GIS物流信息化管理平臺(tái)建設(shè)探討

王 柯

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GIS物流信息化管理平臺(tái)建設(shè)探討

王 柯

湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 湖南 湘潭 411101

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流行業(yè)得到前所未有的快速發(fā)展，同時(shí)也面臨著各種挑戰(zhàn)。路徑規(guī)劃和配送中心選址問(wèn)題成物流行業(yè)降低營(yíng)運(yùn)成本的重要內(nèi)容。本文分析了物流行業(yè)用戶對(duì)信息管理平臺(tái)的需求，對(duì)單個(gè)配送中心選址問(wèn)題采取重心法和優(yōu)化重心算法進(jìn)行分析以確定不同環(huán)境下的最優(yōu)選址，同時(shí)結(jié)合GIS技術(shù)建立物流信息管理平臺(tái)，以期望在該物流信息化管理平臺(tái)下，降低決策時(shí)間，提高物流信息管理水平。

物流; 信息化; 平臺(tái)建設(shè)

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，信息技術(shù)和電商營(yíng)運(yùn)的迅速發(fā)展，物流行業(yè)在得到了前所有的發(fā)展的同時(shí)，即面臨著機(jī)遇也面臨著各種挑戰(zhàn)。商業(yè)供應(yīng)鏈中的信息流的借助于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到快速的發(fā)展，同時(shí)將物流信息管理行業(yè)提升到一個(gè)新的高度。GIS以其強(qiáng)大的空間出具處理能力在物流配送系統(tǒng)決策中發(fā)揮著重要的作用，協(xié)助物流管理行業(yè)解決各種復(fù)雜的空間問(wèn)題。根據(jù)亞當(dāng)斯密經(jīng)濟(jì)學(xué)理論一國(guó)的經(jīng)濟(jì)繁榮體現(xiàn)在商品交換的頻率，如果商品交換的頻率越大，說(shuō)明供給關(guān)系都是處于一個(gè)很高的高度，社會(huì)呈現(xiàn)繁榮的景象。商品交換的頻率更多的是體現(xiàn)在物流行業(yè)的發(fā)達(dá)程度上，也就物流運(yùn)輸能力越大，商品在這里轉(zhuǎn)移的速度也是越快的。但是物流行業(yè)也是供應(yīng)鏈的環(huán)節(jié)，是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)行為，因此也需要考慮經(jīng)濟(jì)效益，如何在長(zhǎng)遠(yuǎn)的期間內(nèi)以最小的成本獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于物流配送模式主要是三種：一種是自營(yíng)配送模式，例如國(guó)京東電商；而是第三方物流，這是國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)選擇的物流模式；合作配送模式，這種物流模式是基于共同或者類似需求的企業(yè)共同建立的物流系統(tǒng)；其他物流配送模式。國(guó)外對(duì)于物流配送理論的有那就主要是通過(guò)管理運(yùn)籌學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)理論、組合數(shù)學(xué)等各種理論研究物流信息管理系統(tǒng)中重要的因數(shù)，諸如運(yùn)輸路線的優(yōu)化、運(yùn)輸中心的選址、車輛信息調(diào)節(jié)等。GIS技術(shù)是一種空間信息分析和處理技術(shù)，目前已經(jīng)成功應(yīng)用于測(cè)繪、制圖、資源和環(huán)境領(lǐng)域，商業(yè)策劃和文化教育領(lǐng)域，因此GIS技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)重要組成部分，同樣GIS也在物流行業(yè)中發(fā)揮其特殊的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)輸中心節(jié)點(diǎn)、物流中轉(zhuǎn)中心節(jié)點(diǎn)、客戶需求節(jié)點(diǎn)、運(yùn)輸路線共同構(gòu)成物流網(wǎng)絡(luò)，合理確定配送中心的地址和個(gè)數(shù)滿足客戶的實(shí)際需求、提高經(jīng)濟(jì)效益都可以在GIS技術(shù)的輔助下完成。同時(shí)GIS能夠?qū)ξ锪鬟\(yùn)輸路徑進(jìn)行合理的規(guī)劃，降低運(yùn)輸時(shí)間和成本。GIS還能夠?qū)蛻舻乩硇畔⑦M(jìn)行定位和確定。結(jié)合GIS技術(shù)，物流企業(yè)可以建立相關(guān)的計(jì)算機(jī)模型，模擬實(shí)際配送情況。因此GIS能夠在物流信息化管理平臺(tái)中發(fā)揮重要的作用[1]。

