GIS在物流配送中的應(yīng)用物流管理畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課 題 名 稱 ： GIS 在物流配送中的應(yīng)用 學(xué) 院 ： 專 業(yè) ： 物流管理 姓 名 ： _ 學(xué) 號(hào) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 二零壹零年二零壹零年 九九 月月 至至 二零壹零年二零壹零年 十一月十一月 GIS 在物流配送中的應(yīng)用I GIS 在物流配送中的運(yùn)用摘要隨著經(jīng)濟(jì)全球化和信息技術(shù)的發(fā)展，也被稱為第三利潤(rùn)源的現(xiàn)代物流的理論研究和實(shí)踐活動(dòng)正在世界范圍內(nèi)蓬勃興起。競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化、需求的多樣化、市場(chǎng)的一體化使現(xiàn)代物流的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)高級(jí)階段，高效、快捷的物流配送系統(tǒng)對(duì)物流的發(fā)展至關(guān)重要。GIS 應(yīng)用于物流分析，主要是利用 GIS 強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)功能來完善物流分析技術(shù)。在物流領(lǐng)域的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛等移動(dòng)目標(biāo)的位置，根據(jù)道路交通狀況向移動(dòng)目標(biāo)發(fā)出實(shí)時(shí)調(diào)度指令。建立功能強(qiáng)大的物流信息系統(tǒng)，提高物流的效率降低物流的成本。本文在對(duì)地理信息系統(tǒng)（geography information System，GIS）和物流配送系統(tǒng)融合進(jìn)行了探討，并提出了基于 GIS 的物流配送系統(tǒng)解決方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物流配送過程的全程管理。為了提高物流效率降低物流成本 GIS（geography information System 地理信息系統(tǒng)）的應(yīng)用將會(huì)成為現(xiàn)代物流管理主要應(yīng)用技術(shù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 物流配送，GIS(地理信息系統(tǒng))，效率，成本 GIS 在物流配送中的應(yīng)用II目錄目錄1 緒論緒論 .11.1 物流配送及配送原則.11.1.1 物流配送的概念.11.1.2 配送原則.11.2 我國(guó)物流企業(yè)現(xiàn)狀.22 地理信息技術(shù)地理信息技術(shù)(GIS)在物流配送中的應(yīng)用在物流配送中的應(yīng)用.42.1 物流配送中的 GIS 應(yīng)用分析.42.2 GIS 物流管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).62.3 現(xiàn)代物流與 GIS 的融合.72.3.1 地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展.72.3.2 物流業(yè)的發(fā)展.83 智能配送體系及優(yōu)化調(diào)度模型智能配送體系及優(yōu)化調(diào)度模型 .103.1 智能配送體系.103.2 物流智能配送的優(yōu)化調(diào)度.123.3 優(yōu)化調(diào)度模型基本結(jié)構(gòu).133.4 優(yōu)化調(diào)度模型的構(gòu)造.153.4.1模型構(gòu)造.153.4.2數(shù)學(xué)模型：.163.4.3模型說明：.173.5 目標(biāo)適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì).183.6 優(yōu)化調(diào)度模型算法的應(yīng)用.194 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ) .22參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) .23致致 謝謝 .25 GIS 在物流配送中的應(yīng)用11 緒論物流是指計(jì)劃、執(zhí)行與控制原材料或最終產(chǎn)品從產(chǎn)地到使用地點(diǎn)的實(shí)際流程，物流服務(wù)具體包括定單管理、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、送遞、報(bào)關(guān)、退貨處理、信息服務(wù)及增殖業(yè)務(wù)。顯然，貨物運(yùn)輸路徑的選擇，倉(cāng)庫(kù)地址的選擇等，都涉及到如何處理大量的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)而縮短物流時(shí)間，降低成本的問題，而地理信息系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱 GIS）不僅具有對(duì)空間和屬性數(shù)據(jù)采集、輸入、編輯、存儲(chǔ)、管理、空間分析、查詢、輸出和顯示功能，而且可為系統(tǒng)用戶進(jìn)行預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)、規(guī)劃管理和決策提供科學(xué)依據(jù)?？