物流配送系統(tǒng)包括貨物集中

1、物流配送系統(tǒng)包括貨物集中， 庫存管理，車輛調(diào)度，配送運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)。配送系統(tǒng)的最終目標(biāo)是降低配送總成本，從而獲取“第三利潤”。其中, 配送運(yùn)輸?shù)膬?yōu)化是物流配送系統(tǒng)優(yōu)化的。隨著現(xiàn)代物流業(yè)的快速發(fā)展，物流量迅速增加，對配送系統(tǒng)的要求也更高。而傳統(tǒng)的配送系統(tǒng)管理的信息化程度較低，缺乏可視性；對海量數(shù) 據(jù)分析、處理及決策支持能力校差；另外，決策時(shí)所依賴的配送模型過于 理想化，較少考慮實(shí)際因素的變化，實(shí)則性較差。因此，提高配送系統(tǒng)決策的科學(xué)性、可視性和信息化程度非常必要，而GIS與物流配送系統(tǒng)的集成則能較好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。本文選用ESRI推出的GIS Arc/Info9，控件式GIS系統(tǒng)MapObjec

2、ts以及面向?qū)ο蟮木幊?，?gòu)成幵發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)GIS與物流配送系統(tǒng)的集成。1地理信息系統(tǒng)（GIS）構(gòu)成及特點(diǎn)地理信息系統(tǒng)（GIS）是一個(gè)能夠獲取、存儲(chǔ)、管理、查詢、模擬和分析地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是一切綜合處理和分析大量地理數(shù)據(jù)的通用地 理信息技術(shù)。它按照地理特征的關(guān)聯(lián)，將多方面的數(shù)據(jù)以不同層次聯(lián)系起 來構(gòu)成現(xiàn)實(shí)世界模型，在此模型上使用空間查詢和空間分析進(jìn)行管理，并 通過空間信息模擬和分析軟件包進(jìn)行空間信息的加工、再生，為空間輔助 決策的分析打下基礎(chǔ)。GIS主要組成部分包括數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)處理、空間 數(shù)據(jù)分析、規(guī)劃、管理和決策模型、信息顯示與制圖輸出等，主要功能包空間查詢與分括空間及

3、屬性數(shù)據(jù)的采集、編輯，數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)與組織,析以及電子地圖信息的顯示與輸出等。與一般的管理信息系統(tǒng)相比，GIS具有如下特征:(1)高效的空間數(shù)據(jù)(2)電子地圖實(shí)存儲(chǔ)和組織模式，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理;現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，直觀性和交互性較強(qiáng)；(3)很強(qiáng)的空間數(shù)據(jù)的處理和分析 能力，獨(dú)有的空間分析決策功能。ArcGIS 是ESRI推出的專業(yè)GIS軟件，自推出以來，始終保持著全球第一的市場占有率。最新推出的是組件式GIS軟件Arc/Info9 。除了具有上述一般GIS的制圖、編輯、查詢、統(tǒng)計(jì)等基本功能之外，ArcGIS還提供 了更為強(qiáng)大的GIS分析功能，如網(wǎng)絡(luò)分析、拓?fù)浞治?、疊加分析等，其中,

4、網(wǎng)絡(luò)分析包括最佳路徑分析，車輛軌跡追蹤分析等部分。ArcGIS軟件具有良好的系統(tǒng)幵放性，還采用了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Com體系結(jié)構(gòu)，可與其他系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)真正的無縫集成。2 GIS在物流配送系統(tǒng)中的應(yīng)用物流活動(dòng)作為物體在空間上的移動(dòng)，是和空間的集合。因此，與空間 有關(guān)的地理信息系統(tǒng)(GIS)便有了用武之地。GIS應(yīng)用于物流配送環(huán)節(jié)主要 是利用GIS強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)功能來完善物流分析技術(shù)，其作用表現(xiàn)在處理 相關(guān)空間問題的分析、檢索、處理和決策上。例如：物流配送的可視化表 達(dá)、配送中心選址、配送點(diǎn)布局、最佳配送路徑選擇等方面的決策，物流配送的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，等等。對于配送系統(tǒng)來說，GIS技術(shù)的融入，能更容易地處理物流配

