基于物聯網技術的水產品冷鏈物流體系構建

李亞琦

（廣西生態工程職業技術學院，廣西 柳州 545004）

1 水產品冷鏈物流及物聯網技術概述

1.1 水產品冷鏈物流概述

冷鏈物流是指冷藏冷凍類食品在生產、貯藏、運輸、銷售等各個物流環節始終處于規定的低溫環境下，以保證食品質量、減少食品損耗的一項系統工程。水產品冷鏈物流則是通過一系列的冷鏈技術和設備保證水產品的生產加工、儲存、運輸配送、銷售等物流環節始終處于規定的低溫環境下，以保障物流過程中的水產品品質和食品安全。水產品冷鏈物流是科學管理水產品供應鏈的有效方法和手段，而冷鏈技術也成為支撐水產品物流的重要因素。隨著現代信息技術尤其是以物聯網為代表的智能化、自動化技術的發展，更促進了冷鏈物流技術與體系的創新，使水產品的物流過程變得更加高效和安全。

1.2 物聯網技術概述

物聯網是指通過各類傳感設備，如傳感器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器、氣體感應器等各種裝置與技術實時監測任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，按照約定的協議，通過各類通信設備進行信息交換和通信，實現物與物、物與人、所有的物品與網絡的連接，以實現智能化感知、識別、管理和控制的一種網絡。通俗地講，物聯網就是“物物相連的互聯網”。

物聯網體系結構主要由感知層、網絡層、應用層三個層次組成。

感知層的主要功能是完成信息采集和信號處理工作，從而實現對“物”的認識與感知。它是物聯網發展的基礎，主要包括條碼及RFID等數據采集技術、傳感技術、GPS/GIS技術、嵌入式技術等關鍵技術。

網絡層的主要功能是通過各種接入設備與通信網絡如移動通信網絡、互聯網等相連，對來自感知層的信息進行接入、傳輸、處理、分類等，用于溝通感知層和應用層，主要包括互聯網技術、移動通信技術、無線短距離通信技術等關鍵技術。

應用層的主要功能是將物聯網技術與專業技術相互融合，面向各類行業實際應用的管理平臺和運行平臺，利用分析處理的感知數據為用戶提供各類需求服務。它是物聯網發展的目的，也是物聯網體系結構的最高層。其主要包括云計算、中間件、數據挖掘、人工智能、M2M等關鍵技術。其技術體系框架如圖1所示。

圖1 物聯網技術體系框架

2 我國水產品冷鏈物流現狀分析

2.1 水產品產業發展穩步增長，冷鏈物流行業潛力巨大

根據國家統計局年鑒數據，我國2019 年漁業總產值為12 572.4億元，同比增長2.5%，2020年總產值為12 775.9億元，同比增長2.2%；全國水產品產量也從2019 年的6 480.4 萬t 增長到2020 年的6 549 萬t。在這個契機下，水產品冷鏈物流行業得到了快速發展。據中物聯冷鏈委數據顯示，截至2020年，我國冷鏈物流市場規模超過3 800億元，連續多年保持兩位數增長勢頭。越來越多的企業進入到冷鏈物流行業，拒不完全統計，截至2021 年，我國冷鏈物流企業數量已超過2 000家，2021年全年冷鏈物流行業共有33 起融資事件，其中20 起超過億元，11 起達到10 億元。