梢姡瑢⑵鋺?yīng)用于物流配送系統(tǒng)中，可大大加強(qiáng)對(duì)物流過程的全面控制和管理，實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)的物流配送服務(wù)。1.1 物流配送及配送原則1.1.11.1.1 物流配送的概念物流配送的概念物流配送的概念就是在小的范圍內(nèi)，根據(jù)客戶的要求將貨物進(jìn)行揀選、加工、包裝、組配后按時(shí)送達(dá)指定地點(diǎn)或客戶手中的物流活動(dòng)。配送是物流中一種特殊的、綜合的活動(dòng)形式，一般配送是由裝卸、包裝、保管、運(yùn)輸?shù)纫幌盗谢顒?dòng)組成的，它幾乎包括了所有的物流活動(dòng)，是物流活動(dòng)的一個(gè)縮影或在一個(gè)小范圍內(nèi)整個(gè)物流活動(dòng)的體現(xiàn)。但配送又不能簡(jiǎn)單的等同于運(yùn)輸或其他物流活動(dòng)的全部。因?yàn)榕渌褪且谇‘?dāng)?shù)臅r(shí)間、通過恰當(dāng)?shù)姆绞?、以恰?dāng)?shù)馁M(fèi)用將貨物送達(dá)指定的地點(diǎn)或客戶手中。1.1.21.1.2 配送原則配送原則配送調(diào)度是否合理對(duì)配送的成本、效益的影響很大，因此，優(yōu)化調(diào)度方案是配送業(yè)務(wù)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了能達(dá)到配送合理化的要求，在日常的配送作業(yè)時(shí)就必須遵循一定的優(yōu)化原則：（1）準(zhǔn)時(shí)原則：配送中心必須按客戶要求的時(shí)間將貨物及時(shí)送達(dá)客戶指定的地點(diǎn)。（2）最短路線原則：能夠按照最短的路徑，對(duì)所有的客戶訂單進(jìn)行綜合考慮，即一車裝多個(gè)客戶點(diǎn)的貨物情況下，車輛行駛的路程最短。 GIS 在物流配送中的應(yīng)用2（3）成本原則：成本原則亦可稱為效益原則；計(jì)算成本比較困難，以最低成本為目標(biāo)實(shí)際上就是選擇了以效益為目標(biāo)；但成本和配送之間有著密切的關(guān)系，在配送成本中運(yùn)輸費(fèi)用占了很大比例，而運(yùn)輸費(fèi)用的降低，是配送合理化的一個(gè)重要目標(biāo)。也是各種合理化實(shí)施是否有效的判斷依據(jù)之一。（4）滿載原則：能對(duì)物流中心所有車輛進(jìn)行管理，根據(jù)訂單要求合理挑選所需車輛的類別，還要保證車輛的裝載率越高越好。因此，合理使用運(yùn)輸工具，優(yōu)化運(yùn)輸環(huán)節(jié)，選擇運(yùn)輸線路，正確安排運(yùn)輸時(shí)間，有效降低運(yùn)輸費(fèi)用是配送管理要實(shí)現(xiàn)的重要功能。1.2 我國(guó)物流企業(yè)現(xiàn)狀1、我國(guó)物流運(yùn)輸企業(yè)的信息化程度低，尤其是在運(yùn)輸管理中的劣勢(shì)更加明顯，由于運(yùn)輸移動(dòng)性的特點(diǎn)，車輛運(yùn)行的區(qū)位信息和狀態(tài)難以脫離在信息技術(shù)的情況下掌握。就企業(yè)自身的情況來講，必然影響到企業(yè)的運(yùn)作效率，難以掌握企業(yè)自身的資源的利用狀況，以及自身服務(wù)的企業(yè)難以進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，服務(wù)效率難以提高，久而久之，降低企業(yè)的形象。2、在進(jìn)行運(yùn)輸配送的過程中，現(xiàn)有技術(shù)難以掌握具體的運(yùn)輸路線的實(shí)時(shí)信息，只能通過已有的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算運(yùn)行路線，運(yùn)行時(shí)間由于路線狀況的不確定可能造成延長(zhǎng)。車輛的運(yùn)作由于道路等信息的不確定，必須存有一定的閑置車輛來應(yīng)付緊急情況的處理，效率降低。3、由于運(yùn)輸?shù)囊苿?dòng)性，司機(jī)在運(yùn)輸過程中的行為難以受到約束。在物流企業(yè)中，為了逃避過橋費(fèi)而繞遠(yuǎn)路延誤時(shí)間，私自拉貨，途中私自停留等現(xiàn)象司空見慣，反正山高皇帝遠(yuǎn)，物流企業(yè)不能有效監(jiān)控司機(jī)的行為。由于其個(gè)人的行為， ，造成了企業(yè)自身業(yè)務(wù)效率的降低。4、對(duì)于貨主來說，難以了解所需貨物的詳細(xì)信息，比如運(yùn)行的位置、質(zhì)量狀況、到貨時(shí)間等，難以對(duì)企業(yè)的工作計(jì)劃進(jìn)行合理的不安排。5、企業(yè)的靈活性差，由于企業(yè)自身的技術(shù)限制，當(dāng)在運(yùn)輸過程中由于計(jì)劃的突然改變，需要返回或者就地卸貨時(shí)難以控制，造成無(wú)效運(yùn)輸。另外，企業(yè)難以掌握某一時(shí)段的市場(chǎng)需求狀況，不能合理利用資源，提高運(yùn)輸效率。在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，我國(guó)物流企業(yè)在利用信息方面的發(fā)展比較落后，大多數(shù)企業(yè)仍然沿用過去企業(yè)管理的老辦法。