ArcGIS Server 开发系列(七)--物流配送.doc

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ArcGIS Server 开发系列（七）--物流配送
2008-12-31 15:58 by Flyingis, 5230 visits, 作者：Flyingis
    ArcGIS Server开发系列的文章至今已经一年多了，虽然文章只有短短六篇，也比较基础，但值得高兴的是帮助了不少第一次接触ArcGIS Server的开发者，现在不少都已经完成一两个项目了，相信收获不小，有时间可以和大家一起分享经验。今天开始，我们将继续这个系列教程，争取覆盖ADF开发常用功能，以帮助更多的人轻松入门ADF开发。
    目标：    实现简易的物流配送（VRP）
    准备工作：
    1.重新复习《ArcGIS Server 开发系列（六）--自定义 Tasks》
    2.准备数据
"%ArcGISInstallDir%\DeveloperKit\SamplesNET\Server\data\SanFranciscoNetwork"
    3.发布NATasks.mxd地图服务，添加Network Analyst功能服务
    4.MapResourceManager中添加一个ArcGIS Server Local类型服务
    在这个应用中，多车配送的功能封装为一个自定义的Task，然后生成一个dll添加到ASP.Net工具箱中，由Web Mapping Application的Task Manager调用，更改自定义Task的Task Results Container为模板应用中的TaskResults1控件。
    Web Mapping Application大家已经非常熟悉，现在的重点就在如何利用ArcGIS Server实现VRP功能。VRP全称vehicle routing problem，属于NP难问题，基本没有统一的方法来解决所有的VRP问题，只能根据具体的情况采用最合适的算法，咱们下面就利用ArcGIS Server模拟一个简单的应用场景，实现多车物流的配送计算。
    自定义Task，需要构建Task的UI和业务逻辑，UI构建通过重写方法CreateChildControls完成，咱们最终实现的效果：
相应的代码比较容易看懂，结合上面实现的UI效果图和代码注释就能明白每部分代码所完成的功能，实现代码：
protected override void CreateChildControls(){ Controls.Clear(); base.CreateChildControls(); Create top level table#region Create top level table System.Web.UI.WebControls.Table table = new System.Web.UI.WebControls.Table(); table.Width = System.Web.UI.WebControls.Unit.Pixel(240); Controls.Add(table); TableRow tr; TableCell td; #endregion Orders Label#region Orders Label tr = new TableRow(); td = new TableCell(); td.Text = "Select orders to service"; tr.Cells.Add(td); table.Rows.Add(tr); #endregion Create and populate orders Listbox#region Create and populate orders Listbox _oids = new List<int>(); _ordersCheckBoxList = new CheckBoxList(); _ordersCheckBoxList.ID = "OrdersCheckBoxList"; _ordersCheckBoxList.Width = System.Web.UI.WebControls.Unit.Point(200); IServerContext serverContext = MapResourceLocal.ServerContextInfo.ServerContext; IMap vrpMap = Utility.GetCartoIMap(MapInstance, "NA_MapResourceItem"); IFeatureLayer ordersInputFLayer = Utility.GetFeatureLayer("Stores", vrpMap); IFeatureClass ordersInputFClass = ordersInputFLayer.FeatureClass; int nameIndex = ordersInputFClass.FindField("Name"); IFeatureCursor ordersInputFCursor = ordersInputFClass.Search(null, false); IFeature orderFeature = ordersInputFCursor.NextFeature(); while (orderFeature != null) { ListItem li = new ListItem(orderFeature.get_Value(nameIndex).ToString()); li.Selected = true; _ordersCheckBoxList.Items.Add(li); _oids.Add(orderFeature.OID); orderFeature = ordersInputFCursor.NextFeature(); } #endregion OrdersPanel#region OrdersPanel tr = new TableRow(); td = new TableCell(); Panel ordersPanel = new Panel(); ordersPanel.Height = 200; ordersPanel.Width = 240; ordersPanel.BorderColor = System.Drawing.Color.Black; ordersPanel.BorderStyle = BorderStyle.Inset; ordersPanel.BorderWidth = 1; ordersPanel.ScrollBars = ScrollBars.Vertical; ordersPanel.Controls.Add(_ordersCheckBoxList); td.Controls.Add(ordersPanel); tr.Cells.Add(td); table.Rows.Add(tr); #endregion Get Directions Button#region Get Directions Button tr = new TableRow(); tr.Attributes.Add("align", "right"); td = new TableCell(); td.ColumnSpan = 2; HtmlInputButton button = new HtmlInputButton(); button.Value = "Get Directions"; button.ID = "execute"; td.Controls.Add(button); tr.Cells.Add(td); table.Rows.Add(tr); #endregion OnClick Event for executing task#region OnClick Event for executing task string argument = string.Format("'selectedIndexes=' + getCheckedItemIndexes('{0}', '{1}')", _ordersCheckBoxList.ClientID, _ordersCheckBoxList.Items.Count); string onClick = string.Format("executeTask({0},\"{1}\");", argument, CallbackFunctionString); button.Attributes.Add("onclick", onClick); #endregion // Access the graphics layer so it is created and shown in the TOC ElementGraphicsLayer pointsGraphicsLayer = PointsGraphicsLayer;}
    CreateChildControls用于构建VRPTask UI，除了界面要素之外，还需要从源数据中读取商店信息，如读取商店名称显示在界面上，当VRPTask中的商店被勾选上时，车辆将为该商店送货。商店供货信息存储在数据源中单独的一个图层中stores.shp，包含商店所需的货物数量和预计提供服务的时间。 
    VRPTask UI完成之后，接下来要设计VRP的业务逻辑，ArcGIS 9.3 Network Extension提供了一个基本的VRP解决方案，因此我们在发布NATasks服务的时候需要勾选Network Analyst功能，通过ServerContext去远程调用AO方法。
    第一步，获取VRP分析图层。
IServerContext serverContext = MapResourceLocal.ServerContextInfo.ServerContext;IMap vrpMap = Utility.GetCartoIMap(MapInstance, "NA_MapResourceItem");IGPMessages gpMessages = serverContext.CreateObject("esriGeodatabase.GPMessages") as IGPMessages;INALayer2 vrpNALayer = Utility.GetNALayer("Vehicle Routing Problem", vrpMap);INAContext vrpNAContext = vrpNALayer.CopyContext();INAContextEdit vrpNAContextEdit = vrpNAContext as INAContextEdit;vrpNAContextEdit.Bind(vrpNALayer.Context.NetworkDataset, gpMessages);

