GIS平臺下的物流信息系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

虞翔++夏春梅

摘要：當今社會的發(fā)展給現(xiàn)代物流企業(yè)提出更高的要求，為滿足這些要求，實現(xiàn)物流系統(tǒng)的信息化很有必要。該文討論GIS技術(shù)下的物流信息系統(tǒng)，指出其相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)越性，并探討該系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GIS；物流信息系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）32-0078-02

物流在現(xiàn)代社會中擔任著重要作用，傳統(tǒng)物流成本高、效率低，在當今信息技術(shù)的影響下，進行一定的改進是十分必要的。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）在分析管理地理空間信息方面有著顯著的優(yōu)勢，為此利用GIS平臺對物流信息系統(tǒng)進行一定的改造，使之適應(yīng)現(xiàn)代物流的要求，具有明顯的優(yōu)點。

1 傳統(tǒng)的物流信息系統(tǒng)的架構(gòu)

1）傳統(tǒng)物流系統(tǒng)的問題

我國目前傳統(tǒng)的物流系統(tǒng)，有較為明顯的缺陷，最為突出的是成本較高。相比發(fā)達國家，我國物流成本占銷售成本中的比例是發(fā)達國家的三倍，為此造成了巨大物流損失，且運輸效率也相對較低。其主要原因就在于當前物流系統(tǒng)普遍存在流通環(huán)節(jié)較長、物流技術(shù)較差以及觀念和信息化程度較低的缺點。其中，在物流流通環(huán)節(jié)，由于需要與許多交易主體對接，涉及部門過多，其中的規(guī)劃常常無法統(tǒng)一，而協(xié)調(diào)也會耗費許多時間，這就必然拉長了流通環(huán)節(jié)，使得資源遭到浪費。從生產(chǎn)基地到消費者手中的商品，往往要經(jīng)過加工企業(yè)、運輸服務(wù)商、批發(fā)市場和配送中心等多個環(huán)節(jié)，造成效率難以提高。其次物流在倉儲、運輸?shù)确矫娴淖詣踊潭容^低，對3G技術(shù)（GIS、GPS、GPRS）的應(yīng)用程度較低，物流信息系統(tǒng)平臺開發(fā)不成熟等原因都限制了物流系統(tǒng)的發(fā)展。

2）傳統(tǒng)物流信息系統(tǒng)的兩層架構(gòu)

傳統(tǒng)物流信息系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計主要采用的是C/S模式，對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的要求較高，并在此基礎(chǔ)上進行模塊的聚集和嵌套。其架構(gòu)一般為業(yè)務(wù)邏輯層和基礎(chǔ)設(shè)施層兩層架構(gòu)。其中業(yè)務(wù)邏輯層集中了業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)訪問、用戶接口以及其他的模塊，響應(yīng)速度較快，安全性和可操控性都表現(xiàn)良好，開發(fā)簡易。而基礎(chǔ)設(shè)施則包括數(shù)據(jù)庫以及通信、網(wǎng)絡(luò)、計算、物流等設(shè)備。這種兩層架構(gòu)的物流信息系統(tǒng)因為簡單易用，對于物流發(fā)展初期的物流企業(yè)來說，足以應(yīng)付并不復(fù)雜的業(yè)務(wù)關(guān)系。而隨著物流業(yè)務(wù)的發(fā)展，這種架構(gòu)的缺點就漸漸顯示出來，直至對整個物流系統(tǒng)造成影響。

3）傳統(tǒng)物流信息系統(tǒng)的缺陷

傳統(tǒng)物流信息系統(tǒng)的缺點首先在于軟件的特異性過強，應(yīng)用整合性不高。且在業(yè)務(wù)邏輯層面上程序之間有著極高的集成度，彼此之間的聯(lián)系過于緊密，如果對其中的部分進行改動，就會造成牽一發(fā)而動全身的影響，因此其系統(tǒng)升級較為困難，維護性因此較差，一旦對功能的要求有所提高，對其進行改進就十分困難。同時，如果處于不同地域的兩個物流辦事機構(gòu)同時采用這種信息系統(tǒng)，那么在進行兩地實時通訊的時候就需要為此付出較高的維護成本，這無疑加重了網(wǎng)絡(luò)管理人員的任務(wù)量。當企業(yè)需要進行業(yè)務(wù)調(diào)整的時候，這種物流信息系統(tǒng)可供的調(diào)整空間也較小。因此，其高度集成性在應(yīng)對市場環(huán)境不斷變換的狀態(tài)時的應(yīng)對無力，大大降低了傳統(tǒng)物流系統(tǒng)的競爭能力。

