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、資訊服務等功能有機的結合起來，以實現客戶要求的過程[1]。伴隨著現代科技，尤其是資訊科技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]、網路化、集約化和資訊化，核心內容則是物流資訊化，這也是區分現代物流和傳統物流的重要標誌。為解決傳統物流成本高、競爭力低等問題，利用現代資訊管理手段如資料庫技術、條碼技術、地理資訊系統（GIS)、電子資料交換技術（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。
地理資訊系統(geographicinformationsys?tem，GIS)將地圖的視覺表達、強大的空間分析功能與資料庫功能結合在一■起，從而提供了一■種對空間資料的集管理、顯示、分析、表達、查詢為一體的綜合的智慧化手段[7]。空間資料包括了空間要素間的拓撲關係，使得GIS能夠支援一般管理系統所不能支援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資料、位置座標資料和交通網資料都屬於空間資料，將GIS引人到物流系統中不僅可以依據真實的空間資料，運用相應的模型與演算法，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，給使用者提供輔助決策；還可以使使用者根據自己的需求動態地查詢所需的空間資訊，藉助於使用者也將極大方便位置及路網資訊的更新和處理。
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資訊系統資料庫建設，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資料整合、功能整合與求解演算法的選擇。
1.1資料整合
管理系統資料庫主要包括地理空間資料和物流資訊資料，地理空間資料是將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資訊。其空間要素主要為點、線、面，包括物流運轉區域、路網資訊等；屬性資訊則是用來識別各空間要素。物流資訊資料主要為物流過程中涉及到的配送中心、車輛、貨物等資訊。
資料庫管理系統（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軟體管理地理空間資料的空間要素，利用DBMS軟體管理物流資訊資料與空間資料的屬性資訊，將空間資料中的點、線、面等對映到DBMS中，從而實現地理空間資料和物流資訊資料的有效整合。
1.2功能整合
現代物流管理系統功能整合是根據實際物流操作模式對其功能進行規劃。在資料處理的基礎上，基於GIS的現代物流管理系統構建的關鍵是功能整合，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，形成具有地理空間資料收集、處理、分析、決策，物流資訊資料查詢、管理等功能的系統平臺，實現對物流過程的模擬及視覺化，達到資訊資源的高效共享。
將GIS功能與物流管理功能進行整合，主要透過耦合的方式，即GIS系統與物流管理系統相互獨立操作，使用檔案交換的方式進行資料交換，再採用相應的COM元件按照對應的介面標準完全封裝起來，實現相應的功能。
1.3路徑求解演算法
基於GIS的現代物流管理系統，實質上就是利用GIS的資料管理、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網路分析功能中最基本、最關鍵的問題，其對於物流最小成本分析有著直接的應用價值。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，後被命名為Dijkstra演算法[11’12]。但是由於Dijkstra演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，對於網路中任意兩點之間的最短路徑求解採用Dijk-stra演算法實現，對於網路中任意多點的連線問題’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#.NET語言，輔以ArcGISEngine元件開發包、SQLServer資料庫管理軟體作為開發工具進行整合開發。
C井是Microsoft公司於2000年6月對外發布的一種專門為.NET應用開發的面向物件的高階程式設計語言，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靈活性與相容性強；④支援跨平臺[13]。ArcGISEngine是ESRI公司推出的地圖元件庫，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元件庫和工具，並支援全部標準的開發環境。SQLServer是Microsoft公司推出的執行在Wmdows系列平臺上的資料庫管理系統，以其良好的相容性、易用性、可伸縮性和與相關軟體整合程度高等優點得到了眾多使用者的認可[]。
2.2系統框架
系統框架為三層架構，分別為資料層、功能層、使用者層。底層為資料層，由各種基礎資料、GeoDatabase地理資料庫和SQLServer資料庫管理軟體組成；中間層為功能層，是實現系統功能的`核心層，包括ArcGISEngine元件開發包、C井.NET開發平臺及業務功能模組；上層為使用者層，使用者透過系統的圖形介面對系統進行操作，享受系統提供的功能、資訊、資料等。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資料庫設計
基於GIS的現代物流管理系統資料庫主要由物流資訊資料庫和地理空間資料庫兩部分構成[14—16]，資料庫結構如圖2所示。物流資訊資料庫主要包括客戶資訊、貨物資訊、車輛資訊、駕駛員資訊、配送中心資訊和路網資訊，這些資訊可以透過SQLServer依照一定的編碼方式來建立資料表並進行統一的組織和管理。地理空間資料庫由空間資料和屬性資料構成。空間資料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資料;屬性資料則是對由河南省地圖及高速公路圖抽象而成的點要素、線要素和麵要素進行賦值。空間資料反映出圖形資訊，並用空間座標來對各種空間要素進行描述；屬性資訊儲存屬性資料，用來描寫、宣告要素的特徵。此部分資料由ArcGIS平臺下的相關模組處理完成，並由其GeoDatabase地理資料庫管理。
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模組透過GIS元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資料和物流資訊資料進行顯示、管理、運算、分析，為使用者提供完善的業務查詢和管理服務；透過GIS的網路分析功能，完成配送線路的最佳化，提供貨物配送的最佳方案，為使用者提供決策服務。系統的功能模組結構如圖3所示。
3.3系統實現
1)主介面。系統介面按照人機互動友好、便利、簡潔的要求設計，系統介面如圖4所示。介面上方為工具欄，透過ArcGISEngine的MapCon-trol控制元件新增，圖示帶有提示功能，便於使用者使用；左側為選單欄，採用全中文選單，分類清晰簡練；中間為地圖顯示視窗；下方為資料表顯示與查詢視窗，在進行資訊查詢時，所要查詢的資訊資料表將直接顯示在下方視窗，並透過右側視窗進行查詢操作。
2)資料操作功能。資料操作包括資料管理和資訊查詢兩個功能，如圖5所示，可供使用者管理、檢視、修改、新增、刪除物流資訊。查詢時米用條件選擇對話方塊，並提供完全一致、前方一致、中間一致和後方一致4種條件查詢方式供使用者選擇，同時系統還實現了圖形與資料表的互動，即點選資料表，圖形介面同步顯示，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檢視控制兩個功能，如圖6所示。使用者可以控制檢視的範圍，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，在右鍵選單中，使用者還可以對圖層進行屬性表查詢及圖層標註操作。4)網路分析功能。網路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。使用者在路徑設定介面對搜尋容差、道路阻礙權值、轉彎規則和配送站點選擇等設定後，可以透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，使用者還可以新增/刪除站點，並增加障礙點重新生成配送方案。如圖7所示，在進行相關設定後，新增相應站點，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，該系統將空間資訊和物流資訊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的網路分析功能制定出最短路徑，為貨物配送提供輔助決策。該系統對於物流業降低成本、最佳化資源、提高效率起到了促進作用，具有參考價值。但是在實際執行中，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。
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