GIS在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘  要：本文對地理信息系統(tǒng)（GIS）在物流系統(tǒng)中的主要應(yīng)用進行了綜述，包括基于GIS的物流中心的選址、GIS在物流配送中的應(yīng)用及GIS與物流信息系統(tǒng)的集成。分析了GIS應(yīng)用于物流中心的選址和GIS在物流配送中的應(yīng)用的原理和優(yōu)勢，并簡要介紹了GIS與物流信息系統(tǒng)集成的內(nèi)容。說明了GIS在物流系統(tǒng)中應(yīng)用的價值。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；物流系統(tǒng)；選址；配送；系統(tǒng)集成

1引言

    物流泛指原材料、產(chǎn)成品及相關(guān)信息從起點至終點有效流動的過程。物流將運輸、倉儲、裝卸搬運、加工、配送、信息處理等方面有機結(jié)合，形成完整的供應(yīng)鏈，為用戶提供多功能、一體化的綜合性服務(wù)。物流活動主要由資金流、信息流、物流構(gòu)成。而這些物流活動中有相當一部分與地理位置有關(guān)，如配送中心位置的選擇、配送點的布局、配送路徑優(yōu)化、配送車

輛的實時監(jiān)控與調(diào)度和配送服務(wù)質(zhì)量的提升等，這些因素都與地理位置密切相關(guān)。物流信息具有空間尺度、空間特征的性質(zhì)，物流信息中大約80%的信息與空間位置有關(guān)，而運輸、倉儲和配送等涉及到的信息幾乎全部與空間位置有著直接的關(guān)系。地理信息系統(tǒng)(GIS)具有強大的采集，管理，存儲，分析，處理，輸出空間數(shù)據(jù)的能力，良好的可視化和輔助決策方式。GIS作為處理與地理位置相關(guān)的空間數(shù)據(jù)具有得天獨厚的優(yōu)勢，利用GIS技術(shù)和手段優(yōu)化物流過程，必將有力地壓縮物流成本，創(chuàng)造更大的利潤。

2基于GIS物流的中心選址

物流中心選址是物流系統(tǒng)中具有戰(zhàn)略意義的投資決策問題，對整個系統(tǒng)的物流合理化和商品流通的社會效益有著決定性的影響。但由于商品資源分布、需求狀況、運輸條件和自然條件等因素的影響，使得即使在同一區(qū)域內(nèi)的不同地方建立物流中心，整個物流系統(tǒng)和全社會經(jīng)濟效益也是不同的。

2.1 傳統(tǒng)選址方法的缺陷

物流中心選址方法已有較為成熟的模型與算法，主要有重心法、數(shù)值分析法、Kuehn—Hanburger模型、Baumol—Wolfe模型、CFLP法、Delphi專家咨詢法等，這些傳統(tǒng)選址方法雖然使物流中心選址更加方便，但大部分方法均存在不同程度的令人不滿意的地方。這些方法都存在一個共同的缺陷，這也是一般物流中心選址方法所存在的一個弊病，即這些方法幾乎都是建立在靜態(tài)的假定條件下來實現(xiàn)的，或者平面畫圖求解，或者建立一個模型，經(jīng)過一系列的計算，然后得出最優(yōu)結(jié)果。而所有這些方法，都是靜態(tài)的，非直觀的，但是，現(xiàn)實事物在不斷變化，尤其在信息時代，需求與供應(yīng)都可能隨時發(fā)生變化，因此，其結(jié)果往往與現(xiàn)實情況不完全相符合甚至相差非常大。GIS技術(shù)的出現(xiàn)，可以很好地幫助我們克服以上缺點，較好地解決物流中心的選址問題。

