GIS在物流系統中的應用

 

摘  要：本文對地理信息系統（GIS）在物流系統中的主要應用進行了綜述，包括基于GIS的物流中心的選址、GIS在物流配送中的應用及GIS與物流信息系統的集成。分析了GIS應用于物流中心的選址和GIS在物流配送中的應用的原理和優勢，并簡要介紹了GIS與物流信息系統集成的內容。說明了GIS在物流系統中應用的價值。

關鍵詞：地理信息系統；物流系統；選址；配送；系統集成

 

1引言

    物流泛指原材料、產成品及相關信息從起點至終點有效流動的過程。物流將運輸、倉儲、裝卸搬運、加工、配送、信息處理等方面有機結合，形成完整的供應鏈，為用戶提供多功能、一體化的綜合性服務。物流活動主要由資金流、信息流、物流構成。而這些物流活動中有相當一部分與地理位置有關，如配送中心位置的選擇、配送點的布局、配送路徑優化、配送車

輛的實時監控與調度和配送服務質量的提升等，這些因素都與地理位置密切相關。物流信息具有空間尺度、空間特征的性質，物流信息中大約80%的信息與空間位置有關，而運輸、倉儲和配送等涉及到的信息幾乎全部與空間位置有著直接的關系。地理信息系統(GIS)具有強大的采集，管理，存儲，分析，處理，輸出空間數據的能力，良好的可視化和輔助決策方式。GIS作為處理與地理位置相關的空間數據具有得天獨厚的優勢，利用GIS技術和手段優化物流過程，必將有力地壓縮物流成本，創造更大的利潤。

 

2基于GIS物流的中心選址

物流中心選址是物流系統中具有戰略意義的投資決策問題，對整個系統的物流合理化和商品流通的社會效益有著決定性的影響。但由于商品資源分布、需求狀況、運輸條件和自然條件等因素的影響，使得即使在同一區域內的不同地方建立物流中心，整個物流系統和全社會經濟效益也是不同的。

2.1 傳統選址方法的缺陷

物流中心選址方法已有較為成熟的模型與算法，主要有重心法、數值分析法、Kuehn—Hanburger模型、Baumol—Wolfe模型、CFLP法、Delphi專家咨詢法等，這些傳統選址方法雖然使物流中心選址更加方便，但大部分方法均存在不同程度的令人不滿意的地方。這些方法都存在一個共同的缺陷，這也是一般物流中心選址方法所存在的一個弊病，即這些方法幾乎都是建立在靜態的假定條件下來實現的，或者平面畫圖求解，或者建立一個模型，經過一系列的計算，然后得出最優結果。而所有這些方法，都是靜態的，非直觀的，但是，現實事物在不斷變化，尤其在信息時代，需求與供應都可能隨時發生變化，因此，其結果往往與現實情況不完全相符合甚至相差非常大。GIS技術的出現，可以很好地幫助我們克服以上缺點，較好地解決物流中心的選址問題。

2.2 利用GIS選址的優點

首先，GIS最大、最顯著的特點是通過地圖來表現數據。在傳統的關系數據庫中，各數據域是平等的，它們按照關系規范化理論組織起來。在GIS中，空間信息和屬性信息是不可分割的整體，它們分別描述地理實體的兩面，以地理實體為主線組織起來，除了具有管理空間數據(如物流節點的位置)外，還具有空間查詢與分析功能(如查詢設施的屬性、分析其周圍的環境狀況等)。

其次，具有可視性。利用GIS可以以圖的形式顯示包含區域地理要素的背景下的整個物流網絡(如現存物流節點、道路、客戶等要素)，一般規劃者能夠直觀方便地確定位置或線路，而且GIS最終評價是輸出圖形，既直觀又便于理解。

最后，動態交互性。GIS是一個動態的系統，它的強大的數據庫系統可以保持持續更新，地理空間上的任何變化GIS都可以更新其數據庫以備調用，同時，利用GIS的空問查詢分析功能，在物流中心選址過程中能很好的實現規劃者與計算機的動態交互，使得選址結果更符合實際所需。