    第二步，获取配送中心信息、商店信息、车辆信息和司机午餐时间。
IFeatureLayer depotsInputFLayer = Utility.GetFeatureLayer("DistributionCenters", vrpMap);IFeatureClass depotsInputFClass = depotsInputFLayer.FeatureClass;IFeatureCursor depotsInputFCursor = depotsInputFClass.Search(null, false);LoadAnalysisClass(serverContext, vrpNAContext, "Depots", depotsInputFCursor as ICursor);// Load OrdersIFeatureLayer ordersInputFLayer = Utility.GetFeatureLayer("Stores", vrpMap);IFeatureClass ordersInputFClass = ordersInputFLayer.FeatureClass;IFeatureCursor ordersInputFCursor = ordersInputFClass.GetFeatures(oids, true);LoadAnalysisClass(serverContext, vrpNAContext, "Orders", ordersInputFCursor as ICursor);// Load the RoutesITable routesInputTable = Utility.GetStandaloneTable("Vehicles", vrpMap).Table;ICursor routesInputCursor = routesInputTable.Search(null, true);LoadAnalysisClass(serverContext, vrpNAContext, "Routes", routesInputCursor as ICursor);// Load the BreaksITable breaksInputTable = Utility.GetStandaloneTable("LunchBreaks", vrpMap).Table;ICursor breaksInputCursor = breaksInputTable.Search(null, true);LoadAnalysisClass(serverContext, vrpNAContext, "Breaks", breaksInputCursor as ICursor);// Message all of the network analysis agents that the analysis context has changedvrpNAContextEdit.ContextChanged();

    配送中心、商店信息均存储在物理图层中，分别对应DistributionCenters.shp、Stores.shp，车辆信息和司机午餐时间存储于Table表中。车辆Table包含物流配送过程中和车辆相关的一切信息，如起止配送中心、承载量、最多订单数、发车时间、最长驾驶时间、最长行驶距离等，司机午餐Table包含允许的午餐持续时间、允许的午餐时间X围等，这些都将用于ArcGIS VRP模型的计算中。
    第三步，路径计算，做过ArcEngine Network Analyst开发的工程师对INASolver、INAVRPSolver一定非常熟悉了，调用过程比较简单，路径计算的同时处理系统反馈的消息信息。
gpMessages.Clear();INASolver naSolver = vrpNAContext.Solver;INAVRPSolver vrpSolver = naSolver as INAVRPSolver;vrpSolver.GenerateInternalRouteContext = true; // Required for true-shape and directionsvrpSolver.DefaultDate = DateTime.Today;        // Set the default date to be todaybool partialResults = naSolver.Solve(vrpNAContext, gpMessages, null);// report errorsif (partialResults || gpMessages.Count > 0){ StringBuilder sErrors = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < gpMessages.Count; i++) sErrors.AppendLine(gpMessages.GetMessage(i).Description); Results = sErrors.ToString(); return;}

