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        基于北斗技術(shù)冷鏈物流工程技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)室建設(shè)的研究

        2021-12-21 23:49:00繆興鋒葉楓
        電腦與電信 2021年9期
        關(guān)鍵詞:物流

        繆興鋒 葉楓

        (1.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院財貿(mào)學(xué)院,廣東 廣州 510300;2.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院,廣東 廣州 510300)

        1 引言

        隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平日益改善,人們對生鮮食品的安全和品質(zhì)提出了較高的要求,對冷凍、冷藏食品的需求大幅度上漲,尤其是夏季極端天氣頻發(fā),高溫高濕天氣對生鮮蔬菜的儲存是一大考驗。冷鏈物流不僅可以高效運輸,還能保障食品安全,減少生鮮類產(chǎn)品的損耗。為順應(yīng)時代的發(fā)展,高職院校冷鏈物流技術(shù)與管理人才培養(yǎng)模式改革勢在必行,建設(shè)北斗技術(shù)冷鏈物流工程技術(shù)實訓(xùn)室,能幫助學(xué)生完成冷鏈物流管理配送過程管控虛實一體化的技能訓(xùn)練和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

        根據(jù)國家發(fā)布的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》(以下稱《綱要》),明確提出“建設(shè)現(xiàn)代物流體系,加快發(fā)展冷鏈物流,統(tǒng)籌物流樞紐設(shè)施、骨干線路、區(qū)域分撥中心和末端配送節(jié)點建設(shè),完善國家物流樞紐、骨干冷鏈物流基地設(shè)施條件”,以及“北斗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用:突破通信導(dǎo)航一體化融合等技術(shù),建設(shè)北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺,在通信、金融、能源、民航等行業(yè)開展典型示范,推動北斗在車載導(dǎo)航、智能手機、穿戴設(shè)備等消費領(lǐng)域市場化規(guī)?;瘧?yīng)用?!盵1]可見在十四五期間,冷鏈物流發(fā)展和北斗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將成為重要發(fā)力點之一,該《綱要》為未來5年相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展指明了方向。

        2 北斗技術(shù)冷鏈物流工程技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)室建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)

        北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡稱“BDS”)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),國家已將北斗系統(tǒng)列為科技重大專項,支撐國家創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略。交通運輸部、中央軍委裝備發(fā)展部印發(fā)《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)交通運輸行業(yè)應(yīng)用專項規(guī)劃(公開版)》,大力推動北斗交通行業(yè)應(yīng)用,在鐵路、公路、水路、民航、郵政等交通運輸全領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)北斗系統(tǒng)應(yīng)用,其中重點和關(guān)鍵領(lǐng)域率先實現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自主可控,為創(chuàng)新型國家建設(shè)助力[2]。

        2.1 中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特點

        BDS由空間段、地面段和用戶段三大部分所組成,可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù),并具有短報文通信能力。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有以下特點:

        (1)BDS空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座,與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多,抗遮擋能力強,尤其低緯度地區(qū)性能特點更為明顯;

        (2)BDS提供多個頻點的導(dǎo)航信號,能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度;

        (3)BDS創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力[3]。

        2.2 中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能

        BDS作為時間和空間信息感知采集的關(guān)鍵技術(shù),具有實時導(dǎo)航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務(wù)五大功能,已在智能交通、物流跟蹤、智慧市政等應(yīng)用中發(fā)揮越來越重要的作用。隨著2020年7月30日BDS服務(wù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全球化,北斗技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,北斗為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù),成為真正的全球化產(chǎn)品,滿足“一帶一路”發(fā)展需求。尤其伴隨著5G時代的到來,“北斗+5G”將進一步促進北斗增值服務(wù)的應(yīng)用普及和多樣化發(fā)展。

