基于3S技术的物流配送系统设计

蒋 瞻，陈书林，贾红艳

基于3S技术的物流配送系统设计

蒋 瞻1，陈书林2，贾红艳2

（1. 南京林业大学 校长办公室，江苏 南京 210037；2. 南京林业大学 经济管理学院，江苏 南京 210037）

为检索与处理物流配送管理中大量的空间数据与属性数据，缩短物流时间、降低成本，基于3S技术设计了物流配送系统。首先分析了物流配送系统的3层体系结构，并对系统的功能和数据库进行了设计；根据总费用最小原则设计了配送中心的选择算法，并利用蚁群算法优化了配送路径。在此基础上，运用3S（GIS/GPS/RS）技术开发了物流配送系统，在Web上实现了物流配送系统和3S的有效集成。

物流配送系统；遥感技术；地理信息系统；全球定位系统

物流管理是“第三利润源泉”，受到众多企业的关注[1]。降低物流费用在企业成本中的比率，能提高企业的利润和企业竞争力[2]。在物流配送管理中，合理选择配送中心的位置、科学规划配送路线、合理调度运输车辆，是有效控制物流成本的关键[3]。对上述问题进行决策分析，都涉及海量空间数据与属性数据的检索与处理，涉及配送中心与客户地理网格的表达与分析[4]。

地理信息系统（geographic information system, GIS）具有空间数据和属性数据的采集、处理等功能，位置与地理信息处理是GIS的核心和基础，GIS能为企业进行运输路线选择、配送中心位置选择等提供科学依据[5]；全球定位系统（GPS）能实时定位车辆位置、车速等信息；遥感（RS）技术能提供海量空间数据。将GIS、GPS、RS与物流配送系统集成，则能大大提高物流配送系统的决策科学性、可视性和信息化程度[6-7]。WebGIS是基于Browser/Server架构的应用软件，采用WWW服务和HTTP协议，实现在Internet上运行的GIS系统。与传统Client/Server架构的GIS系统相比，WebGIS增强了用户与GIS系统的互操作。在网络上的任意节点，用户都可以浏览空间数据和属性数据，进行空间分析等。目前，WebGIS已经在物流行业中得到了广泛的应用[8]。

笔者基于3S（GIS、GPS和RS）技术设计开发了物流配送系统，该系统利用WebGIS技术，把地理数据库和运输设备数据库相连接，将地理环境信息、车辆信息、位置信息、货物信息等在统一的平台上进行管理和维护，并在电子地图上实时、直观、形象地显示出来。该物流配送系统在需求点的地址和需求量己确定的情况下，可从物流配送中心的备选地点中选出总费用最小的物流配送中心，组成的配送系统，根据蚁群算法求解从配送中心到目的地（收件人地址）送货的最短路径，并及时、充分地提供运输货物的时间和空间信息。

1 WebGIS概述

WebGIS是一个集成的、全球化的、Browser/Server架构的分布式GIS系统，其基本思想是在Internet上发布GIS系统，为Internet上的用户提供空间数据和属性数据。在Intemet的任意节点，用户都可以通过浏览器查询和分析WebGIS系统中的数据，制作专题图像，进行空间分析等[9]。由于WebGIS系统是发布在Internet上的，用户可以在PC、平板电脑、手机等终端设备上操作GIS系统，降低了企业用户的财务负担和技术要求，从而扩大GIS的潜在用户群。WebGIS利用Internet，将空间数据和属性数据部署在网络中不同服务器上，企业用户可以从Intemet的任意节点查询这些数据，从而消除了大量“信息孤岛”，实现了空间数据和属性数据的传输、发布及共享[10]。

WebGIS系统架构如图1所示。WebGIS系统分为前端和后端：前端页面程序用HTML、CSS、JavaScript、Flex等语言编写；后端由中间件（tomcat、TongWeb、Apusics、IIS等）、地图服务器（AGS、Geoserver、MapServer、SuperServer等）、业务服务器（MVC模式）和数据库服务器（地图数据、空间数据、属性数据等）构成。

图1 WebGIS系统架构

2 系统结构

B/S三层体系结构是20世纪90年代以来数据库系统的主流体系结构[11]。采用B/S三层体系结构构建物流配送系统，由客户浏览器（表示层）、Web应用程序（业务逻辑层）和数据库服务器（数据存储层）构成。物流配送系统的三层体系结构实现了客户、程序和数据的物理分离，具有更好的移植性和安全性，并有利于系统的扩展[12]。基于3S技术的物流配送系统体系结构如图2所示。

