GIS在物流系统中的应用
GIS在物流系统中的应用
摘 要：本文对地理信息系统（GIS）在物流系统中的主要应用进行了综述，包括基于GIS的物流中心的选址、GIS在物流配送中的应用及GIS与物流信息系统的集成。分析了GIS应用于物流中心的选址和GIS在物流配送中的应用的原理和优势，并简要介绍了GIS与物流信息系统集成的内容。说明了GIS在物流系统中应用的价值。
关键词：地理信息系统；物流系统；选址；配送；系统集成
1引言
物流泛指原材料、产成品及相关信息从起点至终点有效流动的过程。物流将运输、仓储、装卸搬运、加工、配送、信息处理等方面有机结合，形成完整的供应链，为用户提供多功能、一体化的综合性服务。物流活动主要由资金流、信息流、物流构成。而这些物流活动中有相当一部分与地理位置有关，如配送中心位置的选择、配送点的布局、配送路径优化、配送车
辆的实时监控与调度和配送服务质量的提升等，这些因素都与地理位置密切相关。物流信息具有空间尺度、空间特征的性质，物流信息中大约80%的信息与空间位置有关，而运输、仓储和配送等涉及到的信息几乎全部与空间位置有着直接的关系。地理信息系统(GIS)具有强大的采集，管理，存储，分析，处理，输出空间数据的能力，良好的可视化和辅助决策方式。GIS作为处理与地理位置相关的空间数据具有得天独厚的优势，利用GIS技术和手段优化物流过程，必将有力地压缩物流成本，创造更大的利润。
2基于GIS物流的中心选址
物流中心选址是物流系统中具有战略意义的投资决策问题，对整个系统的物流合理化和商品流通的社会效益有着决定性的影响。但由于商品资源分布、需求状况、运输条件和自然条件等因素的影响，使得即使在同一区域内的不同地方建立物流中心，整个物流系统和全社会经济效益也是不同的。
2.1 传统选址方法的缺陷
物流中心选址方法已有较为成熟的模型与算法，主要有重心法、数值分析法、Kuehn—Hanburger模型、Baumol—Wolfe模型、CFLP法、Delphi专家咨询法等，这些传统选址方法虽然使物流中心选址更加方便，但大部分方法均存在不同程度的令人不满意的地方。这些方法都存在一个共同的缺陷，这也是一般物流中心选址方法所存在的一个弊病，即这些方法几乎都是建立在静态的假定条件下来实现的，或者平面画图求解，或者建立一个模型，经过一系列的计算，然后得出最优结果。而所有这些方法，都是静态的，非直观的，但是，现实事物在不断变化，尤其在信息时代，需求与供应都可能随时发生变化，因此，其结果往往与现实情况不完全相符合甚至相差非常大。GIS技术的出现，可以很好地帮助我们克服以上缺点，较好地解决物流中心的选址问题。
2.2 利用GIS选址的优点
首先，GIS最大、最显著的特点是通过地图来表现数据。在传统的关系数据库中，各数据域是平等的，它们按照关系规范化理论组织起来。在GIS中，空间信息和属性信息是不可分割的整体，它们分别描述地理实体的两面，以地理实体为主线组织起来，除了具有管理空间数据(如物流节点的位置)外，还具有空间查询与分析功能(如查询设施的属性、分析其周围的环境状况等)。
其次，具有可视性。利用GIS可以以图的形式显示包含区域地理要素的背景下的整个物流网络(如现存物流节点、道路、客户等要素)，一般规划者能够直观方便地确定位置或线路，而且GIS最终评价是输出图形，既直观又便于理解。
最后，动态交互性。GIS是一个动态的系统，它的强大的数据库系统可以保持持续更新，地理空间上的任何变化GIS都可以更新其数据库以备调用，同时，利用GIS的空问查询分析功能，在物流中心选址过程中能很好的实现规划者与计算机的动态交互，使得选址结果更符合实际所需。
2.3用GIS进行物流中心选址的原理
在GIS中，物流系统中的点、线、面都可作为空间实体，可用空间数据来表达，空间数据描述的是现实世界各种现象的三大基本特征：空间、时间和专题特征。空间特征是地理信息系统或者说是空间信息系统所独有的，是指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程的空间关系。时间特征是指空间数据随时间的变化而变化的情况。专题特征也指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征。
