智能交通系统设计方案范文

导语：如何才能写好一篇智能交通系统设计方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：智能交通；规划建设；服务功能；理论体系

机动车辆的持续增加，为城市交通的有效管理带来了巨大的工作压力，对于相关的管理系统构建提出了更高的要求。做好城市建设理论方面的研究工作，需要提高对智能交通的认识，采取合适的分析方法理解智能交通的内涵。城市交通问题的有效解决，依赖于智能交通相关作用的充分发挥。同时，智能交通体系的完善，对于我国道路交通管理水平的提升起着重要的保障作用。

1智能交通系统的相关内容

1.1系统的主要组成部分

为了环境城市的交通压力，需要构建可靠的智能交通系统，提升交通部门整体的管理水平。常见的智能交通系统主要的组成部分包括：a.通讯定位技术。为了实时地监控不同路段的道路交通状况，需要充分发挥信息化技术的相关优势。其中，通讯定位技术在智能交通系统中占据着重要的地位。它主要利用了光纤传输技术、智能化系统定位技术、滤波频分复用技术，提高了系统中的信息传递效率；b.实时监测技术。交通车流量的大小、道路的质量状况等，通过卫星定位、红外探测、传感器感应等设备的共同协作，为道路交通图像信息及数据信息的分析提供必要地保障；c.信息数据处理技术。智能交通网络基础设施的完善，必须加强对系统中监控信息、路况分析等方面工作的控制力度。这些目标的实现，需要发挥出信息数据处理技术的相关优势；d.自动化控制技术。智能交通系统最大的优势在于它的信息采集能力强、智能化程度较高。道路中交通信号控制系统、信号灯控制系统等重要控制系统的构建，需要采取可靠的自动化控制技术，完善智能交通系统的服务功能。

1.2智能交通系统设计的主要内容

增强智能交通系统实际的作用效果，需要明确设计方案的主要内容。结合当前智能交通系统整体的发展现状，可以发现这种系统设计中的主要内容包括：a.系统平台支撑下图像的识别与分析系统的构建。智能交通设计方案中需要对监控中心图像识别和分析系统的构建进行充分地考虑，明确其中的硬件配置及软件资源；b.分析压缩编码技术的主要原理。智能交通中对于实时视频信息的传输机制要求较高，设计方案中需要分析这种技术的主要工作原理，减少后期系统运行中数据流的影响；c.智能交通系统设计的过程中，选择合理的传输介质及传输协议，对于系统的正常运行起着可靠的保障作用。传输协议一般采用的是Tcp/Ip协议。特殊情况下，需要利用到视频传输优势更多的RIP/RICP传输协议。在传输介质的选择过程中，应该充分考虑施工成本及后期的维护费用，传输距离小于550米时，主要采用的是多模光纤传输的方式，大于550米可以采用单模光纤传输的方式。

2城市智能交通实际应用中存在的问题

为了提升城市交通建设整体的管理水平，提高道路运输的交通能力，需要充分发挥智能交通的相关作用。结合现阶段城市智能交通实际应用中的发展现状，可以发现其中依然存在着许多的问题，影响了智能交通应用范围的扩大。这些问题主要包括：a.信息资源消耗量较大。智能交通主要依靠构建可靠的平台，提高信息流的传输效率实现的。但是，某些智能交通系统在实际的运行过程中，硬件配置过低，导致系统资源消耗较大，影响了系统的运行效率；b.线路布局在某些路段缺乏合理性。智能交通最大的优势在于它的图像传输质量高，实时监控效果好。但是，智能交通在实际的应用中，由于城市特殊地段的影响，某些线路布局缺乏合理性，导致监控系统出现了一定量的监控死角，为城市的道路安全埋下了较大的安全隐患；c.基础设施不完善。城市智能交通系统的构建，在系统运行高效性的具体要求下，需要完善配套的基础设施。但是，为了控制建设成本，某些城市的智能交通系统在实际的应用中无法达到预期的效果，主要在于它的基础设施建设还不完善。比如，光纤的布局、系统框架的构建等。

3增强城市智能交通应用效果的有效措施

为了保证城市智能交通整体的应用效果，需要采取必要的措施。这些措施主要包括：a.完善基础设施。智能交通系统在实际的运行过程中，对于配套的基础设施要求较高，尤其是在光纤的布局方面。因此，技术管理部门应该与施工企业做好基本的协调工作，保证基础设施实际的作用效果；b.合理规划线路布局。智能系统依赖于可靠的系统平台，平台的搭建需要保证不同路段线路布局的合理性。在规划设计阶段，相关的技术人员应该充分考虑线路布局的合理性，扩大智能交通系统实际的应用范围；c.提高硬件资源配置的配置效率。系统运行的高效性，与硬件资源配置程度的高低有着直接的关系。高配置的硬件资源，有利于提高智能交通实际的运行效率。同时，硬件资源配置效率的提高，对于系统的安全性起着重要的保障作用。

4结束语

智能交通在城市建设中起着至关重要的作用，需要对系统的构建有着清晰的认识。理解和掌握智能交通的主要内容，为设计方案的制定和实施提供了重要的参考依据。在未来很长的时间内，智能交通在城市建设中将会发挥更大的作用。做好相关的研究工作，对于智能交通应用范围的扩大有着积极的影响。文中通过对现阶段智能交通在实际应用中存在问题的具体分析，指出了较为合理的措施，有利于增强智能交通实际的作用效果。

作者:史博伦 单位:新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院

参考文献:

[1]马庆禄.基于混沌理论的交通状态预测研究[D].重庆：重庆大学,2012（4）.

[2]程谟刚.沈阳城市智能交通管理现状与对策研究[D].长春：东北师范大学,2011（3）.