管理方法的落后，導(dǎo)致物流 GIS 在物流配送中的應(yīng)用3企業(yè)，特別是第三方物流企業(yè)的運(yùn)作效率的低下。從而導(dǎo)致我國(guó)的物流成本居高不下。王之泰教授曾經(jīng)算過這樣一筆帳，在一般的社會(huì)產(chǎn)品中，我國(guó)的人力資源成本相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家的五分之一，而生產(chǎn)成本中含的物流成本高于他們?nèi)?我國(guó)的物流成本占生產(chǎn)成本的 40%左右，而發(fā)達(dá)國(guó)家僅占 10%)；在社會(huì)流通領(lǐng)域，我國(guó)物流成本占 GDP 的比重接近 20%，美國(guó)不到 10%，也比發(fā)達(dá)國(guó)家高出近一倍。雖然我國(guó)許多產(chǎn)品由于生產(chǎn)批量大，勞動(dòng)力成本低，在國(guó)際上很有競(jìng)爭(zhēng)力，但由于存在上述問題，我國(guó)的物流成本卻大大高于發(fā)達(dá)國(guó)家，在綜合成本中起的是抵消作用。因此，解決物流障礙，把這部分物流成本壓縮下來，不僅可以大大提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總體運(yùn)行水平，還將使我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中提升一個(gè)層次。近年來，我國(guó)的物流業(yè)發(fā)展還是比較迅速，物流成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)的物流逐漸被現(xiàn)代物流所取代。為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及物流產(chǎn)業(yè)信息化的基本要求，以提高我國(guó)物流企業(yè)利潤(rùn)與管理效率為目標(biāo)，利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)與 GIS/GPS 技術(shù)，建立一個(gè)集科學(xué)化、可視化、智能化于一體的物流管理系統(tǒng)，為物流企業(yè)科學(xué)、高效管理物流物資配送過程，提供方便快捷的管理決策工具。 GIS 在物流配送中的應(yīng)用42 地理信息技術(shù)(GIS)在物流配送中的應(yīng)用2.1 物流配送中的 GIS 應(yīng)用分析GIS 在物流配送中的應(yīng)用，主要是指利用 GIS 強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)功能來完善物流分析技術(shù)。GPS 在物流領(lǐng)域的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛等移動(dòng)目標(biāo)的位置，根據(jù)道路交通狀況向移動(dòng)目標(biāo)發(fā)出實(shí)時(shí)調(diào)度指令。而 GIS、GPS 和無(wú)線通訊技術(shù)的有效結(jié)合，再輔以車輛路線模型、最短路徑模型、網(wǎng)絡(luò)物流模型、分配集合模型和設(shè)施定位模型等，能夠建立功能強(qiáng)大的物流信息系統(tǒng)，使物流變得實(shí)時(shí)并且成本最優(yōu)。GIS/GPS 在物流企業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)：1、打造數(shù)字物流企業(yè)，規(guī)范企業(yè)日常運(yùn)作，提升企業(yè)形象。GIS/GPS 的應(yīng)用，必將提升物流企業(yè)的信息化程度，使企業(yè)日常運(yùn)作數(shù)字化，包括企業(yè)擁有的物流設(shè)備或者客戶的任何一筆貨物都能用精確的數(shù)字來描述，不僅提高企業(yè)運(yùn)作效率，同時(shí)提升企業(yè)形象，能夠爭(zhēng)取更多的客戶。2、通過對(duì)運(yùn)輸設(shè)備的導(dǎo)航跟蹤，提高車輛運(yùn)作效率，降低物流費(fèi)用，抵抗風(fēng)險(xiǎn)。GIS/GPS 和無(wú)線通訊的結(jié)合，使得流動(dòng)在不同地方的運(yùn)輸設(shè)備變得透明而且可以控制。結(jié)合物流企業(yè)的決策模型庫(kù)的支持，根據(jù)物流企業(yè)的實(shí)際倉(cāng)儲(chǔ)情況，并且由 GPS 獲取的實(shí)時(shí)道路信息，可以計(jì)算出最佳物流路徑，給運(yùn)輸設(shè)備導(dǎo)航，減少運(yùn)行時(shí)間，降低運(yùn)行費(fèi)用。3、利用 GPS 和 GIS 技術(shù)可以實(shí)時(shí)顯示出車輛的實(shí)際位置，并任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標(biāo)移動(dòng)，使目標(biāo)始終保持在屏幕上，利用該功能可對(duì)重要車輛和貨物進(jìn)行跟蹤運(yùn)輸。對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)定位、跟蹤、報(bào)警、通訊等的技術(shù)，能夠滿足掌握車輛基本信息、對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程管理的需要，有效避免車輛的空載現(xiàn)象，同時(shí)客戶也能通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，了解自己貨物在運(yùn)輸過程中的細(xì)節(jié)情況。