟻k已走過的節點。當一個周期結束,進入t+1時刻,對各路徑上的信息進行調整,即:

(12)

(13)

螞蟻K在本次循環中經過路徑ij,否則為0(14)

其中Q是常數,表示螞蟻循環一周所釋放的總信息量。 表示k只螞蟻在本次循環中所走路徑的總長度,它體現了全局范圍內的最短路徑,能都提高系統搜索的收斂速度。參數Q、C、α、β、ρ可以用實驗方法確定其最優組合。停止條件可以用固定循環次數或者當進化趨勢不明顯時便停止計算。

五、總結

蟻群算法是通過信息素傳遞來選擇路徑,具有較好的全局尋優能力,收斂速度快和穩定性強的優點,與傳統算法相比能夠很好地解決連通圖結構的問題。因此,蟻群算法是解決物流配送路徑優化問題的一個有效算法。它可以縮短運輸距離與運輸時間,減少客運商服務成本,提高服務質量。

參考文獻:

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篇8

關鍵詞：公路運輸 物流 發展

長期以來，公路運輸企業作為我國公路物流的服務主體，為大量的商業企業、生產企業以及其他的物流服務需求者提供了最優質的服務。較之于其他的運輸方式，公路物流運輸系統具有以下無可比擬的優勢：首先，公路運輸方便靈活，運輸距離和周期相對較短，運輸規模適中；其次，公路運輸路網系統建設成本較低、運輸過程簡易，因而節省成本；然后，作為社會發展的一項重要的基礎設施，公路運輸方式的通達度和銜接度相對較高；再次，公路運輸的業務綜合性更強，它與裝卸、搬運、倉儲等行業關系密切，有利于協調和整合各種行業資源，促進和帶動其他行業的發展；最后，公路運輸方式的針對性強，往往可以實現送貨上門等個性化服務。

但是，隨著公路運輸環境的變遷，公路運輸方式開始逐步顯現出一些不足和局限性。這些新出現的問題與公路運輸方式固有的問題一起，逐漸成為制約公路運輸方式發展的重要因素。公路運輸自身固有的缺點包括：公路運輸具有較強的靈活性，因此在管理方面往往暴露出一些力不從心，比如相對于火車運輸方式中線路的優化調度功能，它就顯得捉襟見肘；公路運輸方式的交通事故率較高，相對于火車等運輸方式，安全性能較低；公路運輸方式在車輛管理、人員管理等方面控制不足，往往造成人力物力的巨大浪費；公路運輸造成巨大的環境負擔，無論是空氣污染還是噪聲污染，公路運輸都可以說是難辭其咎。

近年來，隨著我國社會的逐步發展和基礎設施建設的不斷完善，公路運輸企業也面領著新的機遇和挑戰。一方面，公路運輸路網不斷完善和合理，公路運輸的信息化水平不斷提高，公路運輸企業的集約化和規模化水平不斷提高，公路運輸的需求不斷提高；另一方面，油價不斷上漲，公路運輸的成本不斷增加；其他運輸方式對公路運輸的沖擊日益增強，行業之間的競爭激烈。基于以上正負兩方面的因素，公路運輸企業必須及時應對，不斷完善自身，趨利避害，爭取在未來激烈的市場競爭中占有一席之地。

筆者認為，未來我國公路運輸企業的發展，應該與公路運輸方式的變遷和發展緊密結合。2010年，郗恩崇教授在名為《新形勢下道路運輸企業的發展》的專題報告中指出，未來我國道路交通運輸堅持的主要方針即：全面服務于國民經濟和社會發展、服務于社會主義新農村、服務于人民群眾安全便捷出行；在此基礎上，他認為未來道路交通運輸的發展的任務主要包括：調整道路運輸結構、鼓勵和發展鄉村道路運輸、道路運輸企業實行集約化經營、優化道路運輸模式，實現其組織化、取消道路運輸的地方保護，完善調控辦法等。

