物流运输的车辆调度问题长期以来一直是一个研究热点，尤其是近几年来随着物流在社会中的地位越来越重要，很多专业如系统工程、交通工程、计算机、数理等的学者、研究人员都在对此进行研究。但是由于车辆状态与位置无法预知，因此在实际应用中多采用静态调度策略。随着物流业在我国的迅速发展，行业内部之间的竞争越来越激烈，加之油价节节攀升，物流运输企业必须对车货进行动态控制，以便提高车辆的利用率，从而提高整体的运输能力，降低运营成本。因此将车辆定位系统引入到物流运输企业，进而实现对车辆的动态管理，对于物流企业的发展将具有重要的现实意义。

　　一、车辆定位的基本概念

　　车辆定位就是利用某种手段测量确定车辆的相对或绝对位置，报告给管理中心或者为驾驶员提供路径引导服务。通常采用三种定位技术：独立定位技术，主要依靠车辆自身携带的距离与方向传感器进行定位，其近距离定位良好，但远距离定位由于积累误差大，定位精度不高；卫星定位，基于卫星的无线导航系统，即全球定位系统(GPS)，用户借助GPS接收机便可在全球范围内确定自己的位置、速度和时间，操作简便，价格便宜，是应用最为广泛的车辆定位技术，地面无线定位技术，主要依靠地面通信网，如GSM数字蜂窝网、CDMA码分多址网、专用通信网等，或者短距离信标等进行定位。

　　车辆定位可分为自主式和中心式车辆实现定位不涉及远程中心的称自主式定位，否则为中心式定位。

　　二、基于车辆定位的物流企业运输管理系统

　　一般来讲，物流水平越高，运输成本比重越高，如目前美国运输成本占63%，而我国只占到50%。这除了说明我国物流水平还比较低以外，也从一个侧面反映了车货控制在现代物流企业管理中的重要地位。目前，大多数物流企业由于缺乏先进的通讯与管理手段，一方面运力紧张，另一方面大量运输车辆空载行驶甚至闲置。这一情况的出现，主要是由于物流配送需求与物流企业的车辆管理在时间和空间上的不匹配引起的。归结其原因，就是信息不通畅：物流企业的管理中心由于无法掌握所辖车辆的运行状态和位置，不可能实现对车辆的统筹安排与合理调度。因此，将车辆定位技术应用于配送车辆，使得管理中心在掌握各配送车辆运行位置与状态的前提下，可以根据货源及运输需求科学合理地调度车辆，从而达到提高效率、减少因空载导致的经济损失的目的。由于运输车辆与管理中心之间建立了双向的通信联络，对车辆而言还起到了一定的安全保障作用。

　　1、基于车辆定位的物流企业运输管理系统体系结构

　　基于车辆定位的物流企业运输管理系统框架如图1所示。由该图可知，系统主要由管理中心与车载系统两部分组成。管理中心根据货源和配送需求随时查询所属车辆的运行位置与状态，利用运输管理软件及地理信息系统(GIS)合理调度车辆，然后通过文字或者语音的方式通知驾驶员。各配送车辆与管理中心之间双向通信，配送车辆向管理中心提交车辆位置、状态或报警信息，管理中心向各配送车辆下发调度命令。

　　2、管理中心

　　管理中心由地理信息系统、数据库、运输管理软件、无线通信系统与人机接口等组成，其中人机接口包括物流配送需求、车辆状态查询、车辆状态统计、控制与输入模块、大屏幕显示系统等。运输管理软件是整个系统的核心，它在强大的数据库及地理信息系统(GIS)的支持下实现车辆的信息查询、统筹调度、运行控制、成本控制的单车核算等功能，并提供对货物分析、配载的计算、最佳运输路径的选择以及网上车辆与货物的跟踪查询等。无线通信系统完成车辆信息的接收以及管理中心的命令下发，主要由无线通信模块、数据处理电路构成，其核心技术为全球移动通信系统 (GSM)。

　　管理中心具有三种工作模式：常规模式，调度模式和处警模式。

　　3、车载系统

　　车载系统主要完成对本车的精确定位以及运动点轨迹的显示，将本车的运动数据实时的发送到管理中心，同时接收并显示管理中心下发的调度命令，引导驾驶员完成任务。

　　车载设备主要由无线通信系统、GPS接收机、数据处理系统、车辆输入控制系统、显示系统等组成。无线通信系统负责数据的接收与发送。GPS接收机用于车辆的定位，可以实时地获取车辆位置坐标、速度以及时间信息。数据处理系统完成车辆状态、位置等信息的组合并进行特定的编解码。显示系统用于显示车辆状态、管理中心下发的调度命令等，可以是文字方式，也可以是图形方式。运输车辆的状态根据需要可设置为：空载、满载、报警等。

　　车载系统的工作模式也有三种，分别为主动模式、被动模式、报警模式，它们分别和管理中心常规模式的监控状态、常规模式的查询状态与调度模式、处警模式相对应。车载系统的工作模式可以根据需要设置。此外，如果车辆在熄火状态遇不法外侵时，会自动启动处警模式，将信息分别发往管理中心及司机手持设备等，起到很好的防盗作用。

