3S集成技術(shù)及其在物流系統(tǒng)中的應用

陳流源，王 卉

（?？诮?jīng)濟學院，海南 ?？?571127）

在經(jīng)濟全球化的今天，物流信息技術(shù)不斷發(fā)展，推動著物流管理系統(tǒng)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化逐步轉(zhuǎn)變。其中，以地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感測繪技術(shù)（RS）三大技術(shù)為核心的“3S”技術(shù)，也稱空間信息技術(shù)（Spatial Information Technology），成為物流行業(yè)推捧的熱門。應用3S集成技術(shù)可以很好地解決物流系統(tǒng)中存在的一些問題，通過空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導航技術(shù)和計算機技術(shù)、通信技術(shù)等的結(jié)合，可以更好地對空間和環(huán)境信息進行準確快速的采集和處理，為物流運作提供詳實可靠的信息，在車輛與貨物定位、運輸路線規(guī)劃及物流倉儲配送中心選址等方面發(fā)揮重要作用。

1.3S集成技術(shù)概述

“3S” 技術(shù)，由RS、GIS、GPS三大技術(shù)構(gòu)成，是20世紀60年代興起的一門新興技術(shù)?！?S”技術(shù)中，RS、GIS和GPS三種技術(shù)相輔相成，取長補短，相互作用，形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架?！耙粋€大腦”指的是GIS系統(tǒng)，“兩只眼睛”分別指的是RS和GPS系統(tǒng)。RS技術(shù)通過遠距離感知確定和發(fā)現(xiàn)信息源（目標物），為GIS提供或更新數(shù)據(jù)；GPS技術(shù)向GIS提供空間定位信息；GIS是3S技術(shù)的核心部分，它借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和空間分析功能從RS和GPS提供的數(shù)據(jù)中進行提取、分析、綜合集成和動態(tài)處理等操作，最終提供可視化的結(jié)果展示，為最終的物流決策提供科學依據(jù)。

1.1 GPS技術(shù)

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是19世紀由美國軍方研制的，基于衛(wèi)星通信技術(shù)的全球范圍內(nèi)的實時定位和導航系統(tǒng)。最初主要運用領(lǐng)域在軍事方面，到了21世紀，GPS已經(jīng)廣泛用于商用和民用。GPS由空間部分（GPS衛(wèi)星系統(tǒng)）、地面控制系統(tǒng)（地面監(jiān)控系統(tǒng)）和用戶設(shè)備部分（GPS信號接收機）三大部分組成，具有高精度、全方位、全天候、多功能、全時段等特點。其在物流領(lǐng)域的應用，也是不可缺少的。物流企業(yè)通過GPS監(jiān)控管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)全面跟蹤貨運車輛與物品的運輸情況，使客戶直觀地了解貨運車與商品的在途情況和物品是否到達，保障整個物流過程的有效監(jiān)督與快速運轉(zhuǎn)。GPS在物流中的運用如圖1所示：

圖1 基于GPS的物流管理

1.2 GIS技術(shù)

GIS是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術(shù)系統(tǒng)。GIS通過計算機控制中心進行數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送與傳遞。其運作需要與 GPS、衛(wèi)星系統(tǒng)相互連接，通過對地表信息進行采集、存儲、管理、運算、分析、展示，向用戶提供所需信息。GPS系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存儲與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達與輸出等基本功能。用戶可以通過坐標得到相應的地表信息、地理測繪和高清拍攝等直觀影像，在定位和信息共享方面具有突出表現(xiàn)。GIS的核心原理是空間性，其在軟件上包括空間位置和空間屬性，技術(shù)上表現(xiàn)為坐標和空間拓撲描述屬性。具備二個屬性，使用一定的算法就可以完成空間分析操作，常用的有三維視域分析、立體剖面分析、地形因子分析和路徑分析等。GIS在物流中的應用如圖2所示：

圖2 GIS在物流中的應用

1.3 RS技術(shù)

RS技術(shù)是通過對地表目標物體自身輻射或反射的電磁波、紅外線、可見光等進行遠距離感知，并進行探測和識別的技術(shù)。RS技術(shù)具有獲取信息速度快、范圍廣、受地面條件限制少、獲取信息量大等特點，可以對數(shù)據(jù)進行提取、接收、記錄、傳輸和加工處理，以便于進行目標勘探、動態(tài)監(jiān)測以及物流管理決策等。RS 技術(shù)與GPS、GIS等技術(shù)高效融合，可以在空間信息獲取、動態(tài)跟蹤以及定位導航等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。RS的工作特點表現(xiàn)為探測范圍大；獲取資料的速度快、周期短；受地面條件限制少；方法多，獲取的信息量大。RS技術(shù)探測范圍大，從10 km到910 km不等。一張陸地衛(wèi)星圖像覆蓋的地面范圍可達3萬多平方千米。RS技術(shù)獲取資料的速度快、周期短，而實地測繪地圖要幾年、十幾年甚至幾十年。RS技術(shù)在物流中的應用如圖3所示：

