基于3S技術(shù)的物流配送系統(tǒng)設(shè)計

蔣 瞻，陳書林，賈紅艷

基于3S技術(shù)的物流配送系統(tǒng)設(shè)計

蔣 瞻1，陳書林2，賈紅艷2

（1. 南京林業(yè)大學(xué) 校長辦公室，江蘇 南京 210037；2. 南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，江蘇 南京 210037）

為檢索與處理物流配送管理中大量的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，縮短物流時間、降低成本，基于3S技術(shù)設(shè)計了物流配送系統(tǒng)。首先分析了物流配送系統(tǒng)的3層體系結(jié)構(gòu)，并對系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)庫進行了設(shè)計；根據(jù)總費用最小原則設(shè)計了配送中心的選擇算法，并利用蟻群算法優(yōu)化了配送路徑。在此基礎(chǔ)上，運用3S（GIS/GPS/RS）技術(shù)開發(fā)了物流配送系統(tǒng)，在Web上實現(xiàn)了物流配送系統(tǒng)和3S的有效集成。

物流配送系統(tǒng)；遙感技術(shù)；地理信息系統(tǒng)；全球定位系統(tǒng)

物流管理是“第三利潤源泉”，受到眾多企業(yè)的關(guān)注[1]。降低物流費用在企業(yè)成本中的比率，能提高企業(yè)的利潤和企業(yè)競爭力[2]。在物流配送管理中，合理選擇配送中心的位置、科學(xué)規(guī)劃配送路線、合理調(diào)度運輸車輛，是有效控制物流成本的關(guān)鍵[3]。對上述問題進行決策分析，都涉及海量空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的檢索與處理，涉及配送中心與客戶地理網(wǎng)格的表達與分析[4]。

地理信息系統(tǒng)（geographic information system, GIS）具有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的采集、處理等功能，位置與地理信息處理是GIS的核心和基礎(chǔ)，GIS能為企業(yè)進行運輸路線選擇、配送中心位置選擇等提供科學(xué)依據(jù)[5]；全球定位系統(tǒng)（GPS）能實時定位車輛位置、車速等信息；遙感（RS）技術(shù)能提供海量空間數(shù)據(jù)。將GIS、GPS、RS與物流配送系統(tǒng)集成，則能大大提高物流配送系統(tǒng)的決策科學(xué)性、可視性和信息化程度[6-7]。WebGIS是基于Browser/Server架構(gòu)的應(yīng)用軟件，采用WWW服務(wù)和HTTP協(xié)議，實現(xiàn)在Internet上運行的GIS系統(tǒng)。與傳統(tǒng)Client/Server架構(gòu)的GIS系統(tǒng)相比，WebGIS增強了用戶與GIS系統(tǒng)的互操作。在網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點，用戶都可以瀏覽空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，進行空間分析等。目前，WebGIS已經(jīng)在物流行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用[8]。

筆者基于3S（GIS、GPS和RS）技術(shù)設(shè)計開發(fā)了物流配送系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用WebGIS技術(shù)，把地理數(shù)據(jù)庫和運輸設(shè)備數(shù)據(jù)庫相連接，將地理環(huán)境信息、車輛信息、位置信息、貨物信息等在統(tǒng)一的平臺上進行管理和維護，并在電子地圖上實時、直觀、形象地顯示出來。該物流配送系統(tǒng)在需求點的地址和需求量己確定的情況下，可從物流配送中心的備選地點中選出總費用最小的物流配送中心，組成的配送系統(tǒng)，根據(jù)蟻群算法求解從配送中心到目的地（收件人地址）送貨的最短路徑，并及時、充分地提供運輸貨物的時間和空間信息。

1 WebGIS概述

WebGIS是一個集成的、全球化的、Browser/Server架構(gòu)的分布式GIS系統(tǒng)，其基本思想是在Internet上發(fā)布GIS系統(tǒng)，為Internet上的用戶提供空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。在Intemet的任意節(jié)點，用戶都可以通過瀏覽器查詢和分析WebGIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，制作專題圖像，進行空間分析等[9]。由于WebGIS系統(tǒng)是發(fā)布在Internet上的，用戶可以在PC、平板電腦、手機等終端設(shè)備上操作GIS系統(tǒng)，降低了企業(yè)用戶的財務(wù)負(fù)擔(dān)和技術(shù)要求，從而擴大GIS的潛在用戶群。WebGIS利用Internet，將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)部署在網(wǎng)絡(luò)中不同服務(wù)器上，企業(yè)用戶可以從Intemet的任意節(jié)點查詢這些數(shù)據(jù)，從而消除了大量“信息孤島”，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的傳輸、發(fā)布及共享[10]。

WebGIS系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。WebGIS系統(tǒng)分為前端和后端：前端頁面程序用HTML、CSS、JavaScript、Flex等語言編寫；后端由中間件（tomcat、TongWeb、Apusics、IIS等）、地圖服務(wù)器（AGS、Geoserver、MapServer、SuperServer等）、業(yè)務(wù)服務(wù)器（MVC模式）和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（地圖數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等）構(gòu)成。

圖1 WebGIS系統(tǒng)架構(gòu)

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

B/S三層體系結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)90年代以來數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主流體系結(jié)構(gòu)[11]。采用B/S三層體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建物流配送系統(tǒng)，由客戶瀏覽器（表示層）、Web應(yīng)用程序（業(yè)務(wù)邏輯層）和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（數(shù)據(jù)存儲層）構(gòu)成。物流配送系統(tǒng)的三層體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了客戶、程序和數(shù)據(jù)的物理分離，具有更好的移植性和安全性，并有利于系統(tǒng)的擴展[12]。基于3S技術(shù)的物流配送系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

