《智慧物流与现代供应链》课件-4.智慧运输

第四章智慧运输智慧运输概述1智慧运输技术与设施设备2智慧运输决策301智慧运输概述智慧运输定义智慧运输是指在运输管理业务流程再造的基础上，利用RFID射频识别、网络通信、GIS等智能技术及先进的管理方法，实现运输过程中的智慧配载、实时调度、智慧派车、路径优化及实时交互，降低运输成本，提高运输效率，提升智慧运输管理能力。智慧运输可从以下两个方面助力智慧物流发展：运输效率——优化运输组织管理，不断创新运输组织方式，全面提升物流运输服务效率。运输成本——推动产生了批新的物流和业态模式，比如车货匹配、众包运力、多式联运等，降低运输成本。智慧运输与传统运输的不同点

智慧运输传统运输硬件方面具备自主决策的运输设备（如无人机，自动驾驶货车，无人船舶等），运输设备的能源更加清洁高效（电力驱动）。运输设备的运行主要依靠人为控制，运输设备主要为燃油驱动。软件方面物流人员、运输设备以及货物将全面接入互联网，实现彼此之间的互联互通。同时，通过信息系统建设、数据对接协同和手持终端普及，可实现运输过程数字化。更加关注运输设备本身运行信息的数字化，而缺少对于人员与货物信息的数字化。组织方面更加强调运输主体间的协同共享，通过分享使用权而不占有所有权，打破传统运输相关企业边界，深化企业分工协作，实现运输资源的社会化转变与闲置运输资源的最大化利用。运输活动的规划仍是以单一企业为主题，运输设备的共享与互联不够明显。智慧运输与智慧交通智慧交通——智慧交通是在智能交通（简称：ITS）的基础上

，在交通领域中充分运用物联网、自动控制、移动互联网等技术，汇集交通信息，使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务智慧运输必然会利用智慧交通的一些便利条件和基础设施；智慧交通是在智能交通系统的基础上，融入了更为先进的信息技术和管理方法的概念；智慧运输则是侧重于货运的智慧化发展趋势；智慧交通系统发展历程——北美时间ITS项目或其相关组织项目或组织的英文名称时间ITS项目或其相关组织项目或组织的英文名称1967年电子路径引导系统（ERGS）ElectronicRouteGuidanceSystem1995年3月标准化促进工作组成立——1978年美国发射了第一颗GPS卫星——1995年商用车辆信息系统和网络（CVISN)CommercialVehicleInformationSystemandNetworks1984年第一台数字地图汽车导航器——1996年1月智能运输基础设施（ITI计划）IntelligentTransportationInfrastructure1986年公路先进技术研究计划（PATH）programonadvancedtechnologyforthehighways1998年6月面向21世纪的运输权益法案（TEA-21）TransportationEquityActforthe21stCentury1988年6月ITS发展计划协调研究机构Mobility2000成立Mobility20001998年智能车辆行动（IVI）IntelligentVehicleInitiate1989年重型车辆电子许可牌照及新月工程（HELP/Crescent）HeavyVehicleElectronicLicensePlate/Crescent）2003年车辆道路设施集成（VII）VehicleInfrastructureIntegration1989年5月智能车路系统（IVHS）Intelligentvehicleandhighwaysystem2005年8月安全、负责任、灵活、有效率的交通平等-使用者遗赠法案（SAFETER-LA）safe，accountable，flexible，efficienttransportationequityact：alegacyforusers1990年8月美国智能车路系统协会IVHSAmerica的诞生IntelligentvehicleandhighwaysystemofAmerica2009年美国交通部将VII更名为Intelli-Drive——1991年12月制定综合路上运输效率化法（ISTEA，即冰茶法案）IntermodalSurfaceTransportationEfficiencyAct2009年美国交通部将VII更名为Intelli-DriveConnectedVehicleResearch1992年5月制定IVHS的20年战略规划IVHS1992-2010StrategicPlan2010年车联网(CVR)项目ITS2010-2014StrategicPlan1993年自动化公路运输系统（AHS）研发AutomatedHighwaySystem2012年8月美国ITS发展战略规划（2010-2014）SafetyPilotModelDeployment1994年9月IVHSAmerica改名为ITSAmericaIntelligentTransportationSocietyofAmerica2015年安全领航模型部署计划（SAFETYPILOT）ITS2015-2019StrategicPlan智慧交通系统发展历程——欧洲时间ITS项目或其相关组织项目或组织的英文名称时间ITS项目或其相关组织项目或组织的英文名称20世纪70年代ALI（驾驶员引导和信息系统，德国）项目AutofahrerLeitandInformationSystem1994年11月第一届ITS世界大会在法国巴黎举行——1985年AliScout(德国)AliScout1995年欧洲运输机动性计划（PROMOTE）ProgramforMobilityinTransportationinEurope1986年Autoguide(英国)Autoguide1998年4月欧洲运输网络体系结构（KAREN）项目KeystoneArchitectureRequiredforEuropeanNetworks1986年欧洲联合研究计划（EUREKA，欧洲19个国家的政府和企业参加）EuropeanResearchCoordinationAgency2003年e-Safety(欧洲ITS组织欧洲道路运输通信信息实施协调组织ERTICOERITO提出，于2003年9月得到欧盟委员会的认可并被列入欧盟的第６框架计划ＦＰ６中)代表性项目有SAFESPORT、CVIS、PreVENT、COOPERS、I-way、Car2car、SeVeCom等