5、送中貨 物的運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、裝卸、運(yùn)送等各個(gè)環(huán)節(jié)，并對配送系統(tǒng)中的運(yùn)輸路線選 擇、倉庫位置的選擇、倉庫的容量設(shè)置、合理裝卸策略、運(yùn)輸車輛的調(diào)度 和投遞路線的選擇等進(jìn)行有效的管理和決策分析。根據(jù)國外的物流配送發(fā)展實(shí)踐來看，基于GIS的物流配送系統(tǒng)集成是物流 配送現(xiàn)代化的必然方向。但目前，將GIS技術(shù)引入物流配送系統(tǒng)決策過程, 實(shí)現(xiàn)時(shí)仍然有不少技術(shù)上的困難。主要表現(xiàn)在: 前期的地理空間、屬性數(shù)據(jù)的采集及更新困難。主要包括各種影響因 素的定量化和路況等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新等方面。(2)GIS空間分析與配送模型的集成。傳統(tǒng)模型多為理想的圖或網(wǎng)絡(luò)模型, 而忽視了地理空間數(shù)據(jù)對配送優(yōu)化的巨大影響，如何將傳統(tǒng)的理想模

6、型轉(zhuǎn)換為接近實(shí)際的模型，并與GIS空間分析功能相結(jié)合，是目前最需要解決 的問題。(3)計(jì)算機(jī)提供的最優(yōu)決策方案的評價(jià)。由于評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)不一樣，常出現(xiàn) 分析出的最優(yōu)結(jié)果不是我們所想要的結(jié)果，如何對計(jì)算機(jī)分析的最優(yōu)性進(jìn) 行評價(jià)，并使其與人的主觀經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，也是當(dāng)前碰到的難題之一。3基于ArcGIS的配送系統(tǒng)集成框架及功能模塊系統(tǒng)集成基本思路及集成框架圖系統(tǒng)集成的基本思路是利用組件式GIS技術(shù)，將ArcGIS軟件中與物流配送密切相關(guān)的GIS組件引入到傳統(tǒng)的物流管理信息平臺(tái)中來。具體來說，先對采集的地理空間數(shù)據(jù)和物流信息數(shù)據(jù)集成;再在此基礎(chǔ)上加入GIS組件對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分析，完成配送網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃；然后結(jié)

7、合訂單數(shù)據(jù), 與GIS中的網(wǎng)絡(luò)分析功能集成，完成車輛調(diào)度及配送路線的優(yōu)化；進(jìn)的方向是將GPS和 inte rnet集成進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)GIS的物流配送的實(shí) 時(shí)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化。系統(tǒng)集成功能模塊 根據(jù)系統(tǒng)集成的基本思路和系統(tǒng)集成框架結(jié)構(gòu)，集成系統(tǒng)的功能模塊主要 如下: 數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換模塊。提供地圖數(shù)字化和編輯功能，支持多種類型、格式的地圖數(shù)據(jù)和模型的轉(zhuǎn)換，例如將紙質(zhì)地圖數(shù)字化為GIS能夠識(shí)別的數(shù)字地圖，對遙感數(shù)據(jù) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換等，并提供地圖空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯功能;數(shù)據(jù)庫管理模塊。利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫，結(jié)合特殊的空間數(shù)據(jù)模型，對空間及屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行 統(tǒng)一存儲(chǔ)管理，是集成系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊之一。電子地圖顯示模塊。實(shí)現(xiàn)

