基於GIS的汽車逆向物流管理信息系統的開發研究

隨着汽車工業快速發展，汽車的產量和保有量急劇上升，報廢汽車的數量也隨之不斷增長，由此所產生的資源短缺和報廢汽車遺留垃圾對環境的嚴重污染等一系列問題，已經嚴重阻礙了汽車工業的可持續發展。因此，如何進行報廢車輛的回收並儘可能地提高其再利用率己成爲當前汽車工業所面臨的重要課題。本文針對汽車逆向物流在物流對象、目標和處理過程方面的特殊性，及其較強的空間分佈特性，分析了地理信息系統(GIS)應用於汽車逆向物流的必要性。同時，提出基於GIS 的汽車逆向物流管理信息系統體系結構，並對系統集成開發的方法和關鍵技術進行了探討。

1 前言

隨着汽車工業快速發展，汽車的產量和保有量急劇上升，報廢汽車的數量也隨之不斷增長，由此所產生的資源短缺和報廢汽車遺留垃圾對環境的嚴重污染等一系列問題，已經嚴重阻礙了汽車工業的可持續發展。因此，如何進行報廢車輛的回收並儘可能地提高其再利用率己成爲當前汽車工業所面臨的重要課題。目前，我國大部分城市的汽車逆向物流管理水平較落後，既缺乏削減汽車廢棄物排放的激勵措施，又缺乏對汽車廢棄物的收集/中轉/運輸/處理等全過程的科學規劃和管理，導致汽車廢棄物處理過程中的資源浪費和二次污染。由於汽車逆向物流過程中具有的地理信息特點，本文將探討GIS(Geographic Information System--地理信息系統)技術在汽車逆向物流管理中的應用，並建立基於GIS的汽車逆向物流管理信息系統，這對於提高汽車逆向物流管理決策的科學性、可靠性和方便性具有十分重要的意義。

2 汽車逆向物流綜述

2.1 汽車逆向物流概念

汽車逆向物流是以滿足顧客和保護環境爲出發點，根據實際需要，對汽車產品實行從下游到上游的物流活動，如圖1所示。它包括回收逆向物流和廢棄物逆向物流兩大部分。回收逆向物流指不合格品的返修、退貨以及週轉使用的包裝物等從需方返回到供方的物流活動。廢棄物逆向物流則指將己失去經濟活動價值的原使用物品進行回收、檢測、處理，並將其送到專門的處理中心所進行的物流活動[1]。

2.2 汽車逆向物流的特徵

(1)隨機性。即退回或回收汽車的來源地點、回收數量、召回時間等的不確定性。

(2)複雜性。由於汽車逆向物流的不確定因素很多，預測困難，同時回收產品質量參差不齊等特點，決定了其規劃操作和控制相對於汽車正向物流變的更加困難和複雜。

(3)物流成本較高。汽車製造業不同於其他的行業，它不僅生產工序複雜，而且對專業化程度的要求非常高。同時，隨機性也使得規模效應難以發揮，最終導致物流成本偏高。除此之外，對回收汽車進行人工檢測費用也是導致高成本的一個重要因素。

(4)價值遞增性。即報廢汽車在消費者手中是零價值，但隨着逆向迴流，報廢汽車的價值逐級遞增，最終在逆向物流的終端—生產商那裏實現價值再造。

(5)風險逐級放大性。雖然汽車逆向物流可以使下游消費者規避經營風險，但由於採取了相對寬鬆的回收政策會加大企業自身的風險。此外，供應鏈中的“牛鞭效應”也會導致上游汽車製造企業信息失真，風險加大。

3 GIS在汽車逆向物流系統中的應用

地理信息系統(GIS)是一項以計算機爲基礎的管理和研究空間數據的技術系統，是多學科交叉的`產物。地理信息系統以地理空間數據庫爲基礎，通過對地理數據的採集、輸入、存儲、檢索、操作和分析，迅速地獲取滿足應用需要的信息，並以地圖、圖形或數據的形式輸出[2]。

在汽車逆向物流系統中，汽車廢棄物的產量和分佈、收運設施、處理處置設施以及交通狀況、區域功能等，都具有很強的空間分佈特性。對汽車廢棄物物流進行設計、規劃時，利用GIS強大的地理數據功能，能更方便地處理汽車廢棄物物流的收集、裝卸、運送、儲存等各環節的分析和規劃，不僅可以實現汽車廢棄物物流系統管理區域的地圖矢量化，還可以對系統中的汽車廢棄物收運路線選擇、汽車廢棄物收運設施的選址、運輸車輛的調度等進行有效的管理和決策分析 [3]。

隨着地理信息系統的迅速發展，GIS技術越來越多地應用到各種物流系統規劃中。比如鮑婧(2007)將GIS運用於農產品物流配送決策支持系統的開發中。

4 基於GIS的汽車逆向物流管理信息系統的總體設計及系統集成

4.1 基於GIS的汽車逆向物流管理信息系統設計思路

系統選用ESRI推出的GIS組件MapObjects，同時應用Visual Basic 6.0作爲開發環境，實現基於GIS的汽車逆向物流管理信息系統的集成開發。其基本思路是先對採集的地理空間數據和物流信息數據集成;再在此基礎上加入 GIS組件對數據進行查詢、分析和管理，然後應用Visual Basic 6.0和MapObjects相結合，進行二次開發，將MapObjects引入到傳統的MIS平臺中，進行無縫的系統集成，使得用戶面對一個屏蔽了技術細節的操作方式簡單、系統功能齊全的可視化界面。