2.2 利用GIS選址的優(yōu)點

首先，GIS最大、最顯著的特點是通過地圖來表現(xiàn)數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，各數(shù)據(jù)域是平等的，它們按照關(guān)系規(guī)范化理論組織起來。在GIS中，空間信息和屬性信息是不可分割的整體，它們分別描述地理實體的兩面，以地理實體為主線組織起來，除了具有管理空間數(shù)據(jù)(如物流節(jié)點的位置)外，還具有空間查詢與分析功能(如查詢設(shè)施的屬性、分析其周圍的環(huán)境狀況等)。

其次，具有可視性。利用GIS可以以圖的形式顯示包含區(qū)域地理要素的背景下的整個物流網(wǎng)絡(luò)(如現(xiàn)存物流節(jié)點、道路、客戶等要素)，一般規(guī)劃者能夠直觀方便地確定位置或線路，而且GIS最終評價是輸出圖形，既直觀又便于理解。

最后，動態(tài)交互性。GIS是一個動態(tài)的系統(tǒng)，它的強大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以保持持續(xù)更新，地理空間上的任何變化GIS都可以更新其數(shù)據(jù)庫以備調(diào)用，同時，利用GIS的空問查詢分析功能，在物流中心選址過程中能很好的實現(xiàn)規(guī)劃者與計算機的動態(tài)交互，使得選址結(jié)果更符合實際所需。

2.3用GIS進行物流中心選址的原理

在GIS中，物流系統(tǒng)中的點、線、面都可作為空間實體，可用空間數(shù)據(jù)來表達，空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實世界各種現(xiàn)象的三大基本特征：空間、時間和專題特征。空間特征是地理信息系統(tǒng)或者說是空間信息系統(tǒng)所獨有的，是指地理現(xiàn)象和過程所在的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰地理現(xiàn)象和過程的空間關(guān)系。時間特征是指空間數(shù)據(jù)隨時間的變化而變化的情況。專題特征也指空間現(xiàn)象或空間目標的屬性特征，它是指除了時間和空間特征以外的空間現(xiàn)象的其他特征。

GIS是進行物流中心選址的最佳分析工具，它用于物流中心選址主要是依靠GIS的以下分析功能：

(1)空間查詢。能夠分析系統(tǒng)中點、線、面基本圖形間的關(guān)系，如查詢物流中心周圍一公里范圍內(nèi)所有配送點的情況；某個配送中心相連的道路情況；某個需求點區(qū)域與其它周邊的地理分布情況等。

(2)疊加分析。疊加分析是GIS非常重要的空間分析功能。要了解一個街區(qū)的面積、一條主干道的長度、一個地區(qū)的人口密度等信息，僅僅用上面的空間查詢功能是不夠的，需要將空間目標進行切割，組合，必要時重新建立拓撲關(guān)系，才能得到確切的結(jié)果。分析某條配送路線上的需求點情況，用點與線疊加；分析某個區(qū)域內(nèi)的配送中心及需求點分布情況，用點與面疊加；分析某個區(qū)域內(nèi)的主要街道、道路情況，用線與面疊加。

(3)緩沖區(qū)分析。緩沖區(qū)分析是對一組或一類地物按緩沖的距離條件，建立緩沖多邊形，然后將這個圖層與需要進行緩沖分析的圖層進行疊加分析，得到所需要的結(jié)果。設(shè)計或分析某條配送路線或者配送中心選址等空間布局問題時，要分析配送中心周邊范圍內(nèi)的需求點、道路等數(shù)據(jù)情況，可根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的點、線、面實體建立周圍一定寬度范圍的緩沖多邊形。

(4)網(wǎng)絡(luò)分析。網(wǎng)絡(luò)分析是進行物流設(shè)施選址時最重要的功能，用于分析物流網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點的相互關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系，主要有路徑分析、資源分配、連通分析、流分析等等。路徑分析可以尋求一個結(jié)點到另一個結(jié)點的最佳路徑；資源分配包括目標選址和為供貨中心尋找需求市場或按需求資源點；連通分析用于解決配送路徑安排相關(guān)的問題，降低配送成本；流分析的問題主要是按照某種優(yōu)化標準(時間最少、費用最低、路程最短或運送量最大等)設(shè)計資源的運送方案。