1986年欧洲高效率和安全交通计划（PROMETHEUS，由民间14家汽车公司组织）ProgramforaEuropeanTrafficwithHighestEfficiencyandUnprecedentedSafety2004年FRAME计划（欧洲进行了ITS整体体系架构的研究，将各国的体系架构统一）——1988年欧洲道路交通安全设施（DRIVE-I，由欧洲共同体（EuropeanCommunity,EC，2009年后被欧盟代替）EC联合组织开发，第二骨干计划的一部分，1991年结束）DedicatedRoadInfrastructureforVehicleSafetyinEurope2006年车路协同系统（CVIS）CooperativeVehicle–InfrastructureSystem1991年欧洲道路运输通信信息实施协调组织（ERTICO，统一协调全欧ITS的研究）成立EuropeanRoadTransportTELEMATICSImplementationCoordinationOrganization()１９９１年，DRIVE–II计划的实施使得DRIVE计划得以持续下去，DRIVE–II计划又称ATT（AdvancedTransportTelematics）计划2010年欧洲开始对智能车进行道路测试——1992年DRIVE–II又称ATT（先进的运输远程通信，是第三骨干计划的一部分，于１９９４年结束）AdvancedTransportTelematics2015年英国开始在真实道路环境下进行无人驾驶车辆测试——1994年运输远程通信应用计划（T-TAP，相当于DRIVE-III，是第四骨干计划的一部分，1998年结束）Transport–TelematicsApplicationProgramme智慧交通系统发展历程——日本时间ITS项目或其相关组织项目或组织的英文名称时间ITS项目或其相关组织项目或组织的英文名称1973年综合汽车交通控制系统(CACS)ComprehensiveAutomobiletrafficControlSystem1994年横滨第二届IS

ITS智能运输系统世界大会——1980年先进的车辆交通信息与通信系统(AMTICS)AdvancedmobiletrafficinformationandCommunicationSystem1995年6月制定了“ITSTNS

总体构想”和“ITS发展框架”——1986年路-车通信系统(RACS)Road/AutomobileCommunicationSystem1995年车辆信息与通信系统(ⅤICS)演示性试验及ETC试验——1987年警察厅主导的先进的车辆交通信息与通信系统(AMTICS)AdvancedmobiletrafficInformationandCommunicationSystems1996年7月推进日本智能交通系统(ITS)总体规划(VERTIS总体设计)ComprehensivePlanforITSinJapan1988年先进的道路交通系统(ARTS)AdvancedRoadTransportationSystems1997年电子收费系统(EC)技术试验性运营Electronictollcollection1990年超级智能车辆系统（SSVS）SuperSmartVehicleSystem1997年先进公路巡航一辅助系统(ACAS)研制AdvancedCruise-AssistHighwaySystem1991年先进的安全汽车(ASV)AdvancedSafetyvehicle1998年突发事故探测系统(IDS)研究开发IncidentDetectionSystem1991年车辆信息与通信系统(VICS,集成RACS和AMTICS这两个研究项目)VehicleInformationandCommunicationSystem1999年11月自动公路系统(AHS)公开试验——1993年通用交通管理系统(UTMS)UniversalTrafficManagementSystem2001年ETC技术在日本整体上投入运营——1994年世纪交通管理系统(UTMS21)NextgenerationUniversaltrafficmanagementSystem2005年日本ITS发展进入用户服务阶段——1994年1月智能车辆、道路和交通智能化推进协会(VERTIS)成立VehicleroadandtrafficintelligenceSociety(www.vertis.orjp

)2007年智慧道路(Smartway,政府与民间23家知名企业共同发起)计划Smartway1994年自动公路系统(AHS,无人驾驶系统)AutomatedHighwaySystem2011年日本高速公路网引入“ITS站点”系统智慧交通系统发展历程——中国“十五”期间，科技部将“智能交通系统关键技术开发和示范”作为重大项目列入国家科技攻关计划。“十一五”期间，设计了中国交通运输物联网发展框架。“十二五”