比如在草原牧場(chǎng)收集牛奶的車輛在途中發(fā)生故障，傳統(tǒng)物流企業(yè)往往不能及時(shí)找到故障車輛而使整車的原奶壞掉，損失慘重。而 GIS/GPS 能夠方便的解決這個(gè)問題。4、人的因素處處存在，而 GIS/GPS 能夠有效的監(jiān)控司機(jī)的行為。在物流 GIS 在物流配送中的應(yīng)用5企業(yè)中，為了逃避過橋費(fèi)而繞遠(yuǎn)路延誤時(shí)間，私自拉貨，途中私自停留等現(xiàn)象司空見慣，反正山高皇帝遠(yuǎn)，物流企業(yè)不能有效監(jiān)控司機(jī)的行為。而對(duì)車輛的監(jiān)控也就規(guī)范了司機(jī)的行為。擴(kuò)大企業(yè)的活動(dòng)范圍，進(jìn)而提高企業(yè)的在全國(guó)乃至世界范圍的服務(wù)空間。GIS/GPS 可以通過互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)施在世界任一角落的監(jiān)控。通過接受設(shè)備的反饋，掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況。5、通過物對(duì)物流運(yùn)作的協(xié)調(diào)，促進(jìn)協(xié)同商務(wù)發(fā)展，讓物流企業(yè)向第四方物流角色轉(zhuǎn)換。由于物流企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)的獲取每部車輛的具體位置，載貨信息，故物流企業(yè)能用系統(tǒng)的觀念運(yùn)作企業(yè)的業(yè)務(wù)，降低空載率。這一職能的轉(zhuǎn)變，物流企業(yè)如果為某條供應(yīng)鏈服務(wù)，則能夠發(fā)揮第四方物流的作用。6、輔助決策。在精確物流環(huán)境中，為優(yōu)化企業(yè)經(jīng)營(yíng)者的利益，最大限度地體現(xiàn)消費(fèi)者權(quán)益，必須將商品需求、商品流通和商品生產(chǎn)有機(jī)地聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)在庫(kù)存數(shù)量、存貨地點(diǎn)、定貨計(jì)劃、配送運(yùn)輸?shù)确矫鎸?shí)現(xiàn)最佳選擇，而且能夠在準(zhǔn)確的時(shí)間、準(zhǔn)確的地點(diǎn)、以恰當(dāng)?shù)膬r(jià)格和便捷的方式將商品送到消費(fèi)者手中。因此，針對(duì)物流配送的各項(xiàng)分析和決策就顯得非常重要，這些分析和決策主要包括位置決策：指在建立配送體系時(shí)的設(shè)施定位；生產(chǎn)決策：主要是根據(jù)存在的設(shè)施情況，確定物流在這些設(shè)施間的流動(dòng)路徑等；庫(kù)存決策：主要是關(guān)心庫(kù)存的方式、數(shù)量和管理方法；運(yùn)輸決策：包括運(yùn)輸方式、批量、路徑以及運(yùn)輸設(shè)備的尺度等。數(shù)據(jù)集成、空間分析、可視化表達(dá)，GIS 堪稱最佳決策支持系統(tǒng)。GIS 以快速有效的信息獲取、加工處理手段，使用戶足不出戶便可運(yùn)籌帷幄。7、商業(yè)服務(wù)。在物流過程中，不管是企業(yè)在不斷變化的客戶環(huán)境中尋求建立合適的零售商店，還是消費(fèi)品廠商試圖擴(kuò)大市場(chǎng)，GIS 總能幫助用戶正確決策，以滿足市場(chǎng)目標(biāo)。掌握精確的顧客資料是成功的關(guān)鍵，分析 GIS 中的顧客和商務(wù)數(shù)據(jù)，能夠幫助用戶發(fā)現(xiàn)最好的顧客，發(fā)掘潛在市場(chǎng)，并針對(duì)特定顧客設(shè)計(jì)獨(dú)特的廣告和促銷活動(dòng)，并選擇辦公設(shè)施的最佳位置。利用 GIS 還可準(zhǔn)確掌握潛在顧客的地理分布，降低經(jīng)營(yíng)成本，提高收益。了解顧客市場(chǎng)的顧客數(shù)據(jù)庫(kù)是企業(yè)最寶貴的財(cái)富之一。充分利用顧客數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵是地理定位，GIS 可以根據(jù)顧客的地址給顧客信息賦以地理位置值，并使這些信息與顧客收入、心理因素、購(gòu)買行為等許多有關(guān)數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，從而分 GIS 在物流配送中的應(yīng)用6析出潛在的顧客。8、實(shí)時(shí)跟蹤物資的流通。現(xiàn)代化的物流是一個(gè)成品從原材料直至終端客戶手中的大物流體系，具體可分為三個(gè)部分，即原材料流通至生產(chǎn)廠、生產(chǎn)廠內(nèi)原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返牧鲃?dòng)和成品從生產(chǎn)廠至消費(fèi)者手中的過程。無(wú)論哪一種流動(dòng)，對(duì)附有條碼等信息載體的流動(dòng)物品，都可以利用地理信息技術(shù)的全球定位功能，對(duì)其實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的跟蹤與控制。