        BDS與大數(shù)據(jù)、通信、汽車電子、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、GIS、衛(wèi)星遙感等先進科技結(jié)合,通過軟硬件產(chǎn)品和服務(wù)平臺的集成化應(yīng)用,在冷鏈物流定位跟蹤配送過程中呈現(xiàn)出創(chuàng)新化應(yīng)用發(fā)展的新形態(tài),“北斗+冷鏈物流”也將成為經(jīng)濟發(fā)展的新方向和新動力。因此,要實現(xiàn)現(xiàn)代物流人才的培養(yǎng),就要積極實現(xiàn)教學(xué)課程和內(nèi)容的改革,構(gòu)建冷鏈物流人才培養(yǎng)方案,建設(shè)滿足學(xué)生掌握先進技術(shù)、工藝和先進設(shè)備操作的校內(nèi)實訓(xùn)場所。

        3 北斗技術(shù)支持下冷鏈物流工程技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)室的建設(shè)思路

        我國的物流產(chǎn)業(yè)是從傳統(tǒng)的運輸和倉儲等產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來的,隨著現(xiàn)代物流業(yè)的高速發(fā)展和業(yè)務(wù)市場趨于越來越細分化,冷鏈物流成為現(xiàn)代物流業(yè)中的一項特種物流業(yè)態(tài)。所以,我國冷鏈物流發(fā)展前途廣闊,市場增長潛力巨大。教育部在高等職業(yè)院校相應(yīng)地開設(shè)了冷鏈物流技術(shù)與管理專業(yè)并發(fā)布了專業(yè)教學(xué)標準,該專業(yè)培養(yǎng)掌握本專業(yè)知識和技術(shù)技能,面向道路運輸業(yè)、裝卸搬運和倉儲業(yè)等行業(yè)的道路貨物運輸、低溫倉儲等職業(yè)群,能夠從事冷鏈運輸調(diào)度、冷鏈配送、冷鏈倉儲、冷鏈項目運營、冷鏈設(shè)備維護、冷鏈市場營銷等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才[4]。

        根據(jù)教育部發(fā)布的專業(yè)標準和企業(yè)需求調(diào)研,按照兩創(chuàng)新的“1+5模式”建設(shè)冷鏈物流工程技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)室,“1”表示實訓(xùn)室建設(shè)模式的創(chuàng)新;“5”代表融入北斗+信息技術(shù)的研、教、學(xué)、做、創(chuàng)于一體建設(shè)功能的創(chuàng)新。該實訓(xùn)室建設(shè)以實際冷鏈物流配送業(yè)務(wù)流程為標準,模擬貨物運輸配送真實環(huán)境。順應(yīng)“北斗+冷鏈物流”的最新發(fā)展趨勢,增加了物流定位跟蹤視頻管理技術(shù)、配送路徑優(yōu)化管理技術(shù)、車流量監(jiān)測管理技術(shù)原理與分析、技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用與實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模塊等培養(yǎng)課程,對冷鏈物流技術(shù)和設(shè)備、進行創(chuàng)新與研發(fā);對冷鏈冷藏設(shè)備以及運輸車輛進行定位跟蹤數(shù)據(jù)采集、研究數(shù)據(jù)變化的規(guī)律,并開展大數(shù)據(jù)對食品質(zhì)量安全追溯等方面的集中攻關(guān)與研制,并以此搭建學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺,提升學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,拓展學(xué)生就業(yè)范圍,提高學(xué)生現(xiàn)代物流冷鏈配送、管理的專業(yè)技能和信息技術(shù)應(yīng)用能力,輸出高質(zhì)量人才,促進物流業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

        4 基于北斗技術(shù)冷鏈物流工程技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)室的建設(shè)探索

        該實驗室設(shè)計將冷鏈物流管理與北斗導(dǎo)航、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)與冷鏈物流技術(shù)融合,開發(fā)冷鏈物流大數(shù)據(jù)實時監(jiān)控平臺。

        4.1 基于北斗技術(shù)冷鏈物流工程技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)室的內(nèi)容