GIS是进行物流中心选址的最佳分析工具，它用于物流中心选址主要是依靠GIS的以下分析功能：
(1)空间查询。能够分析系统中点、线、面基本图形间的关系，如查询物流中心周围一公里范围内所有配送点的情况；某个配送中心相连的道路情况；某个需求点区域与其它周边的地理分布情况等。
(2)叠加分析。叠加分析是GIS非常重要的空间分析功能。要了解一个街区的面积、一条主干道的长度、一个地区的人口密度等信息，仅仅用上面的空间查询功能是不够的，需要将空间目标进行切割，组合，必要时重新建立拓扑关系，才能得到确切的结果。分析某条配送路线上的需求点情况，用点与线叠加；分析某个区域内的配送中心及需求点分布情况，用点与面叠加；分析某个区域内的主要街道、道路情况，用线与面叠加。
(3)缓冲区分析。缓冲区分析是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲多边形，然后将这个图层与需要进行缓冲分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。设计或分析某条配送路线或者配送中心选址等空间布局问题时，要分析配送中心周边范围内的需求点、道路等数据情况，可根据数据库中的点、线、面实体建立周围一定宽度范围的缓冲多边形。
(4)网络分析。网络分析是进行物流设施选址时最重要的功能，用于分析物流网络中各结点的相互关系和内在联系，主要有路径分析、资源分配、连通分析、流分析等等。路径分析可以寻求一个结点到另一个结点的最佳路径；资源分配包括目标选址和为供货中心寻找需求市场或按需求资源点；连通分析用于解决配送路径安排相关的问题，降低配送成本；流分析的问题主要是按照某种优化标准(时间最少、费用最低、路程最短或运送量最大等)设计资源的运送方案。
3 GIS在物流配送中的应用
由于GIS强大的数据组织、空间分析与可视化等众多优点，基于GIS物流配送系统集成已成为物流配送系统发展的必然趋势。系统集成的目的是利用GIS空间分析功能，在可视化、智能化的信息平台实现高效、便捷的物流配送，使配送企业能最大限度地利用内部人力、物力资源缩短配车计划编制时间，减少车辆的闲置、等候时间，合理安排配送车辆行驶路线制定合理的配送方案，提高车辆的利用率，优化人员与车辆的调度，使物流配送达到最优，以降低企业的运营成本。
将GIS技术应用到物流配送过程中，能更容易地处理物流配送中货物的运输、仓储、装卸、送递等各个环节，对其中涉及的问题如运输路线的选择、仓库位置的选择、仓库的容量设置、合理装卸策略、运输车辆的调度和投递路线的选择等进行有效的管理和决策分析，这样才符合现代物流的要求，有助于物流配送企业有效地利用现有资源，降低消耗，提高效率。
3.1 GIS应用于物流配送的原理
地理或空间的数字化数据一般有两种方式：矢量或栅格。矢量数据是由点、线和多边形组成的，物流企业可以把顾客的地点以点的形式储存在数据库中；公路网可以描绘成一组线，而仓库服务的区域边界可以看成一个多边形；扫描的数据也可以用栅格的形式表示，每一个栅格里存储特定的数据。卫星和空间照相以扫描的形式或者把纸质地图扫描到面计算机里。一般来说，使用者将购买或获得使用权来得到标准化地理边界和特征数据，并且把它们与本公司的数据引入到GIS中。有的数据提供商提供的地图是一组典型的矢量数据包括不同层次的公路和铁路网络，村镇和城市的不同人口分布，港口、飞机场、火车站等。边界数据可以从很多的数据源中得到，它们可以以不同的层次出现，像行政区、邮政区、街区等。
3.2 GIS在物流配送系统中的功能实现
利用GIS能够便于企业基于属性数据和图形数据的结合对分区进行科学、规范的管理，并且可以优化车辆与人员的调度，最大限度地利用人力、物力资源，使货物配送达到最优化。对于物流中的许多重要决策问题，如货物组配方案、运输的最佳路径、最优库存控制等方面，都可以得到更好的解决。GIS在物流配送系统中主要有以下功能：
(1)物流网络布局和运输路线的模拟与决策
寻求最优分配货物路径问题，也就是物流网点布局问题。可利用长期客户、车辆、订单和地理数据等建立模型来进行物流网络的布局进行模拟，根据实际的需求分布规划出运输线路，使显示器能够在电子地图上显示设计线路，并同时显示汽车运行路径和运行方法，同时利用GIS的网络分析模型优化具体运行路径，使资源消耗最小化。并以此来建立决策支持系统，以提供更有效而直观的决策依据。