　　4、系统工作原理简单例示

　　以往的运输管理系统由于缺乏车辆定位与先进的管理手段，运输车辆的空载率达到50%左右，对物流运输企业的经济损失巨大。而基于车辆定位的货物运输管理利用先进的定位、通讯手段，对运输车辆统筹安排，提高车辆的运营效率，降低了成本。

　　如图2所示，A点为管理中心，现有一批货物需从B点运到C点，假设有X，Y两辆可调度车辆，分别位于 A点与D点。方案1是调Y车前去完成任务，方案2是调X车前去完成任务。两种方案的车辆利用率分别如下：

　　也就是说，当X车离B点较近，且 B点离A点相对较远时(ιAB>2ιBC)，方案2比方案1的车辆利用率将提高2到3倍。同时因为D点离B点较近，方案2的时间效率也比方案1大大提高。由此可见，方案2的效果大大优于方案1的效果。以往的运输管理系统由于信息不畅，只能采取方案1来完成任务。而基于车辆定位的运输管理系统可根据当前公司车辆的运行状况与位置方便的找出方案2或其他更优方案，从而大大提高公司的运营效益。

　　三、关键技术

　　基于车辆定位的物流企业运输管理系统的关键技术主要为3“G”技术 (GPS，GIS，GSM)、先进管理技术及信息处理技术。

　　1、GPS技术

　　全球定位系统(GPS)是基于卫星的无线定位导航系统，它提供一种在全球范围内确定位置、速度和时间的实用而价廉的工具。GPS包括三部分空间卫星部分、地面控制部分、用户接收机部分。其中空间卫星和地面控制部分均由美国操作维护，向全世界民间用户提供的标准定位服务是免费的。用户仅需购买1台GPS接收机便可以充分享用GPS所提供的服务。由于GPS用于车辆定位的优越性，目前的车辆定位系统几乎都是采用该方法进行车辆的绝对定位。GPS接收机操作简便，并且其单点定位精度可达 20米以内，这对于运输企业的车辆定位来说已经绰绰有余。

　　2、GIS技术

　　地理信息系统(GIS)是20世纪 90年代以后发展起来的一种新技术，是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、信息科学和应用科学为一体的新兴科学，是一个能获取、存取、编辑、处理、分析显示和输出数字化空间地理数据的信息系统。

　　在物流企业运输管理系统中，通过GPS获得车辆的位置坐标以后，必须借助GIS的电子地图库才能完成其显示输出。同时也必须借助先进的GIS、数据库、运筹规划、决策支持等技术来完成并优化车辆的调度工作。管理中心通过矢量化的电子地图，掌握所有车辆的运行状态和实际位置，并利用路网信息实现定位信息融合、路径选择、车辆调度、信息查询等功能。

　　3、GSM技术

　　GSM网络是车载单元和监控中心进行信息交互的数据链路，其功能是将GPS定位信息准确地传回监控中心，将监控中心的控制数据传给车载设备。

　　运输车辆的移动性决定了车辆和管理中心的通信方式必须采用移动通信技术。系统采用GSM网是综合考虑现有设备、覆盖范围、成本等各方面因素。具体说：GSM网支持数话兼容功能，无须基本投资；在我国， GSM公用数字移动通信网是覆盖面最大、系统可靠性最高、话机保有量最大的数字移动蜂窝通信系统，利用 GSM传输GPS信息及其它信息是一种最经济、合理、有效的通信方式；它的使用，可充分发挥各系统业务服务的特点和资源优势，以最小投资和运营费用实现移动目标的定位、监控与调度。

　　4、先进管理方法与信息处理技术

　　先进管理方法在物流企业运输管理系统中的应用主要体现在以定量管理为主，定量与定性管理相结合的方法。包括管理运筹学方法、车辆动态调度技术、模糊决策技术、神经网络方法、成本控制方法等。

　　信息处理是管理中心运输管理软件中的核心技术与功能之一，尤其是在根据所有运行车辆的位置和状态以及货运需求进行车辆和运输路线选择中，智能化的信息处理如智能搜索、专家系统、辅助决策等都是有效的技术手段。信息处理技术与先进管理方法相结合是实现车辆合理调度的关键。

　　四、实例分析

　　上海广信物流公司创立于2001年。随着公司业务量的扩大，各类运输车辆逐年增多，急需对其进行科学化管理；同时为提高企业的竞争力，也必须加强公司的运输成本控制。因此公司于2004年开始进行运输管理系统建设，并于今年年初开始试运行。目前系统运转良好，其综合效益已初露端倪。

　　广信物流公司主要以零担业务为主，在实施运输管理系统以前，由于信息不畅，车辆空载率一度曾达 65%，“大车小用”现象难免时有发生，并且还经常发生司机有意怠工延误和弄虚作假现象。实施运输管理系统以后，公司建立了现代化的信息管理中心，通过车载定位系统，基本实现了对每辆车辆位置与状态的实时监控，并依靠先进的运输管理软件对车辆进行优化调度。同时系统还可根据车辆与路况信息等为司机提供载配方案、最佳运输路径的选择等，使运输效率大大提高。目前公司车辆空载率减少到了40%左右，运输效率提高了近120%，运输成本比原来节约40%左右。更为重要的是，由于实施运输管理系统，大大提高了客户的满意度，使公司近几个月营业额比上年同期增长近21%，利润增加近14%，经济效益显著。