此外，在提高倉(cāng)庫(kù)等物流設(shè)施的利用率方面也可以應(yīng)用地理信息技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)物流設(shè)施的空置率高達(dá)，倉(cāng)庫(kù)利用率不足，名不副實(shí)、重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，這在全球物流業(yè)是絕無(wú)僅有的。應(yīng)用地理信息技術(shù)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析，可以輔助決策物流設(shè)施的分布，從而減少浪費(fèi)。2.2 GIS 物流管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)整個(gè)系統(tǒng)一般由終端、物流控制中心和物流管理臺(tái)組成，如圖 1 所示：圖圖 1 企業(yè)企業(yè) GIS 物流管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)物流管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1）終端）終端終端包括各種通訊器材和處于局域網(wǎng)中的終端計(jì)算機(jī)。各車間工位及倉(cāng)庫(kù) GIS 在物流配送中的應(yīng)用7內(nèi)設(shè)置電話或?qū)χv機(jī)等設(shè)備，保持各位置與物流控制中心和物流管理臺(tái)的聯(lián)系，同時(shí)分布在車間、倉(cāng)庫(kù)的計(jì)算機(jī)終端獲取物流控制中心的部分指令，返回控制區(qū)域的生產(chǎn)、管理情況。通過這些聯(lián)系，及時(shí)通報(bào)各點(diǎn)情況、獲得控制指令，保持整個(gè)生產(chǎn)的一致性及物流一體化。內(nèi)部物流配送的車輛可以通過對(duì)講機(jī)和中心取得聯(lián)系。對(duì)于企業(yè)外部的物流配送，還可以用 GPS 進(jìn)行定位，通過對(duì)講、手機(jī)通信等聯(lián)系的方法獲取配送的實(shí)時(shí)信息，以高效迅速地完成配送、取貨任務(wù)。2）物流控制中心）物流控制中心物流控制主要是高性能的服務(wù)器或大型機(jī)，運(yùn)行大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)，調(diào)度信息的存儲(chǔ)和調(diào)用任務(wù)。物流控制中心一方面接收、存儲(chǔ)各位置發(fā)送來的信息，另一方面將物流管理臺(tái)的監(jiān)控信息發(fā)往車間、倉(cāng)庫(kù)各工作崗位。3）物流管理臺(tái)）物流管理臺(tái)物流管理臺(tái)是監(jiān)控和調(diào)度目標(biāo)運(yùn)行的終端，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)能接收并顯示動(dòng)態(tài)信息的 GIS 平臺(tái)，它們分布在主要的決策部門。它的功能是通過讀取物流控制中心存儲(chǔ)的相關(guān)信息，將目標(biāo)信息動(dòng)態(tài)的顯示在電子地圖上；進(jìn)行空間和屬性信息檢索；進(jìn)行地圖開窗縮放等基本操作。查詢各位置生產(chǎn)進(jìn)程中的物資變化、生產(chǎn)進(jìn)度等情況；發(fā)布物資、產(chǎn)品配送計(jì)劃、路徑信息等。2.3 現(xiàn)代物流與 GIS 的融合2.3.12.3.1 地理信息系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)（GISGIS）的發(fā)展）的發(fā)展地理信息系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科為一體的新興邊緣科學(xué)，它是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)地提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，是一種為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。并可作為應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺(tái)。這種集成是對(duì)信息的各種加工、處理過程的應(yīng)用、融合和交叉滲透，并且實(shí)現(xiàn)各種信息的數(shù)字化的過程。在 GIS 中，空間信息和屬性信息是不可分割的整體，它們分別描述地理實(shí)體的兩面，以地理實(shí)體為主線組織起來?？臻g信息還包括了空間要素之間的幾何關(guān)系，使 GIS 能夠支持一般管理信息系統(tǒng)所不能支持的空間查詢和空間分析，以便于制定規(guī)劃和決策?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）的興起更使其被越 GIS 在物流配送中的應(yīng)用8來越多的商業(yè)領(lǐng)域用來作為一種信息查詢和信息分析工具，GIS 技術(shù)本身也融入了這些商業(yè)領(lǐng)域的通用模型（如 ARC/INFO 的網(wǎng)絡(luò)分析模塊） ，因而 GIS 技術(shù)在各個(gè)商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在深度上和廣度上不斷發(fā)展。事實(shí)上，凡是涉及到地理分布的領(lǐng)域都可以應(yīng)用 GIS 技術(shù)。