3S技術物流配送系統設計研究

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摘要：為檢索與處理物流配送管理中大量的空間數據與屬性數據，縮短物流時間、降低成本，基于3s技術設計了物流配送系統。首先分析了物流配送系統的3層體系結構，并對系統的功能和數據庫進行了設計；根據總費用最小原則設計了配送中心的選擇算法，并利用蟻群算法優化了配送路徑。在此基礎上，運用3S（GIS/GPS/RS）技術開發了物流配送系統，在Web上實現了物流配送系統和3S的有效集成。

關鍵詞：物流配送系統；遙感技術；地理信息系統；全球定位系統

物流管理是“第三利潤源泉”，受到眾多企業的關注[1]。降低物流費用在企業成本中的比率，能提高企業的利潤和企業競爭力[2]。在物流配送管理中，合理選擇配送中心的位置、科學規劃配送路線、合理調度運輸車輛，是有效控制物流成本的關鍵[3]。對上述問題進行決策分析，都涉及海量空間數據與屬性數據的檢索與處理，涉及配送中心與客戶地理網格的表達與分析[4]。地理信息系統（geographicinformationsystem,GIS）具有空間數據和屬性數據的采集、處理等功能，位置與地理信息處理是GIS的核心和基礎，GIS能為企業進行運輸路線選擇、配送中心位置選擇等提供科學依據[5]；全球定位系統（GPS）能實時定位車輛位置、車速等信息；遙感（RS）技術能提供海量空間數據。將GIS、GPS、RS與物流配送系統集成，則能大大提高物流配送系統的決策科學性、可視性和信息化程度[6-7]。WebGIS是基于Browser/Server架構的應用軟件，采用WWW服務和HTTP協議，實現在Internet上運行的GIS系統。與傳統Client/Server架構的GIS系統相比，WebGIS增強了用戶與GIS系統的互操作。在網絡上的任意節點，用戶都可以瀏覽空間數據和屬性數據，進行空間分析等。目前，WebGIS已經在物流行業中得到了廣泛的應用[8]。筆者基于3S（GIS、GPS和RS）技術設計開發了物流配送系統，該系統利用WebGIS技術，把地理數據庫和運輸設備數據庫相連接，將地理環境信息、車輛信息、位置信息、貨物信息等在統一的平臺上進行管理和維護，并在電子地圖上實時、直觀、形象地顯示出來。該物流配送系統在需求點的地址和需求量己確定的情況下，可從物流配送中心的備選地點中選出總費用最小的物流配送中心，組成的配送系統，根據蟻群算法求解從配送中心到目的地（收件人地址）送貨的最短路徑，并及時、充分地提供運輸貨物的時間和空間信息。

1WebGIS概述

WebGIS是一個集成的、全球化的、Browser/Server架構的分布式GIS系統，其基本思想是在Internet上GIS系統，為Internet上的用戶提供空間數據和屬性數據。在Intemet的任意節點，用戶都可以通過瀏覽器查詢和分析WebGIS系統中的數據，制作專題圖像，進行空間分析等[9]。由于WebGIS系統是在Internet上的，用戶可以在PC、平板電腦、手機等終端設備上操作GIS系統，降低了企業用戶的財務負擔和技術要求，從而擴大GIS的潛在用戶群。WebGIS利用Internet，將空間數據和屬性數據部署在網絡中不同服務器上，企業用戶可以從Intemet的任意節點查詢這些數據，從而消除了大量“信息孤島”，實現了空間數據和屬性數據的傳輸、及共享[10]。WebGIS系統架構如圖1所示。WebGIS系統分為前端和后端：前端頁面程序用HTML、CSS、JavaScript、Flex等語言編寫；后端由中間件（tomcat、TongWeb、Apusics、IIS等）、地圖服務器（AGS、Geoserver、MapServer、SuperServer等）、業務服務器（MVC模式）和數據庫服務器（地圖數據、空間數據、屬性數據等）構成。