    第四步，处理结果，VRP计算后最重要的结果就是生成的车辆分配情况、配送顺序和车辆配送路径，将车辆行驶的详细信息以图文并茂的方式展示出来。
// Get Map's Spatial Reference (to project output geometriesESRI.ArcGIS.ADF.Web.DataSources.ArcGISServer.MapFunctionality mf = (ESRI.ArcGIS.ADF.Web.DataSources.ArcGISServer.MapFunctionality)MapInstance.GetFunctionality("NA_MapResourceItem");SpatialReference mapSpatialReference = mf.MapDescription.SpatialReference;// Output result Routes and StopsUtility.OutputRoutesAsGraphics(serverContext, vrpNAContext, RoutesGraphicsLayer, mapSpatialReference);Utility.OutputOrdersAsGraphics(serverContext, vrpNAContext, PointsGraphicsLayer, mapSpatialReference);// Create results nodeTaskResultNode parentTaskResultNode = Utility.CreateTaskResultNode("VRP Results");parentTaskResultNode.Expanded = true;// Get the Route Context from the results to use for directionsINAVRPResult vrpResult = vrpNAContext.Result as INAVRPResult;INAContext routeNAContext = vrpResult.InternalRouteContext;// Loop through the resulting routes and add items for each route (vehicle)ISet routeSet = serverContext.CreateObject("esriSystem.Set") as ISet;IFeatureClass routeRoutesFClass = routeNAContext.NAClasses.get_ItemByName("Routes") as IFeatureClass;int routeNameIndex = routeRoutesFClass.FindField("Name");IFeatureCursor routesRouteFCursor = routeRoutesFClass.Search(null, false);int routeNumber = 0;IFeature routeFeature = routesRouteFCursor.NextFeature();while (routeFeature != null){ string routeName = routeFeature.get_Value(routeNameIndex).ToString(); Choose color for each route#region Choose color for each route TaskResultNode routeTaskResultNode = Utility.CreateTaskResultNode(routeName); routeTaskResultNode.TextCellStyleAttributes.Add("font-weight", "bold"); routeTaskResultNode.TextCellStyleAttributes.Add("font-size", "12"); if (routeNumber == 0) routeTaskResultNode.TextCellStyleAttributes.Add("color", System.Drawing.ColorTranslator.ToHtml(System.Drawing.Color.Blue)); else if (routeNumber == 1) routeTaskResultNode.TextCellStyleAttributes.Add("color", System.Drawing.ColorTranslator.ToHtml(System.Drawing.Color.Purple)); else if (routeNumber == 2) routeTaskResultNode.TextCellStyleAttributes.Add("color", System.Drawing.ColorTranslator.ToHtml(System.Drawing.Color.Green)); else if (routeNumber == 3) routeTaskResultNode.TextCellStyleAttributes.Add("color", System.Drawing.ColorTranslator.ToHtml(System.Drawing.Color.Brown)); #endregion routeTaskResultNode.Expanded = true; parentTaskResultNode.Nodes.Add(routeTaskResultNode); // Add Statistics TaskResultNode vrpRouteStatisticsNode = Utility.GetVRPRouteStatisticsNode(serverContext, vrpNAContext, routeName); vrpRouteStatisticsNode.TextCellStyleAttributes.Add("font-weight", "bold"); routeTaskResultNode.Nodes.Add(vrpRouteStatisticsNode); // Add Directions // Get the directions for the specified route routeSet.RemoveAll(); routeSet.Add(routeFeature);// Get Directions // Generate the directions TaskResultNode directionsTaskResultNode = Utility.GetDirectionsNode(false, routeNAContext, routeSet); directionsTaskResultNode.TextCellStyleAttributes.Add("font-weight", "bold"); // Add the directions to the results node routeTaskResultNode.Nodes.Add(directionsTaskResultNode); routeNumber++; routeFeature = routesRouteFCursor.NextFeature();}

    通过上述过程，完成了VRPTask的UI设计和业务逻辑程序，之后需要将应用重新生成为dll，添加到ASP.Net工具箱中，方便WebGIS应用调用该Task控件，我们在Web Mapping Application模板应用程序基础上添加VRPTask，运行后效果：    数据源vehicles table中包含三辆汽车的记录，在应用中勾选需要进行配送的商店，
    例如选择15家商店，点击"Get Directions"执行VRP计算，生成结果如下所示：    我们可以发现，很多路径配送需要考虑的问题ArcGIS VRP模型都提供了一套非常简便的解决方案，能够解决一般情况下的VRP问题，但是就如文章前面所说，VRP没有统一的解决方法，但是至少我们可以选择基于ArcGIS Server进行扩展，请思考：
    1.地图数据结构。
    2.配送分区怎么考虑。
    3.配送效率测试。
    4.结对订单。
专心.