1 配送中心選址及其路徑優(yōu)化選擇

物流中心選址在物流信息化管理中占據(jù)重要的地位，是物流信息管理中戰(zhàn)略性的研究課題。其內(nèi)容主要是包括確定所要分配設(shè)施的數(shù)量、所在的具體位置、及其具體分配方案的等。其中設(shè)施主要是物流系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中重要的內(nèi)容，具體包括供應(yīng)商、倉(cāng)庫(kù)、配送中心等。物流中心選址和整個(gè)物流系統(tǒng)及其層次的結(jié)構(gòu)兩者之間相互影響各自的決策。物流信息管理中設(shè)施數(shù)量和庫(kù)存、庫(kù)存成本都是相應(yīng)的增大。因此合理的選擇設(shè)施的數(shù)量，確定設(shè)施的規(guī)模對(duì)于降低成本是具有研究?jī)r(jià)值的[2]。

1.1 物流中心選址規(guī)劃

單個(gè)配送中心選址僅是選取單一區(qū)域作為配送中心，模型是根據(jù)坐標(biāo)與費(fèi)用函數(shù)求出配送中心到需求點(diǎn)之間費(fèi)用最小值。重心發(fā)是一種單一設(shè)施靜態(tài)選址方法，用以追求配送成本最小值，該模型下運(yùn)輸成本是唯一的影響因數(shù)。其具體內(nèi)容是要考慮配送中心、需求點(diǎn)的位置、及其完成配送任務(wù)需要的費(fèi)用，進(jìn)而尋找到費(fèi)用最低的最優(yōu)的地址作為配送中心。其計(jì)算思路是假設(shè)生產(chǎn)地和需求地是一系列的點(diǎn)，各自有不同數(shù)量的貨物需要根據(jù)一定的費(fèi)率進(jìn)行運(yùn)輸。最優(yōu)配送中心的確定條件就是運(yùn)輸量、費(fèi)率、距離三者乘積最小值的距離點(diǎn)就是需要求的配送中心距離點(diǎn)。見(jiàn)下公式1。

上述公式1和2中，，，分別對(duì)應(yīng)是總運(yùn)輸成本，運(yùn)輸量、到改點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)率。是從計(jì)算配送中心到計(jì)算點(diǎn)的距離。將上述公式2帶入公式1中，即可求的最小0、0，再結(jié)合以下公式：

根據(jù)公式3、4可以計(jì)算求的配送中心的位置，其具體坐標(biāo)為下公式5：

式中是待定單配送中心坐標(biāo)，X1和Y1是生產(chǎn)點(diǎn)和需求點(diǎn)坐標(biāo)。做法是將方格放在公路地圖上以確定距離，利用上述重心法確定精確位置（圖1）。

1.2 基于GIS技術(shù)應(yīng)用的選址規(guī)劃改進(jìn)

傳統(tǒng)重心算法針對(duì)選址問(wèn)題相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是實(shí)際情況是復(fù)雜的，往往存在很大的誤差。因此采用GIS技術(shù)對(duì)以上算法進(jìn)行優(yōu)化。

對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。采用GIS技術(shù)進(jìn)行配送中心選址，需要先將計(jì)劃區(qū)域內(nèi)的地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)化，且這些實(shí)體數(shù)據(jù)化還必須符合GIS的格式要求，因此輸入的數(shù)據(jù)必須遵循一定格式。單純的選址問(wèn)題，則遵循的格式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，所需要的數(shù)據(jù)參數(shù)有生產(chǎn)點(diǎn)和需求地及其相關(guān)道路的地位數(shù)據(jù)及其拓?fù)鋽?shù)據(jù)。在有電子地圖的情況下，這些數(shù)據(jù)就可以不用書寫[3]。

