徐德洪

摘要：隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種先進(jìn)的信息技術(shù)在物流行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，促進(jìn)了現(xiàn)代物流的智能化發(fā)展。北斗導(dǎo)航和漢信碼技術(shù)是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兩種智能服務(wù)技術(shù)，正在越來(lái)越多地應(yīng)用到物流供應(yīng)鏈服務(wù)過(guò)程中。北斗導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)物流過(guò)程中運(yùn)輸車輛的定位和實(shí)時(shí)追蹤，漢信碼技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)車載物流的相關(guān)信息采集。兩者的結(jié)合可以同步實(shí)現(xiàn)運(yùn)載工具和車載貨物信息的精準(zhǔn)采集，實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈過(guò)程的精細(xì)化管理。

關(guān)鍵詞：北斗導(dǎo)航;漢信碼技術(shù);信息采集;智能物流

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng)，帶動(dòng)了物流業(yè)蓬勃發(fā)展，2018年我國(guó)社會(huì)物流總額達(dá)283.1萬(wàn)億元。物流業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)步，物流行業(yè)的發(fā)展正在越來(lái)越“精細(xì)化”和體現(xiàn)“以客戶為中心”的發(fā)展理念。另一方面，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種先進(jìn)的信息技術(shù)，如條碼技術(shù)、RFID、無(wú)人技術(shù)等在物流行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，促進(jìn)了現(xiàn)代物流的智能化發(fā)展。智能物流的發(fā)展核心是對(duì)信息的獲取和處理，分為信息的獲取、傳遞、處理和應(yīng)用過(guò)程。

一、北斗導(dǎo)航和漢信碼技術(shù)簡(jiǎn)介

北斗導(dǎo)航技術(shù)和漢信碼技術(shù)是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兩種智能服務(wù)技術(shù)，正在越來(lái)越多地應(yīng)用到物流供應(yīng)鏈服務(wù)過(guò)程中。其中，漢信碼是中國(guó)物品編碼中心研發(fā)的一種具有強(qiáng)大功能的開放式二維碼碼制，供國(guó)內(nèi)用戶免費(fèi)使用。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，由于北斗導(dǎo)航和漢信碼市場(chǎng)推廣時(shí)間較短，與之配套的系統(tǒng)和技術(shù)支持較少，因此導(dǎo)致了兩種技術(shù)的市場(chǎng)占有率并不高，特別是漢信碼的生成和識(shí)別算法的提供商也比較少，市場(chǎng)認(rèn)知度和應(yīng)用較低。

（一）北斗導(dǎo)航簡(jiǎn)介

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是我國(guó)自行研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS和歐洲GSNS之后第四個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為客戶提供高精度，高可靠的導(dǎo)航、定位、授時(shí)服務(wù)，并具有短報(bào)文通信能力，已具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒，是國(guó)家大力推廣的智能技術(shù)。

由于北斗導(dǎo)航技術(shù)在導(dǎo)航、定位等方面的優(yōu)越功能，已經(jīng)在物流領(lǐng)域，特別是運(yùn)輸管理中得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用北斗導(dǎo)航技術(shù)后，可以實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸全方位（物流企業(yè)、貨主企業(yè)、政府監(jiān)管部門）的信息實(shí)時(shí)采集、可視化監(jiān)管、全面交互服務(wù);面向貨主企業(yè)、物流企業(yè)和相關(guān)服務(wù)企業(yè)提供增值信息服務(wù)和線上交易服務(wù)。隨著5G通信技術(shù)的推廣和應(yīng)用，運(yùn)用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)貨物運(yùn)輸過(guò)程的視頻采集、物流車輛定位、路徑優(yōu)化和軌跡回放等管理功能，成為智能物流發(fā)展的重要技術(shù)助推手段。