圖3 RS技術(shù)在物流中的應用

2.3S集成技術(shù)在物流系統(tǒng)中的應用

2.1 3S集成技術(shù)在運輸管理方面的應用

3S集成技術(shù)可以為物流企業(yè)和部門提供車輛導航、車輛跟蹤與定位以及車輛信息管理等服務，為物流決策提供參考依據(jù)。首先，在車輛導航方面。RS技術(shù)可通過遙感器對地表物體，如地表、建筑物等完成遠距離識別，并提取這些物體的信息，通過軟硬件系統(tǒng)的處理（如幾何校正、濾波等）對接收到的遙感圖像信息進行分析和判讀，為GIS系統(tǒng)提供信息源。GIS對空間中的地理信息等數(shù)據(jù)進行運算和分析，可構(gòu)建出直觀、可視化的地圖、影像以及多媒體等，幫助運輸車輛和船舶優(yōu)化運輸作業(yè)流程，通過導航迅速到達指定交貨地點，減少運輸時間。其次，車輛跟蹤與定位方面。利用3S技術(shù)，與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡、計算機車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，能夠有效確定車輛的位置信息、行駛路徑和行駛速度等，跟蹤車輛及船舶等的運行軌跡，預估到達指定目的地的具體時間，有助于安排接貨事項和準備。通過將 3S 技術(shù)可用于物流系統(tǒng)的實時監(jiān)控，讓物流管理透明化、實時化，使物流發(fā)貨方、收貨方以及承運方都可以及時了解信息、應用信息。再次，在車輛信息管理方面。借助3S地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，可及時查看并更新所有運輸車輛的類型、配載、位置、型號和狀態(tài)等信息，為物流主管部門進行調(diào)度、協(xié)調(diào)和指揮車輛提供有效依據(jù)。

2.2 3S集成技術(shù)在配送管理方面的應用

3S技術(shù)對于物流體系的構(gòu)建，物流園區(qū)、中轉(zhuǎn)倉庫、物流中心等節(jié)點的選址起到關(guān)鍵作用。GIS系統(tǒng)綜合RS和GPS提供的有效信息數(shù)據(jù)，可建立各候選配送中心站點的綜合評估模型，在地理信息系統(tǒng)中標出要規(guī)劃選擇的站點方案，并在電子地圖上進行查詢和顯示，由綜合評估模型給出各配送中心站點的評估值，從科學的角度幫助客戶研究地理位置，以便選出最優(yōu)的配送中心選址方案，有助于優(yōu)化物流配送決策。3S集成系統(tǒng)可根據(jù)送貨車輛的裝載量、客戶分布、配送訂單、送貨路線交通狀況等因素進行計算，自動完成配送路線規(guī)劃和人工線路設(shè)計。通過路徑優(yōu)化，可以合理規(guī)劃路線，合理避開擁堵路段、事故路段等，以減少運輸時間，提高車輛的利用率。

2.3 3S集成技術(shù)在信息管理方面的應用

3S集成技術(shù)具有強大的信息存儲和查詢功能。首先，其擁有的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可統(tǒng)一管理車輛信息、配送中心信息、配送路線規(guī)劃信息等數(shù)據(jù)信息，并實現(xiàn)對電子地圖和衛(wèi)星圖片信息的有效管理。物流公司及用戶可以根據(jù)需要對目標車輛的運行信息及具體位置動態(tài)進行查詢，查詢結(jié)果可以以文字、語言和圖像的形式顯示，使物流公司和貨主可以對貨物及車輛動態(tài)進行實時追蹤，掌握及時有效的數(shù)據(jù)。為了使物流活動更加順暢地進行，3S系統(tǒng)可使用無線局域網(wǎng)向車輛發(fā)出相關(guān)指令，并允許車輛向物流管理中心發(fā)送裝載報告，以便彈性地調(diào)整運輸及配送計劃方案。

2.4 3S集成技術(shù)在應急監(jiān)控方面的應用

在特定情況下，物流需要應對各種突發(fā)和緊急情況的物資保障。這時需要借助3S空間信息集成技術(shù)搭建應急信息平臺，實現(xiàn)應急物資的快速供應。在物流運輸過程中，運輸車輛遭遇突發(fā)狀況時也可借助3S技術(shù)向管理單位發(fā)出越界報警、超速報警、遇劫報警、遠程熄火和遠程監(jiān)聽等報警求救信號。物流公司可以通過GPS定位和遙感監(jiān)控系統(tǒng)對有緊急情況或發(fā)生事故的車輛進行緊急援助，并規(guī)劃最優(yōu)援助方案。也可以通過話務指揮功能與被救助目標車輛進行通話，實行在線實時輔助，并實時監(jiān)測報警車輛運行狀況，保障人員、車輛及貨物的安全。

3.結(jié)語

將3S集成技術(shù)應用到現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，可實現(xiàn)對各種空間信息和環(huán)境信息的快速、準確、可靠的收集和處理，為物流管理決策提供科學依據(jù)。并能縮短物流運行周期，提高物流企業(yè)競爭力和經(jīng)濟效益。在高新技術(shù)不斷應用的今天，3S集成技術(shù)與物流系統(tǒng)的結(jié)合，必將為物流系統(tǒng)的效率和服務水平帶來顯著的提高，使物流系統(tǒng)向智能化現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)變。