3 GIS在物流配送中的應(yīng)用

由于GIS強大的數(shù)據(jù)組織、空間分析與可視化等眾多優(yōu)點，基于GIS物流配送系統(tǒng)集成已成為物流配送系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。系統(tǒng)集成的目的是利用GIS空間分析功能，在可視化、智能化的信息平臺實現(xiàn)高效、便捷的物流配送，使配送企業(yè)能最大限度地利用內(nèi)部人力、物力資源縮短配車計劃編制時間，減少車輛的閑置、等候時間，合理安排配送車輛行駛路線制定合理的配送方案，提高車輛的利用率，優(yōu)化人員與車輛的調(diào)度，使物流配送達到最優(yōu)，以降低企業(yè)的運營成本。

將GIS技術(shù)應(yīng)用到物流配送過程中，能更容易地處理物流配送中貨物的運輸、倉儲、裝卸、送遞等各個環(huán)節(jié)，對其中涉及的問題如運輸路線的選擇、倉庫位置的選擇、倉庫的容量設(shè)置、合理裝卸策略、運輸車輛的調(diào)度和投遞路線的選擇等進行有效的管理和決策分析，這樣才符合現(xiàn)代物流的要求，有助于物流配送企業(yè)有效地利用現(xiàn)有資源，降低消耗，提高效率。

3.1 GIS應(yīng)用于物流配送的原理

    地理或空間的數(shù)字化數(shù)據(jù)一般有兩種方式：矢量或柵格。矢量數(shù)據(jù)是由點、線和多邊形組成的，物流企業(yè)可以把顧客的地點以點的形式儲存在數(shù)據(jù)庫中；公路網(wǎng)可以描繪成一組線，而倉庫服務(wù)的區(qū)域邊界可以看成一個多邊形；掃描的數(shù)據(jù)也可以用柵格的形式表示，每一個柵格里存儲特定的數(shù)據(jù)。衛(wèi)星和空間照相以掃描的形式或者把紙質(zhì)地圖掃描到面計算機里。一般來說，使用者將購買或獲得使用權(quán)來得到標準化地理邊界和特征數(shù)據(jù)，并且把它們與本公司的數(shù)據(jù)引入到GIS中。有的數(shù)據(jù)提供商提供的地圖是一組典型的矢量數(shù)據(jù)包括不同層次的公路和鐵路網(wǎng)絡(luò)，村鎮(zhèn)和城市的不同人口分布，港口、飛機場、火車站等。邊界數(shù)據(jù)可以從很多的數(shù)據(jù)源中得到，它們可以以不同的層次出現(xiàn)，像行政區(qū)、郵政區(qū)、街區(qū)等。

3.2 GIS在物流配送系統(tǒng)中的功能實現(xiàn)

利用GIS能夠便于企業(yè)基于屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的結(jié)合對分區(qū)進行科學(xué)、規(guī)范的管理，并且可以優(yōu)化車輛與人員的調(diào)度，最大限度地利用人力、物力資源，使貨物配送達到最優(yōu)化。對于物流中的許多重要決策問題，如貨物組配方案、運輸?shù)淖罴崖窂健⒆顑?yōu)庫存控制等方面，都可以得到更好的解決。GIS在物流配送系統(tǒng)中主要有以下功能：

(1)物流網(wǎng)絡(luò)布局和運輸路線的模擬與決策

尋求最優(yōu)分配貨物路徑問題，也就是物流網(wǎng)點布局問題。可利用長期客戶、車輛、訂單和地理數(shù)據(jù)等建立模型來進行物流網(wǎng)絡(luò)的布局進行模擬，根據(jù)實際的需求分布規(guī)劃出運輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法，同時利用GIS的網(wǎng)絡(luò)分析模型優(yōu)化具體運行路徑，使資源消耗最小化。并以此來建立決策支持系統(tǒng)，以提供更有效而直觀的決策依據(jù)。

