面向专业：物流工程、交通运输。也可为物联网工程、食品工程等专业开设选修课。

架构描述：整个仿真架构以一个虚拟的单蒸发器多温区冷藏车为基本平台，温区隔板可移动，能够实现车内温度分布仿真，冷气流运动仿真，制冷机开启仿真，风道风扇开启仿真，货物增减仿真。冷藏车温度分布仿真图见图1，温度高的区域用红色表示，温度低的区域用蓝色表示，因为温区隔板可调整从而改变温区大小，所以应当根据温区的实际情况，准确仿真温度的三维分布。假设车辆的车门上安装RFID读卡器，托盘上有RFID标签，因此可以感知出入的托盘编号。

图1 冷藏车温度分布分析图

其实验内容包括一下四个模块：

模块-、温度控制可视化实验

在仿真平台中，图1中冷藏车车厢从右至左被划分为冷冻区、冷藏区、恒温区。各区特性见表1。

表1 三种温区特性

系统能仿真真实的冷链运输过程中冷量流失的现象，产见的冷量流失的原因有热传导、热对流，热辐射。当车门开启时，要能仿真出较快的冷气流失的过程。

开发安卓APP，界面见图2，能够和仿真平台的虚拟冷藏车通讯，在温度正常时，三个温区颜色分别是浅黄、浅绿、浅蓝。每个区都可以设置上限、下限温度，当有一个区域温度超过上限温度则为深红色，手机发出嘟嘟报警声，安卓手机内置温控算法，能尝试自我控温，在控温失败时。手触制冷按钮，按钮从蓝色和灰色来回切换，开启制冷机工作和停止。该手机APP能和仿真平台中的虚拟冷藏车相互通讯，可视各温区的实时温度，并且实现温度的控制。要求冷冻区的制冷机、冷藏区的风扇、恒温区的风扇是可控制的。

图2 手机APP界面

实验目标：让学生扮演调度中心的冷链质量监督员，设计调整安卓APP中的控温算法，在装车、卸车、车门开启、炎热的天气下，实现精确温度闭环控制，在无法自动控制时发出报警声，通知驾驶员手动干预冷链质量。

实验类型：设计型、综合型

实验意义：通过仿真平台，再现了冷链运输过程的温度变化，让学生了解冷链物流和普通物流的差异性，掌握闭环控温的方法，掌握安卓手机和冷藏车上ZigBee温控模块的Socket通讯的数据交换方法。

实验方式：虚拟冷藏车上装有温度传感器，通过Socket通讯方式，能把实时温度传给安卓APP。让学生对安卓APP的温控核心代码调整，通过安卓手机的APP成功控制车辆的温度。

实验结果：获得各种运输仿真环境下的冷链运输温度控制最优算法，实现对冷藏车的温度可视和可控。

模块二、温度轨迹可视化实验

在上个实验的基础上，实现温度轨迹可视化。在虚拟平台上，根据车载货物的目的城市，在中国地图上为冷藏车规划最优运输路线，按100倍的速度仿真冷藏车的运输行为。

实验目标：让学生扮演冷藏车驾驶员，根据运输任务设计最优运输路线，实现运输过程的全程温度可视化，生成运输过程的温度轨迹。

实验类型：设计型、综合型

实验意义：通过仿真的GIS平台验证运输路线是否合理，获得距离加权的空载率最低的最优运输路线。

实验方式：虚拟平台产生各城市的运输清单，学生扮演冷藏车驾驶员，根据运输需求，规划本冷藏车的装卸次序和运输路线，由系统评价运输成本，为学生的方案打分。

实验结果：1)、采用估算运输成本的方法获得最优的运输计划。2)、结合温度控制，获得温度轨迹，如图3所示。

图3温度轨迹示意图

模块三、装卸作业可视化实验

仿真平台虚拟作业场景如图4所示。图5是本实验的仿真界面。

实验目标：让学生扮演叉车驾驶员，根据装卸计划，完成车辆的装卸作业。

实验类型：设计型、综合型

实验意义：通过仿真的RFID平台监控叉车驾驶员的作业行为是否正确，保证装卸作业的正确率。

实验方式：虚拟平台产生装卸计划，学生扮演叉车驾驶员，根据装卸计划，设计装卸作业流程，并在仿真环境内完成装卸作业。由仿真系统为学生的作业过程打分。

图4 货物装卸精确监控原理图

图5 仿真界面

实验结果：实验结果界面见图6。1)、采用折算作业成本的方法，判断学生设计的装卸作业流程是否优秀。2)、监控学生的作业过程，发现操作错误，现场给予语音警告。

图6 装卸作业的实验结果

模块四、车厢空间可视化实验

在上个实验的基础上，实现车厢空间可视化。在虚拟平台上，根据车载货物的清单，生成运输单二维码，记录了运输详情。

实验目标：让学生扮演货场管理员，扫描车辆的运输单二维码，在不开车门时获知车厢的装卸情况，根据本货场需要发货的货物数量，设计最优的装卸计划，并把装卸计划传递给叉车驾驶员。

实验类型：设计型、综合型

实验意义：通过仿真平台验证装卸计划的合理性。

实验方式：虚拟平台产生各城市货场的发货清单，学生扮演货场管理员，根据过路车辆现有的运输潜能，设计装卸计划，由系统通过运输成本、制冷能源、装卸成本，为学生的方案打分。

实验结果：根据货场需求和过路车的运输潜能，获得最优的装卸计划。如图7所示。

图7 车厢空间可视化及装卸计划的设计