2.3.22.3.2 物流業(yè)的發(fā)展物流業(yè)的發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，物流也向著現(xiàn)代化方向迅速發(fā)展。物流現(xiàn)代化不僅是指物流手段（物流設(shè)施、設(shè)備等）和物流技術(shù)達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平，還包括物流管理（包括物流組織、物流計(jì)劃的編制、物流運(yùn)輸方案的選擇、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定，等等）的科學(xué)化?，F(xiàn)代物流就是信息化、現(xiàn)代化、社會(huì)化的物流。它是指物流企業(yè)采用網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)以及現(xiàn)代化的管理手段，針對(duì)社會(huì)需求，嚴(yán)格地安客戶要求進(jìn)行一系列的分類、編輯、分工、倉(cāng)儲(chǔ)、配貨、運(yùn)輸?shù)取，F(xiàn)代物流作為一種先進(jìn)的組織方式和管理技術(shù)，已經(jīng)被認(rèn)為是企業(yè)在降低物資消耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以外重要的第三利潤(rùn)源，它通過降低流通費(fèi)用，縮短流通時(shí)間，可以整合企業(yè)價(jià)值鏈、延伸企業(yè)的控制能力，加快企業(yè)資金周轉(zhuǎn)為企業(yè)創(chuàng)造新的利潤(rùn)。企業(yè)為了降低成本，提高效率就必須把各種有利于企業(yè)發(fā)展的技術(shù)（包括GIS 技術(shù)）融合到物流管理過程中，對(duì)提高企業(yè)管理水平和實(shí)行對(duì)各種數(shù)據(jù)高效的統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)其中涉及的問題如運(yùn)輸線路的選擇、倉(cāng)庫(kù)位置的選擇、倉(cāng)庫(kù)的容量與設(shè)置、合理裝卸策略、運(yùn)輸車輛的調(diào)度和投遞路線的選擇等進(jìn)行有效的管理與決策，這樣才符合現(xiàn)代物流的要求，才有助于物流企業(yè)有效的利用現(xiàn)有資源。尤其在電子商務(wù)環(huán)境下，供應(yīng)商必須全面、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)地掌握散布在全國(guó)各個(gè)中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)、經(jīng)銷商、零售商以及各種運(yùn)輸環(huán)節(jié)之中的產(chǎn)品流動(dòng)狀況，并以此制定生產(chǎn)和銷售計(jì)劃，及時(shí)調(diào)整市場(chǎng)策略。因此電子商務(wù)的發(fā)展更加推動(dòng)了現(xiàn)代物流業(yè)迅速興起。隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)必將成為物流管理中不可缺少的一部分。那么，把 GIS 技術(shù)融入到物流配送的過程中，就能更容易地處理物流配送 GIS 在物流配送中的應(yīng)用9中貨物的運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、送遞等各個(gè)環(huán)節(jié)（如圖 2） ，并對(duì)其中涉及的問題如運(yùn)輸路線的選擇、倉(cāng)庫(kù)位置的選擇、倉(cāng)庫(kù)的容量設(shè)置、合理裝卸策略、運(yùn)輸車輛的調(diào)度和投遞路線的選擇等進(jìn)行有效的管理和決策分析，這樣才符合現(xiàn)代物流的要求，才有助于物流配送企業(yè)有效地利用現(xiàn)有資源，降低消耗，提高效率。實(shí)際上，隨著電子商務(wù)、物流和 GIS 本身的發(fā)展，GIS 技術(shù)將成為全程物流管理中不可缺少的組成部分。圖圖 2 物流配送過程物流配送過程 GIS 在物流配送中的應(yīng)用103 智能配送體系及優(yōu)化調(diào)度模型3.1 智能配送體系隨著大批量、少批次的物流活動(dòng)逐步被小批量、多批次的物流配送所取代，企業(yè)為了降低成本，提高效益，物流智能配送體系就越來越重要了。物流智能配送體系就是運(yùn)用 GIS 技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等，依托高精度的電子地圖，對(duì)物流配送業(yè)務(wù)進(jìn)行管理。其體系結(jié)構(gòu)圖如 3 所示：圖圖 3 智能配送體系結(jié)構(gòu)圖智能配送體系結(jié)構(gòu)圖智能配送體系就是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)配送業(yè)務(wù)的信息化處理，將所有受理的業(yè)務(wù)中所收集到的信息進(jìn)行匯總整理；在調(diào)度過程中根據(jù)整理好的數(shù)據(jù)生產(chǎn)最佳的調(diào)度方案，從而實(shí)現(xiàn)車輛裝載及運(yùn)輸線路的統(tǒng)一安排，并對(duì)在執(zhí)行任務(wù)的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)調(diào)度，進(jìn)而滿足現(xiàn)實(shí)需求的變化。