那么，在新的形勢下，公路運輸企業的發展又應該從哪些方面入手呢？

首先，在公路運輸業務繼續快速增長的這一背景下，公路運輸企業必須不斷加大投資，完善管理經營制度，提升自身的服務理念。公路運輸業務的快速增長，主要有以下三個原因：其一，我國國民經濟的持續穩定快速增長，據研究，公路運輸的運輸增長量和周轉量的增長與GDP的高度相關。在今后相當長時期內，中國GDP的持續穩定增長將繼續推動公路車流量的增長。預計到2020年，我國公路運輸客運量和貨運量的規模將分別達到25000億人公司和15000億噸公里，其運輸空間增長巨大。其次，我國城鎮化水平的不斷提高和鄉村運輸業務的快速發展。城鎮化水平的不斷提高，勢必帶動城鎮居民出行的頻率和物流運輸的載量。另外，近年來，隨著社會主義新農村建設的進行，許多農村修建了公路，實現了“村村通”的目標，這也在一定程度上帶動了我國公路運輸業務的快速發展；其三，公路運輸干支線“網絡”的不斷優化和完善；近年來，隨著國家對于基礎設施建設投資的日益加大，我國國家高速公路網總體上已經基本了實現了“東網、中聯、西通”的建設目標。公路運輸網的逐步完善，是公路運輸高速發展的有力保障。

因此，隨著公路運輸業務需求的不斷提高，公路運輸企業必須不斷提高自身的物流服務水平和管理經營水平，以滿足客戶日益增長的物流運輸需求，從而更好地服務于大眾。

其次，公路運輸企業應該不斷提高自身的信息化水平，大力開發和發展智能型的現代運輸系統，以提高公路運輸的科技含量和運輸效率，也在一定程度上降低事故率。

所謂的智能運輸系統，即Intelligent Transportation System，簡稱為ITS，它是一種融數據通訊傳輸技術、信息技術、電子控制技術和計算機處理技術等技術為一體的綜合性地面運輸管理體系。這種運輸管理體系有利于全方位地協調和調度各種運輸資源，從而形成一種安全、準確、高效的運輸模式。

智能運輸系統是未來公路運輸發展的重要方向，也可以說是未來公路運輸企業的核心競爭力所在。因為在節能環保低碳的要求下，任何企業，只有運用最低的成本創造出最高的效益，才會使企業的利潤最大化。這就要求企業在科技含量和企業效率等方面有所突破。

再次，公路運輸企業應該朝著集約化、規模化方向發展。社會分工發展到一定程度，集約化和規模化邊成為其趨勢。

就目前情況而言，我國公路運輸企業普遍存在諸如運輸企業遍地開花，分布散亂、集約化程度低等問題，這些已經嚴重制約了我國公路運輸企業的發展。由于公路運輸自身固有的靈活機動的特性，運輸企業的準入門檻相對較低，因此公路運輸企業往往遍地開花，卻缺乏與之配套的相對完善的管理制度。

在此背景下，未來公路運輸企業整合各種資源、逐步形成集約化和規模化經營的趨勢已經是大勢所趨。因為只有這樣，才能提高公路運輸企業的整體競爭力，也使得公路運輸企業在激烈的市場競爭中能夠繼續發展壯大。

最后，圍繞著降低能耗、提高運輸效率、確保運輸安全這三大目標，未來我國公路運輸企業將朝著專業化的方向發展。

公路運輸車輛的功能逐漸單一化和專門化。近年來，隨著人民生活水平的日益提高和消費指數的逐步增長，保鮮、冷藏的公路運輸業務大力發展。但是，目前我國的公路運輸企業在這方面的運輸車輛還沒有形成專門的運輸功能，而主要是從其他運輸車輛臨時借調的。在可以預見的未來，保鮮、冷藏等運輸車輛的發展必將會朝著單一化和專門化的方向發展。

專門性運輸車輛的開發和投入使用。隨著公路運輸業務的不斷發展，中長距離的公路運輸的需求不斷增加，公路貨運的一個重要發展方向就是長途、重載、高速。一些大噸位的運油車、一些重型的專用運輸車等新型專用運輸車輛已經被研發被逐步投入使用。