图2 系统体系结构图

（1）表现层。表现层（客户浏览器）为用户提供系统的交互界面，系统利用HTML5、CSS3、JavaScript以及Flex语言设计实现了物流配送系统的前端页面。用户可以查看数据库中的地理信息（包括空间数据和属性数据）、车辆信息、物流中心信息以及配送路线信息等。

（2）业务逻辑层。业务逻辑层（Web应用程序）根据用户的请求，从数据存储层中读取数据，对数据进行处理和更新数据，并将处理结果发送给用户。业务逻辑层由地图服务器和业务逻辑服务器构成，地图服务器由AGS、GeoServer组成，业务逻辑服务器利用MVC模式实现系统功能。用户通过业务逻辑层实现对车辆信息、配送中心信息以及物流配送路线信息的查询和编辑，选择配送中心，进行最优配送路径规划等。业务逻辑层的服务器将编辑好的数据传输给数据存储层，更新数据存储层的数据。

（3）数据存储层。数据存储（数据库服务器）用于数据的存储和管理。系统的数据分为3类：①地图、遥感影像数据；②空间数据和属性数据；③一般的关系数据库数据。系统利用SQL Server 2008搭建了完整的数据库，借助空间数据库引擎以及ODBC接口实现对数据库中地理信息和车辆、物流中心、配送路线数据的有效管理。

3 系统功能

基于3S技术的物流配送系统主要有6项功能。

（1）配送中心信息管理。管理和维护配送中心信息，可以查看、更新配送中心的货物信息、基础设施信息等。

（2）车辆信息管理。管理和维护车辆信息，查看、更新车辆类型、车辆位置、车辆配载等信息。

（3）配送中心智能选择。客户的地理位置和各自的发货量是已知或者可估算的，潜在的设施点位置已知，通过对运输费用、配送中心建造费用、商品的仓库保管费用、处理费用的最小化，求出资源点与配送中心、配送中心与用户的最佳运送路径，从个候选点中选出若干个配送中心，从而完成选址问题的求解。

（4）车辆定位。车辆定位功能模块利用GPS，准确地确定车辆的实时位置、行驶速度以及行驶方向，车辆的动态定位信息在显示器上显示。

（5）路径优化。根据经济合理的原则，在获得客户配送信息后，根据配送中心模块已经生成的配送中心，利用蚁群算法合理安排车辆行驶路线，使总运输距离最短，并将计算出来的最优路径显示在RS卫星图片以及电子地图上。

（6）数据存储。将基础数据统一存储在大型关系型数据库系统SQL Server 2008中，由SQL Server 2008统一管理车辆信息、配送中心信息、配送路线优化结果等数据。在该系统中使用Google公司的GoogleMap这一空间数据中间产品实现对电子地图和卫星图片信息的有效管理。

4 结语

基于3S的物流配送系统具有平台独立、可实现分布式多源数据管理和集成的特点，充分发挥了网络资源优势，不仅能降低软硬件配置成本，而且简化了系统的操作和管理。用户可通过浏览器访问该系统，管理人员可以在电子地图上查询车辆信息、车辆位置及路况状况信息，极大地提高了物流管理水平。随着3S技术发展，系统将进一步完善，更好地服务于物流配送企业。

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Design of logistic distribution system based on 3S technology

JIANG Zhan1, CHEN Shulin2, JIA Hongyan2

(1. President Office, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 2. College of Economics and Management, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)

In order to retrieve and process a large number of spatial and attribute data in logistics distribution management, shorten logistics time and reduce costs, a logistics distribution system is designed based on 3S technology. Firstly, the three-tier architecture of the logistics distribution system is analyzed, and the function and database of the system are designed. According to the principle of minimum total cost, a distribution center selection algorithm is designed, and the distribution path is optimized by using the ant colony algorithm. On this basis, the logistics distribution system is designed and developed by using 3S (GIS/GPS/RS) technology. The effective integration of logistics distribution system and 3S is realized on the Web.

logistics distribution system; remote sensing technology; geographic information system; global positioning system

TP391

A

1002-4956(2019)10-0152-03

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.036

2019-03-11

2019-05-23

江苏省大学生实践创新训练计划项目重点项目（164060866）资助

蒋瞻（1963—），男，江苏常州，硕士，高级工程师，处长，研究方向为信息化与实验室管理。E-mail: janecai69@njfu.edu.cn