基于GIS的物流配送系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

徐蘭聲

（云南省臨滄師范高等?？茖W(xué)校，云南 臨滄 677000）

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)物流業(yè)的需求也越來越大。 尤其是在互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的今天， 網(wǎng)絡(luò)購物已變成人們生活中不可或缺的一部分。這也在很大程度上刺激了物流業(yè)的發(fā)展，給物流業(yè)帶來了巨大的業(yè)務(wù)量。 因此現(xiàn)在物流業(yè)的工作量非常高，而且配送范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大， 這就使得物流配送系統(tǒng)的任務(wù)變得非常的繁重。 由于客戶對(duì)物流的及時(shí)程度有非常高的要求[1]，傳統(tǒng)的物流配送系統(tǒng)在如此多的工作量的情況下， 就顯得力不從心。傳統(tǒng)的物流配送系統(tǒng)很難對(duì)多個(gè)快遞員或物流配送車，做出合理的規(guī)劃， 對(duì)同一個(gè)快遞員也很難規(guī)劃出一條合適的配送路線。這就造成了相當(dāng)程度上的人力與物力的浪費(fèi)，同時(shí)增加了物流業(yè)的成本。 傳統(tǒng)的物流配送系統(tǒng)，對(duì)郵件日益增多，配送范圍不斷增大的情況已經(jīng)難以應(yīng)對(duì)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一個(gè)以地理位置服務(wù)為核心的一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它能夠?qū)傩詳?shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析。GIS 的數(shù)據(jù)管理方式，是通過圖層的方式來實(shí)現(xiàn)的，它把不同類型的地理要素（點(diǎn)、線、面）分為不同的圖層來進(jìn)行管理，這樣就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)圖層之間的獨(dú)立編輯與分析功能。 它通過對(duì)點(diǎn)、線、面乃至地理模型的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和應(yīng)用，最終生成分析結(jié)果，用于輔助地理方面的決策[2]。 基于GIS 的物流配送系統(tǒng)就是利用了GIS 的網(wǎng)絡(luò)分析功能，能夠提高配送效率，降低系統(tǒng)的成本。 本文就研究了基于GIS 的物流配送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與解決方案。

2 物流配送系統(tǒng)需求分析

首先我們對(duì)基于GIS 的物流配送系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，了解系統(tǒng)的功能需求，為以后軟件的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。系統(tǒng)的功能需求主要包含：（1）正確解析物流快遞單上的收件人地址，并在地理數(shù)據(jù)庫中查到收件人的具體地址。 （2）對(duì)不同需求的用戶進(jìn)行分類處理， 在第一個(gè)功能中找到不同用戶的具體地址之后，能夠以不同的顏色或者符號(hào)進(jìn)行顯示。 （3）可以根據(jù)用戶的屬性信息，以多種篩選條件來進(jìn)行用戶的篩選，找到符合條件的收件人信息， 或者直接在地圖上通過空間條件查詢來找到相應(yīng)的收件人信息，并可以進(jìn)行編輯或者查看對(duì)應(yīng)的物流狀態(tài)。 （4）對(duì)物流信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，用于發(fā)現(xiàn)新的商機(jī)，或者其他隱藏?cái)?shù)據(jù)。 （5）對(duì)大量的物流錄像進(jìn)行分析，用于選擇配送站點(diǎn)的合理位置，使配送距離最短。 （6）通過GIS 的網(wǎng)絡(luò)分析，對(duì)物流配送車、快遞員等的配送任務(wù)生成最優(yōu)路徑并進(jìn)行合適的調(diào)度。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于GIS 的物流配送系統(tǒng)采用的是GIS 的組件開放方式，具體的是采用GIS 軟件的龍頭企業(yè)ESRI 的ARCGIS 組件來完成。其中所采用的組件來自ArcEngine10 for.net，其中開發(fā)軟件選用微軟公司開發(fā)的c# 語言， 工具為微軟公司開發(fā)的visual studio 2010 軟件。 對(duì)于物流信息的存儲(chǔ)采用了sqlserver2005 數(shù)據(jù)庫軟件[3]。

ArcGIS10 是ESRI 公司最新發(fā)布的GIS 平臺(tái)， 它包括從桌面到二次開發(fā)， 再到WEBGIS 服務(wù)的一整套軟件。 其中ArcEngine10 for.net 就是其中的二次開發(fā)組件，ArcEngine10 for.net 集成了ArcMap 的所有功能， 并可以把這些功能根據(jù)自己的需求進(jìn)行定制，開發(fā)面向?qū)ｎ}的GIS 軟件。 并且ArcEngine10 for.net 開發(fā)方式簡單，組織方式靈活，是GIS 二次開發(fā)的不二選擇。Visual studio2010 是微軟公司開發(fā)的.net 開發(fā)平臺(tái)， 它不僅可以開發(fā)C# 程序，而且可以開發(fā)c++、VB、VF 等多種語言程序，是一個(gè)十分優(yōu)秀的可視化開發(fā)工具。 Sqlserver2005，是一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫軟件，它可以提供優(yōu)秀的數(shù)據(jù)支撐服務(wù)，方面數(shù)據(jù)的快速查詢與存儲(chǔ)， 在基于GIS 物流配送系統(tǒng)中是存儲(chǔ)和查詢物流信息的主要支撐平臺(tái)[4]。

