河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石彥杰 白瑞云

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和信息技術(shù)的不斷變革使電子商務(wù)市場(chǎng)逐步壯大，物流業(yè)卻成為制約電子商務(wù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，這一現(xiàn)狀受到人們的廣泛關(guān)注，企業(yè)通過降低物流成本來提高市場(chǎng)競爭力已是不可爭議的事實(shí)。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展與GIS等信息技術(shù)的日益成熟，本文將GIS系統(tǒng)引入到物流系統(tǒng)的仿真過程中，為物流系統(tǒng)的管理層提供有力的決策依據(jù)。

1 GIS系統(tǒng)

GIS是以地理空間信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，采集、存儲(chǔ)地球表面的空間、地理分布數(shù)據(jù)，從而為地理研究、決策提供有力服務(wù)的空間信息系統(tǒng)。目前，GIS已深入到了各行各業(yè)，成為人們工作與生活中不可或缺的工具。

1.1 空間數(shù)據(jù)

圖1 GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分層

如圖1所示GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要分為兩類：①矢量圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；②柵格圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。目前，常采用兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者兩者的混合結(jié)構(gòu)。GIS系統(tǒng)中，地理空間實(shí)體由點(diǎn)、線、面來抽象描述。以對(duì)象的類型與屬性為依據(jù)，GIS將物流實(shí)體系統(tǒng)虛擬化并存儲(chǔ)在不同的層次，如圖1所示。在物流仿真系統(tǒng)中，以點(diǎn)來描述運(yùn)輸車輛以及停車站點(diǎn)；以線來描述道路以及物流配送路徑；以面來描述銷售市場(chǎng)以及物流服務(wù)園區(qū)等。在GIS數(shù)據(jù)庫中，每一圖層都擁有自己獨(dú)立的對(duì)象屬性表，圖層對(duì)象通過主鍵與屬性表中的記錄銜接起來。

1.2 GIS數(shù)據(jù)

GIS數(shù)據(jù)由兩部分構(gòu)成：①對(duì)象屬性數(shù)據(jù)；②實(shí)體空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)?？臻g位置數(shù)據(jù)以實(shí)體對(duì)象的經(jīng)緯度坐標(biāo)來描述，主要的實(shí)體對(duì)象有物流中心、配送中心和分銷點(diǎn)等。屬性數(shù)據(jù)與其空間坐標(biāo)位置無關(guān)，如配送中心的名稱、物流需求量等物流節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)與其經(jīng)緯度坐標(biāo)無關(guān)，而屬性數(shù)據(jù)還包括物流運(yùn)輸路線的名稱、編號(hào)、路線長度等信息。地理空間位置數(shù)據(jù)與實(shí)體對(duì)象屬性數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，可以對(duì)其單獨(dú)存儲(chǔ)、處理。

2 基于GIS的物流系統(tǒng)仿真

2.1 仿真內(nèi)容

在物流系統(tǒng)模型仿真的情況下，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)、分析，通過參數(shù)調(diào)整，得到合理的物流系統(tǒng)，從而更好地滿足市場(chǎng)與客戶的需求。以現(xiàn)有的資源為基礎(chǔ)，尋求最佳的解決方案。仿真內(nèi)容主要包括：1.物流、配送中心的選址；2.規(guī)劃運(yùn)輸路徑；3.物流調(diào)配；4.物流配送路徑規(guī)劃等。物流系統(tǒng)仿真涉及到的數(shù)據(jù)繁多且至關(guān)重要。以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)來分析物流系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)關(guān)系，使得仿真方案更為真實(shí)，仿真結(jié)果更為直觀、可信。這里以Caliper公司的TransCAD平臺(tái)為基礎(chǔ)，借助于MapInfo技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于GIS的仿真方法。

2.2 基于GIS的系統(tǒng)仿真

為提高工作效率，合理利用資源，本文采用excel與MapInfo軟件來對(duì)GIS的實(shí)體對(duì)象空間位置數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其具體流程如圖2所示。

圖2 基于TransCAD平臺(tái)的GIS仿真流程

（1）錄入物流實(shí)體對(duì)象屬性數(shù)據(jù)。將物流實(shí)體資源進(jìn)行編號(hào)，并設(shè)置其主鍵以及對(duì)應(yīng)的屬性字段，利用excel記錄相應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)。

（2）建立物流中心與物流服務(wù)區(qū)域圖層。掃描電子地圖，采用MapInfo軟件來建立并編輯相應(yīng)的區(qū)域。在視圖文件中存儲(chǔ)各區(qū)域的物流供應(yīng)能力、物資需求等數(shù)據(jù)。

（3）建立運(yùn)輸路網(wǎng)與運(yùn)輸路徑圖層。借助于MapInfo來建立、編輯物流運(yùn)輸路網(wǎng)。值得注意的是，該項(xiàng)工作量十分龐大。而建立輸運(yùn)路徑圖層，通常是采用TransCAD來實(shí)現(xiàn)。

