GPS在及物流方面的應用

1、GPS在物流方面的應用GPS在物流方面的應用陸 堯 1335020034 2013中美地信河南大學摘要：GPS，即全球定位系統(tǒng)，在他被發(fā)明出來后就在各個方面有著廣泛的應用，而本文著重介紹了GPS在物流方面的應用。本文首先介紹了GPS在物流應用的核心，即最短路徑算法。然后又分為五個方面，分別介紹了車輛上的GPS接收機,GPS在車輛管理方的應用,GPS在運輸方的應用（規(guī)劃路徑）, GPS在接貨方的應用,GPS在貨物配送的應用。關(guān)鍵詞：GPS 物流 最短路徑 車載GPS1、引言32、方法與原理3（1）最短路徑的算法3（2）單點動態(tài)定位43、實例介紹5（1）車輛上的GPS接收機5（2）GPS在車輛管理

2、方的應用6（3） GPS在運輸方的應用7（4） GPS在接貨方的應用9（5） GPS在貨物配送的應用94、總結(jié)10參考文獻：101、 引言GPS全球定位系統(tǒng)的簡稱。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報搜集、核爆監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目的。GPS目前已經(jīng)廣泛應用于軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域，進入實用階段。GPS技術(shù)具有全球性、全能性(陸地、海洋、航空與航天)、全天候性優(yōu)勢的導航定位、定時、測速系統(tǒng)?，F(xiàn)代GPS由三大子系統(tǒng)構(gòu)成：空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)購物的不斷發(fā)展，物流業(yè)也隨之進

3、步。更多的公司投身物流業(yè)，為了方便管理，物流公司將GPS引入物流管理系統(tǒng)。用來方便管理物流公司的車輛、方便用戶查詢物流信息及有助于司機規(guī)劃最短路徑。2、 方法與原理（1） 最短路徑的算法對最短路問題的研究早在上個世紀60年代以前就卓有成效了,其中對賦權(quán)圖的有效算法是由荷蘭著名計算機專家E.W.Dijkstra在1959年首次提出的,該算法能夠解決兩指定點間的最短路,也可以求解圖G中一特定點到其它各頂點的最短路。后來海斯在Dijkstra算法的基礎(chǔ)之上提出了海斯算法。但這兩種算法都不能解決含有負權(quán)的圖的最短路問題。因此由Ford提出了Ford算法,它能有效地解決含有負權(quán)的最短路問題。Floyd算

4、法適用于APSP(All Pairs Shortest Paths，多源最短路徑)，是一種動態(tài)規(guī)劃算法，稠密圖效果最佳，邊權(quán)可正可負。此算法簡單有效，由于三重循環(huán)結(jié)構(gòu)緊湊，對于稠密圖，效率要高于執(zhí)行|V|次Dijkstra算法，也要高于執(zhí)行V次SPFA算法。簡單介紹一下Floyd算法。1，從任意一條單邊路徑開始。所有兩點之間的距離是邊的權(quán)，如果兩點之間沒有邊相連，則權(quán)為無窮大。2，對于每一對頂點 u 和 v，看看是否存在一個頂點 w 使得從 u 到 w 再到 v 比已知的路徑更短。如果是更新它。把圖用鄰接矩陣G表示出來，如果從Vi到Vj有路可達，則Gi,j=d，d表示該路的長度；否則Gi,j=

5、無窮大。定義一個矩陣D用來記錄所插入點的信息，Di,j表示從Vi到Vj需要經(jīng)過的點，初始化Di,j=j。把各個頂點插入圖中，比較插點后的距離與原來的距離，Gi,j = min( Gi,j, Gi,k+Gk,j )，如果Gi,j的值變小，則Di,j=k。在G中包含有兩點之間最短道路的信息，而在D中則包含了最短通路徑的信息。比如，要尋找從V5到V1的路徑。根據(jù)D，假如D(5,1)=3則說明從V5到V1經(jīng)過V3，路徑為V5,V3,V1，如果D(5,3)=3，說明V5與V3直接相連，如果D(3,1)=1，說明V3與V1直接相連。（2） 單點動態(tài)定位單點動態(tài)定位的基本方程為j=(Xj-Xu)2+Yj-Y

