3S技术物流配送系统设计研究

摘要：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。

关键词：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（geographicinformationsystem,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。

1WebGIS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、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。

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。（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SQLServer2008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P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SQLServer2008中，由SQLServer2008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。

作者:蒋瞻 陈书林 贾红艳 单位:南京林业大学