期间，中国初步进入物联网时代，发展符合中国国情的车路协同系统。2014年以来，中国货运市场上相继涌现了一批“互联网+”物流的新模式，如“互联网+”车货匹配、“互联网+”甩挂运输、“互联网+”专业物流等，涌现出了一批以运满满、货车帮、卡行天下为代表的典型企业。智慧交通系统发展历程——其他国家国家ITIS及其相关项目的发展情况加拿大先进的城市交通信号系统高速公路管理系统(COMPASS电子收费系统(ETC)澳大利亚城市交通控制系统(SCATS)和自动驾驶系统(ADS)新西兰先进的交通管理系统(ATMS)新加坡高速公路监视和通信系统公共汽车旅客信息系统马来西亚电子收费系统(ETC)菲律宾引进澳大利亚的SCATS韩国ATMS、ATIS、APTS、AHS、AVCS以及FTMS智慧运输未来的发展目标提高用户服务质量。通过智慧运输，按照客户偏好提供适合的运输服务，及时提供客户所需信息，提高客户满意度并加强客户忠诚。运用新技术提升运输效率，实现降本增效，同时降低对环境的不良影响。发展信息和通讯技术，提升运输安全水平。提升运输流程管理水平。物联网、云计算、智慧城市等新技术和概念的发展，将进一步提升运输环节的信息处理和服务水平。运输服务更加智能化、个性化。02智慧运输技术与设施设备智慧运输相关技术现有智慧运输相关的技术可划分为三个层面：宏观的综合控制层面，中观的车辆层面以及微观的业务操作层面:综合控制层面的智慧运输技术车联网技术定位与导航技术地理信息系统车辆层面的智慧物流技术自动驾驶技术业务操作层面的智慧物流技术智能装箱算法综合控制层面的智慧运输技术——车联网技术车联网技术简介：车联网即“汽车移动物联网技术”，是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。车联网可以实现车与车之间、车与建筑物之间,以及车与基础设施之间的信息交换,它甚至可以帮助实现汽车和行人、汽车和非机动车之间的“对话”车联网技术应用：在物流领域，车联网的主要应用是车辆安全、事故管理、车辆监控、车辆调度、电子不停车收费(ETC)等。车联网技术相关产品有：中国移动车务通、陕汽天行健系统。综合控制层面的智慧运输技术——定位与导航技术定位与导航技术简介：全球卫星导航系统，（theGlobalNavigationSatelliteSystem）,是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的３维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。常见系统有GPS、BDS、GLONASS和GALILEO四大卫星导航系统。定位与导航技术应用：定位与导航技术在物流领域使用范围很广泛,如公路巡检，贵重货物追踪、汽车防盗、电动车摩托车防盗、银行押运、危险品运输、企业车辆管理等都有涉及。定位与导航技术能帮助改善物流行业长久以来存在的问题，如订单丢失、货物损坏或错漏、车源不能很好调度利用等。综合控制层面的智慧运输技术——地理信息系统地理信息系统简介：地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有时又称为“地学信息系统”。GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。地理信息系统应用：选择恰当的物流运输中心。方便物流系统进行资源分配。突发状况的妥善解决。构建宏观物流系统调控。车辆层面的智慧物流技术——自动驾驶技术自动驾驶技术简介：汽车自动驾驶系统（MotorVehicleAutoDrivingSystem），又称自动驾驶汽车（Autonomousvehicles；Self-pilotingautomobile）也称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过车载电脑系统实现无人驾驶的智能汽车系统。自动驾驶技术应用：密歇根州AnnArbor的汽车研究中心表示，2030年之前，L4、L5（SAE）级的完全自动驾驶汽车在新车销量中的占比不会超过4%；到2040年，其份额可能才能达到55%。自动驾驶技术的相关产品有特斯拉的Autopilot，百度Apollo，G7智能挂等。业务操作层面的智慧物流技术——智能装箱算法智能装箱算法简介：智能装箱算法能够提高运输工具利用率，降低成本，提高企业效率，用以快速高效解决属于离散组合最优化问题的装箱问题。智能装箱算法应用：菜鸟网络的算法专家。通过大数据和大规模优化技术，推出了一套“智能打包算法技术”，相比粗放的人工包装，至少可节省5%以上的包装耗材。以一个日均10万单的仓库来说，一年至少节省1000万Loadmaster。Loadmaster是由北京达纬恒通信息技术有限公司开发的一款集装箱智能优化装箱软件。CubeMaster。