[摘 要]減少運(yùn)輸費(fèi)用是有效降低物流成本的重要手段，而對于配送線路的選擇、運(yùn)輸車輛的調(diào)度等問題的有效管理和決策分析，都涉及如何處理大量的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)。利用GIS技術(shù)，結(jié)合物流配送優(yōu)化方案，可以對配送方案中的配送線路規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化。

[關(guān)鍵詞]物流配送；GIS；優(yōu)化

[中圖分類號]F252 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）14-0019-02

1 物流配送系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)節(jié)

物流簡而言之就是物質(zhì)實(shí)體的流動，包括運(yùn)輸、存儲、配送、裝卸、保管、物流信息管理等各種活動。除了少數(shù)的商品和服務(wù)，如電子文檔、信息咨詢服務(wù)等，可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行直接配送，對于絕大多數(shù)商品與服務(wù)，必須經(jīng)過物理方式傳輸，這種物理傳輸?shù)某Ｓ梅绞街痪褪桥渌?。物流配送系統(tǒng)包括貨物集中、庫存管理、車輛調(diào)度、配送運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)。

一個(gè)完整的物流配送系統(tǒng)的主要作業(yè)環(huán)節(jié)如圖1所示，包括：集貨作業(yè)：從供應(yīng)商/制造商處進(jìn)貨，集結(jié)到配送中心。存儲作業(yè)：對于貨物進(jìn)行檢驗(yàn)保管。配貨作業(yè)：即貨物的分揀過程，為了將多種貨物向多個(gè)用戶按不同要求、種類、規(guī)格、數(shù)量進(jìn)行配送，配送中心須將儲存貨物按用戶要求分揀出來。車載貨物的配裝：將各用戶所需的多種貨物，在配送中心有效的組合起來，形成向用戶方便發(fā)送的貨載。由于配送貨物的質(zhì)量和體積的差異，配裝貨物時(shí)要充分考慮車輛的裝載和容積，還要同時(shí)考慮一趟盡可能多送幾個(gè)用戶的問題。送貨作業(yè)：將客戶所需物資及時(shí)有效的送達(dá)客戶。其難點(diǎn)在于：如何組合形成最佳配送線路；如何使配裝和路線有效搭配。采用科學(xué)、合理的方法來確定配送線路，是配送活動中非常重要的一項(xiàng)工作。

2 基于GIS的物流配送系統(tǒng)設(shè)計(jì)

配送系統(tǒng)的核心部分是配送車輛的集貨、貨物的配裝及送貨過程，而車輛配送路線的合理優(yōu)化，對于整個(gè)物流速度、成本、效益都會產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。因此，進(jìn)行物流配送系統(tǒng)的優(yōu)化，最主要的就是對配送車輛進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，包括集貨線路優(yōu)化，貨物配裝和送貨線路優(yōu)化，這樣不但可以提高物流經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)物流科學(xué)化，而且也是物流集約化發(fā)展，建立現(xiàn)代調(diào)度指揮系統(tǒng)，發(fā)展智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)和開展電子商務(wù)的基礎(chǔ)。而GIS在配送系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠更好地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

GIS（Geographic Information System）地理信息系統(tǒng)，是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、地理學(xué)等多門科學(xué)為一體的新興學(xué)科，它以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為手段，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，為規(guī)劃、管理、決策和研究提供依據(jù)。GIS是在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。它自20世紀(jì)60年代出現(xiàn)以來，已得到迅速發(fā)展，成為現(xiàn)代地理學(xué)的重要技術(shù)學(xué)科與定量化途徑之一。

GIS系統(tǒng)以地理信息為管理對象，不僅具有管理屬性數(shù)據(jù)的功能，還能采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息，并且將屬性數(shù)據(jù)集成到空間數(shù)據(jù)之上，不僅直觀易讀，而且還可以實(shí)現(xiàn)兩者互相查詢，共同參與空間分析與決策。GIS還具備空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預(yù)測的能力，能夠滿足地理研究和輔助決策的目的，產(chǎn)生高層次的地理信息。

從計(jì)算機(jī)科學(xué)角度看，完整的GIS至少由四個(gè)主要組成部分：

（1）GIS硬件系統(tǒng)。GIS的硬件設(shè)備構(gòu)成GIS的物理外殼。其基本組成一般包括四個(gè)方面：計(jì)算機(jī)主機(jī)、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。

（2）GIS軟件系統(tǒng)。GIS的軟件是指GIS運(yùn)行所必需的各種程序，它們構(gòu)成GIS的核心部分。這些軟件通常由兩大部分組成的，一是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，它包括與計(jì)算機(jī)硬件有關(guān)的操作系統(tǒng)、匯編程序、編程語言等以及一些標(biāo)準(zhǔn)軟件，如圖形處理程序、數(shù)據(jù)庫等；二是GIS系統(tǒng)軟件和其他GIS應(yīng)用軟件，如GIS與用戶的接口通訊軟件、GIS應(yīng)用軟件包和GIS基本功能軟件包。

（3）GIS地理空間數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)是GIS的研究對象，是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文經(jīng)濟(jì)景觀數(shù)據(jù)。它們可以通過圖形、圖像、文字、數(shù)字、表格形式表示。GIS通過對這些數(shù)據(jù)的采集、管理、分析，提取其實(shí)質(zhì)性信息內(nèi)容構(gòu)成信息模型，根據(jù)用戶的要求再現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)世界。

