基于GIS的物流配送系统的研究与设计

徐兰声

（云南省临沧师范高等专科学校，云南 临沧 677000）

1 引言

随着社会的发展，人们对物流业的需求也越来越大。 尤其是在互联网迅猛发展的今天， 网络购物已变成人们生活中不可或缺的一部分。这也在很大程度上刺激了物流业的发展，给物流业带来了巨大的业务量。 因此现在物流业的工作量非常高，而且配送范围也在不断地扩大， 这就使得物流配送系统的任务变得非常的繁重。 由于客户对物流的及时程度有非常高的要求[1]，传统的物流配送系统在如此多的工作量的情况下， 就显得力不从心。传统的物流配送系统很难对多个快递员或物流配送车，做出合理的规划， 对同一个快递员也很难规划出一条合适的配送路线。这就造成了相当程度上的人力与物力的浪费，同时增加了物流业的成本。 传统的物流配送系统，对邮件日益增多，配送范围不断增大的情况已经难以应对。

地理信息系统（GIS）是一个以地理位置服务为核心的一个计算机系统，它能够对属性数据和空间数据进行采集、存储和分析。GIS 的数据管理方式，是通过图层的方式来实现的，它把不同类型的地理要素（点、线、面）分为不同的图层来进行管理，这样就可以实现各个图层之间的独立编辑与分析功能。 它通过对点、线、面乃至地理模型的数据，进行分析和应用，最终生成分析结果，用于辅助地理方面的决策[2]。 基于GIS 的物流配送系统就是利用了GIS 的网络分析功能，能够提高配送效率，降低系统的成本。 本文就研究了基于GIS 的物流配送系统的设计与解决方案。

2 物流配送系统需求分析

首先我们对基于GIS 的物流配送系统进行了需求分析，了解系统的功能需求，为以后软件的开发与实现打下基础。系统的功能需求主要包含：（1）正确解析物流快递单上的收件人地址，并在地理数据库中查到收件人的具体地址。 （2）对不同需求的用户进行分类处理， 在第一个功能中找到不同用户的具体地址之后，能够以不同的颜色或者符号进行显示。 （3）可以根据用户的属性信息，以多种筛选条件来进行用户的筛选，找到符合条件的收件人信息， 或者直接在地图上通过空间条件查询来找到相应的收件人信息，并可以进行编辑或者查看对应的物流状态。 （4）对物流信息进行统计和分析，用于发现新的商机，或者其他隐藏数据。 （5）对大量的物流录像进行分析，用于选择配送站点的合理位置，使配送距离最短。 （6）通过GIS 的网络分析，对物流配送车、快递员等的配送任务生成最优路径并进行合适的调度。

3 系统设计与实现

基于GIS 的物流配送系统采用的是GIS 的组件开放方式，具体的是采用GIS 软件的龙头企业ESRI 的ARCGIS 组件来完成。其中所采用的组件来自ArcEngine10 for.net，其中开发软件选用微软公司开发的c# 语言， 工具为微软公司开发的visual studio 2010 软件。 对于物流信息的存储采用了sqlserver2005 数据库软件[3]。

ArcGIS10 是ESRI 公司最新发布的GIS 平台， 它包括从桌面到二次开发， 再到WEBGIS 服务的一整套软件。 其中ArcEngine10 for.net 就是其中的二次开发组件，ArcEngine10 for.net 集成了ArcMap 的所有功能， 并可以把这些功能根据自己的需求进行定制，开发面向专题的GIS 软件。 并且ArcEngine10 for.net 开发方式简单，组织方式灵活，是GIS 二次开发的不二选择。Visual studio2010 是微软公司开发的.net 开发平台， 它不仅可以开发C# 程序，而且可以开发c++、VB、VF 等多种语言程序，是一个十分优秀的可视化开发工具。 Sqlserver2005，是一个关系型数据库软件，它可以提供优秀的数据支撑服务，方面数据的快速查询与存储， 在基于GIS 物流配送系统中是存储和查询物流信息的主要支撑平台[4]。

