基於GIS的現代物流管理系統設計與實現的論文

物流（Logistics)是指物品在從供應地向接收地的實體流動過程中，根據實際的需求，將運輸、貯存、裝卸、運輸、包裝、流通加工、配送、信息服務等功能有機的結合起來，以實現客戶要求的過程[1]。伴隨着現代科技，尤其是信息技術與計算機技術的高速發展，人們提出了現代物流這一概念，其總體趨勢是自動化5]、網絡化、集約化和信息化，核心內容則是物流信息化，這也是區分現代物流和傳統物流的重要標誌。爲解決傳統物流成本高、競爭力低等問題，利用現代信息管理手段如數據庫技術、條碼技術、地理信息系統（GIS)、電子數據交換技術（EDI)、移動通訊技術（GSM)、全球定位系統（GPS)等[]對傳統物流系統進行改進，建立新型的現代物流管理系統是非常必要的。

地理信息系統(geographicinformationsys?tem，GIS)將地圖的視覺表達、強大的空間分析功能與數據庫功能結合在一■起，從而提供了一■種對空間數據的集管理、顯示、分析、表達、查詢爲一體的綜合的智能化手段[7]。空間數據包括了空間要素間的拓撲關係，使得GIS能夠支持一般管理系統所不能支持的空間分析和空間查詢功能，以便於制定決策和規劃。

物流對地理空間具有較大的依賴性，在物流中心選址、配送運輸過程中的地理數據、位置座標數據和交通網數據都屬於空間數據，將GIS引人到物流系統中不僅可以依據真實的空間數據，運用相應的模型與算法，利用GIS的空間分析功能，得出相應的方案，直觀地顯示在電子地圖上，給用戶提供輔助決策；還可以使用戶根據自己的需求動態地查詢所需的空間信息，藉助於用戶也將極大方便位置及路網信息的更新和處理。

1關鍵技術及難點

將GIS技術與物流管理技術相結合，構建基於GIS的現代物流管理系統首先需要解決的是信息系統數據庫建設，其次是系統平臺及分析功能的實現。現代物流管理系統構建的關鍵技術是數據集成、功能集成與求解算法的選擇。

1.1數據集成

管理系統數據庫主要包括地理空間數據和物流信息數據，地理空間數據是將GIS應用於現代物流管理系統中的基礎，包括空間要素和屬性信息。其空間要素主要爲點、線、面，包括物流運轉區域、路網信息等；屬性信息則是用來識別各空間要素。物流信息數據主要爲物流過程中涉及到的配送中心、車輛、貨物等信息。

數據庫管理系統（databasemanagementSyStem，DBMS)的建立有很多種方法，本文將結合現代物流的需求利用GIS軟件管理地理空間數據的空間要素，利用DBMS軟件管理物流信息數據與空間數據的屬性信息，將空間數據中的點、線、面等映射到DBMS中，從而實現地理空間數據和物流信息數據的有效集成。

1.2功能集成

現代物流管理系統功能集成是根據實際物流操作模式對其功能進行規劃。在數據處理的基礎上，基於GIS的現代物流管理系統構建的關鍵是功能集成，即是GIS功能與物流管理功能的整合與統

一。將GIS技術融合到物流管理中，形成具有地理空間數據收集、處理、分析、決策，物流信息數據查詢、管理等功能的系統平臺，實現對物流過程的模擬及可視化，達到信息資源的高效共享。

將GIS功能與物流管理功能進行集成，主要通過耦合的方式，即GIS系統與物流管理系統相互獨立操作，使用文件交換的方式進行數據交換，再採用相應的COM組件按照對應的接口標準完全封裝起來，實現相應的功能。

1.3路徑求解算法

基於GIS的現代物流管理系統，實質上就是利用GIS的數據管理、處理、分析、表達等功能來完善傳統的物流模型，使之滿足現代物流的需求，其中，路徑分析是整個系統的核心之一。

應用最短路徑問題將有效解決合理路徑選擇問題，最短路徑問題是GIS網絡分析功能中最基本、最關鍵的問題，其對於物流最小成本分析有着直接的應用價值。對於如何解決最短路徑問題，目前，人們公認的最好的求解方法是由Dijkstra於1959年提出的標號法，後被命名爲Dijkstra算法[11’12]。但是由於Dijkstra算法只適用於任意兩點間的最短路徑求解，不適用於任意多點的路徑求解問題。因此本系統決定在開發過程中，對於網絡中任意兩點之間的最短路徑求解採用Dijk-stra算法實現，對於網絡中任意多點的連接問題’根據著名的旅行商問題來進行計算。

2總體設計

2.1開發環境

本系統採用C#語言，輔以ArcGISEngine組件開發包、SQLServer數據庫管理軟件作爲開發工具進行集成開發。

C井是Microsoft公司於2000年6月對外發布的一種專門爲應用開發的面向對象的高級程序設計語言，本語言幾乎綜合了目前所有語言的優點，同時也有它獨特的特性：①語法自由、簡潔；②安全性良好;③靈活性與兼容性強；④支持跨平臺[13]。ArcGISEngine是ESRI公司推出的地圖組件庫，其是基於AcObjects構建的'，幾乎封裝了ArcGIS的全部功能，是一套完備的、具有極大通用性的嵌人式GIS組件庫和工具，並支持全部標準的開發環境。SQLServer是Microsoft公司推出的運行在Wmdows系列平臺上的數據庫管理系統，以其良好的兼容性、易用性、可伸縮性和與相關軟件集成程度高等優點得到了衆多用戶的認可[]。

