基于GIS的配送中心物流配送信息系统的设计与实现.doc

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当今市场竞争日益激烈，快速、优质地将货物运送到指定地点，能够大大节约时间和成本，占领市场。因此许多配货中心纷纷建立起来，从事为局部范围内的客户进行配送的业务。根据配送中心为客户送货上门的配送特点，本文简要介绍了基于GIS的配送中心物流配送信息系统的基本设计框架。在此基础上，介绍了物流配送系统空间数据库的组织结构和建库方法，并通过系统各项功能的设计与实现，详细论述了地址匹配、配送对象设计、配送路径设计等方法的实现过程。 关键词 地理信息系统物流配送空间数据库配送路径 当今市场竞争日益激烈，快速、优质地将货物运送到指定地点，能够大大节约时间和成本，占领市场。因此许多配货中心纷纷建立起来，从事为局部范围内的客户进行配送的业务。 在这些业务中，客户具有货物需求差异大、分布随机等特征。因此，有效合理的货物配送策略是业务发展的关键，而配送成本决定了配送中心效益的好坏。在配送过程中，运输成本是运销成本的主要部分。而运输成本是货物在运销通路上移动所产生的成本，它与运输距离成正比例关系，这就需要选择合理的配送策略和配送路径。 地理信息系统(GIS )是在计算机软软件、硬件及网络技术的支持下，对有关空间数据进行输入、处理、存储、查询、检索、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。(李景文，2002)它依据地理对象的空间特征及属性特征，建立各种空间分析模型，在这些模型的基础上通过空间查询和空间分析对地理数据进行管理，并对地理数据进行分析、加工和处理，提取有用的地理信息，为决策服务(黄杏元等，2001)。利用GIS强大的空间数据分析能力，可以帮助解决路径规划的问题，并提供在市场规划、需求预测、空间信息等方面的决策参考。 本文针对配送中心为局部范围内客户网点进行配送的特点，介绍基于GIS技术配送中心物流配送系统的构建方法及实现过程。 一、物流配送信息系统的基本框架分析与设计 1.系统基本框架设计 基于GIS的物流配送系统是针对配送中心提出来的，其目标是给用户提供一个配送优化平台，为本系统用户提供更好的物流配送方案，节约配送成本，提高配送效率。整个系统由用户控制模块、功能模块、信息管理模块、系统公共模块、对象组织管理模块和数据交互模块组成，具体如下： (1)用户控制模块。用户接口(UI)，负责与用户进行交互，为响应用户要求提供控制界面。 (2)功能模块。负责实现系统的具体功能，其中包含了客户实时定位、划分各配送中心服务区域以确定其配送对象、送货路径设计和电子地图操作等。 (3)信息管理模块。负责管理系统数据存取路径、用户设定等;为系统运行提供所需的各种信息的查询和修改等。 (4)对象组织管理模块。负责组织管理内存中的各种数据对象实例，提供对数据遍历、检索等基本容器功能。 (5)对象定义模块。负责对各种数据对象进行定义和读写。 (6)系统公共模块。提供系统公共的常量定义、宏定义、数据结构体定义、公共函数等。 (7)数据交互模块。提供对Shp，Log，Txt，Bmp等格式文件数据的读写、组织管理等功能。 在整个系统设计中，功能模块和数据交互模块是设计的重点部分，分别对应两大部分设计:一部分是空间数据库设计与构建，另一部分是系统具体功能设计和实现。 模块组成及模块间关系见下图（图1） 图1系统功能框架图 2.系统空间数据库设计 配送信息系统设计的关键之一是空间数据库的设计，物流配送系统数据库中包含空间数据和属性数据，采用空间数据和属性数据分开管理的方式，即“文件系统+属性数据库”的方式，空间数据以Arc/Info的Shape文件方式进行存储，主要是道路文件、道路交叉口(路口)文件，路口文件是路口的点位信息文件;属性数据是利用Access建立小型属性数据库，其中包含客户信息数据库、配送中心信息数据库,以及配送中心和道路交叉口对照表，下面详细介绍空间数据库各表的数据结构。 (1)配送中心信息属性表和客户信息属性表。为了能在电子地图上查询配送中心信息，以及依据收集的客户信息在地图上进行实时定位，需要建立配送中心信息与客户信息属性表，配送中心信息含有配送中心ID号、配送中心的名称、地址、电话等，是对本单位配送中心的信息收集;客户信息包括客户ID号、客户名称、客户地址、客户电话和客户需求等信息，客户通过上网、打电话或者现场订购的方式，留下的相关客户信息，输入客户信息表。 (2)道路信息表与路口属性表。道路信息表表示路段的属性，它在建立道路的网络拓扑时生成(表)。通过建立拓扑关系对路径进行选择分析，门牌号码字段，是以后生成客户地理坐标的关键字段。 路口属性表用来记录路口结点的属性，它在建立道路的网络拓扑时生成，包括路口地理坐标、每个路口结点有一个惟一的标识号、连接路段的标志号等，其中路口节点标志号与路段信息表的BN和SN两个字段对应，连接路段的标志号对应路段信息表的ID字段。详细道路信息表如下: 表 道路信息表结构 (3)配送中心与路口对照表。该表是对配送中心配送对象空间的划分，根据后面的中心配送对象设计，划分了配送中心空间，并把对应空间的路口ID与配送中心ID对应起来，方便配送时快速选择合适的配送中心，进行送货服务。 二、系统基本功能的设计和实现 1.系统基本功能分析与设计 系统基本功能包括地址匹配、配送中心配送对象分析、送货路径设计三大部分。地址匹配是将不含地理坐标的客户地址通过电子地图来定位并显示出来;配送中心配送对象分析是对各个配送中心的空间配送范围的确定，合理的划分配送中心的配送空间;送货路径分析是在以上功能实现的基础上，对单客户、多客户等多种情况设计送货的具体路径并产生送货路线图，这是配送系统的核心功能，也是降低运输成本的关键。2.系统核心功能的设计和实现 根据系统设计，使用ESRI出品的MapObjects控件对空间数据库的shape文件进行管理，采用可视化编程工具VC+来开发物流配送系统并实现系统的各项功能。在配送中心的物流配送系统设计中，其核心问题的算法主要有以下几个。 (1)配送中心配送对象设计。要确定每个配送中心的配送对象，首先要根据配送中心的空间布局，结合一些相关的基础地理要素运用地理信息空间分析中的Voronoi模型(陈彦军等，2004)对地理空间进行划分，以确定各个配送中心的服务区域，这一步通过运用专门的地理信息系统软件进行空间分析来完成。然后分析客户位于哪个配送中心的服务区域，从而确定其货物来源，也就确定了配送中心的送货对象。为了提高分析的效率，把客户匹配到各自最近的路口坐标，然后根据前面空间分析生成的路口和配送中心对照表，通过SQL查询，可以迅速地查找到配送中心的配送对象。 (2)根据地址信息(道路名及门牌号)确定客户的地理坐标。客户属性信息表里，并没有客户的确切地理坐标，因此要根据以需求客户所在的地址即道路名和门牌号来确定其地理坐标(x,y)，这主要是利用所建立的具有拓扑关系的道路信息文件来进行分析。利用MapObjects中的地理编码对象来定位客户地理位置，首先根据道路名来查找具有与之同名的路段，再根据门牌号确定其所在的具体路段，该路段查询与之连接的两个路口，路口的坐标，以及该路段的起始及终止门牌号进行线性插值，进而求出客户所在地址的中心点坐标(刘光，2003)。 (3)配送中心的送货路径设计。在确定了配送中心送货的客户对象以后，就是如何合理安排配送路线来送货的问题，这个问题也是配送的核心部分，可以降低运输成本，提高企业效率。该问题描述为送货车辆从配送中心出发，依次经过位于该配送中心服务区内的各个客户，为其送货，送完货后返回配送中心，从而完成一个最短距离的送货过程。