最短路徑算法。以狄克斯特拉算法為基礎(chǔ)尋找出最短路徑。狄克斯特拉算法算法內(nèi)部有兩種標(biāo)號(hào)，一種是臨時(shí)的，一種是永久的。本系統(tǒng)把道路節(jié)點(diǎn)的屬性定義為臨時(shí)性的T標(biāo)號(hào)點(diǎn)和最終選定的P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，以起點(diǎn)為第一個(gè)P標(biāo)記點(diǎn)，再則根據(jù)最短路徑的原則逐步選出T標(biāo)號(hào)點(diǎn)中的P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，按照P標(biāo)號(hào)點(diǎn)擴(kuò)展T標(biāo)點(diǎn)集，當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)被標(biāo)為P標(biāo)號(hào)點(diǎn)之后，起點(diǎn)到終點(diǎn)的序號(hào)路徑就是所要計(jì)算的最短路徑。

利用GIS技術(shù)選取配送中心的算法內(nèi)容。具體如下：

a) 將空間信息數(shù)據(jù)化得到所要選擇區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)地和需求地及其道路構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息。

c) 在不考慮參數(shù)D的情況下，利用上述重心法確定選址點(diǎn)：見(jiàn)下文公式6。

g) 利用上述公式1計(jì)算最優(yōu)選址中心對(duì)應(yīng)的總成本。

下圖是利用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的配送中心選址的精確位置，見(jiàn)圖2。

圖 2 基于GIS技術(shù)選址算法下得到的選址配送中心圖

2 基于GIS的物流配送系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)

物流信息化系統(tǒng)是整個(gè)物流系統(tǒng)中技術(shù)最強(qiáng)、統(tǒng)籌能力最高的系統(tǒng)，單純依靠人力已經(jīng)無(wú)法完成這一項(xiàng)工作，因此需要結(jié)合科學(xué)技術(shù)建立相應(yīng)的物流配送系統(tǒng)平臺(tái)，以期提高工作效率。

2.1 系統(tǒng)需求分析

用戶分析。物流信息管理平臺(tái)的內(nèi)容包括決策平臺(tái)和信息化平臺(tái)。物流配送企業(yè)是決策模塊的用戶，信息平臺(tái)的功能是收集信息數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、搜索等。

功能需求分析。用戶對(duì)該系統(tǒng)的功能需求為：系統(tǒng)界面，完成對(duì)具體方案的設(shè)定、保證信息的安全；信息管理，完成對(duì)信息的采集、查詢、管理、輸入輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)配送中心地址的優(yōu)化；決策支持，利用GIS技術(shù)，結(jié)合地理環(huán)境條件、運(yùn)輸交通條件、各種其他成本等因數(shù)，與模型算法結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)物流運(yùn)輸路線的決策；地圖管理，包括GIS基本管理功能和可視化顯示功能[4]。

2.2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

基于GIS技術(shù)的系統(tǒng)整合。在分析用戶需求的基礎(chǔ)之上，在物流信息管理平臺(tái)系統(tǒng)中引入ArcGIS技術(shù)。具體內(nèi)容如下：對(duì)物流配送物流數(shù)據(jù)及其空間環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，將GIS硬件加入到物流信息平臺(tái)管理系統(tǒng)中，完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)匹配等科學(xué)規(guī)劃；根據(jù)物流訂單的數(shù)據(jù)，結(jié)合空間數(shù)據(jù)將GIS中的空間分析功能與DSS模型庫(kù)的模型進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)最優(yōu)路徑的選擇；擴(kuò)展該平臺(tái)系統(tǒng)管理功能引入WEBGIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物流配送的優(yōu)化。采用ARCGIS9.2軟件，完成GIS技術(shù)與物流配送系統(tǒng)的整合。通過(guò)WEBGIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)VB和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成。系統(tǒng)以ARCMS作為系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用三層C/S體系結(jié)構(gòu)。具體系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖 3 系統(tǒng)整體邏輯結(jié)構(gòu)圖

整體體系結(jié)構(gòu)和框架設(shè)計(jì)。該物流信息化管理平臺(tái)系統(tǒng)采用三層J2EE結(jié)構(gòu)，具體是表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層。表現(xiàn)層是基于JSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，用以檢驗(yàn)用戶數(shù)據(jù)、決策模塊額處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)表的操作，及其與對(duì)象之間的交互功能。系統(tǒng)整體框架是實(shí)在分析各個(gè)模塊功能的基礎(chǔ)之上，結(jié)合系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。框架的組織方式是分層的，用以提取用戶的數(shù)據(jù)。用戶可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行各種相關(guān)的操作，包括刪除、增加、擴(kuò)展等。

