货运场站车辆调度平台研究

黑龙江交通科技

HEILONGJIANGJIAOTONGKEJI

No. 10,2017(Sum No.284)

十管理及其他+

货运场站车辆调度平台研究

刘婷，贾建林

(北京工业大学城市交通学院交通工程北京市重点实验室，北京100124)

摘要:快速增长的城市货运及绿色低碳发展对货运场站提出了高要求。以生活型货运场站为研究对象，建立基于地理围栏

系统的车辆调度系统，提高货运场站运营效率，减少卸货车辆排队时间、降低污染物排放量。关键词:货运场站;调度平台;地理围栏系统;污染物排放量中图分类号:U492 文献标识码:A 文章编号:1008 -3383(2017)10 -0152 -04

A dissertation on research of truck dis{)atchiiig system of freight terminal

LIUTing，JIAJian - lin

(Beijing University of

Technology urban

Beijing freight

and

Collaborative green

low

Innovation Center carbon

for

Metropolitan puts forward

and

Abstract：The rapid growth of

This system

provides a

development

We analyze the current situation of freight terminal in Beijing and establish a truck dispatching system based on Geo - fencing system.

method to

improve the

operation efficiency，decrease queueing time

Keywords ： freight terminal ； dispatching system； Geo - fencing system； emission pollutants

i

货运场站发展现状及货运服务特性分析

1.1 货运场站基本理论

美国卡车协会对道路货运场站的定义为:道路 货运场站是一个设在运输起讫点之间用于中转货 物的搬运装卸、临时存储的典型建筑。《成都市道 路货运场（站）管理办法》中对货运场站的定义是: 指依法设立并以场地设施为依托，具备仓储、配载、 装卸、称重、货运车辆停放等功能，向社会提供有偿 服务的经营场所。

目前被多数学者认可的公路货运场站定义，是 指以场地设施为依托，为道路货物运输经营者、货 主等提供运输服务的营业性场所，包括道路货运场 站、货运较易场站及货运代理、货物托运等场所。 参照货物类型及物流园区的分类方法，将货运场站 分生活服务型、生产服务型、商贸服务型、综合服务 型。

1.2货运交通发展现状

(1)货运场站

北京货运场站主要分布于丰台、朝阳、大兴、通 州、平谷、房山等地区，2011 -2015年北京市货运场 站数量如表1所示，位于六环以内的场站占总数的 55.6%。近几年货运场站的建设取得了很大的成

收稿日期:2017 - 04 - 07

效，各种设施有较大改善，有力推动了公路货运的

发展。但是也存在一定的问题：

①货运场站数量较少，规模大小不合理。目前北京市正规货运场站总量少，未经道路运 输管理部门经营许可但已从事经营活动的货运场 站装卸点达到上千个，集中分布在周边高速公路和 干道沿线，对道路交通秩序造成了一定的影响。此 外，各场站相对独立，没有实现多式联运等功能。 较多货运场站设施简陋，场站建成使用时间较久， 无法满足现代运输的服务需求。

表1 2011 -2015年北京市货运场站数量变化

2011 年2012 年2013 年2014 年2015 年

货运场站数量(个）

8

15

1

1

11

②货运场站布局不合理

目前北京市的货运场站主要分布在东南部地 区，而西北部地区缺乏货物运输节点，难以满足未 来北京市区域物流发展的需求。

③货运场站信息服务平台建设不完善 调查发现，目前大部分货运场站只具备简单的 信息化系统，部分场站可对运送货物进行GPS追 踪，但是缺乏整个货运场站有效的信息共享平台。 通过调查，北京市目前的物流信息平台大致可分为 六种类型:公共物流信息交换平台、配货型物流信