（二）漢信碼技術(shù)簡(jiǎn)介

漢信碼是2007年由中國(guó)物品編碼中心牽頭研發(fā)，是我國(guó)第一個(gè)具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二維條碼。與目前市面上常見的QR碼（日本公司Denso-Wave研制）相比，漢信碼具有信息容量大、漢字編碼能力強(qiáng)、抗畸變、抗污損、編碼效率高、支持加密技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，已獲得ISO的確認(rèn)批準(zhǔn)，可在硬紙板、玻璃、陶瓷、金屬和塑料等介質(zhì)上直接打印，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。漢信碼的研制成功對(duì)于我國(guó)打破國(guó)外企業(yè)對(duì)我國(guó)在二維條碼生成與識(shí)讀核心技術(shù)上的商業(yè)壟斷，提高條碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的研發(fā)水平，推進(jìn)二維條碼在社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。漢信碼技術(shù)可被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代物流、商品流通、防偽認(rèn)證和信息追溯等領(lǐng)域，是國(guó)家正大力推廣的一種二維條碼。

漢信碼符號(hào)是由N*N個(gè)正方形模塊構(gòu)成的正方形陣列，該正方形陣列由信息編碼區(qū)、功能信息區(qū)與功能圖形區(qū)組成，其中功能圖形區(qū)主要包括尋像圖形、尋像圖形分隔區(qū)、校正圖形與輔助校正圖形。碼圖符號(hào)的四周為不少于3 模塊寬的空白區(qū)，如圖1 所示。

隨著物流管理信息化進(jìn)程的加快，漢信碼技術(shù)正在成為物流現(xiàn)代化的一個(gè)重要組成部分，附著在物品上的漢信碼資料經(jīng)讀取設(shè)備讀取后，可快速、準(zhǔn)確地將物品資料自動(dòng)輸入，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別、快速傳遞、高效共享的目的，提高物流作業(yè)效率、減少人工識(shí)讀和管理成本，降低錯(cuò)誤率，提高物流作業(yè)質(zhì)量，更精確獲取儲(chǔ)位。漢信碼應(yīng)用在物流的各個(gè)環(huán)節(jié)，可做到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集、同步顯示，并經(jīng)計(jì)算機(jī)信息系快速處理而后達(dá)到實(shí)施分析與實(shí)施控制的目的，提高物流體系各環(huán)節(jié)作業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化，對(duì)物流信息化管理起著基礎(chǔ)性作用。

二、基于兩種技術(shù)的智能物流系統(tǒng)構(gòu)成

北斗導(dǎo)航技術(shù)和漢信碼技術(shù)的用途不同，北斗技術(shù)主要針對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行定位和導(dǎo)航服務(wù)，漢信碼主要針對(duì)在途運(yùn)輸?shù)呢浳锾峁┳R(shí)別。因此，北斗導(dǎo)航和漢信碼技術(shù)的智能物流系統(tǒng)集成了兩種技術(shù)的應(yīng)用。

（一）北斗漢信智能物流系統(tǒng)的構(gòu)成

北斗漢信碼智能物流系統(tǒng)是有三部分組成，包括智能物流服務(wù)中心、北斗漢信終端和北斗漢信客戶端（分控中心）。智能物流中心是北斗漢信碼智能物流系統(tǒng)的服務(wù)器，記錄物流系統(tǒng)中的每一項(xiàng)數(shù)據(jù)，是北斗漢信終端的數(shù)據(jù)接收與保存的服務(wù)器，并能夠?qū)ο到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析存檔，為北斗客戶端提供實(shí)時(shí)訪問信息。北斗漢信終端可通過(guò)采集物品的漢信碼，用于實(shí)時(shí)跟蹤物品的物流信息，并將物流系統(tǒng)提供給服務(wù)器。北斗漢信客戶端為廣大物流用戶提供信息訪問接口，用戶可對(duì)物流信息進(jìn)行跟蹤。

北斗漢信碼智能物流系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖如圖2：

（二）系統(tǒng)的功能

1.終端功能主要有：（1）物流信息采集。終端通過(guò)掃描漢信碼對(duì)物流信息進(jìn)行采集，采集后，該信息進(jìn)入服務(wù)器被監(jiān)控。（2）行駛速度記錄。終端以1s的時(shí)間間隔持續(xù)記錄并存儲(chǔ)車輛行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)。記錄車輛最近48個(gè)小時(shí)的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)。該行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)每組記錄為車輛在行駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)時(shí)間、每秒鐘間隔內(nèi)對(duì)應(yīng)的速度屬性、平均速度（km/h）以及對(duì)應(yīng)時(shí)間的狀態(tài)信號(hào)。監(jiān)控平臺(tái)可通過(guò)下發(fā)采集命令無(wú)線采集車輛行駛速度記錄，也可以通過(guò)有線采集，或U盤采集。（3）位置信息記錄。終端以1min的時(shí)間間隔持續(xù)記錄并存儲(chǔ)車輛位置數(shù)據(jù)，每組記錄數(shù)據(jù)包括車輛行駛的實(shí)時(shí)時(shí)間、位置信息以及平均速度，系統(tǒng)可以連續(xù)記錄。信息的采集可通過(guò)無(wú)線采集或有線采集。（4）軌跡回放。終端具備指定時(shí)間段內(nèi)（有一定的歷史時(shí)間要求）回放指定車輛歷史行駛軌跡的功能。對(duì)軌跡回放的速度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

