基于GIS 的物流管理系统的设计与实现

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　　地理信息系统在我们日常生活中的运用已经非常广泛，在旅游、城市交通管理与规划和石油矿井的勘探等方面有了很广泛的应用。物流系统对物体的时间和所在方位等信息具有很强的实时性要求，而以GIS 为平台的管理系统能够满足对物体的时间和空间信息定位要求，为物流的动态化管理提供便利。将GIS 系统应用于电子商务，符合物流业的发展趋势，GIS 系统能为电子商务提供基础的信息平台，能为物流管理提供及时准确的地理信息，能够完善物流分配，优化资源的管理。GIS 系统能够优化物流配送网络的管理、配送与资源布局等相关问题，为企业降低运营成本、优化管理能够为企业创造更多的价值，提升企业在同行业中的核心竞争力。
　　1 系统设计
　　1.1 系统结构设计
　　系统功能设计可以分为物流地理信息系统和物流管理信息系统，地理信息系统包括货运信息，订单详情；管理信息系统包括财务管理，仓库管理，采购管理等，系统可分为四个功能模块进行设计。如图1 所示分为四个模块：交通路线模块、网络物流模块、设施定位模块和辅助决策模块。

　　图1 系统结构设计图

　　1.2 系统的功能设计
　　(1)交通路线模块。在物流货运交通网络中，为了节约成本、快速高效地配送货物，必须在所有可选的交通路线中选择最优路线，也可以认为是最短路径，它表示从货物发送地到所有货物配送地的最优也就是最短路径。最优路径的选择需要考虑现实中的各种影响货运运输的因素，例如地理距离、交通路况等，对所有影响因素运用主次分析法，确定其比重，之后运用各种算法实现最优路径的选择如智能算法蚁群算法、粒子群算法等。
　　(2)网络物流模块。网络物流模块涉及到物流网络的仓库网点的设置，网点的设置决定了货运线路，也直接影响着交通线路模块的设计。而如何在同样成本的情况下在所定的区域内设置有限个仓库网点，以期最有效地实现货物的配送，则需要依靠地理信息系统的网络分析能力来决定。
　　(3)设施定位模块。在物流业中直接影响企业利润的是机构设施的整体布局，其布局收到企业的服务与企业销售的市场区域的空间分布状况所决定。其机构的设置包括对当前机构位置和设施的当前布局的评价与优化即设计寻找最优的地理位置。机构地理位置的布局实际上是为了平衡货运距离的最短化与企业利润的最大化。
　　(4)辅助决策模块。该模块通过地理信息系统所提供的地理空间信息如交通信息、用户所在地信息等，为企业的资源管理、市场销售信息等提供决策基础，帮助企业制定与优化货运与管理方案。
　　2 基于GIS 物流配送功能模块优化设计
　　(1)车辆和货物跟踪。运用全球卫星定位系统和GIS 的电子地图能够实现对货物的所在位置进行实时显示，并且能够通过系统对其状态进行查询，方便对其进行管理与调度。通过手机等移动电子设备对车辆和人员进行调配，实现人员与车辆的分组管理。
　　(2)车载终端的交互和导航。通过对货运车辆加装GPS 导航定位装置实现对货运车辆的信息交互，为车辆提供实时的用户与货物信息，能够在对车辆的导航信息进行压缩处理后向配送人员发送指令，监督其货运路径。
　　(3)提供运输路线规划。能够在GIS 系统的电子地图上实现对地理信息的时间和空间信息显示，结合配送时间和货物与用户的地理信息，建立地图操作的功能模块。如：地图浏览、鹰眼图、图层控制、测量、选择和标注工具、信息查询等，进行车辆行驶轨迹分析。为车辆提供最佳路线选择。
　　(4)信息查询。该功能模块要实现用户对范围内的交通状况，城市建筑和客户信息等进行查询，这些信息可以是以文本，语音和影像的形式在电子地图上显示。该功能模块还应具备里程查询、面积查询和区域查询；即可查询点与点直接的里程和多点间的总里程，可实现对选定区域的面积查询，可实现选定点和查询半径周边信息的查询。
　　(5) 模拟与决策。在电子地图上实现对消费者分布情况和商品的销售情况进行统计分析，例如消费者的地区分布情况，长期客户的权重，消费者的分布结构的合理性等信息。
　　各个销售区域的销售记录，客户的销售统计等信息。利用GIS 的网络分析结合地理信息建立模型，对物流网络进行模拟管理布局，用以支持企业进行决策。并且能对客户信息与销售信息统计后以统计表的形式输出，并实现定期的数据更新。
　　3 GIS 对物流中心选址的优化
　　（1）传统物流中心选址的问题。在物流中心选址的问题上在一般的建模和模拟选址过程中一般只考虑市场的需求和客户的分布情况，而且在建模过程中把相对集中消费区域会近视成一个消费点，而忽略了实际配送额外成本。而在通过建立数学模型求解的时候，往往会忽略实际的地理环境、灾害的可能性、货物的保存和各地区存在的劳动力成本差异、交通状况差异等，因而导致之前所建立的模型很难与现实的情况相适宜，而失去其辅助决策的价值。
　　（2）GIS 对物流中心选址优化的技术原理。作为物流管理系统中的空间特征实体，系统中的点线面都应当具备时间特征、空间特征和特征描述属性。地理空间特性是GIS 系统所特有的，其主要描述空间区域的所有几何外貌特征，和对周围事物的地理位置关系。特征描述属性是指对特定点线面的除了地理空间特性外的其他附属信息如地貌、交通、人口等信息。
　　时间特性是指上述信息的实时变化特性。
　　（3）基于GIS 的物流中心选址优化模型。首先，要针对市场的需求明确选择的大体目标。在选择中心地址的时候要考虑地区对物流的需求程度、该区域的物价、交通、劳动力成本、环境等多方面的因素。根据以上的信息制定物流中心的规模和服务标准。其次，要建立完善的数据库。数据的支持是该系统的能否达到预期功效的关键所在，而该系统的主要运行成本也是在数据的维护等方面。在收集数据方面，要将所收集的图纸，统计表格，电子文档数据等数据要经过审核，确认以后经过转换成系统所支持的数据格式，并对数据进行分组，分类处理。在对数据进行分析之前，需要先对数据进行分类图层，通过各个图层来对相关数据进行管理，根据数据类型的不同可以将数据分为四个图层分别为道路层、运输车辆和站点层、运输和配送路径层、销售区域层；利用地理信息系统的对数据进行查询，并结合网络对数据进行叠加与缓冲分析处理。通过对系统空间数据的相关操作进行人机交互，决策选定中心地址。图2 为GIS 选址分析图层：经过数据分析后可以先确定若干候选地点，在上述四个基本图层的基础上叠加上增加道路交通信息，市场销售信息，客户分布信息等，得到信息叠加图层。物流中心的选择上应当符合所属地区城市的城市规划规模，交通网络发达，临近市场，低价成本较低等一般的规则。根据上述相关信息结合叠加的图层信息，选择适当的若干候选地点，不宜选择过多，不利于后期最终选址的工作量，也不宜太少，可能会导致最优解不在候选的范围内。再次，在相关候选地点的关联道路上赋予相应的权重，该权重的设定不应当仅仅根据其里程的长度，还应当包括道路的拥挤程度、与配送中心的距离等相关信息。再由地理信息系统的最短路径分析功能，得出候选地址与各配送点的最优路径，得出其最低的运营成本。
　　最后，在考虑该区域的市场需求，交通网状况和物价劳动力等因素后，进行最终的选址。地理信息系统，能够根据赋予这些相关因素权值，给予评价。最终通过人机交互执行决策，选定中心的最佳地址。并以图表的形式，将最佳选址地点输出。

