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(jìn)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(jià)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(diǎn)至終點(diǎn)有效流動(dòng)的過程。物流將運(yùn)輸、倉儲、裝卸搬運(yùn)、加工、配送、信息處理等方面有機(jī)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(dòng)主要由資金流、信息流、物流構(gòu)成。而這些物流活動(dòng)中有相當(dāng)一部分與地理位置有關(guān)，如配送中心位置的選擇、配送點(diǎn)的布局、配送路徑優(yōu)化、配送車

輛的實(shí)時(shí)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(yùn)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(qiáng)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(dú)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(gè)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(yùn)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(gè)物流系統(tǒng)和全社會經(jīng)濟(jì)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(gè)共同的缺陷，這也是一般物流中心選址方法所存在的一個(gè)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(shí)現(xiàn)的，或者平面畫圖求解，或者建立一個(gè)模型，經(jīng)過一系列的計(jì)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(shí)事物在不斷變化，尤其在信息時(shí)代，需求與供應(yīng)都可能隨時(shí)發(fā)生變化，因此，其結(jié)果往往與現(xiàn)實(shí)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(diǎn)，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(diǎn)

首先，GIS最大、最顯著的特點(diǎn)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(shí)體的兩面，以地理實(shí)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(diǎn)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(gè)物流網(wǎng)絡(luò)(如現(xiàn)存物流節(jié)點(diǎn)、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(jià)是輸出圖形，既直觀又便于理解。

最后，動(dòng)態(tài)交互性。GIS是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，它的強(qiáng)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(shí)，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(shí)現(xiàn)規(guī)劃者與計(jì)算機(jī)的動(dòng)態(tài)交互，使得選址結(jié)果更符合實(shí)際所需。

2.3用GIS進(jìn)行物流中心選址的原理

在GIS中，物流系統(tǒng)中的點(diǎn)、線、面都可作為空間實(shí)體，可用空間數(shù)據(jù)來表達(dá)，空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實(shí)世界各種現(xiàn)象的三大基本特征：空間、時(shí)間和專題特征�？臻g特征是地理信息系統(tǒng)或者說是空間信息系統(tǒng)所獨(dú)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(shí)間特征是指空間數(shù)據(jù)隨時(shí)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(biāo)的屬性特征，它是指除了時(shí)間和空間特征以外的空間現(xiàn)象的其他特征。

GIS是進(jìn)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(diǎn)、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(diǎn)的情況；某個(gè)配送中心相連的道路情況；某個(gè)需求點(diǎn)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(gè)街區(qū)的面積、一條主干道的長度、一個(gè)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(biāo)進(jìn)行切割，組合，必要時(shí)重新建立拓?fù)潢P(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(diǎn)情況，用點(diǎn)與線疊加；分析某個(gè)區(qū)域內(nèi)的配送中心及需求點(diǎn)分布情況，用點(diǎn)與面疊加；分析某個(gè)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(gè)圖層與需要進(jìn)行緩沖分析的圖層進(jìn)行疊加分析，得到所需要的結(jié)果。設(shè)計(jì)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(shí)，要分析配送中心周邊范圍內(nèi)的需求點(diǎn)、道路等數(shù)據(jù)情況，可根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的點(diǎn)、線、面實(shí)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(jìn)行物流設(shè)施選址時(shí)最重要的功能，用于分析物流網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)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(gè)結(jié)點(diǎn)到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)的最佳路徑；資源分配包括目標(biāo)選址和為供貨中心尋找需求市場或按需求資源點(diǎn)；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(biāo)準(zhǔn)(時(shí)間最少、費(fèi)用最低、路程最短或運(yùn)送量最大等)設(shè)計(jì)資源的運(yùn)送方案。

3 GIS在物流配送中的應(yīng)用

由于GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)組織、空間分析與可視化等眾多優(yōu)點(diǎn)，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(shí)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(jì)劃編制時(shí)間，減少車輛的閑置、等候時(shí)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(dá)到最優(yōu)，以降低企業(yè)的運(yùn)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(yùn)輸、倉儲、裝卸、送遞等各個(gè)環(huán)節(jié)，對其中涉及的問題如運(yùn)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(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，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(diǎn)、線和多邊形組成的，物流企業(yè)可以把顧客的地點(diǎn)以點(diǎn)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(gè)多邊形；掃描的數(shù)據(jù)也可以用柵格的形式表示，每一個(gè)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(jì)算機(jī)里。一般來說，使用者將購買或獲得使用權(quán)來得到標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(shí)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(jìn)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(dá)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(yùn)輸?shù)淖罴崖窂�、最�?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(yùn)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(diǎn)布局問題�？衫�用長期客戶、車輛、訂單和地理數(shù)據(jù)等建立模型來進(jìn)行物流網(wǎng)絡(luò)的布局進(jìn)行模擬，根據(jù)實(shí)際的需求分布規(guī)劃出運(yùn)輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計(jì)線路，并同時(shí)顯示汽車運(yùn)行路徑和運(yùn)行方法，同時(shí)利用GIS的網(wǎng)絡(luò)分析模型優(yōu)化具體運(yùn)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(shí)時(shí)顯示出車輛或貨物的實(shí)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(jìn)行合理調(diào)度和管理。在時(shí)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(dòng)可以安排在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間出發(fā)并按照規(guī)定的時(shí)間到達(dá)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(gè)要素的相似點(diǎn)把同一層上的所有或部分要素分為幾個(gè)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(gè)分銷點(diǎn)，要求這些分銷點(diǎn)覆蓋某一地區(qū)，而且要使每個(gè)分銷點(diǎn)的顧客數(shù)目大致相等。

(4)客戶定位

使用GIS對某個(gè)城市或地區(qū)按管理的要求建立電子地圖，準(zhǔn)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(biāo)，通過對地理坐標(biāo)的描述，可以在地圖上對新客戶進(jìn)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(diǎn)和客戶的位置。

(5)信息查詢

對配送范圍內(nèi)的主要建筑、運(yùn)輸車輛、客戶等進(jìn)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(gè)大范圍的活動(dòng)，物流信息貫穿于物流活動(dòng)的全過程。物流信息具有信息源點(diǎn)多、分布廣、信息量大、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)、信息的價(jià)值衰減速度快和及時(shí)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(qiáng)了物流系統(tǒng)的可視化管理能力；強(qiáng)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(jì)提供了準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的信息交換，而且還可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)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(jìn)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(shí)質(zhì)是實(shí)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(shí)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(shí)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(dá)上面擁有不可比擬的優(yōu)勢。物流活動(dòng)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(dòng)中的方方面面都可以用GIS進(jìn)行合理的表達(dá)和分析，從而完成各種復(fù)雜但卻極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物流活動(dòng)。隨著物流行業(yè)與GIS技術(shù)的進(jìn)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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