2.客戶端主要功能：（1）基礎(chǔ)信息維護(hù)。對(duì)每個(gè)物流運(yùn)輸單元獲進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)的合作企業(yè)，進(jìn)行基礎(chǔ)性信息錄入。主要包括企業(yè)名稱、社會(huì)統(tǒng)一信用代碼、地址、通信方式、聯(lián)系人、運(yùn)營(yíng)范圍等。（2）運(yùn)輸車輛管理。車輛的主要信息主要包括：車牌號(hào)碼、車牌顏色、車身顏色、車輛類型、車輛型號(hào)終端編號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)編號(hào)等。（3）運(yùn)輸車輛駕駛?cè)藛T管理。信息包括駕駛員姓名、性別、年齡身份證號(hào)碼、住址、聯(lián)系電話、駕齡、駕駛證號(hào)、駕駛證類型等。（4）運(yùn)輸路線管理。系統(tǒng)可對(duì)物流運(yùn)輸?shù)木€路進(jìn)行系統(tǒng)管理，線路的主要信息有線路名稱、線路里程、線路數(shù)據(jù)、線路限速閾值等。（5）應(yīng)急信息管理。載貨車輛在運(yùn)輸途中對(duì)于各種意外情況產(chǎn)生的報(bào)警，可通過(guò)聲、光、文、圖等方式在平臺(tái)上進(jìn)行提醒，并顯示車輛運(yùn)態(tài)信息和靜態(tài)信息。緊急情況可作報(bào)警處理，系統(tǒng)可自動(dòng)提示當(dāng)前車輛信息、意外事件發(fā)生時(shí)間、位置坐標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄事發(fā)的路段及距離最近的地標(biāo)信息，如標(biāo)志性建筑、毗鄰位置等。

三、漢信碼的識(shí)讀與信息傳輸過(guò)程

二維條碼的信息容量和密度比較高，識(shí)別過(guò)程和技術(shù)要求比普通的一維條碼更復(fù)雜，一般需要經(jīng)過(guò)圖像處理、糾錯(cuò)譯碼、信息譯碼等環(huán)節(jié)的技術(shù)處理，才能還原二維碼信息。由于本智能系統(tǒng)中的漢信碼在實(shí)際應(yīng)用中，其圖像采集受到物流作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)因素的干擾，如倉(cāng)庫(kù)復(fù)雜背景、工作區(qū)光照不均、識(shí)讀器拍攝角度等，都會(huì)對(duì)漢信碼的正常識(shí)讀造成影響。

為避免復(fù)雜物流作業(yè)場(chǎng)景下漢信碼的識(shí)讀出現(xiàn)問題，本系統(tǒng)在漢信碼識(shí)讀過(guò)程中先做如下技術(shù)處理：

（一）漢信碼圖像預(yù)處理階段

漢信碼圖像在物流作業(yè)采集過(guò)程中受識(shí)讀環(huán)境影響存在噪聲及光照不均等問題，首先應(yīng)對(duì)圖像中的噪聲進(jìn)行濾除;然后針對(duì)圖像識(shí)讀器可能光照不均的問題，將圖像進(jìn)行分塊根處理使其與原圖同規(guī)格尺寸，最后與原圖進(jìn)行相減有效消除光照不均的影響?；趫D像處理的漢信碼識(shí)別技術(shù)圖像預(yù)處理主要包括圖像灰度化、圖像濾波、圖像二值化、條碼定位、圖像校正，其主要目的在于消除圖像中的干擾信息，簡(jiǎn)化一些不需要的數(shù)據(jù)，為后續(xù)漢信碼解碼做好準(zhǔn)備。