2 物流信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

1）數(shù)據(jù)集成

對于現(xiàn)代物流企業(yè)來說，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是其必須加以處理的兩個信息數(shù)據(jù)。利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫對屬性數(shù)據(jù)進行管理，形成屬性數(shù)據(jù)庫。而對物流活動的空間數(shù)據(jù)進行收集，形成空間數(shù)據(jù)庫。對于GIS技術(shù)而言，可以利用DBMS對屬性數(shù)據(jù)進行管理，并將城市路網(wǎng)中的點、線等空間要素映射到DBMS上。即通過DBMS，實現(xiàn)GIS系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的集成。

2）功能集成

通過物流操作模式可以實現(xiàn)物流信息平臺功能的規(guī)劃，而與GIS的結(jié)合就需要使GIS的功能與物流管理的功能相互整合，使之達到功能集成。GIS可以為物流的管理提供信息支持，使之物流的功能實現(xiàn)全程可視化，并能夠達到信息的完全共享。為此以O(shè)LE容器為基礎(chǔ)公共用戶界面是必不可少的，不同程序之間要實現(xiàn)通信，OLE接口使物流企業(yè)訪問信息平臺成為可能。其次GIS與物流管理系統(tǒng)主要進行的是文件的交換，彼此仍然保持功能獨立。最后COM實現(xiàn)內(nèi)部封裝，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與操作的有機統(tǒng)一，物流配送的地理對象由數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一存儲。

3 GIS下的物流信息系統(tǒng)架構(gòu)

1）三層架構(gòu)

GIS下的物流信息系統(tǒng)三層架構(gòu)包括客戶層、業(yè)務(wù)邏輯層和基礎(chǔ)設(shè)施層。在基礎(chǔ)設(shè)施層中，其主要內(nèi)容與傳統(tǒng)模式大致相同，除網(wǎng)絡(luò)、通信、計算和物流設(shè)備以外，主要包含了物流信息數(shù)據(jù)庫與空間信息數(shù)據(jù)庫，而業(yè)務(wù)邏輯層則是Web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，而客戶層中，不僅具有倉儲、運輸、配送、采購和客戶等諸種信息的管理，還附有地圖查詢和統(tǒng)計分析的功能。

這種三層架構(gòu)具有十分清晰的構(gòu)件間接口和協(xié)作關(guān)系，其系統(tǒng)的可維護性較高，因此對于國內(nèi)大多數(shù)物流企業(yè)而言，可以應(yīng)對其商業(yè)模式不同、經(jīng)營范圍差異、自動化程度與資金的限制等多方面因素的影響，易用性較好。但是由于其GIS信息和物流信息需要分別收集，建立兩個數(shù)據(jù)庫，然后再對收集到的信息進行整合分析，其結(jié)構(gòu)則較為松散，而對于物流信息的處理與對空間信息的處理處于不同的分析處理模式之中，這就為兩者數(shù)據(jù)之間的調(diào)用帶來一定麻煩。由于兩個數(shù)據(jù)庫之間系統(tǒng)切換的要求，用戶界面的差異，當物流企業(yè)需要進行數(shù)據(jù)處理的時候，自然也會造成一定的困擾。此外，當物流企業(yè)在面對市場變化時，如要在這種架構(gòu)之下進行業(yè)務(wù)調(diào)整，也存在一定困難。

2）四層架構(gòu)

之所以會出現(xiàn)三層架構(gòu)中應(yīng)用不同數(shù)據(jù)庫的困難，就是因為GIS技術(shù)自成一體，其本身具有的特殊性以及自身的復(fù)雜性造成一定的困難。在了解其具體原因的基礎(chǔ)上，一種新的四層架構(gòu)可能解決相應(yīng)的問題。這種物流信息系統(tǒng)四層架構(gòu)包括基礎(chǔ)設(shè)施層、空間信息支撐層、業(yè)務(wù)服務(wù)支撐層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為關(guān)系型，而使物流系統(tǒng)的空間信息和物流信息得到有效集成。其空間信息支撐層當然使GIS支撐平臺，而業(yè)務(wù)服務(wù)支撐層則主要由GIS服務(wù)集和物流服務(wù)集構(gòu)成。在GIS服務(wù)集中，根據(jù)物流的要求，對GIS信息進行適當?shù)暮Y選、分類和包裝，并與物流服務(wù)集相互配合，為業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供必要的數(shù)據(jù)信息。而組成業(yè)務(wù)應(yīng)用層的GIS服務(wù)集和物流服務(wù)集由于粒度粗，且耦合度低，因此物流信息系統(tǒng)與GIS信息系統(tǒng)的耦合程度較為松散。由于物流系統(tǒng)能夠共享GIS技術(shù)服務(wù)，容易使空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)得到集成?？臻g信息支撐層和業(yè)務(wù)服務(wù)支撐層的分離，對于系統(tǒng)處理能力在敏捷度和信息集成性方面的提升，有很大的幫助。該架構(gòu)下的功能構(gòu)件也具有易于組合的特點。