(2)车辆和货物跟踪和导航
利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆或货物的实际位置从而对车辆提供导航服务，并能查询出车辆和货物的状态，以便进行合理调度和管理。在时间紧迫的情况下，找出可替代的行车路线。使所从事的物流活动可以安排在恰当的时间出发并按照规定的时间到达目的地。
(3)配送区域划分
企业可以参照地理区域，根据各个要素的相似点把同一层上的所有或部分要素分为几个组，用以解决确定服务和销售市场范围等问题。如某一公司要设立若干个分销点，要求这些分销点覆盖某一地区，而且要使每个分销点的顾客数目大致相等。
(4)客户定位
使用GIS对某个城市或地区按管理的要求建立电子地图，准确地反映出街道、道路等情况，由于地理地图已具有了地理坐标，通过对地理坐标的描述，可以在地图上对新客户进行地理位置的定位或者修改老客户的地理位置，从而使企业能精确的确定配送点和客户的位置。
(5)信息查询
对配送范围内的主要建筑、运输车辆、客户等进行查询，查询资料可以以文字、语言及图像的形式显示，并在电子地图上显示其位置。
4 GIS与物流信息系统集成
物流是一个大范围的活动，物流信息贯穿于物流活动的全过程。物流信息具有信息源点多、分布广、信息量大、动态性强、信息的价值衰减速度快和及时性要求高等特性。这意味着物流信息的收集、加工和处理要求速度快、难度大。将GIS 集成应用于物流管理，可以提供分布式的物流信息系统管理平台；电子地图图形化的显示和输出增强了物流系统的可视化管理能力；强大的地理分析和空间分析为物流方案的制定提供了科学的方法； 基于GIS 的仿真模拟对物流方案设计提供了准确的判断依据。以GPS 为代表的定位技术与通信技术的有效集成，不仅可以实现远程的信息交换，而且还可以实现移动目标的实时监控，掌握物流作业的状态信息。将空间信息技术引入现代物流管理技术中并进行有效的集成已成为现代物流发展的必然趋势。
物流系统与GIS 的集成的实质是实现数据集成或功能集成。数据集成主要包括异构数据集成和同构数据集成，功能集成是根据物流的操作模式实现对其功能的规划和重组。构建集成GIS 和物流管理技术的物流信息系统，需要做好3方面的工作，数据集成；功能集成；
系统实现。
5 结语
作为一门新兴的边缘学科，GIS在空间数据的管理和可视化表达上面拥有不可比拟的优势。物流活动中必不可少的需要考虑各种地理因素，这又成为两学科之间的联系应用的必要纽带。几乎凡是涉及到地理因素的物流活动中的方方面面都可以用GIS进行合理的表达和分析，从而完成各种复杂但却极具经济价值的物流活动。随着物流行业与GIS技术的进一步发展，相信GIS在物流中会有更加广泛和深入的应用，这也是今后发展的必然趋势。
参考文献：
[1] 黄杏元，马劲松.地理信息系统概论[M].高等教育出版社，2008.
[2] 郭建宏，欧阳钟辉.GIS技术在物流管理中的应用及研究进展[J]. 武汉理工大学学报，2008(6).
[3] 王慧龙. GIG在物流中的应用[J].经济管理与科学决策，2009（8）.
[4] 张席洲，龚奇才. 基于GIS的物流中心选址[J]. 物流技术，2005(10).
[5] 高志刚. GIS在物流配送系统中的应用[J]. 武汉船舶职业技术学院学报，2012(1).
[6] 周屹，郁哲. 基于GIS物流配送系统的研究与实现[J]. 黑龙江工程学院学报，2008(3).
[7] 郑长江，王炜， 朱成. GIS 与物流信息系统集成技术研究[J].
[8] 卢战伟，霍亮，钱曾波.GIS与城市物流配送集成技术的研究[J].交通科技，2003(3)
声明①：文章部分内容来源互联网，如有侵权请联系删除，邮箱 cehui8@qq.com
声明②：中测网登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述，文章内容仅供参考。
加群提示：我们创建了全国32个省份的地方测绘群，旨在打造本地测绘同行交流圈，有需要请联系管理员测小量（微信 cexiaoliang）进群，一人最多只能进入一个省份群，中介人员勿扰