3.1 系统实现的功能及模块

基于GIS 的物流配送系统的实现首先要解决系统中数据的问题，我们应用ESRI 的ARCGIS 平台中的ARCMAP 软件，对现有栅格数据和矢量数据进行集成和处理， 生成完整的地图数据，为日后的物流地理信息查询做好铺垫工作。利用地图数据中的道路数据生成GIS 网格数据，只有有了网格数据，基于GIS 的物流配送系统才能完成系统的路径分析功能[5]。

通过把ARCGIS10 中的与物流配送相关的功能集成到基于GIS 的物流配送系统中，系统主要完成了以下功能：地图数据的显示，对快递人员以及物流车的最优路径分析，对物流配送站点的选址分析功能，物流信息查询与更新功能，以及物流信息统计与分析功能。 下面对系统的各个模块进行详细介绍。

（1）数据采集与转换模块：这个模块的主要功能是方便日后地理数据的更新，当有新的地理数据需求的时候，可以把数据转换为指定的格式然后录入到系统之中，完善系统的地理数据。

（2）数据库管理模块：主要用于物流信息的更新，可以实现数据库的备份、恢复等操作。

（3）电子地图显示编辑模块：包括系统原有数据以及后来经过转换输入到系统的数据，实现地图的分层显示功能。 客户可以根据自己的需求来调节各个图层的顺序以及对图层数据进行编辑等。

（4）查询统计模块：①对系统中的属性数据以及空间数据进行查询，查询条件多种多样，客户可以根据自己的需求来选择合适的查询方法。②提供物流信息查询功能，并且可以显示出物流信息的起点、终点以及GPS 物流车的所在位置。③提供物流信息统计功能，可以通过出发地、到达地、时间等多种条件对物流信息进行统计和分析。

（5）物流车辆以及快递人员管理模块：通过GIS 的网络分析功能，对海量的物流信息进行分析，生成物流车辆或者是快递人员的最优路径。 在途中也可以对物流车辆或者是快递人员进行调度。

（6）GIS 空间分析模块：主要是对GIS 各个图层之间进行叠加分析，或者聚类分析用户发现物流信息的聚集底单。

（7）决策模块：主要是根据物流信息的配送距离等信息，来分析物流站点的选址问题。

3.2 系统实现的关键技术

3.2.1 数据集成，主要是地理数据源质量不一与物流信息量大问题。 地理信息数据库的建立是基于GIS 的物流信息管理系统的所有功能的基础，但是基础地理信息数据的来源不易，质量各异。 系统构建地理信息数据库首先要把这些复杂的地理数据进行处理和融合形成真正有效的集成的数据。 此外物流配送信息数据库主要包括基本信息、货物信息、车辆信息、储位信息、驾驶员信息、供应商信息及客户信息，如何对这些海量的数据进行整理和入库也是一个十分复杂的事情，系统采用了UML 数据库工具对系统中的数据表逐一建立关联最终形成完整地物流信息数据库。

3.2.2 网络分析问题

基于GIS 的物流配送系统中最核心的功能就是物流车辆以及快递人员的最优路径分析功能， 这个功能的效率直接影响到整个系统的质量。 本系统采用Dijkstra 算法。 一对多的配送路径优化问题多采用启发式算法，如节约法、扫描法等，能较快解决问题。 此外客户还可以根据需要对每段路径设置不同的权重值，来生成成本最优路径，时间最优路径，阻值最小路径等。

4 结语

综上所述，基于GIS 的物流配送系统功能全面，较传统的物流配送管理系统可以更好地为物流企业进行服务， 达到事半功倍的效果。 本文对基于GIS 物流配送系统的研究对物流配送系统的开发具有借鉴意义。

[1]李贤林，王清蓉，文军.GIS 技术在城市物流系统中的应用[J].物流技术，2002，122（11）:7-8.

[2]陈述彭，鲁学军，周成虎.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社，2000.

[3]葛元君.基于GIS 的现代化物流配送系统的探讨[J].物流技术，2003（4）:34-35.

[4]党安容，贾海峰，易善桢，等.ArcGIS8Desktop 地理信息系统应用指南[M].北京:清华大学出版社，2003.1-355.

[5]韩鹏.地理信息系统开发，MapObjects 方法[M].武汉:武汉大学出版社，2004，35-156.