（4）系統(tǒng)的組織管理人員。GIS是一個(gè)動態(tài)的地學(xué)模型。所以，僅有系統(tǒng)的軟硬件和數(shù)據(jù)還不能構(gòu)成完整的地理信息系統(tǒng)，需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、擴(kuò)充完善、應(yīng)用開發(fā)，并靈活采用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策服務(wù)。GIS系統(tǒng)的核心是空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，它由空間數(shù)據(jù)處理和空間數(shù)據(jù)分析構(gòu)成，其功能主要有：

（1）基本功能。GIS屬空間型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它具備一般數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所具有的數(shù)據(jù)輸入、存儲、檢索、顯示、輸出等一般的基本功能。數(shù)據(jù)輸入包括數(shù)字化、規(guī)范化和數(shù)據(jù)編碼三個(gè)方面。數(shù)據(jù)的操作與處理主要實(shí)現(xiàn)空間坐標(biāo)變換、投影變換、數(shù)據(jù)插值、類型轉(zhuǎn)換、圖形疊加、數(shù)據(jù)提取等。數(shù)據(jù)的輸出可以為用戶輸出全要素圖，還可以根據(jù)實(shí)際需要分層輸出各種專題地圖。

（2）空間數(shù)據(jù)庫管理功能?？臻g數(shù)據(jù)庫涉及的數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量大。GIS數(shù)據(jù)庫既要遵循常規(guī)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，又要采用一些特殊的技術(shù)和方法以管理常規(guī)數(shù)據(jù)庫沒辦法解決的空間數(shù)據(jù)問題?？臻g數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為基于矢量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、基于柵格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量柵格混合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。大多數(shù)的GIS系統(tǒng)采用分層技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的管理，根據(jù)圖形的某些特征把它分成若干層，整張圖形就是所有層疊加的結(jié)果。

（3）空間數(shù)據(jù)的處理和分析功能。GIS操作的對象包括了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。如果要對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，那么對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)也要進(jìn)行相應(yīng)的分析。空間數(shù)據(jù)操作實(shí)際就是對空間數(shù)據(jù)一系列的運(yùn)算和查詢。GIS的空間分析分為兩大類：矢量數(shù)據(jù)空間分析和柵格數(shù)據(jù)空間分析。矢量數(shù)據(jù)空間分析通常包括空間數(shù)據(jù)查詢和屬性分析，多邊形的重新分類、邊界消除與合并，點(diǎn)與線、點(diǎn)與多邊形、線與多邊形、多邊形與多邊形的疊加，緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡(luò)分析，面運(yùn)算，目標(biāo)集統(tǒng)計(jì)分析等。柵格數(shù)據(jù)空間分析功能通常包括記錄分析、疊加分析、濾波分析、擴(kuò)展領(lǐng)域操作、統(tǒng)計(jì)分析、區(qū)域操作等。

3 GIS系統(tǒng)的主要應(yīng)用

物流配送活動實(shí)現(xiàn)了物體在空間上的移動，是時(shí)間和空間的集合。物流配送的信息管理中有80%的商業(yè)數(shù)據(jù)都涉及地理因素。因此將GIS應(yīng)用到物流配送中是必然的也是可行的。GIS應(yīng)用于物流配送環(huán)節(jié)主要是利用GIS強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)功能來完善物流分析技術(shù)，其作用表現(xiàn)在處理相關(guān)空間問題的分析、檢索、處理和決策上。具體應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下兩個(gè)方面：

第一，配送路徑規(guī)劃：貨物配送中的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)是屬于空間信息，而GIS是以空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)管理及模型分析為基礎(chǔ)的，具有信息可視化的功能，為信息的使用者提供更為直觀、清晰的表達(dá)形式，它能獲取、存儲、檢索、分析和顯示各種空間動態(tài)信息，進(jìn)行輔助決策。GIS的引入方便了配送線路規(guī)劃中的路網(wǎng)信息的管理和處理，借助GIS用戶可以根據(jù)需要添加各種路網(wǎng)信息，如路長、路的類型和時(shí)速限制等，同時(shí)也可以將配送中心和各個(gè)客戶點(diǎn)以及所有在運(yùn)輸中涉及的信息在GIS中直觀地表現(xiàn)出來，方便決策者進(jìn)行合理的路徑規(guī)劃。在處理一個(gè)起始點(diǎn)、多個(gè)終點(diǎn)的貨物配送問題中，如何降低物流作業(yè)費(fèi)用并保證服務(wù)的質(zhì)量是問題的關(guān)鍵，這其中包括了決定使用多少輛車、每輛車的行車路線是如何的。GIS可以方便地實(shí)現(xiàn)規(guī)劃結(jié)果的可視化，這樣也就便于方案的靈活調(diào)整，對于規(guī)劃出的配送線路如因特殊原因不符合實(shí)際情況時(shí)可以方便地在地圖上進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)具備了可視性、交互性。配送系統(tǒng)規(guī)劃好后，用戶可以選擇以地圖的形式顯示出來，同時(shí)可選擇不同的線形和顏色以渲染規(guī)劃的配送路徑。

第二，設(shè)施定位選址：選址方法幾乎都是先建一個(gè)模型，然后經(jīng)過一系列的計(jì)算得出設(shè)施點(diǎn)的位置，這樣的功能通過GIS能夠更好地實(shí)現(xiàn)。GIS技術(shù)是融合CAD技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以管理空間數(shù)據(jù)如配送中心、配送點(diǎn)的位置坐標(biāo)信息功能，在進(jìn)行城市物流配送系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，能夠通過數(shù)據(jù)訪問方便地獲取配送中心、配送點(diǎn)的位置坐標(biāo)，并且在配送中心選址尋優(yōu)過程中，能夠利用其空間分析與拓?fù)浞治龉δ?，自動避開障礙物。因此，它可以用于確定一個(gè)或多個(gè)設(shè)施的位置。