從配送業(yè)務(wù)流程的分析中，可以提煉出智能配送體系需要實(shí)現(xiàn)的功能（如圖 4）有：（1）配送信息資源收集處理：系統(tǒng)可以根據(jù)前臺(tái)受理、網(wǎng)絡(luò)訂單、自提貨及送貨信息等多種途徑收集客戶信息。然后對(duì)這些信息進(jìn)行歸類整理，確定信 GIS 在物流配送中的應(yīng)用11息類別，系統(tǒng)根據(jù)不同的信息類別將信息分發(fā)到不同的職能部門進(jìn)行處理。（2）優(yōu)化調(diào)度管理：包括配載和配送線路的最優(yōu)化。配送業(yè)務(wù)要求按時(shí)或盡快的將貨物交到客戶的手中，而貨物的配載和送貨路線的規(guī)劃是配送業(yè)務(wù)的主要組成部分。貨物的配載和送貨路線的規(guī)劃是緊密聯(lián)系在一起的，貨物配載必須根據(jù)車輛的裝載能力和車輛的行駛線路進(jìn)行分配的，而車輛的行駛線路是根據(jù)各種需求信息和道路信息分析出的車輛最佳行駛路線，確保運(yùn)輸車輛的裝載率較高，且配送在能夠滿足客戶需求的情況下達(dá)到配送成本最低化和綜合目標(biāo)最優(yōu)化。（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度管理：通過 GIS、GPS 等技術(shù)，實(shí)時(shí)地將道路信息、車輛信息以及行駛信息等進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理，能夠隨時(shí)獲知正在執(zhí)行任務(wù)的所有車輛的情況，幫助調(diào)度監(jiān)控人員對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)度管理。（4）對(duì)客戶進(jìn)行服務(wù)：建立完善的客戶管理模塊，將客戶的相關(guān)信息（詳細(xì)地址、單位、電話、手機(jī)、郵箱等）存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，建立客戶檔案，對(duì)各類信息進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，方便以后改進(jìn)作業(yè)流程，通過客戶的滿意度。（5）各種費(fèi)用的管理：收集到客戶委托配送消息后，根據(jù)貨物的重量、貨物的性質(zhì)、需要配送的距離，確定對(duì)客戶收取的費(fèi)用總和，并對(duì)費(fèi)用信息進(jìn)行圖圖 4 智能配送系統(tǒng)主要功能智能配送系統(tǒng)主要功能 GIS 在物流配送中的應(yīng)用12保存，為以后財(cái)務(wù)匯總，查詢等做準(zhǔn)備。智能配送體系與現(xiàn)有的配送方式相比，智能配送體系的優(yōu)勢(shì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在：合理化管理可以減輕調(diào)度人員和司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度；合理化調(diào)度可以降低運(yùn)輸成本，時(shí)滿足客戶需求，提高物流配送的服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)物流配送的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和專業(yè)性；提高工作效率，縮短總體配送時(shí)間（總體配送時(shí)間=調(diào)度時(shí)間+運(yùn)輸時(shí)間）提高物流企業(yè)的決策分析能力，降低社會(huì)物流成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。3.2 物流智能配送的優(yōu)化調(diào)度物流配送中最主要的問題之一就是車輛調(diào)度問題，它是指在客戶需求位置已知的情況下，確定車輛在配送過程中的行駛路線，達(dá)到運(yùn)輸線路最短或運(yùn)輸成本最低化，這將直接影響到配送的效率、服務(wù)質(zhì)量和配送成本或企業(yè)效益。因此在配送系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度將會(huì)成為整個(gè)配送系統(tǒng)的核心部分。調(diào)度可分為直送式調(diào)度（點(diǎn)到點(diǎn)） 、多客戶點(diǎn)調(diào)度（一對(duì)多） 、在途調(diào)度三種調(diào)度方式。1、直送式調(diào)度當(dāng)某個(gè)客戶的貨物量過大時(shí)，達(dá)到車輛的最大裝載量，即車輛滿載情況下時(shí)，采用直送式配送。直送式調(diào)度只對(duì)應(yīng)一個(gè)客戶點(diǎn)進(jìn)行配送；配送一般分為兩步執(zhí)行：首先是進(jìn)行車輛的選擇，根據(jù)需要配載貨物重量、體積和類型來選擇車輛；第二步是 選擇運(yùn)輸線路，根據(jù)不同的道路情況（例如道路的正常車流量、等級(jí)等） ，利用GIS 系統(tǒng)中常用的最短路徑功能可直接求取最短線路。2、多客戶點(diǎn)調(diào)度多客戶點(diǎn)調(diào)度就是配送企業(yè)對(duì)應(yīng)有多個(gè)需求點(diǎn)（客戶點(diǎn)）時(shí)的情況下，各客戶所需要的貨物量又不大，在這樣的情況下就需要對(duì)多個(gè)客戶的貨物進(jìn)行配送。