（4）數(shù)據(jù)融合。在TransCAD環(huán)境下，將物流實(shí)體對(duì)象屬性數(shù)據(jù)，如物流中心、物流服務(wù)區(qū)、運(yùn)輸路網(wǎng)、運(yùn)輸路徑等數(shù)據(jù)全部導(dǎo)入，并生成Map文件。然后利用TransCAD軟件中編輯Map的工具箱處理相應(yīng)的運(yùn)輸路網(wǎng)、運(yùn)輸路徑等屬性數(shù)據(jù)，并在路網(wǎng)上生成網(wǎng)絡(luò)文件，然后在該網(wǎng)絡(luò)文件中建立物流運(yùn)輸路徑。

（5）矩陣處理。物流對(duì)象的基本數(shù)據(jù)是以矩陣的形式存在的。TransCAD平臺(tái)提供矩陣導(dǎo)入、創(chuàng)建、刪除、維護(hù)等操作功能，可以很好地實(shí)現(xiàn)矩陣數(shù)據(jù)的處理。

（6）模型選擇。以具體物流仿真目的為基礎(chǔ)，對(duì)于物流流量預(yù)測(cè)，物流配送運(yùn)輸路徑規(guī)劃，物流分擔(dān)、分布方式，物流配送中心、物流中心的選址，物流管理體系的性能評(píng)估，網(wǎng)絡(luò)物流配送，物流要素的分類與重組，企業(yè)物流管理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)等需求，選擇合適的仿真模型，設(shè)置、調(diào)整仿真參數(shù)，然后進(jìn)行仿真分析研究。

3 仿真測(cè)試與分析

3.1 仿真一

（1）物流配送。客戶向物流中心發(fā)送物流需求，物流管理系統(tǒng)生成相應(yīng)的物流配送信息，生成詳細(xì)的物流配送計(jì)劃，規(guī)劃物流配送路徑，選擇運(yùn)輸車輛，計(jì)算運(yùn)輸成本。

（2）運(yùn)輸車輛監(jiān)控。通過選中的運(yùn)輸車輛屬性數(shù)據(jù)，輸入運(yùn)輸車輛車牌號(hào)，獲取車輛實(shí)時(shí)坐標(biāo)信息，在電子地圖上顯示。

3.1.1 仿真平臺(tái)。仿真硬件與軟件需求見表1。

表1 仿真硬件與軟件需求

3.1.2 仿真結(jié)果與分析。本仿真系統(tǒng)通過操作人員手動(dòng)設(shè)置物流需求，基于GIS的物流仿真平臺(tái)自動(dòng)生成物流配送信息，并在電子地圖上顯示運(yùn)輸車輛的坐標(biāo)位置。其仿真結(jié)果見表2。

表2 基于GIS的物流仿真結(jié)果

仿真系統(tǒng)在制定配送計(jì)劃時(shí)，以每個(gè)物流配送中心的服務(wù)范圍為劃分，在配送中心A內(nèi)，待配送分銷店為2個(gè)；在配送中心B內(nèi)，待配送分銷店為3個(gè)。在制定配送路徑時(shí)，根據(jù)TransCAD的路徑規(guī)劃模型與路徑最短模型，得到兩種不同的路徑規(guī)劃結(jié)果，從運(yùn)輸距離與費(fèi)用看出，雖然選擇最短路徑運(yùn)輸距離較近，但兩者的運(yùn)輸成本差不多，而選擇最佳路徑可有效節(jié)約配送時(shí)間，提供物流運(yùn)營效率。在物流仿真過程中，在電子地圖上可以觀測(cè)到運(yùn)輸車輛按規(guī)劃的路徑移動(dòng)。

3.2 仿真二

本文借助于糧食物流來進(jìn)行說明。這里主要介紹物流運(yùn)輸路徑優(yōu)化功能。路徑優(yōu)化是結(jié)合物流配送中心以及貨物需求信息，如貨物的實(shí)際需求量、配送時(shí)間等，根據(jù)實(shí)際需要，在電子地圖上實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸路徑優(yōu)化結(jié)果的可視化顯示。結(jié)合物流信息數(shù)據(jù)庫中的物流配送中心位置與倉儲(chǔ)信息，操作人員手動(dòng)輸入配送信息，如圖3所示為實(shí)際仿真實(shí)例。顯示的內(nèi)容包括：配送方案、需要的運(yùn)輸車輛以及優(yōu)化路線。

圖3 物流配送路徑優(yōu)化

4 結(jié)論

本文以TransCAD平臺(tái)為基礎(chǔ)，在物流系統(tǒng)的仿真分析過程中融入了地理空間信息系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種基于GIS的物流仿真分析方法，仿真應(yīng)用了TransCAD的路徑規(guī)劃模型、路徑最短模型。結(jié)果表明，本文所提出的仿真方法可以很好地應(yīng)用于物流服務(wù)中。