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关键词：车载终端；ARM；Windows CE

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）04-0880-03

Vehicle Video Monitoring Terminal Designed Based on the Windos CE

PENG Rui

（Chongqing University of Posts and Telecommunications， Chongqing 400065，China）

Abstract： By improvement of the existing vehicle video surveillance termina，we proprsr the new vehicle video surveillance termina.Gives hardware control processor technology development and design，video codec module functional design and wireless transmission module application functionality design ideas.Achieved in under the car video surveillance operating system management all function of the major software modules，analyzed the development of key technology.

Key words： Wireless communication； Vehicle terminal； ARM ； Windows CE

当今的交通领域结合个人通信、GPS、互联网和数据库等技术，形成了智能交通系统ITS（Intelligent Traffic Systems）[1]。所谓智能交通系统就是利用现代高新技术对已有的的交通设施进行改进，达到提高道路利用率，减少车辆行驶时间，增加车辆和行人的安全性等目的。因此本文设计的视频监控终端可用于收集和传递路的状况信息（如车流量、路口拥堵、车祸情况等），这些信息能让车载系统获得关于道路及交通环境的信息，并通过现有的无线网络传递至后台终端，这样有利于提高道路的通行能力，改善道路拥堵情况，也可以减少车祸的发生，保护公民的人生安全。

1 系统硬件设计方案

硬件设计思路

我们把车载视频监控终端安装在受控车辆上，让其执行信息采集、信息传送、信息接收、信息处理和车内控制等任务，它的硬件主要由LCD模块，电源模块，USB接口模块 ，存储器模块，处理器模块，视频采集模块，网络接口模块等组成，系统的整体框架设计如图1所示。

1.1 终端设备的控制器

我们采用先进的嵌入式ARM微处理器S5PC100芯片作为车载监控终端的主控器件，它采用 64位内部总线构架，包括动态视频处理，显示控制和缩放等强大的硬件加速器，并支持不止一种格式的硬件编解码，如：MPEF-1/2/4、H263/H264、CV-1、DivX。其硬件加速功能不仅可以实现实时的模拟电视输出和视频会议，同时还支持NTSC和PAL模式的HDMI。它提供多种硬件资源，如： 24bit LCD接口、TVout接口、4 路串口、SD卡接口、SPI、100M网口、Camera输入接口、USB2.0-OTG接口，USB Host接口、音频输入输出接口、按键接口、I2C接口等，具有较丰富外设和较高的主频，当嵌入式系统要求较高性能和处理能力时，此芯片可以适用。

采用内置于S5PC100芯片中的FIMV-MFC4.0视频编/解码器。它支持MPEG（SP/ASP）/H.263（Profile3）/H.264（BP/MP/HP）编码和解码，由视频流处理器（VSP）、视频微块处理器（VME）组成。

1.2 图像传输模块

该部分由外接的无线网卡来实现。无线网卡可与S5PC100集成的USB Host接口直接相连，工作在2.4 GHz的ISM频段，采用直接序列扩频通信方式，遵从802.11g协议，传输速度可达54Mbps。本系统通过开发板和主机之间的无线网卡构建无线局域网络，能够实现点对点的无缝连接，用户通过此无线网络可以实现文件传输、视频通信等应用。

2 车载视频监控系统开发关键技术

本部分主要叙述图 1中用于数据采集和通信的嵌人式计算 机系统中的软件设计方法。嵌入式系统的软件设计包括两个部 分，即操作系统定制和应用软件设计。嵌入式操作系统选用 Windos CE；应用程序则使用 Visual Studio 2005进行开发 。软件设计主要任务是通过程序对各硬件模块进行控制，以实现采集、编解码、无线发送等操作。

系统软件设计

2.1软件平台

本方案采用Win CE作为嵌入式操作系统 。 Win CE是微软公司专门为信息设备 、 移动应用 、消费类电子产品等领域而开发的嵌入式操作系统。它包括如下几个模块：内核模块、设备管理模块、文件系统模块 、图形及窗口事件模块、网络及通信模块、设备驱动模块和0AL模块等，图2是整个系统的基本结构。

2.2 应用软件设计

软件设计采用Visual Studio 2005，基于高效简洁的Microsoft Foundation Class类库方式以提高软件编写效率。软件设计任务包含三方面内容：摄像头控制程序、编码器控制程序、无线网卡控制程序。

2.2.1 视频录入

摄像头工作基本流程如图3所示。

capInitCamera（） 用来初始化视频设备，并获取当前可用的视频设备数目；

capSetVideoFormat（） 设置视频格式和分辨率；

capGrabFrsme（） 从驱动中抓取1帧图像，并存储在缓存lpFrameBuffer中；

capGetLastJpeg（） 将抓取的MJPEG格式的图像转换成JPEG格式，送到无线发送模块；

capCloseCamera（） 关闭视频设备。

2.2.2 编/解码器

视频比特流经由处理器内部64位的AXI总线，被DMA（直接内存访问）模块送入VSP。VSP主要功能为读取比特流中的基本语法单元并通过熵函数对其进行分析测算。VSP模块中内嵌一个ARM7处理器，支持通过时分复用方式同时处理两路不同标准下的数据流。VME中的各个模块处理视频流中的亮度与色度信息，完成具体的编解码过程。VME与外部存储器之间的数据接口仍然通过64位AXI总线实现

麦克风设备会对音频信号进行采集，然后经由音频输入接口传递至处理器进行PCM编码，数字化处理过后的音频信号会经由IIS总线传递至ARM处理器，然后由CAT模块对其进行编码压缩。前端摄像头采集到的数据经过视频输入接口传递至编解码芯片中进行解码工作。解码后的视频传递至主控芯片，然后经由H.264[4]硬件编码器进行数据的压缩编码。