6、u2+Zj-Zu212+d （1）試中，Xu，Yu，Zu為動態(tài)用戶在tk時刻的瞬時位置；(Xj，Yj，Zj是第j顆GPS衛(wèi)星在其運行軌道上的瞬時位置，它可根據(jù)廣播星歷計算；j為碼接收機所測得GPS信號接收天線和第j顆GPS微型之間的距離，即站星距離；d事由于接收機時鐘誤差等因素引起的站星距離偏差。利用（1）式解算用戶位置時，不是直接求它的三維坐標，而是求各個坐標分量的修正量，即給定用戶三維坐標的初始值（Xu0,Yu0,Zu0）,而求解三維坐標的改正值（Xu,Yu,Zu）和距離偏差do.對（1）式中的Xu，Yu，Zu分別求微分，便得到線性方程X=A-1B (2)式中，矩陣X=Xu,Yu,Zu,d

7、TA=X1-Xu010Y1-Yu010Z1-Zu010 -1X2-Xu020Y2-Yu020Z2-Zu020 -1X3-Xu030Y3-Yu030Z3-Zu030 -1X4-Xu040Y4-Yu040Z4-Zu040 -1B=10-1020-2030-3040-40 (3)j0為對應于第j顆GPS衛(wèi)星的偽距觀測值。利用（2）式解算運動載體的實時定位時，后續(xù)點位的初始坐標值可以依據(jù)前一個點位坐標來假定，因此，關(guān)鍵是要確定第一個點位坐標的初始值，才能精確求得第一個點位的三維坐標3、 實例介紹（1） 車輛上的GPS接收機就目前的車載GPS接收機而言，主要像下圖的形式存在。圖1 外置式車載導航儀或圖2

8、 內(nèi)嵌式車載導航儀這兩種形式，這兩種的導航儀本質(zhì)上沒有區(qū)別，都可以用來接收GPS信號和進行路徑規(guī)劃。只是一種是外置的，一種是內(nèi)嵌式的?，F(xiàn)如今的車載導航儀不光可以了解車輛所在位置，導航。還集成了許多其他的功能，像路面限速信息，路面監(jiān)控信息，前方信號燈提醒，路程規(guī)劃，還有音樂播放器等功能。功能上可謂越來越強大。（2） GPS在車輛管理方的應用運輸物流公司可以通過自己公司旗下的汽車上的車載GPS設(shè)備發(fā)送的信息可以實時監(jiān)控貨車的行蹤。從而實現(xiàn)動態(tài)的管理和貨物的合理調(diào)配，從而大大的提高了公司的管理效率。同時，公司可以將其有關(guān)車輛的信息在網(wǎng)頁等地方開放給客戶，供客戶及時了解并選擇合理的方案，減少了中間不必

9、要的環(huán)節(jié)，大大提高了公司的經(jīng)濟效率。例1， 客戶想將一批貨物從北京運往上海，本來想選擇A物流公司，在上該公司網(wǎng)頁查詢過后發(fā)現(xiàn)A公司的運輸車輛已經(jīng)出發(fā)，下次的車輛要明天才能出發(fā)。由于客戶需要趕快運送貨物，他就在此上B物流公司的網(wǎng)站進行查詢，從而使用了B公司的物流系統(tǒng)。這樣一來大大節(jié)省了客戶的時間，不用在白白的等待。例2， 客戶在貨物運輸后，想了解下貨物的運輸情況。可以在網(wǎng)頁上輸入自己的貨物單號后就能準確的查詢到貨物所在地址，還能看到貨物的行動軌跡，方便顧客掌握信息。圖3 物流管理網(wǎng)頁（3） GPS在運輸方的應用因為車載GPS裝置的存在，司機的運輸旅途體驗也得到了極大地優(yōu)化。車載GPS裝置上一般會