未來公路運輸的專業化趨勢，是和公路運輸的三大目標緊密相連的。要降低能耗，必須加大車輛的科技投入，比如保鮮、冷藏技術的研究發展；而要提高運輸效率，則必須加強車輛的調度，加強運輸環節的管理，發展重載、高速運輸；確保安全，則必須在前二者的基礎之上實現以人為本，加強人員管理和資金投入。

除此之外，物流行業自身的發展和變化也將對公路運輸企業產生深遠的影響。所謂“窮則變，變則通，通則久”，在新的形勢下，公路運輸業只有抓住機遇，勇于面對挑戰，才可能在競爭激烈的運輸行業中生存下來。一方面，未來公路運輸企業必須及時跟進物流行業發展的腳步，在企業投資、經營管理、服務質量等方面進行變革和完善，不斷提高自身的服務水準和管理水準；另一方面，公路運輸企業也要依據自身特點，充分利用現有的政策資源和設備資源，在企業的科技研發方面加大投入，使企業朝著科技化、信息化、智能化的方向發展。

參考文獻：

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[關鍵詞] 技術創新 戰略模式 發展動向

一、物流技術創新概述

現在越來越多的企業重視物流技術創新的研究,物流技術創新使得物流企業在其行業中處于領先地位。物流技術創新涉及經營管理和工具、裝備、設施等領域,包括運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、配送、流通加工、信息等。物流技術創新,無論是對物資包裝、裝卸、運輸、配送、儲存、流通加工,還是對物流信息處理、物流計劃預測、物流評價,都發揮著十分重要的作用。它最終目的是要減輕人員在物流活動和物流管理中的工作負擔,提高物流效率,降低物流費用。要以深入研究物流業技術創新的內涵為基點,把握物流業技術創新的運行規律,研究物流業技術創新體系的構成、要素、機制,為提高物流業競爭力提供有效的工具。

二、物流技術創新的內涵

所謂物流技術創新是以物流產業內市場需求為動力,以物流企業集群為主導,以創新性物流技術供給為核心,通過物流產業內部及相關產業的生產要素優化組合并引入物流體系,推動物流產業不斷創新發展,從而使物流產業競爭力提升的有機系統。為了適應現代物流的要求,特別是像我國這樣的物流費用長期居高不下的情況,必須要求對傳統的運輸技術、倉儲技術、搬運技術、包裝技術、集裝單元化技術等基礎性物流技術和設備不斷進行改造創新,促使其不斷升級。同時,還要發展條形碼、電子數據交換、射頻技術、自動化物流系統、地理信息系統、衛星定位系統等現代化物流信息技術,增加物流業務的技術含量。而物流企業作為從事商品實體流通、提供物流服務的專門組織,在技術創新活動中,必須充分利用自身專業和組織優勢。

三、物流技術創新體系的構成

現代物流技術創新體系貫穿了整個物流領域的各種基本活動的專業技術和管理技術, 從技術思想來源或科學原理來看包括物流機械技術、物流信息技術、物流電子技術、物流自控技術、物流數學方法和計算機技術等; 從功能活動來看包括運輸技術、倉儲技術、裝卸技術、包裝技術、流通加工技術及物流信息技術等; 從技術形態來看包括物流活動所需要的設施、設備、工具等硬技術和信息網絡、物流規劃、物流系統等軟技術( 參見下表) 。

物流技術創新是多方面的,表中列舉的物流創新是已經在實踐中表現最突出的主要領域,其特點都體現了系統性、整合性、協同性,對物流發展起到了巨大推動作用。“2004中國物流創新大會”,推出了物流行業四大創新領域、十大物流創新模式。這四大創新領域包括:物流與資金流整合中的商機、時物流與物聯網、物流資產外包新理念以及中國物流技術創新。由此推出的“十大物流創新模式”有:庫存商品抵押融資運作模式, RFID/EPC與物聯網在物流業應用,“物資銀行運作”模式,“融通倉”運作模式及其系列關鍵技術創新,中國托盤共用系統商務運作模式,“物流地產”運作模式,“叉車租賃”運作模式, 物流單元化技術系統開發與應用,“實時物流”理念及其系列技術創新,現代通訊技術在物流業的創新應用。