2.2.3网络传输

JRTPLIB库是RTP协议[5]的开源库，我们可以通过这个库来建立端到端的RTP连接，实现数据的传输。首先要进行RTP会话的初始化工作，在接收端和发送端它们的初始化流程是一样的，我们需要设置一些RTP会话的基本参数以及需要给客户端知道的端口号（该端口的值必须为偶数）。在参数设置完以后，就可以进行数据的发送工作了，在这一步我们需要设置好目标地址，RTP协议允许一对多的通信。目标地址设置完以后，我们通过调用SendPcaket（）像所有目标地址发送数据。

在接收端，我们通过调用POLLData（）来接收数据，在收到有效数据后，接着调用GetNxetPacket（）来抽取出RTP数据报。最后，在处理完RTP数据报以后，对其进行释放。

3 结束语

随着无线电通信网络和各种先进车载电子设备的飞速发展，车载终端不仅需要更高的处理能力、更丰富的接口，还需要更快的数据传输速度。本文提出的视频监控终端通过收集和传递道路的状况信息（如车流量、路口拥堵、车祸情况等），使车载系统获得关于道路及交通环境的信息，并通过现有的无线网络传递至后台终端。本系统实现了终端的一些基本功能，具有一定理论意义，但其实际应用还需要进一步的研究和完善。

参考文献：

[1] 江吉智.基于 GPS/GSM 的车辆监控系统的设计与实现[D].成都：西南交通大学，2003.

[2] 吴宁，罗安，雷震.基于流媒体技术的智能视频监视系统[J].自动化仪表，2007，28（7）： 35-38.

[3] 陈显楚，郭其一.基于Windows CE的嵌入式车载监控系统设计[J].计算机测量与控制，2007，15（1）：85-87.

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摘要：

为了提高城市交通气象保障服务水平，将城市道路路况与气象信息相结合，基于SuperMapiMobileforAndroid探索了城市道路移动气象信息服务系统的设计方法与开发技术，提出了三层B/S系统结构、气象数据与道路数据一体化集成管理以及XML布局界面的系统设计方案，开发实现了地图浏览、信息查询，路径分析，气象信息实况预警等服务功能，为公众驾车安全出行提供了便捷的软件工具。

关键词：

城市道路；气象信息；Super Mapi Mobile

引言

高速公路作为社会交通的重要载体，在人们出行中承担着重要作用[1]。随着公众出行需求的增加，灾害性天气对交通安全的影响越来越成为人们关注的热点，雨雪等各种气象情况严重影响人们的出行安全[2-5]。移动技术的发展使得人们越来越倾向通过移动设备获取所需信息，基于移动互联网和交通气象信息服务产业的逐步发展[6]，政府和公众对城市交通移动气象信息服务的需求与日俱增。国内外在不断探索互联网与气象信息服务的结合，有的采用J2ME技术开发，但只能运行在Java手机上[7]，受硬件配置、网络连接和用户体验方面的强烈制约；有的实现了气象信息的显示与查询，但缺少气象预警、路径分析等功能[8，9]。鉴于此，基于超图公司的专业移动GIS开发平台SuperMapiMobileforAndroid探讨城市道路移动气象信息服务系统的设计与开发技术，将气象信息与路况信息有机结合，为公众驾车安全出行提供便捷、实用的交通气象信息服务的工具。

1系统设计

1.1系统结构设计

MWISS采用B/S体系结构，由Android客户端、WebGIS服务器与数据服务器构成，见图1所示。移动客户端基于SuperMapiMobileforAndroid提供的Java服务API，开发实现地图浏览、信息查询、路径分析和气象信息服务等功能。WebGIS服务器采用SuperMapiServer，负责与Android客户交互，解析并响应客户端的请求，以及后端气象及道路数据的与数据访问。数据服务器采用SuperMapSDX+与SQLServer的空间数据库管理方案，一体化存储管理气象数据、城市道路数据、基础地理数据及相关属性数据等。

1.2系统功能设计

MWISS设计并实现了气象站点信息查询、高速服区区查询、加油站查询、停车场查询、实时定位、路径分析、气象信息实况预警以及用户管理等功能。系统的功能结构如图2所示。

1.3系统数据库设计

系统数据库主要由气象数据库、城市道路数据和基础地理数据组成。气象数据库主要是高速公路气象站和县道气象站数据信息；城市道路数据主要由高速公路、大连市城市主干道、铁路等数据；还包括停车场、加油站、高速服务区等基础地理数据。其中气象和道路数据为主要数据。所有的数据都使用SQLServer数据库结合SuperMapSDX+数据库引擎一体化的存储和管理，并上传到SuperMapiServer服务器端以便Android的客户端进行访问与操作。

2系统的开发

2.1信息查询模块

通过属性字段对目标进行查询，在地图中显示其对应目标的位置及详细信息。查询的目标有气象站、加油站和停车场等，为驾驶员提供了快捷搜索的便利条件。当查询气象站时，气象站在地图上高亮显示并可以查看其详细信息，以查询高速公路气象站为例如图3所示。实现方法是通过定义一个QueryParameter查询参数类，调用setAttributeFilter()方法将符合条件的目标找到，然后通过Recordset类返回查询结果记录集，再定义一个Geometry类用于返回数据集的属性数据表中当前记录对应的几何对象，再遍历所有的查询结果，实例化类LayoutInflater来实例化点样式布局，使查询目标在屏幕上以点形式高亮显示并显示其详细信息。