2.2 政策支持力度加大，冷鏈物流行業迎來發展機遇期

近年來，政府高度重視冷鏈物流的發展，出臺了一系列相關規劃、政策等，大力推進冷鏈物流行業轉型升級。當前冷鏈相關政策主要包括加快冷鏈物流體系建設、便利冷鏈物流快速發展、促進農副產品流通等幾大類型。如2020年4月，為助力農產品倉儲保鮮冷鏈設施建設，農業農村部發布了《農業農村部關于加快農產品倉儲保鮮冷鏈設施建設的實施意見》（農市發〔2020〕2 號）；2021 年12 月，國務院印發了《“十四五”冷鏈物流發展規劃》，緊密圍繞冷鏈物流體系、產地冷鏈物流、冷鏈運輸、銷地冷鏈物流、冷鏈物流服務、冷鏈物流創新、冷鏈物流支撐及冷鏈物流監管體系等方面，對冷鏈物流的全流程、全環節、全場景提出了更高的發展要求[1]。相關政策的出臺也將加速全國冷鏈物流體系和基礎設施的建設。2020年7月，國家發改委正式印發了首批17個國家骨干冷鏈物流基地的名單。隨著政策支持力度的加大，冷鏈物流迎來重要的發展機遇期，這也為水產品冷鏈物流發展營造了良好的外部環境。

2.3 冷鏈物流基礎設施建設逐步完善，但仍存在明顯短板

據中物聯冷鏈委數據顯示，2019年全國冷庫總量約6 053 萬t，新增庫容814.5 萬t，同比增長15.6%，2019年全國冷藏車保有量為21.47萬輛，較2018年增長3.47萬輛，同比增長19.28%，冷藏船噸位10萬t，年集裝箱生產能力100萬TEU，冷鏈物流基礎設施建設取得了較快發展。2020 年水產品冷鏈流通率達到23%，冷藏運輸率也已經達到69%，水產品冷鏈物流發展環境和條件不斷改善，并取得了較好的成果。

但冷鏈物流基礎設施仍存在明顯短板，主要體現在冷鏈物流兩端。一是水產品產地“最先一公里”冷鏈物流倉儲設施有短板，二是面向城市“最后一公里”消費需求的城市末端冷鏈物流配送設施有短板。目前，我國水產品冷鏈運輸率為69%，而發達國家這部分指標的平均水平在80%～90%之間。2015—2021年間，我國冷庫總量呈逐年遞增趨勢，但與需求量2.352 億t 差距較大，人均冷庫容積不到發達國家的1/2。

2.4 水產品全程冷鏈環節易出現“斷鏈”現象

冷鏈物流與一般物流相比存在技術要求高、運行成本高、協作難度大的難點，易出現“斷鏈”問題?！皵噫湣钡脑蚴嵌喾矫娴?。一是標準不同，設備、包裝制式有差別，導致水產品在不同環節的銜接過程中沒有完全處在低溫環境下；二是部分技術達不到要求，如不同類型水產品的適宜溫度有差別，但設備缺少分區溫控功能，可能出現環境溫度與產品適宜溫度不完全匹配。三是因為成本問題人為導致“斷鏈”發生，如運輸企業為了降低成本中途關閉制冷設備，車廂溫度上升，導致水產品運輸過程未保持全程低溫要求?！皵噫湣爆F象的存在反映出水產品冷鏈物流體系不夠完善，物流節點之間未能有效銜接，物流過程難以做到實時監管，上下游延伸覆蓋力度不夠[2]。

2.5 信息化程度不高，大數據平臺建設還需加強

受運營成本及設備技術水平的限制，我國水產品冷鏈信息化程度較低，全程冷鏈過程中應用傳感技術、RFID技術、GPS技術、無線通信技術、數據采集技術等比例不高，在冷鏈物流環節中難以實現信息流的雙向暢通及物流過程的全程監管。另外，我國各地均未建成專門的水產品冷鏈物流公共信息平臺用于冷鏈資源數據發布，難以實現冷鏈物流的食品追溯、資源整合優化等目標。因此，信息化程度不高導致水產品冷鏈物流存在食品安全隱患、運營效率不高、資源配置不合理、物流成本居高不下等問題沒有完全解決。