1.物流產業組織創新

物流組織要解決的一個主要問題就是安排企業里負責物流活動的人員,以鼓勵他們更好地相互協調、相互合作。由于我國現代物流發展起步較晚,在企業組織創新中物流組織創新相對落后,多數企業仍然采取直線職能制甚至分散式的物流組織結構,保持著計劃經濟體制下的物流管理方式,物流成本高,反應靈敏度差,物流效益低下,嚴重削弱了企業市場競爭能力,物流組織創新勢在必行。針對我國企業現狀提出以下幾點建議:

(1) 樹立現代物流和組織創新的理念。從實物分配、后勤保障到強調客戶服務和供應鏈一體化,物流理念不斷升華,物流企業擯棄傳統物流組織的缺點,與現代物流創新組織相融合,將物流上升到企業管理的高度;要更新企業組織的觀念,從強調正式組織、非正式組織向注重二者的有機結合轉變,樹立從物流角度對組織創新的理念。

(2) 物流組織創新要與企業制度、技術、管理、市場等創新的相結合。企業制度如企業產權、人事和分配等制度直接影響物流組織的變革,這一方面在大型企業特別是鐵路貨運、郵政快遞等壟斷型物流企業中表現更為突出,是物流組織創新的主要制約因素。

(3) 正確處理好創新與穩定發展的關系。企業依據自身情況和所處的外部環境,物流組織的創新可以是增量式的較小變化,也可以是組織結構的徹底變革。物流活動的跨度大,組織的變更往往涉及到采購、生產、銷售等眾多環節,必須充分考慮創新的條件和對企業正常生產經營活動的影響,漸進式和徹底式的創新各有利弊,關鍵要看創新的成本大小。

2.物流電子技術創新

中國物流業的技術創新主要體現在RFID/EPC與物聯網技術、物流單元化系統技術、實時物流系統技術三大領域。

(1) RFID是一種自動識別技術,是集編碼、載體、識別與通信等多種技術于一體的綜合技術,主要應用目標是實現信息系統的自動化信息采集,保證被識別物品的信息化管理。在2004年1月,全球產品電子代碼管理中心授權中國物品編碼中心為國內代表機構,負責在中國推廣EPC與物聯網技術。北京建立了第一個EPC與物聯網概念演示中心,并提出“一個實驗平臺、一條產業鏈、幾個試點工程”的發展思路。2005年RFID與物聯網相關技術將在國內有關行業獲得重大推進。物聯網系統相關的核心技術RFID已經開始在物流系統逐步應用,EPC標準也開始推廣,物聯網應用已經在國內啟動。

(2) 物流單元化技術是提高物流運作效率額的起點,也是中國制造業企業提高物流管理水平的重要技術手段。物流單元化技術就是以標準化為前提,以單元化為基礎,將物料集裝成一標準重量、標準尺寸的單元化器具內,這一器具稱為單元化器具,在結構上便于物流設備進行裝卸、搬運和保管作業的特點,各類單元集裝單元器具不僅將零星物料集裝成一個單元,而且是物流設備進行機械化、自動化作業的必要條件,它貫穿于工廠物流分析和供應鏈物資流分析全過程。這是一個簡單的技術創新,但這也是一個系統的、標準化的技術創新,由于涉及物流作業整個系統,涉及各個行業及企業,因此又是一個十分復雜的系統技術創新。

(3) 實時物流(RTL)是指利用最新信息技術與現代物流技術手段來積極地消除物流業務流程中的管理與執行的延遲,從而提高企業整個物流系統反應速度與競爭力,提升物流企業服務水平的當代物流理念,它體現了企業的物流業務能力。要做到實時物流,必須借助于現代信息技術與物流技術的發展。實時物流最根本的要求就是利用一切技術手段,消除物流作業與管理中的所有不必要的延遲。這是實時物流的核心,圍繞這一核心,物流系統實時在線實時管理的協同下,要做到實時采購、實時配送、在線倉儲實時管理、實時制造、實時營銷、實時追蹤、實時反饋、實時響應等。

