日前，我院王跃博士在Computational Intelligence and Neuroscience上发表了题为《基于物联网技术的国际贸易物流优化设计研究》（“Optimal Design of International Trade Logistics Based on Internet of Things Technology”）的研究论文。

论文截图

当代世界经济不断向一体化发展，物流在区域经济发展中发挥着越来越强大的作用。世界各地在认识到物流的重要性后，都在积极发展物流经济，物流之间的竞争也越来越激烈，物流的发展更倾向于功能专业化、规模化、现代化。这些变化使得物流之间的竞争环境更加残酷，但同时也推动了物流向更好、更高效的方向快速发展。通过对现有国际贸易物流平台建设的分析，国际贸易物流的发展加快了企业物流的运行，也有利于国际贸易的发展。一方面可以改善装卸过程，降低生产成本，提高国际贸易的经济效益，有利于国际贸易的长远发展；另一方面，增强了国际贸易的拓展功能，延伸了国际贸易的基础功能，为国际贸易的发展提供了新的经济增长点，从而降低了国际贸易的经营风险。从国际竞争的角度看，发展国际贸易物流有助于建立国际贸易物流中心，提高国际贸易物流的综合效益。

然而，随着全球化和国际化的扩大，国际贸易物流已不能满足简单的装卸、仓储等基本功能。如何使国际贸易物流适应现代发展的要求，如何促进经贸的可持续发展，如何促进周边地区的区域发展，已成为亟待解决的问题之一。

为此，研究提出了一种RFID方法，通过它可以掌握实际国际贸易物流过程中的一段旅程。并对其相关路径进行优化改进，缩短上路时间，达到提载能力的目的。并且针对实际使用效果，设计了相关的实验和分析部分进行模拟。

首先，课题组对RFID射频技术技术进行了优化，使改进后的RFID技术能够更好地应用于研究课题。目前，RFID技术已在当今的大多数行业中使用。RFID应用系统主要用于控制、检测和跟踪物体。该系统由一个询问器、所谓的阅读器和许多转发器组成。标签接收到读写器发出的射频信号后，依靠感应电流获得的能量，发出存储在芯片中的产品信息，或者标签可以主动发出特定频率的信号。在读取和解码信息后，阅读器将数据和信息发送到中央信息系统进行进一步处理。信号发射器存在于RFID系统中，其存在形式也根据应用的要求而有所不同，标签是其典型形式。

RFID的基本组成

为了分析系统的链路特性和系统指标，课题组对RFID实时定位系统的动力传输机制进行定量分析。包括分析信道的路径损耗特性和标签的反射特性。

在对系统的路径损耗特性研究中，由于RFID系统是一种短距离无线通信系统，因此课题组使用了自由空间传播模型对系统的路径损耗进行分析，得到了下图所示的结果。

接收信号功率与距离的关系

在对标签的反射特性的研究中，为了量化接收和反射之间的能量分布，课组组对标签天线和标签芯片进行建模，得到如下图所示的标签等效电路。

标签等效电路

通过计算推导，得出标签反射的信号功率的计算公式：

接下来，课题组对相关的国家贸易物流进行了分析研究。一般来说，国际物流主要面临三个障碍。国际物流的发展必须平衡克服这些障碍的实际成本与国际贸易的潜在收益之间的关系，通过成功的国际运营以获得实际利益。

国际物流壁垒

为了对起记忆进行一定程度的优化和提升，课题组进行了RFID标签和优化分析。不同的调制方式可以通过改变负载阻抗来改变流过天线的电流和天线的反射系数来实现，由于在理想情况下，标签的可用功率和标签的反射功率之和是一个恒定值。因此，UHF RFID系统的标签使用负载电容调制来实现从标签到阅读器的ASK&PSK调制。此时标签反射的功率与调制指数和天线损耗有关，占总接收功率的10%～20%。为了改善标签天线性能，课题组通过增加容性或感性负载来降低或提高标签天线的谐振频率。容性负载（低频）和感性负载（高频）共同工作，使标签天线具有高低两种谐振模式，并通过调整T型微带结构的长度和调整U型中空结构的深度来改变标签天线S参数曲线的带宽。测试发现，在915MHz时，仿真得到的天线阻抗为（13.5~120j）欧姆，天线阻抗为（15.3~123j）欧姆，标签天线与标签芯片匹配良好。

为了对研究中提出的基于物联网技术的国际贸易物流优化结果有一个大致的了解，课题组对A市贸易物流进行了粗略的模拟和分析。通过对研究的改进效果与改进前的效果进行分析比较，并对5个不同的物流配送中心进行统计，得出如下结果：

优化前后物流承载能力对比

实验结果表明，改进和优化的国际贸易物流运输时间缩短了28.6%，承载能力提高了34.2%，从图中可以明显看出，经过改进后，物流的承载能力有了比较明显的提升，这极大地促进了相关国际贸易物流行业的发展。