(2)車輛和貨物跟蹤和導(dǎo)航

利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛或貨物的實際位置從而對車輛提供導(dǎo)航服務(wù)，并能查詢出車輛和貨物的狀態(tài)，以便進行合理調(diào)度和管理。在時間緊迫的情況下，找出可替代的行車路線。使所從事的物流活動可以安排在恰當?shù)臅r間出發(fā)并按照規(guī)定的時間到達目的地。

(3)配送區(qū)域劃分

企業(yè)可以參照地理區(qū)域，根據(jù)各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組，用以解決確定服務(wù)和銷售市場范圍等問題。如某一公司要設(shè)立若干個分銷點，要求這些分銷點覆蓋某一地區(qū)，而且要使每個分銷點的顧客數(shù)目大致相等。

(4)客戶定位

使用GIS對某個城市或地區(qū)按管理的要求建立電子地圖，準確地反映出街道、道路等情況，由于地理地圖已具有了地理坐標，通過對地理坐標的描述，可以在地圖上對新客戶進行地理位置的定位或者修改老客戶的地理位置，從而使企業(yè)能精確的確定配送點和客戶的位置。

(5)信息查詢

對配送范圍內(nèi)的主要建筑、運輸車輛、客戶等進行查詢，查詢資料可以以文字、語言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。

4 GIS與物流信息系統(tǒng)集成

物流是一個大范圍的活動，物流信息貫穿于物流活動的全過程。物流信息具有信息源點多、分布廣、信息量大、動態(tài)性強、信息的價值衰減速度快和及時性要求高等特性。這意味著物流信息的收集、加工和處理要求速度快、難度大。將GIS 集成應(yīng)用于物流管理，可以提供分布式的物流信息系統(tǒng)管理平臺；電子地圖圖形化的顯示和輸出增強了物流系統(tǒng)的可視化管理能力；強大的地理分析和空間分析為物流方案的制定提供了科學(xué)的方法； 基于GIS 的仿真模擬對物流方案設(shè)計提供了準確的判斷依據(jù)。以GPS 為代表的定位技術(shù)與通信技術(shù)的有效集成，不僅可以實現(xiàn)遠程的信息交換，而且還可以實現(xiàn)移動目標的實時監(jiān)控，掌握物流作業(yè)的狀態(tài)信息。將空間信息技術(shù)引入現(xiàn)代物流管理技術(shù)中并進行有效的集成已成為現(xiàn)代物流發(fā)展的必然趨勢。

物流系統(tǒng)與GIS 的集成的實質(zhì)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成或功能集成。數(shù)據(jù)集成主要包括異構(gòu)數(shù)據(jù)集成和同構(gòu)數(shù)據(jù)集成，功能集成是根據(jù)物流的操作模式實現(xiàn)對其功能的規(guī)劃和重組。構(gòu)建集成GIS 和物流管理技術(shù)的物流信息系統(tǒng)，需要做好3方面的工作，數(shù)據(jù)集成；功能集成；

系統(tǒng)實現(xiàn)。

5 結(jié)語

    作為一門新興的邊緣學(xué)科，GIS在空間數(shù)據(jù)的管理和可視化表達上面擁有不可比擬的優(yōu)勢。物流活動中必不可少的需要考慮各種地理因素，這又成為兩學(xué)科之間的聯(lián)系應(yīng)用的必要紐帶。幾乎凡是涉及到地理因素的物流活動中的方方面面都可以用GIS進行合理的表達和分析，從而完成各種復(fù)雜但卻極具經(jīng)濟價值的物流活動。隨著物流行業(yè)與GIS技術(shù)的進一步發(fā)展，相信GIS在物流中會有更加廣泛和深入的應(yīng)用，這也是今后發(fā)展的必然趨勢。

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