2.6 水產品冷鏈物流標準體系不完善

目前，我國無論是水產品冷鏈物流標準體系還是物聯網標準體系都還不夠健全，如水產品冷鏈物流中的裝卸貨時間、進出貨檢驗、物流操作流程、溫度條件范圍等缺乏統一的標準，導致水產品冷鏈物流部分業務環節無標準可參照，出現要求不一、操作隨意、管理不到位等問題。而物聯網技術出現時間較新，相關的標準更加少，導致數據難以實時共享、數據融合難實現等問題。

目前實施的冷鏈物流相關標準主要包括2007年上海地方標準《食品冷鏈技術與管理規范》（DB31/T388-2007）、2009 年的國家標準《GB 24616-2009-T冷藏食品物流包裝、標志、運輸和儲存》及《GB 24617-2009-T冷凍食品物流包裝、標志、運輸和儲存》、2010年的國家標準《GB50072-2010 冷庫設計規范(完整版)》、2012 年的國家標準《食品冷鏈物流追溯管理要求》（GB/T28843-2012）及《GB/T 28577 冷鏈物流分類與基本要求》等。這些標準主要集中在儲存、運輸、銷售環節上, 針對上下游環節銜接過程的具體標準較少，且標準制定的時間較早，與水產品冷鏈物流的發展現狀有一定差距。因此，水產品冷鏈物流發展亟待出臺全面、詳細的國家標準，從物流環節上下游銜接、物流過程兩端延伸、業務操作具體技術要求、水產品物流數據交換等方面進行完善，構建全面的水產品冷鏈物流標準體系，實現水產品市場健康有序發展的前提[3]。

3 基于物聯網技術的水產品冷鏈物流體系構建

3.1 構建思路

基于物聯網技術的水產品冷鏈物流體系是指將物聯網關鍵技術全方位運用于水產品冷鏈物流全過程，實現水產品生產加工、存儲、運輸配送、銷售等物流環節的信息透明和無縫銜接，實現物流系統資源優化及產品質量追溯，從而降低物流成本，提高系統運行效率。由此構建出基于物聯網的水產品冷鏈物流體系框架如圖2所示。

該體系采用物聯網三層體系結構，運用物聯網技術對水產品冷鏈物流全過程相關數據進行采集、存儲、傳輸和管理，以滿足政府部門、冷鏈節點企業（水產品生產商、產銷地批發市場、冷庫或配送中心、水產品加工商、物流商、零售商等）及消費者三大應用主體的不同功能需求[4]。

其中政府部門的功能需求主要是對冷鏈物流進行全程監管，實現可視化追溯，及時發現并糾正水產品流通中的問題，同時通過信息平臺大數據掌握當地冷鏈物流產業情況，以發揮政府引導扶持作用，實現資源優化配置，促進水產品冷鏈物流產業健康有序發展；冷鏈節點企業的功能需求主要是在冷鏈各環節（生產加工、倉儲、運輸、銷售等）進行數據的采集、傳輸和管理，實現上下游間的信息共享和無縫連接，同時實現對冷鏈全程的可視化追溯，以提高企業運營管理水平和效率；消費者的功能需求主要是方便地查詢到從水產品捕撈到加工、倉儲、運輸、銷售整個冷鏈全程數據，以判斷其購買的水產品是否存在食品安全隱患，保證吃到放心水產品。

圖2 基于物聯網的水產品冷鏈物流體系框架

3.2 系統運行機制

（1）感知層主要運行內容。生產加工環節應用RFID 技術進行水產品數據的采集，應用溫度傳感器監測加工作業區溫度，應用視頻監控對水產品的加工處理過程進行實時監控；存儲環節應用RFID技術進行水產品庫存數據的采集，應用溫度傳感器監測存儲區溫度，應用視頻監控對存儲過程進行實時監控；物流運輸配送環節應用RFID技術進行在途水產品數據的采集，應用溫度傳感器監測車廂溫度變化，應用視頻監控對運輸過程進行實時監控，應用GPS進行車輛行駛定位，應用GIS優化運輸配送路線；銷售環節應用RFID 技術進行零售終端水產品數據的采集，應用溫度傳感器監測商超內水產品區域溫度，應用視頻監控對水產品的銷售過程進行實時監控；應用條碼采集水產品的銷售數據。