四、物流技術創新戰略

選擇合適的物流技術創新戰略決定著物流產業的健康發展,要發展好物流產業,就要站在戰略的角度根據具體發展情況選擇合適的技術創新戰略,有以下幾種技術創新戰略:

(1)自主創新戰略

所謂自主創新,是指企業主要依靠自身的技術力量進行研究開發,并在次基礎上,實現科技成果的商品化,最終獲得市場的認可。自主創新必須具有率先性,率先性達到技術一旦攻克就具有獨占性的優勢,就能使企業競爭優勢極大增強,從而保證企業獲得超額利潤。不過它要求物流企業必須具有雄厚的研究力量和技術成果與創新經驗的積累,要有領先的核心技術和雄厚的開發資金做后盾,特別是要能正確判斷科技發展趨勢和市場需求趨勢,否則將事倍功半甚至前功盡棄。由于自主創新投資大,而且沒有現成經驗可借鑒,所以要冒較高的風險。

(2) 模仿創新戰略

所謂模仿創新,是指在率先創新的示范影響和利益誘導下,企業通過合法手段(如通過購買專有技術或專利許可的方式)引進技術,并在新技術的基礎上進行改進的一種創新形式。模仿創新并不是原樣仿造,而是有所發展、有所改善。

對于我們國家來說,物流企業采取模仿創新是向自主創新過渡的必經階段,過早地強調以自主創新為主是不現實的。物流企業只有在模仿創新的過程中,逐步培育出一支善于創新的人才隊伍,不斷增強自己的研究開發能力,并在模仿創新中不斷增加自主創新的比重,最終才能過渡到以自主創新為主的階段。而且這種戰略能使物流企業

技術水平緊跟時代步伐,及時滿足多樣化、個性化的市場需求變化。

(3)合作創新戰略

所謂合作創新.是指以物流企業為主體,物流企業與其他行業關聯企業,物流企業之間,物流企業與研究實現資源互補,從而縮短創新期,降低創新風險,提高創新成功的可能性。合作創新的條件是合作各方共享成果,共同發展。借助合作創新,物流企業亦能把與自身有激烈競爭關系和利益沖突的企業聯合起來,使各方都從合作中獲得更大的利益。

五、物流技術創新的發展動向

未來技術應是企業在追求滿足消費者需求和資源配置效率雙重目標下進行的驅動創新和選擇。一些研究表明,物流技術與裝備的發展將有可能呈現以下趨勢:信息化、聚集化、高速化、重載化、節能化、智能化與人性化、環保化和低碳化。

(1)信息技術化

信息技術在物流技術中的地位無疑變得越來越重要。人們對信息的重視程度日益提高,要求物流與信息流實現在線或離線的高度集成,使信息技術逐漸成為物流技術的核心。物流裝備與信息技術緊密結合、實現高度自動化是未來發展的趨勢。現場總線、無線通訊、數據識別與處理、互聯網等高新技術與物流設備的有效結合,成為越來越多的物流系統的發展模式。人們將會廣泛采用無線互聯網技術、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)和射頻標識技術、條形碼技術等。電子商務和因特網是最重要的,群件(Groupware)指的是越來越多的用以增強人們之間交互作用的一整套信息技術,也是很重要的。

(2)集聚化

物流業發展至今"物流企業已經不滿足于單一的服務功能,不同分工的物流企業,物流企業為了縮短物流各環節之間的間隔時間,最大限度地發揮物流及時配送的作用,正試圖聚集在同一區域內尋求共同發展,期待通過減少運輸成本、擴大規模效益、實現企業利潤的最大化。目前,我國越來越多的城市發展物流園區,正是物流集聚化發展的一個表現。將眾多物流企業集中在一起,共享基礎設施和配套服務設施,發揮整體優勢和互補優勢, 實現物流業的專業化和規模化。