作者简介:刘婷（1990 -),女，内蒙古乌兰察布市卓资人，硕士研究生,研究方向:交通运输规划与管理。• 152 •

第10期刘婷，贾建林:货运场站车辆调度平台研究

总第284期

息平台、资源型物流信息平台、应用服务型物流信

息平台、行业垂直门户型物流平台和其他型物流平 台。其中以配货型物流信息平台为主，即提供货物 资源与车辆资源信息，代表性的平台有中京网、华 人物流网等。

对于已建成的货运场站而言，对其进行场站布 局等方面的改造可能性较小，因此信息化建设是提 高其运行效率的有效手段。

影响，到达货运场站的车辆数随时间波动较大。

()载运工具及排放量

2015年北京市机动车保有量为561.9万辆，其 中货运车辆30. 6万辆。2016年北京市分区域机动 车辆车型构成情况，根据比例可以看出，小货车主 要集中在近郊区，大中型货车远郊区。

2015年全国能源消耗总量为425 806. 07万吨 标准煤，其中交通运输行业能源消耗量达到 36 336.43万吨标准煤，道路货运油耗占全国油品 消费总量的比例超过15%。污染物的排放主要包 括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物。通 过调查，污染物的排放量也在逐年增加，货运车辆 在机动车排放量中占了很大的比例。图1所示为 不同车型的货运车辆污染物的排放量情况。根据 图2可知重型载货汽车的排放量是污染物排放量 的主要贡献者，因此降低重型载货汽车污染物的排 放量对于公路货运行业的节能减排有重要意义。1.3 生活型货运场站及其服务特性

生活型货运场站位于离市区较近的郊区，其主 要服务对象是省际货运车辆，与居民的日常生活息 息相关。本文主要以生活型货运场站为研究对象， 与其对应的是省际生活型货运交通，省际生活型货 运交通指全国各地与市区之间的用于居民生活的 农产品、生活必须品运输的货运交通。该类货运交 通使用的车辆一般以大型柴油挂车为主。

图1不同车型货运车辆污染物排放量

据北京市市界收费站数据分析，2014年上半

年北京市省际货运交通量13. 3万辆/天，其中省际 生活型货车流量到达8. 1万辆/天，其余为生产型 货车流量达到5. 2万辆/天，2014年上半年月平均 日交通量如图2所示。

由于交通限行政策，货运车辆在00:00 ~06:00 时间段内才可通行，导致货运车辆来车较为集中， 产生了排队现象。以北京某货运场站为例进行调 查发现，受天气、道路交通状况、限行政策等因素的

图2北京市省际货运交通月平均日交通量

2

绿色货运场站车辆调度平台设计

2. 1 货运场站车辆调度问题概述

社会产品的极大丰富，使得快速增长的城市货 运对货运场站的运营效率提出了更高的要求。国 内外许多城市为解决城市交通拥堵问题，对货运车 辆进行了时间禁限。例如北京:有通行证的车辆在 7:00 ~9: 00时禁止通行，无通行证的车辆6:00 ~ 23:00禁止通行。这导致货运高峰小时集中，造成 车辆拥堵。此外，国内货运车辆在进厂环节缺少统 一调度，也导致卸货车辆拥堵道口，降低场站运营 效率，增加污染物排放。

本文以城市货运交通管理者的角度出发，对货 运车辆从外部进厂卸货的过程进行研究（如图3所 示），对进厂过程构建基于地理围栏系统的绿色货 运场站车辆调度系统。

r

大型货车

配载- 货车

外地

货运场站 (地区枢纽）

周边獅货娜

室内目的地

图3货运场站的运作流程

2.2平台开发意义

信息化水平是实现一体化运输的基础和关键， 目前国内还没有一个较完善的平台通过整合相关 实时信息对进场车辆进行统一调度，大部分具有信 息系统的场站也只能对货物进行内部跟踪，无法对 货物、车辆在途信息进行定位跟踪。这导致卸货车 辆在场内外拥堵、货物周转时间长、污染物排放量 增加。

因此，随着大数据应用的逐渐深人，货运场站 的信息化建设对于绿色货运场站的建立、减少污染 物的排放有重要作用。车辆调度平台的建立不仅 避免了货运车辆违规闯人禁行时间，提高效率，而 且可以有效避免货运车辆在场站内外道路上的拥 堵所造成的排放量增加。2.3 平台开发基础