3 關(guān)鍵技術(shù)和功能實(shí)現(xiàn)

配送電子地圖實(shí)現(xiàn)。GIS技術(shù)以電子地圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行決策，實(shí)現(xiàn)配送中心的選址、車輛優(yōu)化的具體數(shù)據(jù)。電子地圖可提供客戶的地理位置和物流供應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)。故物流配送電子地圖需要對(duì)普通的電子地圖進(jìn)行改進(jìn)，添加道路層和配送點(diǎn)圖層。GIS技術(shù)中，信息的組織聯(lián)系通過(guò)表格的形式，結(jié)合圖層與表的聯(lián)系，進(jìn)而將相同或者類似的數(shù)據(jù)整合在一張圖上，該圖分為面圖層、線圖層、點(diǎn)層。具體見(jiàn)下表1。

表 1 圖層設(shè)計(jì)具體內(nèi)容

決策模型的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)以開(kāi)放平臺(tái)ARCGIS為基礎(chǔ)，結(jié)合鑲嵌式的AO開(kāi)發(fā)方式。同時(shí)引入組件，完成文件庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的聯(lián)合模式對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和儲(chǔ)存。要完成數(shù)據(jù)和模型的結(jié)婚工作，首要工作是對(duì)模型的組件的對(duì)接口進(jìn)行有效的定義。數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出三個(gè)部分內(nèi)容構(gòu)成數(shù)據(jù)模型的框架。輸入部分對(duì)各種參數(shù)與數(shù)據(jù)的具體輸入方式進(jìn)行定義，輸出內(nèi)容部分對(duì)系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的形式和格式進(jìn)行定義，處理部分是對(duì)系統(tǒng)計(jì)算規(guī)則和邏輯進(jìn)行定義。系統(tǒng)涉及到所有數(shù)據(jù)都是統(tǒng)一規(guī)范定義好的格式存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)的形式為模型算法提供接口，具體內(nèi)容根據(jù)子程序完成。數(shù)據(jù)接口的作用是實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和模型之間的連接與通訊，模型對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)就是調(diào)用數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)的。接口分為連接接口和運(yùn)行接口。連接接口具體方法是創(chuàng)建一個(gè)類數(shù)據(jù)接口并將此作為ARCMS對(duì)信息系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)接口的定義。在進(jìn)行方法定義時(shí)，為實(shí)現(xiàn)接口的連接，應(yīng)編寫實(shí)現(xiàn)的具體代碼源。運(yùn)行接口，系統(tǒng)中每個(gè)操作都是通過(guò)不同的接口實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用程序正是根據(jù)這些接口的不同屬性完成用戶的每一步操作。以接口邏輯屬性一致為前提，可以在應(yīng)用系統(tǒng)中安裝不同的插件，滿足用戶具體的特殊要求[5]。

3 結(jié)論

物流信息化管理系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)是一項(xiàng)綜合性比較強(qiáng)的信息工程，在建設(shè)過(guò)程中不僅需要考慮計(jì)算技術(shù)更重要的結(jié)合物流信息管理理論同時(shí)結(jié)合GIS技術(shù)，將不同的學(xué)科融合在一起。經(jīng)過(guò)物流系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)基于GIS技術(shù)對(duì)物流信息工作的管理，對(duì)實(shí)現(xiàn)物流企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化管理利用GIS等現(xiàn)代化技術(shù)降低管理成本和技術(shù)成本實(shí)現(xiàn)高效管理物流信息做貢獻(xiàn)。

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Discussion on the Construction of GIS Logistics Information Management Platform

WANG Ke

411101,

With the rapid development of the domestic economy, the logistics industry has been developing rapidly and facing various challenges as well. The problem of path planning and distribution center location is an important research content in the logistics industry to reduce the cost too high operating capacity. This paper analyzed the logistics industry needs of users for information management platform so as to determine the optimal location under different environmental conditions with the gravity method and optimal gravity method, at the same time, combining with the establishment of logistics information management platform based on GIS technology, it would expect to reduce decision time and improve the level of logistics information management on the logistics information management platform.

Logistics; informatization; platform construction

U652.1+2;TN948.61

A

1000-2324(2018)03-0500-04

2017-02-20

2017-04-11

王柯(1966-),男,本科,副教授,主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù). E-mail:wk001@163.com