10、預下載全國的地圖，這方便司機在外地不認識路的情況下的運輸，也不用每到一處地方再去購買當?shù)氐牡貓D。車載GPS會有路線規(guī)劃的模塊，儀器內(nèi)部有完善的算法支持。（專業(yè)設(shè)備事用的算法應該是經(jīng)過優(yōu)化過后的算法，在方法原理部分提到的算法只是基本的算法，優(yōu)化后的算法更加簡便，方便駕駛員）駕駛員可以選擇走高速還是走國道，在哪個地方進行?？?。線路規(guī)劃完畢后，會在顯示器上顯示路徑，司機只要跟著路徑開就好，還可以提醒司機各種路況請況，幫助司機提前規(guī)避路況高峰。 圖4 路線規(guī)劃當今的手機地圖的導航軟件，還有著利用自己的GPS定位來搜索周邊信息的功能。每當司機在外地運輸，不一定熟悉當?shù)氐那闆r，如若想要住店，吃飯這些都能成

11、為司機的問題。運用搜索功能，可以按照自己的喜好，自己設(shè)定索搜索距離，來尋找附近的酒店，餐廳等設(shè)施。這樣一來就能極大地方便了司機的工作。 圖5 周邊搜索（4）GPS在接貨方的應用很多人在網(wǎng)上購物后，都想知道自己的包裹運到了什么地方，想要實時追蹤自己的包裹物流信息。這是大多數(shù)消費者都會有的想法。利用GPS系統(tǒng)這樣的想法可以很完美的實現(xiàn)。物流公司給每個貨物都編上號碼，方便管理。在貨物進行分揀之后，物流公司的分揀員可以登記每輛車上的貨物編號，將編號與車輛相結(jié)合，利用車載GPS的定位系統(tǒng)，實時向公司發(fā)送該汽車的位置信息。這樣一來，如果客戶想查詢貨物信息，完全可以通過車輛的定位信息來確定位置。具體的操作就

12、是，客戶通過自己的貨物編號，進入物流公司的網(wǎng)站的查詢頁面，在查詢頁面中輸入自己的貨物單號。公司的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在接到指令后可以在網(wǎng)頁上反饋該貨物的物流信息，如在那里收貨，在那里分揀等。而且，也可以反饋給客戶當前的貨物位置信息。既可以以地圖的形式也可以以文字的形勢進行反饋。客戶在查到信息后就可以大概地估計貨物到達時間等信息。圖6 物流信息查詢（5）GPS在貨物配送的應用在貨物到達目的地的城市后，分區(qū)域配送又是一個可以用到GPS及GIS技術(shù)的應用領(lǐng)域。貨物在城市的分揀中心分揀后送到各個物流公司的門市店，在快遞小哥去送快前，可以先通過公司的數(shù)據(jù)庫調(diào)出每個貨物送達地點的位置信息，利用軟件可以擬定一條送貨的

13、最短路徑，從而大量的節(jié)省送貨的時間，提高送貨的效率。當然，開發(fā)出一個管理軟件是更好的選擇。管理軟件可以直接從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出位置信息，不用在一個一個位置的手動輸入，在貨物運達物流門店時，就能將計算好的路徑呈獻給快遞小哥，更加方便快遞小哥送快遞的效率。圖7 送貨快遞小哥4、 總結(jié)隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，物流的發(fā)展越來越需GPS行業(yè)的發(fā)展來支撐。GPS在越來越多的方面得到了廣泛的應用。本文詳細介紹了車輛上的GPS接收機,GPS在車輛管理方的應用,GPS在運輸方的應用（規(guī)劃路徑）, GPS在接貨方的應用,GPS在貨物配送的應用。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和人們認識的提高，GPS將在現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。 GPS技術(shù)在中國處于一個冉冉升起的階段，他的巨大潛力需要我們不斷努力來實現(xiàn)，它的前景非常誘人。在信息社會，對于各種信息的獲取及處理要求快速、準確、在不久的將來GPS技術(shù)就將同其它識別技術(shù)一樣深入我們的生活、改善我們的生活。對于這樣一個新技術(shù)，我們應當加強宣傳力度，希望能夠盡早普及它，利用它，提高我們的工作效率和經(jīng)濟效益。參考文獻：【1】 馮希. 基于GPS物流車輛調(diào)度平臺的設(shè)計與實現(xiàn)J. 物流工程與管理, 201