2.3用GIS進行物流中心選址的原理

在GIS中，物流系統中的點、線、面都可作為空間實體，可用空間數據來表達，空間數據描述的是現實世界各種現象的三大基本特征：空間、時間和專題特征�？臻g特征是地理信息系統或者說是空間信息系統所獨有的，是指地理現象和過程所在的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰地理現象和過程的空間關系。時間特征是指空間數據隨時間的變化而變化的情況。專題特征也指空間現象或空間目標的屬性特征，它是指除了時間和空間特征以外的空間現象的其他特征。

GIS是進行物流中心選址的最佳分析工具，它用于物流中心選址主要是依靠GIS的以下分析功能：

(1)空間查詢。能夠分析系統中點、線、面基本圖形間的關系，如查詢物流中心周圍一公里范圍內所有配送點的情況；某個配送中心相連的道路情況；某個需求點區域與其它周邊的地理分布情況等。

(2)疊加分析。疊加分析是GIS非常重要的空間分析功能。要了解一個街區的面積、一條主干道的長度、一個地區的人口密度等信息，僅僅用上面的空間查詢功能是不夠的，需要將空間目標進行切割，組合，必要時重新建立拓撲關系，才能得到確切的結果。分析某條配送路線上的需求點情況，用點與線疊加；分析某個區域內的配送中心及需求點分布情況，用點與面疊加；分析某個區域內的主要街道、道路情況，用線與面疊加。

(3)緩沖區分析。緩沖區分析是對一組或一類地物按緩沖的距離條件，建立緩沖多邊形，然后將這個圖層與需要進行緩沖分析的圖層進行疊加分析，得到所需要的結果。設計或分析某條配送路線或者配送中心選址等空間布局問題時，要分析配送中心周邊范圍內的需求點、道路等數據情況，可根據數據庫中的點、線、面實體建立周圍一定寬度范圍的緩沖多邊形。

(4)網絡分析。網絡分析是進行物流設施選址時最重要的功能，用于分析物流網絡中各結點的相互關系和內在聯系，主要有路徑分析、資源分配、連通分析、流分析等等。路徑分析可以尋求一個結點到另一個結點的最佳路徑；資源分配包括目標選址和為供貨中心尋找需求市場或按需求資源點；連通分析用于解決配送路徑安排相關的問題，降低配送成本；流分析的問題主要是按照某種優化標準(時間最少、費用最低、路程最短或運送量最大等)設計資源的運送方案。

 

3 GIS在物流配送中的應用

由于GIS強大的數據組織、空間分析與可視化等眾多優點，基于GIS物流配送系統集成已成為物流配送系統發展的必然趨勢。系統集成的目的是利用GIS空間分析功能，在可視化、智能化的信息平臺實現高效、便捷的物流配送，使配送企業能最大限度地利用內部人力、物力資源縮短配車計劃編制時間，減少車輛的閑置、等候時間，合理安排配送車輛行駛路線制定合理的配送方案，提高車輛的利用率，優化人員與車輛的調度，使物流配送達到最優，以降低企業的運營成本。

將GIS技術應用到物流配送過程中，能更容易地處理物流配送中貨物的運輸、倉儲、裝卸、送遞等各個環節，對其中涉及的問題如運輸路線的選擇、倉庫位置的選擇、倉庫的容量設置、合理裝卸策略、運輸車輛的調度和投遞路線的選擇等進行有效的管理和決策分析，這樣才符合現代物流的要求，有助于物流配送企業有效地利用現有資源，降低消耗，提高效率。

3.1 GIS應用于物流配送的原理

    地理或空間的數字化數據一般有兩種方式：矢量或柵格。矢量數據是由點、線和多邊形組成的，物流企業可以把顧客的地點以點的形式儲存在數據庫中；公路網可以描繪成一組線，而倉庫服務的區域邊界可以看成一個多邊形；掃描的數據也可以用柵格的形式表示，每一個柵格里存儲特定的數據。衛星和空間照相以掃描的形式或者把紙質地圖掃描到面計算機里。一般來說，使用者將購買或獲得使用權來得到標準化地理邊界和特征數據，并且把它們與本公司的數據引入到GIS中。有的數據提供商提供的地圖是一組典型的矢量數據包括不同層次的公路和鐵路網絡，村鎮和城市的不同人口分布，港口、飛機場、火車站等。邊界數據可以從很多的數據源中得到，它們可以以不同的層次出現，像行政區、郵政區、街區等。