8、由錄入的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫中的表格數(shù)據(jù)生成電子地圖，并對配送網(wǎng) 絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)中的各要素進(jìn)行分層綜合顯示。要求不僅可以顯示全要素地圖, 也可以根據(jù)用戶需要，進(jìn)行分層顯示，并輸出各種專題圖、各類統(tǒng)計(jì)圖、 圖表及數(shù)據(jù)等。查詢統(tǒng)計(jì)模塊。 提供屬性一空間的邏輯查詢和空間一屬性的空間要素查詢功能。可對數(shù) 據(jù)庫進(jìn)行查詢操作，也可直接對地圖進(jìn)行查詢操作。 提供空間要素的統(tǒng)計(jì)功能。具體包括數(shù)量，距離，面積，密度，流量等 等方面。 提供客戶訂單和貨物定位查詢，結(jié)合GPS功能和功能為客戶提供在線查 詢。GIS空間分析模塊。支持物流作業(yè)的地理空間數(shù)據(jù)的分析，如多層疊加分析、地圖數(shù)據(jù)與 屬性數(shù)據(jù)共同分析、路徑分析、動(dòng)態(tài)監(jiān)測分析等

9、，并能提供相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分 析專題圖。網(wǎng)絡(luò)配送規(guī)劃決策模塊。該模塊是專門針對配送系統(tǒng)特點(diǎn)而設(shè)立的，其輔助決策功能表現(xiàn)在以 下幾個(gè)方面:1、配送中心的選址與物流網(wǎng)點(diǎn)布局決策。配送中心的選址規(guī)劃問題用于 確定一個(gè)或多個(gè)設(shè)施的位置或?qū)ΜF(xiàn)存設(shè)施的進(jìn)行增點(diǎn)布局，使得總成本最 小。2、最優(yōu)路徑選擇。最優(yōu)路徑選擇在物流配送中用于解決配送網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短 路徑問題及最佳游歷方案選優(yōu)。其中，最短路徑問題還可以轉(zhuǎn)化為最快路 徑問題、最低費(fèi)用問題等；物流配送中校常見的結(jié)點(diǎn)最佳游歷問題要求解 決由配送中心出發(fā)遍歷指定的若干中間配送結(jié)點(diǎn)而達(dá)終點(diǎn)的最佳路徑。3、網(wǎng)絡(luò)流分析與配送區(qū)域劃分規(guī)劃。用于解決多個(gè)配送中心之間的配

10、送服務(wù)區(qū)域的劃分問題和網(wǎng)絡(luò)物流 量平衡問題。要求合理劃分配送中心的服務(wù)范圍，確定其供應(yīng)半徑，實(shí)現(xiàn) 宏觀供需平衡，并能根據(jù)配送系統(tǒng)中現(xiàn)有客戶分布及訂單貨物分布，發(fā)掘 潛在的客戶，進(jìn)一步拓展市場。物流配送動(dòng)態(tài)監(jiān)測及配送效果評價(jià)。通過GPS進(jìn)行配送車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，并能對配送完成情況進(jìn)行 分析、評價(jià)，還要求能提供客戶所需的貨物定位在線查詢功能。4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵系統(tǒng)集成的技術(shù)關(guān)鍵在于兩點(diǎn)：數(shù)據(jù)集成和功能集成。數(shù)據(jù)集成主要 是指對異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成；功能集成主要是根據(jù)物流配送需要對系統(tǒng)電子地圖顯示功能和分析決策功能進(jìn)行集成幵發(fā)。數(shù)據(jù)集成 地理數(shù)據(jù)采集與處理。數(shù)據(jù)的采集包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩部分，空