        為了及時處理冷鏈物流的各類信息,實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的實時采集與應(yīng)用,本實驗室應(yīng)用BDS模塊接收BDS衛(wèi)星信號、計算車載終端的位置。車載終端放置于冷藏車上,冷藏車上配備有溫度、濕度傳感器,其重點在于對溫度和濕度進行實時采集,以及車輛的監(jiān)控和定位的設(shè)計與實現(xiàn)。車載軟硬件設(shè)備通過BDS模塊接收定位數(shù)據(jù),與監(jiān)控中心結(jié)合,溫、濕度傳感器中的閱讀器獲取實時溫度、濕度,并進行產(chǎn)品化。通過協(xié)議封裝上行報文,然后通過無線通信CDMA(Code Division Multiple Access,碼分多址)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,監(jiān)控中心接收到數(shù)據(jù)后,依據(jù)協(xié)議解析報文,獲得車輛的位置和溫度、濕度信息。實驗室技術(shù)路線,如圖1所示。

        圖1 實驗室技術(shù)路線示意圖

        具體內(nèi)容如下:

        (1)BDS模塊由存儲單元、微處理器、變頻器和信號通道組成。BDS模塊發(fā)送NMEA0183協(xié)議報文(美國國家海洋電子協(xié)會為海用電子設(shè)備制定的標準格式)給MCU(Microcontroller Unit,微控制單元),控制BDS模塊的工作方式和狀態(tài)。MCU也可以發(fā)送設(shè)置命令給BDS模塊。該終端中主要獲取的BDS報文有GPRMC和GPGGA兩種格式,其中從GPRMC報文中獲取經(jīng)緯度、時間、速度等信息,GPGGA獲取高度、星數(shù)等信息。

        (2)車載定位終端根據(jù)導(dǎo)航衛(wèi)星獲取位置信息,并且把冷藏車輛的溫度和濕度傳感器采集的信息通過GPRS(General packet radio service,通用無線分組業(yè)務(wù))/CMDA網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至BDS監(jiān)控中心。

        (3)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問BDS監(jiān)控中心,可以獲得當(dāng)前車輛的行駛位置以及冷藏車內(nèi)溫度、濕度狀態(tài)等相關(guān)信息。同時,監(jiān)控中心配備了GSM模塊(Global System for Mobile Communications,全球移動通信系統(tǒng)),當(dāng)車輛有報警信息時,可以通過無線短信平臺以短信的方式通知相關(guān)人員,降低損失。

        (4)車載終端放置于冷藏車上,冷藏車上配備有溫度、濕度傳感器,車載終端通過BDS模塊接收定位數(shù)據(jù),溫度、濕度傳感器中的閱讀器獲取實時溫度、濕度。

        (5)通過協(xié)議封裝上行報文,然后通過CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,監(jiān)控中心接收到數(shù)據(jù)后,依據(jù)協(xié)議解析報文,從而獲取冷藏車的定位與溫度、濕度信息。

        4.2 基于北斗技術(shù)冷鏈物流工程技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)室的應(yīng)用

        創(chuàng)新實訓(xùn)室集科研、教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)、實操訓(xùn)練、學(xué)生創(chuàng)新項目五位一體的功能,具體見表1。

        表1 教學(xué)的課程及學(xué)時設(shè)置參考表

        項目的實施將為社會培養(yǎng)更多冷鏈物流方面的應(yīng)用型人才,拓展學(xué)生就業(yè)面,增強學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識,從而取得更大的社會效益。

        5 結(jié)語

        創(chuàng)新實驗室研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的先進、實用的設(shè)備及教學(xué)平臺系統(tǒng),在投入使用一年多的時間內(nèi),協(xié)助老師更加生動地傳授冷鏈物流定位跟蹤技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域知識,幫助學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)基于北斗衛(wèi)星定位技術(shù)的新一代冷鏈物流行業(yè)專業(yè)技能知識,形成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識,對促進物流行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和社會進步具有重要的現(xiàn)實意義。

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