（二）漢信碼尋像圖形定位階段

對(duì)第一階段處理后的漢信碼圖像的連通區(qū)域進(jìn)行分析，根據(jù)區(qū)域面積及最小外接矩形的尺寸比對(duì)待選區(qū)域進(jìn)行篩選，得到漢信碼尋像圖形區(qū)域的基本位置;然后對(duì)漢信碼位置探測(cè)圖形的比例特征進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)漢信碼區(qū)域的準(zhǔn)確定位;根據(jù)位置探測(cè)中心的坐標(biāo)特征，采用透視變換方法對(duì)提取的漢信碼圖像進(jìn)行畸變分析，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)逆變換對(duì)漢信碼完成旋轉(zhuǎn)校正，為后續(xù)準(zhǔn)確譯碼識(shí)讀處理打下基礎(chǔ)。

（三）漢信碼信息解碼階段

從漢信碼中提取功能信息區(qū)域，解析得到對(duì)應(yīng)版本號(hào)、糾錯(cuò)等級(jí)及掩模方案等信息，在此基礎(chǔ)上將圖形點(diǎn)陣解析成計(jì)算機(jī)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)碼字進(jìn)行自我糾錯(cuò)，最后根據(jù)編碼模式反向解析出漢信碼原始字符，實(shí)現(xiàn)漢信碼表達(dá)的物流信息和對(duì)應(yīng)商品信息的識(shí)別。

完成以上三個(gè)階段的漢信碼圖像識(shí)讀技術(shù)處理后，系統(tǒng)對(duì)漢信碼進(jìn)行識(shí)讀，識(shí)讀后獲取的相關(guān)信息及時(shí)傳回系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的工作與信息傳輸流程如圖3：

四、作用與應(yīng)用前景展望

將北斗導(dǎo)航技術(shù)與漢信碼技術(shù)結(jié)合用于物流運(yùn)輸車輛的管理中，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)在途運(yùn)輸車輛和物流貨運(yùn)信息的同步監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載工具與貨品信息的同步采集。這個(gè)智能物流系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)發(fā)展方向，是人工智能技術(shù)在物流管理中的具體應(yīng)用。它的應(yīng)用可以有效地提升物流管理的效率，減少人工作業(yè)，降低物流信息采集的差錯(cuò)率。同時(shí)，由于北斗導(dǎo)航和漢信碼技術(shù)均具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，特別是漢信碼具有加密防偽功能，這個(gè)智能物流系統(tǒng)在國(guó)際物流和國(guó)內(nèi)物流在途監(jiān)管中，還可以起到物流信息安全監(jiān)管、保護(hù)客戶商業(yè)機(jī)密等作用。

另一方面，隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的加劇，美國(guó)對(duì)我國(guó)高新技術(shù)領(lǐng)域的封鎖和圍堵將成為一種常態(tài)化。在此背景下，加大我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的各種智能技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用必將成為一種政府和市場(chǎng)必然的選擇。本研究為這一領(lǐng)域的發(fā)展起到了探索和示范作用，伴隨著我國(guó)物流行業(yè)的不斷“智慧化”和物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域管理的“精細(xì)化”，北斗導(dǎo)航和漢信碼技術(shù)將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

（作者單位：西安外事學(xué)院物流學(xué)院）

（本文是陜西省科技研究發(fā)展（攻關(guān)）計(jì)劃“基于北斗導(dǎo)航和條碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的智能物流系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”階段性研究成果，項(xiàng)目編號(hào)2014K05-07。）

參考文獻(xiàn)：

[1]楊殿閣，連小珉，張濤，等基于北斗衛(wèi)星的車輛組合導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)[J]。清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，20084，8（5）：856-859.

[2]汪津，鄔群勇，羅建平。基于GS/GPS/CPRS的公共服務(wù)車輛監(jiān)控系統(tǒng)研究[J]。寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，20133，4（1）49-53.

[3]周兵，陳向東，趙齊樂，北斗系統(tǒng)與CPS應(yīng)用比較分析全球定位系統(tǒng)[J]，2012，37（4）：6-8.

[4]張鐸 ，漢信碼在散貨管理中的應(yīng)用《中國(guó)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)》[J]，2008年第5期 76-77.

[5]張成海，《條碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用》，2015年135-139.