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及模塊

基于GIS 的物流配送系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)首先要解決系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的問題，我們應(yīng)用ESRI 的ARCGIS 平臺(tái)中的ARCMAP 軟件，對(duì)現(xiàn)有柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和處理， 生成完整的地圖數(shù)據(jù)，為日后的物流地理信息查詢做好鋪墊工作。利用地圖數(shù)據(jù)中的道路數(shù)據(jù)生成GIS 網(wǎng)格數(shù)據(jù)，只有有了網(wǎng)格數(shù)據(jù)，基于GIS 的物流配送系統(tǒng)才能完成系統(tǒng)的路徑分析功能[5]。

通過把ARCGIS10 中的與物流配送相關(guān)的功能集成到基于GIS 的物流配送系統(tǒng)中，系統(tǒng)主要完成了以下功能：地圖數(shù)據(jù)的顯示，對(duì)快遞人員以及物流車的最優(yōu)路徑分析，對(duì)物流配送站點(diǎn)的選址分析功能，物流信息查詢與更新功能，以及物流信息統(tǒng)計(jì)與分析功能。 下面對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（1）數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換模塊：這個(gè)模塊的主要功能是方便日后地理數(shù)據(jù)的更新，當(dāng)有新的地理數(shù)據(jù)需求的時(shí)候，可以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為指定的格式然后錄入到系統(tǒng)之中，完善系統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)庫管理模塊：主要用于物流信息的更新，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的備份、恢復(fù)等操作。

（3）電子地圖顯示編輯模塊：包括系統(tǒng)原有數(shù)據(jù)以及后來經(jīng)過轉(zhuǎn)換輸入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地圖的分層顯示功能。 客戶可以根據(jù)自己的需求來調(diào)節(jié)各個(gè)圖層的順序以及對(duì)圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯等。

（4）查詢統(tǒng)計(jì)模塊：①對(duì)系統(tǒng)中的屬性數(shù)據(jù)以及空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，查詢條件多種多樣，客戶可以根據(jù)自己的需求來選擇合適的查詢方法。②提供物流信息查詢功能，并且可以顯示出物流信息的起點(diǎn)、終點(diǎn)以及GPS 物流車的所在位置。③提供物流信息統(tǒng)計(jì)功能，可以通過出發(fā)地、到達(dá)地、時(shí)間等多種條件對(duì)物流信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

（5）物流車輛以及快遞人員管理模塊：通過GIS 的網(wǎng)絡(luò)分析功能，對(duì)海量的物流信息進(jìn)行分析，生成物流車輛或者是快遞人員的最優(yōu)路徑。 在途中也可以對(duì)物流車輛或者是快遞人員進(jìn)行調(diào)度。

（6）GIS 空間分析模塊：主要是對(duì)GIS 各個(gè)圖層之間進(jìn)行疊加分析，或者聚類分析用戶發(fā)現(xiàn)物流信息的聚集底單。

（7）決策模塊：主要是根據(jù)物流信息的配送距離等信息，來分析物流站點(diǎn)的選址問題。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 數(shù)據(jù)集成，主要是地理數(shù)據(jù)源質(zhì)量不一與物流信息量大問題。 地理信息數(shù)據(jù)庫的建立是基于GIS 的物流信息管理系統(tǒng)的所有功能的基礎(chǔ)，但是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的來源不易，質(zhì)量各異。 系統(tǒng)構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)庫首先要把這些復(fù)雜的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合形成真正有效的集成的數(shù)據(jù)。 此外物流配送信息數(shù)據(jù)庫主要包括基本信息、貨物信息、車輛信息、儲(chǔ)位信息、駕駛員信息、供應(yīng)商信息及客戶信息，如何對(duì)這些海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和入庫也是一個(gè)十分復(fù)雜的事情，系統(tǒng)采用了UML 數(shù)據(jù)庫工具對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表逐一建立關(guān)聯(lián)最終形成完整地物流信息數(shù)據(jù)庫。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)分析問題

基于GIS 的物流配送系統(tǒng)中最核心的功能就是物流車輛以及快遞人員的最優(yōu)路徑分析功能， 這個(gè)功能的效率直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。 本系統(tǒng)采用Dijkstra 算法。 一對(duì)多的配送路徑優(yōu)化問題多采用啟發(fā)式算法，如節(jié)約法、掃描法等，能較快解決問題。 此外客戶還可以根據(jù)需要對(duì)每段路徑設(shè)置不同的權(quán)重值，來生成成本最優(yōu)路徑，時(shí)間最優(yōu)路徑，阻值最小路徑等。

4 結(jié)語

綜上所述，基于GIS 的物流配送系統(tǒng)功能全面，較傳統(tǒng)的物流配送管理系統(tǒng)可以更好地為物流企業(yè)進(jìn)行服務(wù)， 達(dá)到事半功倍的效果。 本文對(duì)基于GIS 物流配送系統(tǒng)的研究對(duì)物流配送系統(tǒng)的開發(fā)具有借鑒意義。

[1]李賢林，王清蓉，文軍.GIS 技術(shù)在城市物流系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].物流技術(shù)，2002，122（11）:7-8.

[2]陳述彭，魯學(xué)軍，周成虎.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社，2000.

[3]葛元君.基于GIS 的現(xiàn)代化物流配送系統(tǒng)的探討[J].物流技術(shù)，2003（4）:34-35.

[4]黨安容，賈海峰，易善楨，等.ArcGIS8Desktop 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用指南[M].北京:清華大學(xué)出版社，2003.1-355.

[5]韓鵬.地理信息系統(tǒng)開發(fā)，MapObjects 方法[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2004，35-156.