(3)運輸技術的高速化、重載化、節能化

運輸技術有可能會朝著高速化、重載化、節能化、更安全的方向演進,陸上運輸領域主要將會有以下一些技術得到重視:重載卡車、重載列車、集裝箱拖車、道路交通信息通訊系統(VICS)、無需停車的自動付費系統(ETC)、先進安全汽車(ASV)、互聯網ITS、探試信息系統等ITS技術、節能型汽車等。海上運輸領域主要將會開發高速船、新一代的內航船(超級生態船),建立有效利用IT的新一代的海上交通系統。航空運輸領域將會有超大型超高速飛機、新一代的航空保安系統等。

(4)裝卸搬運倉儲技術的智能化和人性化

裝卸搬運技術將會朝著更加節省人力、更加智能、更有效率的方向發展,例如自動引導小車(AGV)、激光導引自動車(LGV)和搬運機器人技術、更具人性化的叉車技術、更具標準化的托盤等。倉儲技術將會朝著更加節約土地、節約空間、更加高效率的方向發展。例如自動化立體倉庫、駛入式激光導引高密度儲存系統等。

(5)物流技術創新環保化和低碳化

環保化物流系統或綠色低碳化物流系統,其目標和宗旨是使物流系統中的托盤、包裝箱、貨架等資源消耗大的裝卸,運載工具在設計、制造、包裝、運輸、使用、維護,直至報廢處理和善后處理的整個產品生命周期中對環境的不利影響最小,而對資源的利用效率最大。物流系統向環保方向發展使人們在設計和制造物流設備時,不但要考慮技術先進性、經濟合理性、還要考慮環境友善性,如包裝箱材料采用可降解材料、托盤標準化提高可重用性、不斷完善供應鏈管理以降低托盤和包裝箱的使用等。

六、結論與展望

本文通過闡述物流業技術創新的內涵,研究物流業技術創新體系,從幾種不同的物流技術創新戰略的角度,探討了適合不同物流企業發展程度的戰略模式,通過以上的研究結果,結合我國的實情,給出了未來物流產業技術創新可能的發展方向。分析結果表明:技術創新對物流業的發展具有拉動作用,我國未來物流技術創新的發展將呈現高效化、聚集化和低碳化發展。

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基頻估算和頻譜成分提取

電網上不斷變化的負載與相對恒定的發電輸出之間存在一種動態的平衡關系，這導致在負載較高時，主電源頻率會略微降低，而在負載較低時，主電源頻率會略微提高。在電網高度發達并受到密切監控的國家，頻率偏移量相當小，但在電網控制不佳的地區，頻率偏移量可能大到足以影響電氣設備。為此，業界已進行大量研究工作，試圖找到通過優化各種參數，如精度、速度、噪聲和諧波抗擾度等，來實現跟蹤頻率的最有效方法。

就電源系統的安全性、穩定性和效率而言，電網的頻率是與電流和電壓同等重要的工作參數。可靠的頻率測量是有效的進行電源控制、負載減輕、負載恢復和系統保護的先決條件。檢測和估算頻率的方法有許多種。例如，過零方法通過測量兩個相繼過零點之間的時間間隔來檢測頻率，這種方法的優點是非常容易實現，缺點是精度較低，并且易受諧波、噪聲、直流成分等影響。基于DFT的算法可以利用采樣序列來估算頻率，但它對輸入信號中的諧波非常敏感。針對本文所述的DSP架構，我們考察了一種基于數字PLL的方法，發現它很有效，具有高抗擾度，同時還能提供精確的頻率估算。

圖1基于數字PLL結構的頻率估算

圖1所示為標準數字PLL結構及其三個主要模塊。相位誤差檢波器將輸出發送到環路濾波器，環路濾波器進一步控制一個數字振蕩器，目的是最大程度地降低相位誤差。因此，最終可以獲得輸入信號基頻的估算值。控制環路經過優化，在45～66Hz的標準電網頻率范圍內可提供最佳的鎖定參數性能。