2.2系統框架

系統框架爲三層架構，分別爲數據層、功能層、用戶層。底層爲數據層，由各種基礎數據、GeoDatabase地理數據庫和SQLServer數據庫管理軟件組成；中間層爲功能層，是實現系統功能的核心層，包括ArcGISEngine組件開發包、C井開發平臺及業務功能模塊；上層爲用戶層，用戶通過系統的圖形界面對系統進行操作，享受系統提供的功能、信息、數據等。系統的整體框架結構如圖1所示。

3系統功能設計與實現

3.1數據庫設計

基於GIS的現代物流管理系統數據庫主要由物流信息數據庫和地理空間數據庫兩部分構成[14—16]，數據庫結構如圖2所示。物流信息數據庫主要包括客戶信息、貨物信息、車輛信息、駕駛員信息、配送中心信息和路網信息，這些信息可以通過SQLServer依照一定的編碼方式來建立數據表並進行統一的組織和管理。地理空間數據庫由空間數據和屬性數據構成。空間數據主要包括河南省地圖、河南省遙感影像圖、河南省高速公路圖，來源是地圖數字化和遙感數據;屬性數據則是對由河南省地圖及高速公路圖抽象而成的點要素、線要素和麪要素進行賦值。空間數據反映出圖形信息，並用空間座標來對各種空間要素進行描述；屬性信息存儲屬性數據，用來描寫、聲明要素的特徵。此部分數據由ArcGIS平臺下的相關模塊處理完成，並由其GeoDatabase地理數據庫管理。

3.2系統功能設計

基於GIS的物流管理系統的設計思路主要是將ArcGIS中與物流行業密切相關的GIS模塊通過GIS組件式開發技術應用到傳統的物流管理平臺中，即令此係統可以對採集到的地理空間數據和物流信息數據進行顯示、管理、運算、分析，爲用戶提供完善的業務查詢和管理服務；通過GIS的網絡分析功能，完成配送線路的優化，提供貨物配送的最佳方案，爲用戶提供決策服務。系統的功能模塊結構如圖3所示。

3.3系統實現

1)主界面。系統界面按照人機交互友好、便利、簡潔的要求設計，系統界面如圖4所示。界面上方爲工具欄，通過ArcGISEngine的MapCon-trol控件添加，圖標帶有提示功能，便於用戶使用；左側爲菜單欄，採用全中文菜單，分類清晰簡練；中間爲地圖顯示窗口；下方爲數據表顯示與查詢窗口，在進行信息查詢時，所要查詢的信息數據表將直接顯示在下方窗口，並通過右側窗口進行查詢操作。

2)數據操作功能。數據操作包括數據管理和信息查詢兩個功能，如圖5所示，可供用戶管理、查看、修改、添加、刪除物流信息。查詢時米用條件選擇對話框，並提供完全一致、前方一致、中間一致和後方一致4種條件查詢方式供用戶選擇，同時系統還實現了圖形與數據表的互動，即點擊數據表，圖形界面同步顯示，反之亦可。簡而言之就是實現了圖-表、表-圖的雙向查詢。

3)地圖控制功能。地圖控制包括圖層控制和視圖控制兩個功能，如圖6所示。用戶可以控制視圖的範圍，如放大、縮小、漫遊、全圖顯示等，同時也可以控制圖層的顯示、隱藏以及疊加順序，使之可以根據自己的需求讓要素進行全要素顯示或分層顯示，在右鍵菜單中，用戶還可以對圖層進行屬性表查詢及圖層標註操作。4)網絡分析功能。網絡分析是該系統區別於傳統物流系統的特色功能，其核心功能是最短路徑求解。用戶在路徑設置界面對搜索容差、道路阻礙權值、轉彎規則和配送站點選擇等設置後，可以通過該系統生成最短路徑配送方案。若配送站點發生變化或道路有突發情況發生，用戶還可以添加/刪除站點，並增加障礙點重新生成配送方案。如圖7所示，在進行相關設置後，添加相應站點，分別生成兩點最短路徑和多點最短路徑。

　　4.結束語

基於GIS的現代物流管理系統實現了GIS技術與物流管理技術的有機結合。與傳統物流管理系統相比，該系統將空間信息和物流信息統一管理並顯示在電子地圖上，可以對電子地圖進行放大、縮小、漫遊、查詢等操作，同時利用GIS的網絡分析功能制定出最短路徑，爲貨物配送提供輔助決策。該系統對於物流業降低成本、優化資源、提高效率起到了促進作用，具有參考價值。但是在實際運行中，外界影響因素多，情況複雜，還需要不斷的研究才能達到更好的效果。