2系統結構

B/S三層體系結構是20世紀90年代以來數據庫系統的主流體系結構[11]。采用B/S三層體系結構構建物流配送系統，由客戶瀏覽器（表示層）、Web應用程序（業務邏輯層）和數據庫服務器（數據存儲層）構成。物流配送系統的三層體系結構實現了客戶、程序和數據的物理分離，具有更好的移植性和安全性，并有利于系統的擴展[12]?；?S技術的物流配送系統體系結構如圖2所示。（1）表現層。表現層（客戶瀏覽器）為用戶提供系統的交互界面，系統利用HTML5、CSS3、JavaScript以及Flex語言設計實現了物流配送系統的前端頁面。用戶可以查看數據庫中的地理信息（包括空間數據和屬性數據）、車輛信息、物流中心信息以及配送路線信息等。（2）業務邏輯層。業務邏輯層（Web應用程序）根據用戶的請求，從數據存儲層中讀取數據，對數據進行處理和更新數據，并將處理結果發送給用戶。業務邏輯層由地圖服務器和業務邏輯服務器構成，地圖服務器由AGS、GeoServer組成，業務邏輯服務器利用MVC模式實現系統功能。用戶通過業務邏輯層實現對車輛信息、配送中心信息以及物流配送路線信息的查詢和編輯，選擇配送中心，進行最優配送路徑規劃等。業務邏輯層的服務器將編輯好的數據傳輸給數據存儲層，更新數據存儲層的數據。（3）數據存儲層。數據存儲（數據庫服務器）用于數據的存儲和管理。系統的數據分為3類：①地圖、遙感影像數據；②空間數據和屬性數據；③一般的關系數據庫數據。系統利用SQLServer2008搭建了完整的數據庫，借助空間數據庫引擎以及ODBC接口實現對數據庫中地理信息和車輛、物流中心、配送路線數據的有效管理。

3系統功能

基于3S技術的物流配送系統主要有6項功能。（1）配送中心信息管理。管理和維護配送中心信息，可以查看、更新配送中心的貨物信息、基礎設施信息等。（2）車輛信息管理。管理和維護車輛信息，查看、更新車輛類型、車輛位置、車輛配載等信息。（3）配送中心智能選擇。客戶的地理位置和各自的發貨量是已知或者可估算的，潛在的設施點位置已知，通過對運輸費用、配送中心建造費用、商品的倉庫保管費用、處理費用的最小化，求出資源點與配送中心、配送中心與用戶的最佳運送路徑，從P個候選點中選出若干個配送中心，從而完成選址問題的求解。（4）車輛定位。車輛定位功能模塊利用GPS，準確地確定車輛的實時位置、行駛速度以及行駛方向，車輛的動態定位信息在顯示器上顯示。（5）路徑優化。根據經濟合理的原則，在獲得客戶配送信息后，根據配送中心模塊已經生成的配送中心，利用蟻群算法合理安排車輛行駛路線，使總運輸距離最短，并將計算出來的最優路徑顯示在RS衛星圖片以及電子地圖上。（6）數據存儲。將基礎數據統一存儲在大型關系型數據庫系統SQLServer2008中，由SQLServer2008統一管理車輛信息、配送中心信息、配送路線優化結果等數據。在該系統中使用Google公司的GoogleMap這一空間數據中間產品實現對電子地圖和衛星圖片信息的有效管理。

4結語

基于3S的物流配送系統具有平臺獨立、可實現分布式多源數據管理和集成的特點，充分發揮了網絡資源優勢，不僅能降低軟硬件配置成本，而且簡化了系統的操作和管理。用戶可通過瀏覽器訪問該系統，管理人員可以在電子地圖上查詢車輛信息、車輛位置及路況狀況信息，極大地提高了物流管理水平。隨著3S技術發展，系統將進一步完善，更好地服務于物流配送企業。

作者:蔣瞻 陳書林 賈紅艷 單位:南京林業大學