2.2气象实况预警

道路气象实况预警功能主要包括能见度实况预警、路面温度实况预警、降雨量实况预警和相对湿度实况预警。能见度实况预警指的是根据高速公路气象站的气象信息来查看其能见度，当高速公路上的能见度小于50米时系统给出大雾红色预警，提醒驾驶员尽快驶离高速公路；如果能见度大于50米小于200米时，系统给出大红橙色预警，提示谨慎行驶，给出建议行驶速度。如果能见度正常，则能见度的信息以分级式颜色叠加到高速公路上，每个颜色代表不同的能见度等级。路面温度、降雨量和相对湿度实况预警与此方法相似。高速公路能见度气象信息预警如图4。实现方法是querybyfield()，传入查询的字段，再实例化一个TrackingLayer类来叠加显示图层。然后实例化一个GeoStyle类，设置不同颜色，用于分级显示。

2.3路径分析

模块路径分析模块指的是在城市主干道上设置起点和终点，然后路径分析，系统自动产生一条最短路径作为推荐路径，连接网络的同时还能进行路径导航，语音提示如何行驶。实现用到的接口是Navigation2，该接口提供基于拓扑路网的路径分析与导引。调用其getNavigation2方法初始化导航控件，访问其setNetworkDataset方法来设置网络数据集，再通过调用其loadModel方法来加载网络数据模型。然后定义routeAnalyze方法进行路径分析并将路径显示出来，路径分析运行如图5。

3结束语

MWISS以Android平台为基础，使用Java语言，采用Eclipse+AndroidSDK开发工具开发了一款充分发挥智能终端硬件特性的APP，能在运行Android4.0及以上操作系统的智能终端上使用。基于SuperMapiMobile包二次开发并实现了高速公路气象站、县道气象站信息查询、高速服务区查询、加油站查询、停车场查询，气象信息实况预警，实时定位，路径分析以及导航功能。MWISS系统界面设计新颖简洁，并将气象信息与道路信息在移动GIS平台上有效结合，将气象信息叠加到路径上分级显示一目了然，随时随地快速获取出行路况信息，为公众出行了解城市道路交通安全气象信息提供了便捷工具。

参考文献：

[1]朱金花.山西高速公路路况气象信息服务系统[J].中国交通信息化，2013：127-128.

[2]钱峥，赵科科，许浩浩.基于Android的移动气象信息服务系统设计与实现[J].气象科技，2014，42（1）：99-103.

[6]韩长安.基于iOS平台的广东高速信息服务系统的设计与实现[D].电子科技大学，2014.

[7]丁革媛，李振江，郑宏云，等.智慧城市中的智能交通系统构建[J].微型机与应用，2013（24）：1-3.

[8]刘旭林，赵文芳，刘国宏.基于WebGIS的气象信息显示和查询系统[J].应用气象学报，2008，19（1）：116-122.

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    17世纪和18世纪初叶是钟表时代,18世纪末叶和19世纪是蒸汽机时代。机构学的发展,出现了曲柄滑块原理的内燃机、汽轮机和水轮机等,实现了将柴油和汽油的化学能转化为机械能;原煤的化学能经热能转化为机械能;水的动能和势能转化为电能或机械能。这些技术发展进程中,诞生了机械设计课程。机械设计包括机械原理、机械零件和机械系统设计三部分内容。机械原理讨论机构的设计、运动分析和动力学分析。机械零件部分讨论机械零件的强度、刚度、振动稳定性和耐磨性等设计方法,并且介绍机械的结构设计。机械系统设计部分讨论机械系统的动平衡、速度波动调节以及系统方案优化设计等。机械产品的创新设计以上述三部分内容为基础,对产品设计进行改进或革新。

    1.机械原理。机构的设计与分析是机械原理的核心内容。常用的机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆结构、摩擦轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。机构的演变或创新方法有:机构的组合、机构的演绎、机构的逆向设计以及新原理的应用等。机构组合是常用的设计方法,通过不同类型机构组合或者同类型机构的组合,得到实现运动轨迹的新组合机构。机构的演绎是通过改变机构的运动副、构件几何设计、机构的变结构等方法,获得新的机构设计。机构的逆向设计,常用主动构件和输出构件互换、增加或减少自由度数即原动件数,来获得新的机构设计方案。机构的运动分析和动力学分析,常用计算机辅助设计的方法来分析,以获得运动轨迹、加速度和跃度的变化曲线。机构的创新设计是机械产品创新的基本内容,也是对产品在较大程度上的革新。

    2.机械零件。机械零件分为通用零件和专用零件。机械零件部分介绍的是各类通用零部件,包括连接零件、传动零件、轴系零部件以及弹簧、机架和导轨等。连接零件有螺纹连接、销、键和花键、过盈连接、胶接、焊接和铆接等。传动部分有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、摩擦轮传动等。轴系部分有轴承和轴的设计,其中轴承有滑动轴承、滚动轴承、空气轴承、电磁轴承和静电轴承等。机械零件的设计是针对零件的失效形式来进行的。首先由实践确定机械零件的失效形式,然后选择零件的材料和表面处理技术,以抵抗其失效形式,再依据相应的设计理论提出设计准则和设计公式,最后是设计零件的所有结构尺寸。另一方面,机械零件是物化的产品,其结构设计和制造工艺性设计也是关键方面。机械零件的创新设计方法有变结构的设计、组合设计以及采用新原理的设计等。

    3.机械系统设计。机械产品越来越复杂,组成机械产品的零件个数越来越多。机械系统的传统设计内容有动平衡、速度波动调节和分系统之间的匹配等。机械子系统的设计,包括动力系统、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统的设计。在计算技术发展后,针对系统层面出现了系统优化设计、系统可靠性设计和系统摩擦学设计,并且在产品设计中得到应用和推广。随着生态设计、全寿命周期设计、维修设计和自动化设计的发展,基于系统分析和计算仿真的设计软件包日益增多。经典的设计内容都可以由软件包来完成,然而对于新材料的机械零部件设计及其系统设计,仍需要理论和实验的应用基础研究,以获得设计准则和相应的设计方法。