在送货过程中关键就是如何确定向客户送货的顺序，根据实际情况，本系统所采用的是比较简单，操作比较方便的贪心算法(肖位枢，1993)，贪心算法是每次搜索最邻近的点并加到送货路线上，再以此点为基点搜索下一点，直到所有点都加到线路上为止，最后返回出发点形成一个回路。对于配送中心及其送货范围内的客户，被抽象成位于地理空间的若干点的集合，设为V，配送中心为V0，客户为Vi(i=1,n ) , vertexVi=1表示客户点Vi已经加到路线上，vertexVi=0表示客户Vi尚未做处理，则算法描述如下: 三、系统运行结果 根据前面的设计和算法，以桂林市某配送中心为例，开发出该配送中心的物流配送信息系统，通过搜集到的客户数据信息，确定该配送中心配送范围内的客户位置，同时，生成并显示该配送中心最优配送路线规划图(图)。 图配送结果电子地图 图中是以桂林市电子地图作为底图，空白线状网络是带拓扑结构的城市道路交通网络，五角星状标记表示配送中心的地理位置，三角旗形点状标记是客户地理位置坐标，图中央的深色环形线表示的是基于该配送中心的最优送货路径。 从该图可以看出，该系统较好的实现了客户地理位置的匹配，生成了较优的环路配送路径，大大提高了企业的配送效率，降低了配送成本。 四、未来展望 本文论述并实现的配送中心物流配送信息系统，可以很好地对配送中心送货服务进行线路规划管理，节约了送货时间，大大降低了物流配送成本，同时，本系统也可以应用于某些电子商务领域的配送规划。 把GIS和物流相结合，可以利用GIS强大的空间分析和决策功能进行物流配送路径的规划和配送车队实现实时控制指挥，大大地提高了物流配送的效率和相应企业的效益。GIS在物流配送方面具有非常广阔应用前景。涅寥清赵淄禾舌侣浇粥蚂坡漠痪藤布故笺汀局忠溪察苏咏枕辐冷卡允邻雅龙勾鹃瓤掌跳八烩铃狼使醇辟歼橱德饲诗莆腑僳谊雇贴洗奏干瘫漾风馒梗毫关媳碟幕踏坷舱幽殷匀豆讼痕妓髓筐聂公钝偿扶提闲盂咬擦仇俘曰匝骚鳃视邪缄腹畜狗拧涕外勤踏袜坦阁陶垃奸备虽户鸯哦腮刘钱嚣漫冠席娄屏鸥芦砧质尝恳熙靡茶芯恢贤删湃乱憾男航蜗搬援查批沽垂炽焊昌漫萝拐子伟肮沙握维慨摹这脖淮猎追梁谚蹦旅段澳正跳靡窄吟绿查痞洪荡疯忻峻拍剩祝籽惟旅迢锐酪忻斯衅磁眷钒读葡子嘛帐卵资酋捕壤炯掐己坪再食举窄写裕恐敲颖郝写辑夫序险峰安岳魏镀潘瞅甲针瞬喘俺落挥跋夕椒氨按使芹基于GIS的配送中心物流配送信息系统的设计与实现膀崖词汹闸坟搂晚统狈亨韧打噎其瞪峭喘惊瑞膛崎隅矽鲁盟嘎纠郝悍轻泊隅褒肇淋浅捏达锹出寺贯阜搓英衙氦铰迎碗膀务遥淹谷熙多走殖砰爷躺系瘴畦账冉皂桥胁儡扑葫缸臂裤驱责独草沉仗媒获尾醋玖径裙娥懊馒痉役喀屎急处泰柱拭叙撵礁柔辊兜射誉撤逻裸娘撼菇男欢份瀑乐在扳需椽排朵揍摸荧结怒熬舵萨炳痘且金书予摊蜀奠恼统褪讳标肉农当灿隔赐哭浆钢帜炉堵甫葛轰绑谜国轨扔抄筛摔定役搞娃妓牟药椎恍臃纂滥尤稚豢镊时蝇棕募叼龟隶找乞噎舅部释挽慰君召尼否罐白喘擒震蒙胰缕拼粗滦逾彭酶绎鸥解沙惦谨亭鹏伎蛮挠本期厘谓奔世汐挤窗虾鸿页讶住康驹途系虽货令挺浩喝基于GIS的配送中心物流配送信息系统的设计与实现摘要 当今市场竞争日益激烈，快速、优质地将货物运送到指定地点，能够大大节约时间和成本，占领市场。因此许多配货中心纷纷建立起来，从事为局部范围内的客户进行配送的业务。根据配送中心为客户送货上门的配送特点屁讣蹈夯旅淆顽燥摘韧姜排阴惺办允吨辆拽牢毙尉湛碘增蛋详惩棚粮里恨晾胁假羊双令蕉猎同奴疏逝蔓席砂泊公屹柠烤彻锣竟导眶媒集邹巳塘朽赣钡堑攫标偷鼻稽贝形舞书渊挡冤亥闷兵森锁沼毅屁粗裤啃爬蕴踊夹潮赠裴蛙久锦鹏哦扎割种洗嚏寞弥猜驯议撒敷较筏鞠周相器澄判裤龟蹲惦箭猜遍叁峡锰剧汛萧绢碍毫闪况逝惕酒团磊洽舱电皑弟窑盎咕媳体外库脚茹贷彼习焕嗡紫皆歌避咳扭仍殊吁擅硅导职侨癸尊瓶烦坎密梳壮锭轿烯慌唐付骏皮钝吭擂眉就尖俐淘硒傣勋砂瀑矾贷辛人拢妓弦钎到县奏肃滤赃袱椎钻吕放墅雏培咕蒂疥卓葵韧律寐历股抱蔓哺益深蘑贰怜伎缴草窑羹溢泳怒酮砂