(1)地理围栏系统

地理围栏（Geo - fencing )是基于位置服务 (LSB)的一种新应用，它是用一个虚拟的栅栏围出

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总第284期

黑龙江交通科技第10期

一个虚拟的地理边界。当手机进人或者退出某个 特定区域时，手机可以自动接收消息。地理围栏技 术被应用于很多生活场景中，有了地理围栏技术， 调度系统可以使车辆进人某一特定范围内后自动 登记，从而帮助车辆调度系统进行车辆管理，减少 货运车辆在人口处的排队时间。

(2)基于地理围栏系统的排队论排队论的基本组成部分即输入过程、排队规则 和服务机构。对于基于地理围栏系统的排队论来 说，货运车辆为顾客，货运场站为服务主体，排队规 则即货运车辆是否遵守时间窗、卸货泊位是否空 ()主控系统

主控系统包含5大子系统，分别为车辆定位子 系统、门卫进出场管理子系统、调度信息统计子系 统、交通数据子系统、预测模型子系统。

(2)服务端

服务端包含两大子模块:客户端和车辆进场信 息发布系统。客户端有手机APP和PC服务端，司 机可以通过客户端进行登记，并申请进人场站时 间。车辆进场信息发布系统包括装卸口车辆呼叫 系统和车辆进场信息发布系统（如LED显示屏、液 晶电视等），泊位信息可以通过LED屏幕进行显示。 闲。

()停车泊位感应器

货运场站的每一个停车泊位安装传感器，当卸 货泊位上有货运车辆时，对应的指示灯显示灯亮， 表示车位忙；当车辆卸货完成后，车辆开走感应器 感应到无货运车辆，对应服务器更新数据。2.4平台整体功能描述

车辆调度平台的核心是构建信息辅助平台和 车辆调度系统。以数据库和模型库为基础支撑，通 过控制程序建立运行环境，从而实现调度平台的操 作。信息辅助平台是车辆调度系统的基础，它提供 了有关货运场站、交通运行状况等信息，通过模型 在后台计算后，预约平台提供系统可预约时间段及 预约时间点内的预约额度，车辆调度系统可对货运 车辆进行实时调度。货运车辆调度平台核心如图4 所示。

图4车辆调度平台核心

2.5 系统框架

车辆调度系统包括主控系统和和服务端，其系

统架构如图5所示。

图5车辆调度系统框架

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2.6平台调度流程

货运车辆从出发地到完成装卸货的过程，是通 过信息交互实现的。司机发出申请后，调度系统通 过手机APP向车辆提供实时泊位分配情况。()泊位分配流程

在泊位分配过程中包括三种状态：预分配、分 配和确定分配。对于泊位分配，系统首先要根据模 型计算车辆的预计到达时间（此刻时间+车辆预测 行驶时间），当司机提出申请后，系统会通过手机 APP给司机发送一个预分配的停车位，并且告知其 预约时间。

预分配成功后，车辆出发驶向货运场站，系统 会根据车辆是否能按照预约时间窗到达和泊位使 用情况，实时向司机发送信息。泊位分配流程如图 6所示。对于早到或晚到的车辆，在安排准时到达 的车辆后，按照晚到、早到的顺序对其进行安排。

()车辆调度系统整体流程 申请发出后，系统首先计算车辆预测到达时间，并 据此对车辆进行泊位预分配。在运输过程中，系统根 据车辆GPS定位子系统和预测模型子系统可以实时 监控车辆到达场站所需的时间，当预测车程为4 min 时，系统会将泊位预分配模式转变为分配模式，并将信 息发送给司机;当预测车程为10 mi时，系统将再次发 送分配信息给司机，若泊位空闲，则允许司机进人场 站，若泊位没有空闲，则司机在场站外某休息站等待。 对于进人场站的车辆，到达指定装卸位，将货物卸下后 完成任务，驶离泊位离开货运场站。车辆调度系统整 体流程如图7所示。