    机械设计面临的挑战

    我国的机械工程高等教育是从20世纪初开始的,落后于欧洲的第一次产业革命200余年。因此,我国的机械工程科学与技术距世界先进水平有差距是有其历史原因的。在改革开放后,国家的载人航天、高速铁路和青藏铁路等重大工程的建设推动了机械、电气、信息和材料等学科技术的进步,同时也促进了不同学科的技术整合,以新的系统产品提供给消费者。然而,我国的工程教育历史较短,仍有待借鉴国外先进的工程教育经验和教育方法。目前,机械设计教学与产品设计面临的挑战有创新能力的培养、系统性的思维观、新的科学原理带来的挑战等。

    1.新材料带来的挑战。人类的发展史从某种意义上说也是人类利用和制造材料的历史。随着人们对石头、铜及其合金、铁及其合金、半导体材料的制造和使用,人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代。在上个世纪末,智能材料的发展非常迅速,例如压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料等,机敏材料正得到更多的应用。在量子力学基础上出现的新智能材料,将为机械产品设计提供更广阔的空间。作为机械产品设计工程师,要时刻关注智能材料的进展及其制备技术。纳米材料作为一种介观尺度的材料,已在纳米添加剂方面得到工程应用。另一方面,材料的成本与市场供应也是产品设计阶段需要考虑的内容。新材料的发展与研制,为机械产品设计提供了更多的设计选择,也同时使得以前不可实现的产品功能得以实现。生物材料及其仿生技术是新材料的发展方向之一,设计师应关注这一方面的新进展、新技术和制造过程,在较短时间内将其应用于产品设计,为人们的安全、舒适的生活和健康提供新的产品。

    2.信息科技带来的挑战。从信息论和控制论的诞生开始,人们就进入了信息社会。计算技术的软件、硬件和系统技术,作为20世纪的标志性进展,以此为阶梯,人们开始了信息社会的生产与生活。信息技术使得地球变成了地球村,各地信息及时传递与互享共用,改变着人们的生活方式、生产方式和思维习惯等。毫无疑问,我们已经生活在信息社会里,信息技术对机械系统中的控制单元设计进行了彻底的变革。产品的设计涉及功能、结构、外部界面、用户界面和成本五个方面。产品的创新设计方法很多,例如前苏联学者G.S.Altshuller提出了创新问题解决方法。无人车间、无人制造工厂不再是人们的向往,而是已经成为现实。信息技术已经提供了虚拟战场、3D虚拟电影、虚拟产品模型、虚拟产品装配等一系列产品和相关的技术。机械制造的核心,机床已经是计算机控制的可编程设备,机械制造过程也已经是柔性的可变制造系统的生产线。可以预见,信息技术不仅会为人们的生活提供手机和无线网络等,也将提供虚拟的生活体验,例如虚拟的蹦极、虚拟侏罗纪公园等。信息科技对机械设计和机械制造的变革不会比电气化革命带来的少,而且更加深刻、更加深远。机械设计工程师要学习新的信息科学与信息技术,用其革新机械产品的设计、机械制造过程和管理过程。

    3.智能科学带来的挑战。21世纪是生命科学与技术的时代,生命的基本特征就是智能与生长。智能科学的发展与信息科学密切相关,也可以说是以信息科技为基础的。简单智能产品,例如冰箱、空调等,已成为商用产品,而且新的更高智能程度产品也在日新月异的发展之中。基于信息技术的智能交通系统、公园导游系统、空中管制系统等产品已具雏形,随着信息处理的高度智能化发展,这些信息管理系统也需不断地升级。1956年到1961年可以说是AI研究的形成时期,卡内基-梅隆大学、麻省理工学院和IBM公司开始了AI的早期研究。1961年到20世纪80年代是AI成长期,80年代是其快速发展期,80年代后人工智能技术步入实用化成熟期。取得了国际象棋、口语识别、机器视角和专家系统等研究成果。

    4.生态环境带来的挑战。随着生产的规模扩大,对自然资源的消耗日益严重,伴随出现的环境污染也日益突出。在今天的生产发展阶段,保护自然生态环境的压力更加突出。为了保护人类的生活环境,必须从产品设计、产品制造到产品回收循环利用的全周期,考虑产品的环境绿色性。产品供应链的全球化、网络化与节能设计,是新世纪机械产品设计需要考虑的新问题。机械产品的设计阶段就很大程度上决定了产品的环境友好性。从材料选择来说,应采用材料种类更少的设计方案;从计算参数设计来看,应提高功能参数与质量之比,更大程度地发挥材料的性能;从结构设计来说,应尽可能地循环利用报废机器的零件,或者通过最低成本的再制造,然后循环利用零部件;在功能设计来说,应尽可能发挥产品的设计构思,提供更多、更便捷、更低成本的功能实现方案。如此等等,在整个产品设计阶段贯彻生态设计的理念,为保护自然环境和最大效能利用资源做出努力。

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关键词：物流产业；两化融合；信息化；融合层次

中图分类号：F259.22　文献标识码：A　文章编号：1003-4161(2011)01-0052-04

一、引言

工业与信息化融合(即“两化融合”)是我国新时期提出的重要经济指导思想。党的“十六大”报告中明确提出了“信息化带动工业化，工业化促进信息化，走新型工业化道路”。党的“十七大”报告中则明确提出了工业化与信息化融合的“两化融合”概念，目的是进一步加速信息产业改造传统产业的步伐，为建设工业强国、走一条新型工业化道路。2008年组成工业和信息化部，更体现了“两化融合”这一国家经济发展的指导思想。研究信息技术在工业现代化中的效用及其对工业现代化进程的作用，对于制定正确的政策，充分发挥信息化的作用是非常重要的。