4.2 基於GIS的汽車逆向物流管理信息系統的總體結構設計

4.2.1系統的總體結構的選擇

管理信息系統體系結構共分爲四種，分別是：主機/終端結構、File/Server結構、Client/Server結構和Brower/Server結構。

主機/終端結構的系統過分依賴於主機，主機價格昂貴，對技術人員和環境要求較高;File/Server結構對數據的完整性難以控制，並且對網絡要求比較高，容易造成網絡瓶頸，不能滿足數據傳輸量大、用戶多的現在企事業單位的需求;當今系統開發過程中，應用比較廣泛的是 Client/Server結構和Brower/Server結構，下面表1總結了這兩種結構的優缺點分析[4]。

本系統針對爲汽車逆向物流設計的管理信息系統，考慮到交互能力和數據處理能力等因素，本系統選用Client/Server結構體系。

4.2.2 系統的總體結構設計

汽車逆向物流管理信息系統的信息包括汽車廢棄物從產生、收集、暫存、加工、運輸、中間加工利用與處理、直到最終處置的全過程的所有相關信息。根據汽車廢棄物物流系統的特徵，本管理信息系統將由五大子系統組成，分別爲電子地圖子系統、數據採集子系統、數據管理子系統、數據分析預測子系統、網絡規劃決策子系統。系統的體系結構如圖2所示。

4.2.3 系統的總體功能設計

系統的設計遵循科學性、實用性、規範性和可擴充性原則。以下是各子系統的功能描述。

(1)電子地圖子系統：系統的電子地圖模塊。其功能是對地圖實現分層綜合顯示，以及無極縮放、任意漫遊、直接選擇定位等功能;還可以對地圖進行地理編碼，將數據庫的數據與地圖有機結合，實現對地圖數據庫的操作。

(2)數據採集子系統：系統的信息收集模塊。通過採集某城市的基礎地圖(包括行政地圖、等高線、交通地圖等)、汽車廢棄物分佈圖(包括汽車廢棄物收集點、中轉站以及處理場所等)、收運車輛的屬性數據(包括車輛的種類、型號、燃料種類基本技術資料、駕駛員信息等)以及各種圖形數據(包括汽車廢棄物收集點照片、中轉站照片、處理場所照片等)，來建立GIS的空間數據庫。這樣，就可以快速精確地查詢、檢索所需要的圖層。同時，對汽車廢棄物進行分類，包括鋼板，輪胎，電池，廢油廢液等，並對這些汽車廢棄物的數據進行採集。

(3)數據管理子系統：系統的數據管理模塊。具體包括數據輸入輸出、數據檢索、數據更新和數據維護等功能，另外，還將爲各級用戶提供信息檢索服務，實現包括地理信息在內的多種信息的管理、更新及維護。

(4)數據分析和預測子系統：系統的數據分析和預測模塊。該模塊將通過數據分析，並運用相關預測模型對未來汽車廢棄物處理情況進行預測，包括數據加工分析、信息預測等功能。

(5)網絡規劃決策子系統：這是針對汽車廢棄物物流系統特點而設立的模塊，其功能是進行汽車廢棄物物流系統網絡節點規劃和收運車輛行車路徑決策。

4.2.4 系統的集成

本系統是利用ESRI提供的建立在OCX(OLE Custom ControlsH OLE自定義控件)技術基礎上的GIS功能控件MapObjects，以Visual Basic 6.0爲開發平臺，直接將GIS功能嵌入其中，進行二者的集成開發。

在本系統的集成開發中，最關鍵的技術是數據的集成。汽車廢棄物物流管理信息系統中的數據主要有空間數據和屬性數據。因爲空間數據是非結構化的、不定長的，而且施加於空間數據的操作需要通過MapObjects來實現，我們採用文件結合關係數據庫管理方式，利用文件存儲空間數據，而藉助關係數據庫管理系統(RDBMS)管理屬性數據。

在進行存儲、顯示、查詢和分析時，由於空間數據和屬性數據是分開存儲管理的，所以需要通過地理編碼來實現它們之間的關聯。即爲文件中的每個地理事物都分配一個唯一的地理編碼，而在關係數據表結構中也對應有一個編碼，這樣數據表中的每條記錄可以通過該編碼確定與文件中對應地理事物的連接關係。本系統的集成開發結構按照數據流主要分爲兩大塊，如圖3所示。

(1)利用MapObjects控件顯示電子地圖數據，並對地圖數據進行查詢;

(2)利用ADO組件訪問電子地圖數據的原數據，通過對原數據的查詢可以進一步查詢地圖數據的分類信息。

5 結語

本文將GIS應用系統開發的一般原理與汽車逆向物流系統的具體實際相結合，首先分析了汽車逆向物流系統和GIS的特點並歸納了GIS應用於汽車逆向物流的主要問題;然後在分析系統設計的思路，系統目標的基礎上，對系統的總體結構進行了設計，從研究的實際出發，選擇了C/S系統結構體系，設計了系統的體系結構以及實現了系統集成。