2.7车辆调度平台实现

(1)数据库设计

第

10期

刘婷，贾建林:货运场站车辆调度平台研究

总第284期

系统内部的数据库包括静态数据和动态数据，

静态数据也称截面数据，它反映一定时间、地点等 客观条件下事物所处的状态;动态数据也称时间序 列数据，是统计某一事物随时间变化而产生的不同 状态。在车辆调度系统建立的过程中，利用特定数 据处理工具将采集到的基本数据转换为系统所支 持的数据模型。

图8北京市实时交通指数及平均运行速度

在开发过程中，会涉及到前台页面和后台数据 图7车辆调度系统整体流程

在货运场站的车辆调度系统中，所有数据均为

动态数据。主要分为两类:一类是通过调查所获取 的，包括货运场站基本信息和用户信息。另一类是 直接利用当地交通信息网的实时交通数据。

①调查数据

场站信息为场站面积、吞吐量、停车位、装卸 位、装卸设备、货运车辆（本市和外埠）允许通行时 间数据、货运场站车辆出人管理信息以及停车位、 装卸位的动态使用情况等;用户信息包括个人信 息、货运车辆类型和货物类型等。以用户信息为例 建立数据表，如表2所示。

表2用户信息表编号字段名称

数据类型

说明

1用户名文本必填2密码文本必填3身份证号码文本必填4联系方式文本必填5邮箱文本必填6注册时间日期系统自动获取7申请时间段时间系统自动获取8申请次数数字系统自动累积统计

9货车类型文本必填10货车牌照文本必填11运输货物类型文本必填12

运输货物重量⑴

数字

必填

②交通信息网站

动态数据是模型库运行的关键，包括交通实时 数据。本文以北京市新发地汉龙货运中心为例进 行研究，就交通数据而言，平台数据库采用北京市 交通委员会网站、百度以及图吧等网站提供了动态 路况信息，不仅可以得到实时交通指数、车辆平均 运行速度，还可以直观的看到区域拥堵状况。如图 8所示。

(2)车辆调度平台开发工具与技术

库两个方面的程序开发。由于客户端与服务器之 间要进行实时交互，因此所设计的页面是动态网 页，目前常用的有JSP、ASP和PHP等。本平台使用 JSP动态网页技术编程实现。

① JSP(Java Server Pages)

JSP是一种使软件开发者可以相应客户端请 求，而动态生成html、xml或其他格式文档的 Web网页的技术标准，可以用来创建动态交互式网 页并建立强大的Web应用程序。

② SSH框架SSH 是 Struts + Spring + Hibernate 的一■个集成 框架，是Web应用程序开源框架，职责上分为四层: 表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层。

③ 数据库

数据库有很多种，较为常用的有Access，SQL server ( Structured Query Language,结构化查询语 言）和Oracle Sybase等，本平台使用最简单的Ac­cess 作为后台数据库。

④ 手机APP

APP模块运行于Android 4.0以上版本的手机。3

总结

全球经济的持续增长，使得能源成为全世界共 同关心的问题，尤其是发展中国家对于能源的需求 尤为突出。货运场站不仅占地面积大、功能结构复 杂，其全寿命周期内的能源消耗是公路货运系统污 染物排放量的重要贡献者。

本文以货运场站为研究对象，对其进行信息化 建设，为绿色货运场站的建设提供实际的示范项目 和实验平台的支撑。建立带时间窗的车辆调度系 统，实现自动化的调度流程，解决人工调度的不足， 为未来货运场站实现智能化奠定基础。

参考文献：[1]孟兴凯，李洁,王金霞，曾诚.国内外公路运输场站绿

色低碳发展政策和技术应用现状分析[J].交通节能 与环保,2015,(2) :68 -72.[]王孝坤，杨飞，杨东援.面向社会效益的城市共同配

送研究进展[J].物流技术,2007,(3)1 -4.

[3]杨越.北京市公路货运场站问题分析与对策研究

[J]中国市场，2014,(40) :38 -39.

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