在信息技术应用日益广泛和深入的背景下，“两化融合”促进了全球制造业从“生产型制造”向“服务型制造”转变。近年来，随着大规模生产及跨国企业内部分工的深化，以研发、采购、配送、运输、售后服务为代表的生产型服务业发展迅速，正在成为全球经济中增长幅度最大的行业。物流业作为生产型服务业已跻身国家十大产业振兴计划，对提高国民经济运行质量、优化经济流程、调整经济结构、扩大内需、增进社会福利等都具有全局性的积极影响。

但是，目前我国物流信息化技术、物流管理和决策技术的研发和应用水平还比较低，主要体现在以下三个方面。第一，虽然我国的劳动力成本、物流资源成本、设备成本都远远低于发达国家，但是中小物流企业数量多，将整个物流过程综合起来，效率低，成本也大大高于发达国家。我国商品周转率也只有发达国家的30％，每平方米库存的商品量只及发达国家的25％，配送差错率为发达国家的3倍。第二，虽然中国的信息产业发展速度已明显快于工业升级速度，信息服务的供给能力也明显超过工业生产的需求能力，但大多数工业企业还难以主动地使用信息技术和信息服务，难以科学地选择信息技术来建立现代工业的解决方案。根据中国电子商务协会信息化测评中心2007年的调查数据，当前，已有高达80％的中小企业具备了接入互联网的能力，但用于信息化应用的只占44.2％。在已有不同程度信息化应用的52.3％企业中，各单项应用覆盖率均低于25％。已经应用ERP的企业只有4.8％，已开展电子商务的企业只有9％。第三，许多生产企业基于商业机密、物流质量等原因，仍以自营物流为主，效率低下，实际利用专业化物流少，物流市场的有效需求不足，影响了现代物流业发展的基础。

在“两化融合”政策环境下，作为现代服务业的物流产业与信息化的融合必将成为发展趋势。通过信息化手段建设专业化、社会化的现代物流，不仅可降低各要素之间的磨损和交易成本，增强产业竞争力，而且促进产业发展，使之日趋发展成为国民经济体系中重要的基础产业，因而研究如何将信息技术融入物流产业就成为一个项重要的研究内容。“两化融合”可分为技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四个层次，为适应“两化融合”四层次发展的需要，本文在分析现代物流产业发展特征的基础上，从这四个层次阐述了现代物流产业中信息化建设内容。

二、现代物流的特征

现代物流是以满足消费者的需求为目标，把制造、运输、销售等市场情况统一起来考虑的一种生产服务。除提供从生产者到消费者的货物配送服务外，还提供从供应商到生产者对原材料的采购，以及生产者本身在产品制造过程中的运输、保管和信息等各个方面的服务，解决的是一个全面提高经济效益和效率的问题。明确现代物流的特征有助于指导其信息化建设，其特征如下：

(一)现代物流产业提高了社会的经济效益和效率

现代物流产业对物流全程进行了优化，保障各环节之间的无缝衔接，降低了物流费用，缩短了物流时间。在时间上，通过优化流程，现代物流减少了相关产业的库存积压和断档脱销，加快了生产和流通节奏；在空间上，实现了产地和消费地之间的有效衔接。通过优化资源配置和产业结构，促进与其相关产业的协调发展，提高了社会经济运行质量，完成了社会经济生产中的一种增值性活动。

(二)信息技术是现代物流的核心

把信息技术融入到现代物流产业的研发、设计、生产、流通、管理、人力资源开发各环节，解决了传统物流业发展中存在的结构不合理、发展方式不科学、管理粗放、资源浪费、环境污染、信息不畅、科技含量低、成本过高等问题。信息技术的充分利用打破了运输环节独立于生产环节之外的行业界限，通过供应链信息系统对传统物流业务进行优化整合，改造提升传统物流产业，建立起对企业产供销全过程的计划和控制，达到了降低成本、提高服务水平的目的。

(三)电子商务与现代物流的紧密结合

电子商务相关技术在现代物流业中发挥着关键的作用。经济活动主体之间通过电子商务平台进行沟通，提高了经济效率和质量，节约资源，可有效提高物流效率，社会化、专业化、全球化的经济发展，使得现代物流呈现出更多电子化、网络化的特征。电子商务为物流企业提供了良好的运作平台，企业可根据电子商务的订单组织生产，而生产过程是一个比较复杂的过程，若要保证生产的高效，采购物流、配送物流、废弃物回收物流等必须高效运作。现代物流与电子商务的融合，降低了采购成本、产品库存和周转成本，优化了社会库存配置，提高了运行效率，同时实现了系统之间、企业之间以及货物流、资金流、信息流的无缝链接，帮助物流企业最大限度地控制和管理库存。第三方现代物流在电子商务环境下得到极大发展。电子商务还拓展了物流业所提供的服务内容，已不局限于仓储、分拨和运送等服务，而是可提供分拨设施、维修服务、电子跟踪和其他具有附加值的服务。物流服务商正在变为客户服务中心、加工和维修中心、信息处理中心和金融中心。

(四)现代物流促进了区域内各经济体之间的沟通与合作

现代物流通过物流渠道与商贸流通渠道的集成、物流渠道之间的集成、物流功能的集成、物流环节与制造环节的集成，有助于区域内各经济体之间沟通与合作，扩大区域的规模经济效应并保证区域经济体发展的整体性、系统性和长期性。而且，现代物流业的发展促进了信息、技术、人才、资金以及政策等资源要素的流动和整合，增强区域竞争优势，促进产业发展。随着经济区域在国民经济体系中发挥的作用不断增大，现代物流对区域协调发展、增强产业分工协作，提高生产社会化、专业化程度有着重要的作用。