四層架構(gòu)的物流信息系統(tǒng)的優(yōu)點在于靈活性。它可根據(jù)物流企業(yè)的不同要求，對GIS平臺進行不同部署，以適應(yīng)不同程度的GIS內(nèi)容服務(wù)要求。該系統(tǒng)的開發(fā)和維護也較為簡單，通過使用組件式的GIS開發(fā)平臺，也能夠?qū)崿F(xiàn)較為節(jié)約的開發(fā)成本。

4 GIS物流信息系統(tǒng)的設(shè)計方案

GIS物流信息系統(tǒng)的設(shè)計主要在于GIS服務(wù)支撐平臺的選用和架構(gòu)中各層以及其組件間相互關(guān)系的說明。

就目前國內(nèi)物流系統(tǒng)的狀況而言，中小型企業(yè)為主，應(yīng)當采用應(yīng)用環(huán)境穩(wěn)定、操作簡單靈活的GIS開發(fā)服務(wù)器平臺。如ERSI公司的ArcIMS和ArcSDE就是一種較為優(yōu)秀的GIS服務(wù)支撐平臺。其中，ArcSDE能夠為Qracle、SQL Server、Informix等RDBMS（關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）提供一個數(shù)據(jù)通道，在其中空間數(shù)據(jù)可以得到有效的存儲和管理，并作為數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序的媒介，為開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)供便利。又由于其能夠屏蔽其下層的通信協(xié)議等應(yīng)用服務(wù)，對于上層應(yīng)用環(huán)境而言具有較高的穩(wěn)定性?？捎闷鋵崿F(xiàn)無縫連接，系統(tǒng)集成性也可因此提高。當對該服務(wù)器進行訪問時，ArcSDE的SQL語句轉(zhuǎn)化能力能夠為RDBMS解決空間數(shù)據(jù)問題，從而通過讀取數(shù)據(jù)庫的圖形數(shù)據(jù)，將結(jié)果返回。

而ArcIMS具有可操作性強、可編程的特點，且支持XML技術(shù)二次開發(fā)，因此在進行GIS應(yīng)用的設(shè)計時較為便利。其處理中心為Spatial Server，下依次為ArcIMS Application Server、ArcIMS Connectors和Web Server以及客戶端，由客戶端的請求向上，層層提交，完成地圖的處理請求，再以反順序發(fā)回信息，實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器之間的通信。

該方案構(gòu)架即如上所述四層架構(gòu)，其中基礎(chǔ)設(shè)施層包括軟件和硬件。硬件由服務(wù)器、計算機、路由器、交換機、條碼閱讀器等，軟件則包括數(shù)據(jù)庫、GIS平臺和操作系統(tǒng)。通過SQL Server之類的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，同時實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與物流數(shù)據(jù)的存儲、查詢等功能，其主要實現(xiàn)方式就是利用空間數(shù)據(jù)引擎（如ArcSDE）和物流系統(tǒng)應(yīng)用程序的管理，因此也就從源頭對數(shù)據(jù)實現(xiàn)了集成?？臻g信息支撐層由通信服務(wù)器和ArcIMS等組成，前者用于對GPS信息的解析和處理，后者則處理GIS信息。通過ArcSDE對數(shù)據(jù)庫的連接，將集成數(shù)據(jù)提供給ArcIMS空間服務(wù)器，再通過ArcIMS應(yīng)用服務(wù)器與Web服務(wù)器Servlet連接器的連接，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)服務(wù)支撐層的GIS信息服務(wù)。

業(yè)務(wù)服務(wù)支撐層從空間信息服務(wù)獲取信息服務(wù)，并提供給應(yīng)用層，起到了承接作用，正是這一層有機集成了物流信息和空間信息，使得系統(tǒng)的業(yè)務(wù)拓展能力得到進一步加強。

5 GIS物流信息系統(tǒng)的應(yīng)用

1）資源的合理配置

通過對GIS平臺下物流信息系統(tǒng)的運用，對于物流企業(yè)合理配置其有限的資源，特別是根據(jù)需求量的實際情況，配置配送車輛，具有良好的作用。毫無疑問，有效利用GIS的物流信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)物流資源的高效整合，使之得到良好的利用。

2）配送實時跟蹤

通過GIS提供的地理信息，結(jié)合GPS定位數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)配送車輛的實時監(jiān)控和跟蹤，并將數(shù)據(jù)有效顯示在地圖上。企業(yè)可據(jù)此掌握物流配送信息，并可利用這些信息提高物流運輸效率。

3）配送線路優(yōu)化

利用GIS的空間數(shù)據(jù)分析功能，可以按照實際情況，結(jié)合數(shù)學算法建立模型，實現(xiàn)運輸車輛行使路線的最優(yōu)化。

4）物流信息平臺系統(tǒng)

建立信息平臺，有助于企業(yè)間的信息共享，從此管理組織的統(tǒng)一變得簡單。而用戶的需求也可以及時發(fā)布，并實現(xiàn)網(wǎng)上交易，方便快捷。

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