3.2 GIS在物流配送系統中的功能實現

利用GIS能夠便于企業基于屬性數據和圖形數據的結合對分區進行科學、規范的管理，并且可以優化車輛與人員的調度，最大限度地利用人力、物力資源，使貨物配送達到最優化。對于物流中的許多重要決策問題，如貨物組配方案、運輸的最佳路徑、最優庫存控制等方面，都可以得到更好的解決。GIS在物流配送系統中主要有以下功能：

(1)物流網絡布局和運輸路線的模擬與決策

尋求最優分配貨物路徑問題，也就是物流網點布局問題。可利用長期客戶、車輛、訂單和地理數據等建立模型來進行物流網絡的布局進行模擬，根據實際的需求分布規劃出運輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法，同時利用GIS的網絡分析模型優化具體運行路徑，使資源消耗最小化。并以此來建立決策支持系統，以提供更有效而直觀的決策依據。

(2)車輛和貨物跟蹤和導航

利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛或貨物的實際位置從而對車輛提供導航服務，并能查詢出車輛和貨物的狀態，以便進行合理調度和管理。在時間緊迫的情況下，找出可替代的行車路線。使所從事的物流活動可以安排在恰當的時間出發并按照規定的時間到達目的地。

(3)配送區域劃分

企業可以參照地理區域，根據各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組，用以解決確定服務和銷售市場范圍等問題。如某一公司要設立若干個分銷點，要求這些分銷點覆蓋某一地區，而且要使每個分銷點的顧客數目大致相等。

(4)客戶定位

使用GIS對某個城市或地區按管理的要求建立電子地圖，準確地反映出街道、道路等情況，由于地理地圖已具有了地理坐標，通過對地理坐標的描述，可以在地圖上對新客戶進行地理位置的定位或者修改老客戶的地理位置，從而使企業能精確的確定配送點和客戶的位置。

(5)信息查詢

對配送范圍內的主要建筑、運輸車輛、客戶等進行查詢，查詢資料可以以文字、語言及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。

 

4 GIS與物流信息系統集成

物流是一個大范圍的活動，物流信息貫穿于物流活動的全過程。物流信息具有信息源點多、分布廣、信息量大、動態性強、信息的價值衰減速度快和及時性要求高等特性。這意味著物流信息的收集、加工和處理要求速度快、難度大。將GIS 集成應用于物流管理，可以提供分布式的物流信息系統管理平臺；電子地圖圖形化的顯示和輸出增強了物流系統的可視化管理能力；強大的地理分析和空間分析為物流方案的制定提供了科學的方法； 基于GIS 的仿真模擬對物流方案設計提供了準確的判斷依據。以GPS 為代表的定位技術與通信技術的有效集成，不僅可以實現遠程的信息交換，而且還可以實現移動目標的實時監控，掌握物流作業的狀態信息。將空間信息技術引入現代物流管理技術中并進行有效的集成已成為現代物流發展的必然趨勢。

物流系統與GIS 的集成的實質是實現數據集成或功能集成。數據集成主要包括異構數據集成和同構數據集成，功能集成是根據物流的操作模式實現對其功能的規劃和重組。構建集成GIS 和物流管理技術的物流信息系統，需要做好3方面的工作，數據集成；功能集成；

系統實現。

 

5 結語

    作為一門新興的邊緣學科，GIS在空間數據的管理和可視化表達上面擁有不可比擬的優勢。物流活動中必不可少的需要考慮各種地理因素，這又成為兩學科之間的聯系應用的必要紐帶。幾乎凡是涉及到地理因素的物流活動中的方方面面都可以用GIS進行合理的表達和分析，從而完成各種復雜但卻極具經濟價值的物流活動。隨著物流行業與GIS技術的進一步發展，相信GIS在物流中會有更加廣泛和深入的應用，這也是今后發展的必然趨勢。

 

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