三、现代物流产业信息化建设内容

(一)通过技术融合层次，提高物流企业的信息化水平

在物流供应链、仓储、调度等环节的设计、运营过程中广泛应用计算机仿真、信息管理系统、信息化物流装备设施等技术，使物流园区、供应链、调度方案等的设计、运营过程数字化、网络化、智能化、可视化，能够有效连接不同运输方式的大型综合货运枢纽、服务于区域或城市的物流基地、物流中心等现代化物流设施，提高物流集散和运输效率以及仓储基础设施质量和功能。把信息技术应用于物流行业的物资信息采集、物流运输信息处理、运输装备监控、运输道路信息处理等各个环节，提高和改善物流运输系统的性能和效率，更好地为经济现代化服务。采用信息技术增加现代物流过程的可见性，使物流过程中库存积压、延期交货、送货不及时、库存与运输不可控等风险大大降低，加强了供应商、物流商、批发商、零售商在组织物流过程中的协调和配合以及对物流过程的控制。以下重点分析三种信息技术的应用：

1.仿真技术的应用

物流仿真技术可广泛应用于生产物流系统、供应链及物流配送系统等。物流系统仿真为解决复杂物流系统的问题提供了有效的手段，不需要实际设备的安装，不需要实际实施相应的方案，即可验证增加新设备后给公司或企业带来的效应，设计新的生产线的好坏，比较各种设计方案的优劣，是决策者用于物流系统设计和操作的最有力的工具之一。仿真技术还为复杂物流系统设计提供了技术性和经济性的最佳结合点和直观有效的分析方法。物流仿真对配送中心、仓库存储系统、拣货系统、运输系统等的整体能力进行一种直观评价，其在复杂物流系统的分析和决策中的巨大价值在欧美已成为不争的事实，每年创造着数以千亿美元的经济效益，对降低整个物流投资成本是不可缺失的。

2.信息系统的应用

积极开发和推广应用地理信息系统(GIS)、道路交通信息通信系统(VICS)、不停车自动交费系统(ETC)、智能交通系统(ITS)等与物流相关的信息系统，加强物流信息系统安全体系研究。通过信息系统合理安排需求计划、供应及材料计划、运输计划，以及订单管理、资产管理、货运车船及货款支付等，提高物流管理水平，降低物流成本。具体而言，首先通过信息系统提升供应链管理系统信息化应用水平，规范质量管理体系，在供应链信息自动采集、服务过程质量监控、线路调整、统计分析等方面充分发挥信息系统的作用。其次利用信息系统规范业务流程――在财务管理方面，加强全面预算管理，加大资金支付的监管力度；在物质供应管理方面，实现公司物资供应一级管理，降低采购成本，提高库存利用率；在销售管理方面，加强销售合同、销售进度、收款发货、货款回笼、客户信用等关键业务环节的有效控制，降低企业经营风险；在设施管理方面，加强实施维护计划管理和维修作业监控，使修理费用得到有效控制；在项目管理方面，将计划下达、合同签订、结算付款等关键控制点固化到系统中，确保项目严格按规范流程执行。通过以上几个方面标准化、规范化、集成化的业务管理流程，促进管理理念创新、业务流程优化、管理模式革新和企业资源优化。最后部署ERP系统，实现信息技术和经营管理的全面融合。ERP系统加速了物流企业扁平化管理进程，实现了生产计划、质量分析、物资采购、服务销售、设施维护、财务核算、审计监控等业务的全面管理和控制。

3.信息化物流技术装备的应用

加强信息化物流技术装备的研发与生产，实现物流业自动化、机械化、无纸化和智能化。在物流服务中，普遍应用融合了计算机技术、通信技术或机电一体化技术的物流装备及设施，如自动导引小车，搬运机器人等。完善并推广应用物品编码体系及智能化电子识别和电子跟踪技术，如条形码、智能标签、无线射频识别(RFID)等技术以及电子数据交换(EDI)技术。在此基础上，发展可视化技术、货物跟踪技术和货物快速分拣技术，提高物流业仓储运输、装卸搬运、分拣包装等环节的运营效率。

为了对货物提供迅捷、全方位的物流支持，现代物流需要有完善、健全的物流网络体系，保持节点的连通，使得物流网络整体具有合理的库存水平及库存分布，运输与配送快速、机动。在物流装备应用别要与物联网技术相辅相成。在研究和制定RFID与物联网生产和应用相关标准的基础上，促进整体工业的信息交换、信息兼容、信息共享，无论物品身在何地，都能够被监测到，对通过RFID与物联网产业来促进现代物流产业的信息交换、信息兼容、信息共享。

(二)通过产品融合，提高物流企业的服务质量和运作效率

在现代物流企业与信息产品融合方面，越来越多的物流企业采用含有电子信息技术的产品，实现了从传统物流到现代物流的转变，服务的效率和价值得到很大的提升。

在物流信息的采集和传递中，使用基于RFID技术的编码标识产品、有线和无线网络产品、克服条形码产品在防水、防磁、耐高温、读取距离长等功能方面的缺点。基于RFID技术的货物标签上可存储更大容量的物品信息，并可以进行加密、还可对存储信息按需进行更改。标签数据部分可用一些加密产品实现信息安全传递和管理，如DES、RSA、DSA、SHA、MD5等，还可以在读写器与标签间使用如RADIUS的认证技术产品，进一步加强数据的传输和存储安全性。

随着自动控制技术、工业总线技术的广泛使用，在仓储环节中采用可自动导向的无轨小车和搬运机器人，实现自动库存、分拣、安全保障和信息化管理，并不断完善现代物流配送监控系统，逐步实现物流配送自动化。