CubeMaster是一款集装箱优化装箱软件，其通过快速而且高效的算法来优化货物装箱，从而节约集装箱运输成本的装箱软件解决方案。智慧运输设施设备——无人机无人机技术描述及类别：无人机是一种由动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器的简称,英文常用UnmannedAerialVehicle表示,缩写为UAV。军用无人机和民用无人机军用无人机研究主要是长航时无人机和作战无人机以及微型无人机。民用无人机多数是多用途无人机装载民用任务载荷的变型机。智慧运输设施设备——无人机无人机应用场景：军用无人机在运输领域，主要关注固定翼无人机在干线运输中的应用。民用无人机按用途可分为民用通信中继无人机、气象探测无人机、灾害监测无人机、农药喷洒无人机、地质勘测无人机、地图测绘无人机、交通管制无人机和边境控制无人机等。无人机应用相关的规则与规范：工信部发布的《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》。国家民航局运输司发布了《民用无人驾驶航空器从事经营性飞行活动管理办法》（暂行）智慧运输设施设备——无人机无人机在智慧运输中的实践：2017年12月，顺丰在云南一座机场开展了一次无人机试飞投递。2017年6月份，成都市双流区政府与顺丰签署了一份合作协议书，要在该区打造一个大型的物流无人机总部基地。2018年，京东自主研发的第一架重型无人机——京东“京鸿”大型货运无人机在西安正式下线，这是首个真正意义上基于物流运输场景需求研发的大型原生无人机，具有全天候全自主的飞行能力。智慧运输设施设备——无人货车无人货车技术描述：无人货车是指利用无人驾驶技术进行长途运输和配送的物流车辆。无人货车技术的优势：能解除司机端产生的不确定因素，大幅度减少交通事故发生率和伤亡率，将物流行业的交通风险降至更低。无人驾驶可解决司机夜间出行等安全隐患，从而实现7×24小时高速不间断物流，解放整体运力，提升行业效率，降低物流成本。智慧运输设施设备——无人货车无人货车商业化前景：干线物流自动驾驶可能需要5-10年实现成熟的规模化商业运营。在突破技术难关并应用后，自动驾驶还要在资本层面、法律政策层面、基础设施的系统支持层面做到配套发展，才能迎来大规模商业化的应用。国家政策支持力度的加大。自动驾驶汽车相比，自动驾驶卡车更容易落地和实现商业化，也成为各大公司发展的“兵家必争”之地。智慧运输设施设备——无人货车无人货车的实践：2018年年初，菜鸟网络招聘自动驾驶方面的工程师，进军无人驾驶卡车领域。福田汽车于2018年4月获得了商用车自动驾驶路测牌照。2018年，Starsky机器人公司表示已经完成了7英里的驾驶，并且是全程车内无人。2018年4月，由中国工程院院士李德毅领衔，天津港集团公司、中国重汽集团公司和天津主线科技公司三方联手打造的无人驾驶电动卡车在天津港成功试运营。2018年5月，苏宁的首款无人重卡“行龙一号”在苏宁物流上海奉贤园区成功完成测试。2018年5月，京东正式发布自主研发的L4级自动驾驶重型卡车。智慧运输设施设备——传感设备传感设备描述：传感器是能感受到规定的被测量物体并根据一定的规律将之转换成可用于输出信号的器件或装置。现代传感器不仅包含模数转换，有的还包括处理功能，集成化程度正在逐步提高。传感设备类别：按传感原理考虑，运输中常用的传感器主要包括磁性传感器、图像传感器雷达传感器、超声波传感器、红外传感器等。智慧运输设施设备——传感设备传感设备在运输中的应用：传感器在公路货运中的应用主要在车辆检测、车辆识别、车辆控制、环境信息检测、危险驾驶警告等方面。传感器在铁路运输中年的应用主要是安全检测。传感器是组成物联网系统的重要硬件之一，使用物联网技术的其他运输方式中，均会用到传感器。03智慧运输决策智慧运输决策相关的运输流程1.接单，审核归类，及时将错误订单或不清楚订单返回给客户；2.调度员将客户订单进行重新组合或拆分，根据客户要求选择合适运输方式；3.调度员选定运输方式后，根据车辆转载要求重新组合货物，确保装载率的最大化；4.选择合适的线路；5.按照选定线路发送货物，异常情况处理；6.调度员对外埠运输的车辆进行在途跟踪，以确保货物能够安全准确到达目的地。智慧运输决策相关的运输流程在上述运输工作流程中，智慧运输要使用先进的技术和管理手段，根据客户需求，选择最适合的运输方式，然后根据运输能力限制和货物特点进行运输能力配置，包括运输工具分配和运输工具内部资源利用等。货物装运好之后，要使用物联网和云计算等技术，进行实时的路径优化和运输工具调度，保障运输服务各方的利益。运输方式的选择——多式联运智慧运输与多式联运运用高新技术和管理办法提升货运效率，对多种运输方式进行综合考虑是智慧运输需要解决的问题之一，因此智慧运输决策在运输方式选择的问题上主要应用于多式联运问题的解决。多式联运的描述及优越性多式联运是指有一个多式联运经营人(运输企业或者运输代理企业)负责承运,一般以集装箱运输为