（1）表現(xiàn)層。表現(xiàn)層（客戶瀏覽器）為用戶提供系統(tǒng)的交互界面，系統(tǒng)利用HTML5、CSS3、JavaScript以及Flex語言設(shè)計實現(xiàn)了物流配送系統(tǒng)的前端頁面。用戶可以查看數(shù)據(jù)庫中的地理信息（包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）、車輛信息、物流中心信息以及配送路線信息等。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層（Web應(yīng)用程序）根據(jù)用戶的請求，從數(shù)據(jù)存儲層中讀取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行處理和更新數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果發(fā)送給用戶。業(yè)務(wù)邏輯層由地圖服務(wù)器和業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)器構(gòu)成，地圖服務(wù)器由AGS、GeoServer組成，業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)器利用MVC模式實現(xiàn)系統(tǒng)功能。用戶通過業(yè)務(wù)邏輯層實現(xiàn)對車輛信息、配送中心信息以及物流配送路線信息的查詢和編輯，選擇配送中心，進行最優(yōu)配送路徑規(guī)劃等。業(yè)務(wù)邏輯層的服務(wù)器將編輯好的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)存儲層，更新數(shù)據(jù)存儲層的數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)存儲層。數(shù)據(jù)存儲（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）用于數(shù)據(jù)的存儲和管理。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分為3類：①地圖、遙感影像數(shù)據(jù)；②空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；③一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。系統(tǒng)利用SQL Server 2008搭建了完整的數(shù)據(jù)庫，借助空間數(shù)據(jù)庫引擎以及ODBC接口實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中地理信息和車輛、物流中心、配送路線數(shù)據(jù)的有效管理。

3 系統(tǒng)功能

基于3S技術(shù)的物流配送系統(tǒng)主要有6項功能。

（1）配送中心信息管理。管理和維護配送中心信息，可以查看、更新配送中心的貨物信息、基礎(chǔ)設(shè)施信息等。

（2）車輛信息管理。管理和維護車輛信息，查看、更新車輛類型、車輛位置、車輛配載等信息。

（3）配送中心智能選擇?？蛻舻牡乩砦恢煤透髯缘陌l(fā)貨量是已知或者可估算的，潛在的設(shè)施點位置已知，通過對運輸費用、配送中心建造費用、商品的倉庫保管費用、處理費用的最小化，求出資源點與配送中心、配送中心與用戶的最佳運送路徑，從個候選點中選出若干個配送中心，從而完成選址問題的求解。

（4）車輛定位。車輛定位功能模塊利用GPS，準(zhǔn)確地確定車輛的實時位置、行駛速度以及行駛方向，車輛的動態(tài)定位信息在顯示器上顯示。

（5）路徑優(yōu)化。根據(jù)經(jīng)濟合理的原則，在獲得客戶配送信息后，根據(jù)配送中心模塊已經(jīng)生成的配送中心，利用蟻群算法合理安排車輛行駛路線，使總運輸距離最短，并將計算出來的最優(yōu)路徑顯示在RS衛(wèi)星圖片以及電子地圖上。

（6）數(shù)據(jù)存儲。將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQL Server 2008中，由SQL Server 2008統(tǒng)一管理車輛信息、配送中心信息、配送路線優(yōu)化結(jié)果等數(shù)據(jù)。在該系統(tǒng)中使用Google公司的GoogleMap這一空間數(shù)據(jù)中間產(chǎn)品實現(xiàn)對電子地圖和衛(wèi)星圖片信息的有效管理。

4 結(jié)語

基于3S的物流配送系統(tǒng)具有平臺獨立、可實現(xiàn)分布式多源數(shù)據(jù)管理和集成的特點，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢，不僅能降低軟硬件配置成本，而且簡化了系統(tǒng)的操作和管理。用戶可通過瀏覽器訪問該系統(tǒng)，管理人員可以在電子地圖上查詢車輛信息、車輛位置及路況狀況信息，極大地提高了物流管理水平。隨著3S技術(shù)發(fā)展，系統(tǒng)將進一步完善，更好地服務(wù)于物流配送企業(yè)。

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Design of logistic distribution system based on 3S technology

JIANG Zhan1, CHEN Shulin2, JIA Hongyan2

(1. President Office, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 2. College of Economics and Management, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)

In order to retrieve and process a large number of spatial and attribute data in logistics distribution management, shorten logistics time and reduce costs, a logistics distribution system is designed based on 3S technology. Firstly, the three-tier architecture of the logistics distribution system is analyzed, and the function and database of the system are designed. According to the principle of minimum total cost, a distribution center selection algorithm is designed, and the distribution path is optimized by using the ant colony algorithm. On this basis, the logistics distribution system is designed and developed by using 3S (GIS/GPS/RS) technology. The effective integration of logistics distribution system and 3S is realized on the Web.

logistics distribution system; remote sensing technology; geographic information system; global positioning system

TP391

A

1002-4956(2019)10-0152-03

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.036

2019-03-11

2019-05-23

江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目重點項目（164060866）資助

蔣瞻（1963—），男，江蘇常州，碩士，高級工程師，處長，研究方向為信息化與實驗室管理。E-mail: janecai69@njfu.edu.cn