知道了要從頻譜中提取的成分的精確頻率后，我們就可以考察各種用于提取的選項。談到采樣系統的頻譜分析，我們自然會想到利用離散傅里葉變換(DFT)這個工具將信號從時域映射到頻域。有多種數值算法和處理架構專門用于實現這種變換，FFT是其中最著名的一種。對比考慮提取的信息量和所需的DSP資源量，每種方法都有其優點和缺點。

有一種交流電源系統理論使用復平面中的相量來代表電壓和電流，該理論與一種以類似格式提供頻譜成分的DFT變化形式相一致。從根本上說，在目標頻率直接實現DFT公式也能達到同樣的效果。但是，為使測量具有實時性，我們采用了一種從DFT公式獲得求和元素的遞歸方法。實施方式有多種（取決于可用的DSP資源），但必須牢牢控制一個重要方面，這就是最大程度地降低頻譜泄漏和噪聲引起的誤差。

圖2以框圖形式說明了頻譜成分提取的工作原理。某一相的采樣電壓和電流與基波頻率值一起通過一個計算模塊，該計算模塊以相量形式提供計算結果。針對每個基波頻率和某些用戶可選的諧波頻率，都會提供一對相量（電壓和電流）。有了這些分量之后，我們就可以運用電源理論中的已知方法來提取RMS值和功率。RMS值相當于這些相量的幅度，視在功率則等于這些幅度的乘積。將電流相量直接投影到電壓上并將二者相乘，就可以獲得有功功率。分解電流的另一個正交元素與電壓相乘就得到無功功率。

圖2提取基波和諧波頻譜成分

說到這里，我們要討論一下采用實時方法的可能優點（動機）。例如，這種架構能夠很好地監控變壓器中的浪涌電流。這種電流發生在變壓器通電期間，由磁芯的部分周期飽和引起。

初始幅度為額定負載電流的2～5倍（然后慢慢降低），并具有極高的二次諧波，四次和五次諧波也會攜帶有用的信息。如果只看總RMS電流，浪涌電流可能會被誤認為短路電流，因而可能錯誤地讓變壓器退出服務。為了識別這種情形，必須獲得二次諧波幅度的精確實時值。

當我們只需要幾個諧波的信息時，運用完整的FFT變換可能不是非常有效。這種有選擇地計算幾個諧波成分的方法可能比FFT方法更有效率，所謂三次諧波序列就是另一個很好的例子。有時需要特別注意三次諧波的奇數倍諧波（3，9，15，21，…）。在接地Y型系統中，當電流在零線上流動時，這些諧波就會成為一個重要問題。它會引起兩個典型問題：零線過熱和電話干擾。有時候，零線的三次諧波序列壓降導致線路到零線電壓嚴重失真，致使某些設備發生故障。本文提出的解決方案可以只監控零線電流以及所有相位電流之和上的這些諧波。

頂層DSP架構

上述DSP模塊已添加到一個根據基本公式計算總RMS值和功率的現有架構，如圖3所示。我們還加入了一個用于計算多個電源品質因數的元件。首先，我們計算諧波失真(HD)，以便根據基波RMS值歸一化所有諧波RMS值。然后，利用總RMS值和基波RMS值，我們根據標準定義計算總諧波失真加噪聲(THDN)。最后，根據有功功率與視在功率的比值，提取所有功率因數。三個相位并行執行所有這些信號處理，但諧波分析模塊是例外，任一給定時間只能將該模塊分配給某一相位。

圖3頂層DSP架構

這種DSP架構已在三相電能計量器件ADE7880上成功實現，它具有如下硬件資源：單MAC架構，工作時鐘頻率為16MHz，信號采樣速率為8kHz，具有1k字的數據存儲器。所有三相的基波測量結果連續計算，諧波分析器則能從給定相位（A、B或C）連續提取三個隨機諧波值。該架構是可擴展的，某些性能參數已根據已知的電網工作條件進行優化。

將更多信號處理功能集成到小型且廉價的芯片中為高效理解和使用電網打開了方便之門，電力公司和消費者均將從中獲益。