在现代物流管理系统中广泛使用数据库产品，实现商家对订货、进货、盘点、销售、库存、结算的整个商品流转过程的全程监视，并为实现数据共享提供了基础。选择优良的数据交换工具，充分利用互联网技术平台，根据国际物流标准化的发展方向，积极做好物流用语、计量标准、技术标准、数据传输标准、物流作业和服务标准等方面的基础工作，使各种相关技术标准与国际标准接轨，提高货物和相关信息的流转效率，有效地实现现代物流与新型工业化的完美对接。通过建立一体化的物流信息系统，才能提高物流全过程的可见性，这不仅指企业内部物流的信息化，而且包括上下游企业之间、供应链与供应链之间信息的互联互通和共享利用。除企业的商业机密外，所有的物流信息都应该向公众开放，使客户足不出户，就能够找到适合自己的个性化物流服务，有利于物流企业提高管理水平，实现其经济效益。

采用基于全球定位系统(GPS)导航定位、定时、测速系统产品，实现车辆跟踪、路线的规划和导航，提高运输的效率和安全可靠性。大力推进物流企业业务选用互联网产品，及时准确传递信息，满足物流系统高度集约化管理的信息需求，保证物流网络各点和总部之间以及各网点之间信息的充分共享。

(三)通过业务融合，引导区域物流向规模化和集约化方向发展

随着新型工业化的推进，以及生产经营的国际化，要求物流

企业为其提供费用更低、服务更优，集专业化、社会化、综合化于一体的物流支持，建设区域物流信息服务中心，不仅提高了物流服务业的质量，而且扩大了物流企业的规模和实力，完善了物流服务内容，促进网络化的经营组织的形成，对创建可信任的品牌、大规模的物流服务、有先进的管理体制的龙头企业意义重大。

在业务融合方面，除采用企业资源规划(ERP)、供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)、商业智能(BI)、产品生命周期管理(PLM)、财务管理系统、人力资源管理系统等管理将企业各种业务融合，提高管理效率，减低管理成本外，发展符合新型工业化需要的现代物流业，还应以提升区域整体物流系统的运作效率为目标，通过区域物流社会化、一体化协作等方式，引导区域物流向规模化和集约化方向发展。为建设符合新型工业化需要的区域物流，在建设物流园区、货运中心及配送中心的过程中，加强物流与电子商务有效的融合，加快建设区域物流信息服务中心，实现电子化物流。建立和完善电子商务配套制度和支付体系，实现采购和营销体系创新融合，提升企业采购和营销的效率，促进企业采购模式和营销模式创新，供应链运作的规范、透明、高效、可控，提高市场响应速度和服务水平。在电子商务平台下，建立以第三方物流企业为主，社会化、专业化的物流服务体系，培育大型第三方物流企业和企业集团，使之成为我国现代物流产业发展的示范者和中小物流企业资源的整合者。企业可以利用第三方物流提供的仓储、包装、装卸等服务，通过集约化操作完善物流配送，提高经济效益。

开展基于移动通信系统的物联网应用研究，拓展RED与物联网产业发展的空间，同时建立网络信息交流平台，实现物流企业与公众、政府的在线信息交换，普通消费者可以在网上商城购买自己所需产品，中间商可以此下订单、付款、验货、反馈等商务联系，随时可以了解所托运货物空间位置、所处的运送环节和预计送达的时间。

(四)通过产业衍生，增强物流产业集群的市场规模和竞争力

在产业衍生方面，“两化融合”催生出发达的ICT产业，促进了与“两化融合”有关的信息服务业的发展，如咨询业、会展业等。物流产业也逐步发展到了集约化阶段，以前配送中心只提供商品的存储和运输服务，现在，除了提供以上服务外，还可提供配货、配送以及其他各种流通加工服务。因此，以运输和中转功能为依托，通过强大的物流信息化服务平台，发展仓储、配送、加工改装、包装等产业，在配套引进税务、工商、运管、银行、保险、海关等物流相关机构后，引导现代物流产业集群向着多功能化方向快速发展。以建设产业集群和物流园区为目标，发展专业仓储、快速配送、流通加工、展览展示、咨询、信息交流、贸易洽谈、电子商务、进出口服务等业务，形成特色商品集散中心、流通加工中心、交易中心、价格形成中心和信息中心，增强集群的产业综合服务功能，使得产业集群内成员企业在更大的空间范围内，及时便捷地实现产品需求、价格的信息转移、扩散和吸收，进而带动整个产业的发展；通过物流信息化服务平台，整合和重组集群物流服务系统，不断改善物流服务系统重组所带来的投资环境，增强产业集群对外部企业资源的集聚整合能力，扩大集群物流服务系统的经济基础；通过物流信息化服务平台，促进第三产业的发展，使区域产业结构日趋合理。

在技术融合、产品融合、业务融合的基础上，提高物流系统的服务效率，降低运营成本。再通过产业衍生，以物流产业的发展集聚商流、资金流、信息流、技术流，发展交通运输业、商贸业、金融业、信息业和旅游等多种产业，增强物流产业集群的市场规模和竞争力。

四、总结

随着国家推进“两化融合”的政策不断落实，现代物流产业对产业集群新一轮扩张和结构升级过程将发挥重要的作用。在信息技术迅猛发展的推力下，现代物流将展现出更加广阔的发展前景，信息技术和物流产业的联系也将越来越紧密。本文从现代物流产业发展的特征人手，分别从技术融合、产品融合、业务融合和产业衍生等四个方面，研究了现代物流产业信息化建设的内容。通过这些方面的建设，提高物流服务业的质量，增强产业集群的市场规模和竞争力，对现代物流产业的发展提供了可供借鉴的发展思路。

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