11、間數(shù)據(jù)又包括幾何地理數(shù)據(jù)和拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)。基于GIS的物流配送系統(tǒng)將實(shí)際物流配送網(wǎng)絡(luò)中GPS數(shù)據(jù)的配送中心，配送路徑分別抽象為點(diǎn)要素、線要素，要素之間的聯(lián)系抽象 為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？臻g數(shù)據(jù)的采集分為地圖數(shù)字化、遙感數(shù)據(jù)獲取和 采集三部分。其中地圖數(shù)字化主要靠掃描數(shù)據(jù)矢量化來完成。空間數(shù)據(jù)處理主要包括對所采用的交通數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z 查，保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連通性。屬性數(shù)據(jù)處理包括對道路數(shù)據(jù)的權(quán)值進(jìn) 行賦值以及對節(jié)點(diǎn)的物流分區(qū)配送參數(shù)進(jìn)行賦值。上述數(shù)據(jù)的處理可由ArcGIS平臺(tái)的ArcMap完成?？臻g及屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)管理?；贕IS的物流配送系統(tǒng)集成的關(guān)鍵問題之一是對異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理。ESRI將空間

12、數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，才能真正實(shí)現(xiàn) 空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)一體化的無縫集成。本系統(tǒng)選擇比較成熟的 公司的ArcSDE空間數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL Server 2000中，通過ArcSDE進(jìn)行空間數(shù)據(jù)管理和存取，通過內(nèi)部客戶端的MapObjects實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)維護(hù)、分析與輔助規(guī)劃。另外，在進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、查詢和分析時(shí)，空間數(shù)據(jù)及其屬性的之間的關(guān)聯(lián)，可以通過地理編碼實(shí)現(xiàn)。而且,地圖數(shù)據(jù)應(yīng)采用分層管理，比如可用配送區(qū)域的電子地圖作為基礎(chǔ)底圖,配送機(jī)構(gòu)分布區(qū)域地圖作為業(yè)務(wù)管理圖層。電子地圖顯示。Map Object(MO)

13、可以實(shí)現(xiàn)大部分的GIS功能，地圖顯示即可由其實(shí)現(xiàn)。Arc/Info 也提供了若干專川的 Ocx控件，涉及到圖形顯示的控件有ESRI 。2功能集成 分析。網(wǎng)絡(luò)分析功能的定制實(shí)際上是在幵發(fā)平臺(tái)上將網(wǎng)絡(luò)分析的高效算法 與GIS分析計(jì)算功能集成，生成新的組計(jì)，然后在物流配送系統(tǒng)中調(diào)用該 組件，即可得到強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)分析功能。Arcinfo核心模塊提供較強(qiáng)的分析功能，包括網(wǎng)絡(luò)分析、拓?fù)浞治?、Map Object疊加分析等。但針對性不強(qiáng)，且前期投資較大。二次幵發(fā)平臺(tái)除了支持GIS的基本功能以外，還提供少量簡單的GIS空間分析功能，但 物流配送的網(wǎng)絡(luò)分析情況復(fù)雜，而且系統(tǒng)自帶的網(wǎng)絡(luò)分析模型理想化，實(shí) 時(shí)性差，算

14、法實(shí)現(xiàn)占用空間大，求解速度慢。因此，需要通過二次幵發(fā)為Map Object定制功能強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)分析功能。我們選擇在VB環(huán)境下進(jìn)行幵發(fā)。二次幵發(fā)關(guān)鍵問題有三個(gè)：其一是網(wǎng)絡(luò)分析算法的選擇。算法的好壞 直接影響到網(wǎng)絡(luò)分析的效率，最短路徑分析可采用國內(nèi)外公認(rèn)較好的Dijkstra 算法和Floyd算法等；一對多的配送路徑優(yōu)化問題多采用啟發(fā)式 算法，如節(jié)約法、掃描法等。其二是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及路徑權(quán)要素權(quán)值確定。權(quán) 值的確定時(shí)，需要將不同量綱的網(wǎng)絡(luò)因子 （如路況等）進(jìn)行量化處理，可按 照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分級打分，以便進(jìn)行橫向比較。其三，多個(gè)約束條件下多目標(biāo) 的網(wǎng)絡(luò)分析時(shí)，需要對每條路徑進(jìn)行判定和比較，并根據(jù)實(shí)際確定各個(gè)目 標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。權(quán)重系數(shù)不同時(shí)，“最優(yōu)”標(biāo)準(zhǔn)自然不同。5結(jié)語本文將