　　图2 GIS 选址分析图层

　　（4）基于GIS 的物流中心选址优化。地理信息系统所具备的空间查询分析能力使该系统成为物流中心选址问题的较好的分析系统。空间查询的内容很多：几何参数查询、空间定位查询、空间关系查询等等。该分析系统能够查询物流中心区域范围内的所有配送点的信息，以及与配送点连接的道路的交通情况，以及中心周边的地理地貌，城市建筑和物流市场等相关信息。叠加分析能力是指GIS 系统能够对中心周边的所有信息进行叠加集中分析，因为针对物流配送系统仅仅分析和查询某条街道，某个配送点的信息是远远不够的，而是要对各个信息进行拆解，组合和重组等操作。
　　4 结语
　　随着近年来物流业的蓬勃发展，传统的物流决策系统已经不能满足日益增长的业务量，因此设计实用高效的物流管理系统，能够为企业的物流中心选择和配送路线的划定起到至关重要的作业，基于GIS 的物流管理系统能够优化配送路线，给予在物流中心选址时的辅助决策，能够为企业提供一套高效、快速的管理配送方案，降低运营成本，也能很好地满足消费者的需求。
　　参考文献：
　　[1] 张飞舟，HAWAJABM，范跃祖等．GPS ／ INS ／ DM 组合导航定位技术在智能交通系统中的应用[J]．北京航空航天大学学报，2000.
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　　[3] 李英姿，张飞舟，林耀海．智能交通系统中的地理信息系统的研究[J]．中国公路学报，2000.
　　[4] 王家耀．空间信息系统原理[M]．北京：科学出版社，2001.__
　　
　　

李小路

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