（2）傳輸層主要運行內容。將感知層采集到的所有數據信息通過4G/5G 通信網絡、無線傳感網絡、互聯網等傳輸到各節點企業管理系統及公共信息平臺。

（3）應用層主要運行內容。各節點企業管理系統如企業信息管理系統、WMS、運輸調度系統、銷售時點系統收集存儲傳輸層傳來的數據，幫助企業進行科學管理，實現各環節的有效對接和信息溝通。公共信息平臺收集的數據可供政府部門監管全程物流、進行風險防控、優化資源配置，實現節點企業之間各環節數據的有效銜接及信息共享，還可供消費者進行食品信息查詢和質量追溯。

4 基于物聯網技術的水產品冷鏈物流體系完善途徑

4.1 加快基礎設施建設，完善冷鏈物流體系硬件基礎

基礎設施建設的關鍵是補齊水產品冷鏈物流兩端短板。一方面，完善國家骨干冷鏈物流基地布局，完善冷鏈物流基礎設施網絡，如港口、機場、鐵路、公路貨運站等冷鏈設施，加強水產品產地倉儲保鮮物流設施建設，規劃冷庫布局等；另一方面，加強產銷冷鏈集配中心建設，完善大型消費市場配送網絡建設，鼓勵供銷合作、郵政快遞、電商企業、連鎖商品等企業共建共用冷鏈物流措施，統籌建設城鄉一體冷鏈物流網絡。

4.2 推動各類物聯網技術在水產品冷鏈物流的應用，完善冷鏈物流體系軟件基礎

一方面，冷鏈物流企業要加強數據采集設備、計算機終端設備、信息系統及數據庫等物聯網技術的投入和應用，提高商品的流通效率和數據透明度；另一方面，加大國家政策支持力度，推動國家級、省級水產品公共信息平臺建設，同時水產品批發市場、加工企業、大型連鎖超市等物流主體建立各類市場化信息平臺，形成多層次、多系統、跨區域的水產品冷鏈食品追溯系統。

4.3 推進水產品冷鏈物流標準化體系建設，完善冷鏈物流體系管理基礎

要繼續加大國家標準的制訂力度，政府部門可聯合相關行業機構、大型企業、高校、科研單位等共同合作，通過聯合項目申報、申請專項基金等形式，積極推動物聯網技術下的水產品冷鏈物流標準化建設工作。一方面，制訂與國際接軌的冷鏈物流操作規范和技術標準，尤其是水產品的生產加工、包裝、存儲、運輸、配送、分銷、零售等環節的作業、技術與管理標準；另一方面，圍繞水產品全程監控和質量溯源要求，制定數據采集、傳輸、管理等物聯網應用相關標準，逐步完善基于物聯網技術的水產品冷鏈物流標準體系，實現水產品冷鏈物流的規范化發展[5]。

4.4 加強專業人才的培養和引進，完善冷鏈物流體系創新發展基礎

基于物聯網技術的水產品冷鏈物流體系的高效運行，離不開專業人才?，F階段既具備物聯網相關專業技術，又熟悉水產品冷鏈物流管理的人才非常少，因此，政府部門、行業機構、企業及高?？陕摵祥_展人才培養，如政府部門提供一定的優惠政策吸引與激勵人才引進，行業機構對物聯網及冷鏈物流相關技術應用進行研究，并提供專業化、標準化的培訓課程；高校物流管理專業開設冷鏈物流及計算機信息技術相關課程；企業安排水產品冷鏈物流管理相關人員進行物聯網技術專業化培訓，多渠道、多方面培養基于物聯網技術的水產品冷鏈物流管理創新型、復合型人才，為水產品冷鏈物流的持續發展培養后備力量。