這就需要考慮到多種約束條件，合理地選擇車輛，還要根據(jù)車輛的最優(yōu)行駛線路，對(duì)貨物進(jìn)行有序裝載。3、在途調(diào)度 GIS 在物流配送中的應(yīng)用13再涂調(diào)度問題屬于信息動(dòng)態(tài)變化類型的問題，信息變化的主要有：道路情況的變化、客戶信息變化（例如：客戶的更新或丟失、貨物需求量的變化、送貨時(shí)間的變化、送貨地點(diǎn)的變化等）等。但是當(dāng)這些變化的信息一旦明確已知后，就可以把原本動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度問題轉(zhuǎn)化為靜態(tài)車輛調(diào)度問題來解決。3.3 優(yōu)化調(diào)度模型基本結(jié)構(gòu)物流配送車輛調(diào)度問題的構(gòu)成要素主要包括貨物、車輛、配送企業(yè)(配送中心)、客戶、運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、約束條件和目標(biāo)函數(shù)等。(l)貨物貨物是配送的對(duì)象?？蓪⒚總€(gè)客戶需求(或供應(yīng))的貨物看成一批貨物。每批貨物都包括名稱、性質(zhì)、包裝、重量、體積、要求送到(或取走)的時(shí)間和地址等屬性。(2)車輛車輛是貨物的運(yùn)載一具。其土要屬性包括:車輛的類型、車輛的最大載重、車輛的裝載容積、車速等。車輛的類型有通用和專用之分。其中，裝載量和裝載容積屬性，是進(jìn)行車輛裝載決策的主要依據(jù)。(3)配送中心配送中心是指進(jìn)行集貨、配貨、配裝、送貨作業(yè)的指揮中心地。在不同的配送系統(tǒng)中，配送中心的數(shù)最可以只有一個(gè)，也可以有多個(gè).同時(shí)，對(duì)于某個(gè)配送中心，其供應(yīng)的貨物可能有一種，也可能有多種。(4)客戶客戶是指貨物的需求方或供應(yīng)方，可以是一般用戶，也可以是下屬倉(cāng)庫(kù)、零售商店等?？蛻舻膶傩园ㄐ枨筘浳锏臄?shù)量、需求貨物的時(shí)間、需求貨物的次數(shù)及需求貨物的滿足程度等，其中，客戶對(duì)配送時(shí)間的要求可分為以下兒種情況:無(wú)時(shí)間限制；有時(shí)間限制，并要求只能在指定的時(shí)間(也稱為硬時(shí)間窗)內(nèi)完成任務(wù):有時(shí)間限制，但可以不遵守(也稱為軟時(shí)間窗)，只是違反時(shí)要給予一定的懲罰。(5)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò) GIS 在物流配送中的應(yīng)用14運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)是由頂點(diǎn)(指配送企業(yè)、客戶)、無(wú)向邊和有向弧(道路)組成的.邊、弧的屬性包括方向、權(quán)值和交通流量限制等。某運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中可能僅有無(wú)向邊；也可能僅含有向弧；還可能既有無(wú)向邊，又含有向弧。運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中邊或弧的權(quán)值可以表示距離、時(shí)間或費(fèi)用。邊或弧的權(quán)值變化分為以下兒種情況：固定，即不隨時(shí)間和車輛的不同而變化；隨時(shí)間不同而變化或者隨車輛的不同而變化；既隨時(shí)間不同而變化，又隨車輛不同而變化。(6)約束條件配送車輛調(diào)度問題的約束條件土要包括：滿足所有客戶對(duì)貨物品種、數(shù)量的要求；滿足客戶對(duì)貨物到達(dá)時(shí)間范圍的要求；車輛在配送過程中的實(shí)際載貨量不得超過車輛的最大允許裝載量和車輛容積；在配送企業(yè)現(xiàn)有運(yùn)力范圍內(nèi)；在道路通過允許的條件下。(7)優(yōu)化目標(biāo)對(duì)配送車輛調(diào)度問題，可以選用一個(gè)指標(biāo)，也可以選用多個(gè)指標(biāo)。經(jīng)常選用的優(yōu)化有：配送的總距離最短。配送里程與配送車輛的耗油量、磨損程度以及司機(jī)疲勞程度等直接相關(guān)，它直接決定運(yùn)輸?shù)某杀?，?duì)配送業(yè)務(wù)的經(jīng)濟(jì)效益有很大影響。由于配送距離計(jì)算方便，因此，它是確定配送路線時(shí)使用最多的一個(gè)指標(biāo)。配送車輛的利用率最大。即將配送貨物的重量、體積與車輛的載重率和載重體積結(jié)合起來考慮，以所有配送車輛的空間利用率或載重利用率最大為目標(biāo)(一般為載重利用率)。綜合費(fèi)用最低。降低綜合費(fèi)用是實(shí)現(xiàn)配送業(yè)務(wù)經(jīng)濟(jì)效益的基本要求。在物流配送中，與取、送貨有關(guān)的費(fèi)用包括：車輛維護(hù)和行駛費(fèi)用、道路交通管理費(fèi)、貨物裝卸費(fèi)用、有關(guān)人員工資費(fèi)用等。準(zhǔn)時(shí)性最高。在現(xiàn)代配送業(yè)務(wù)中，很多客戶對(duì)交貨時(shí)間的要求越來越嚴(yán) GIS 在物流配送中的應(yīng)用15格，為了提高配送的服務(wù)質(zhì)童，很多配送企業(yè)都己將配送準(zhǔn)時(shí)性最高作為確定配送路線的目標(biāo)。3.4 優(yōu)化調(diào)度模型的構(gòu)造從前面的分析中，可以看出，現(xiàn)實(shí)中物流配送企業(yè)的車輛調(diào)度作業(yè)很復(fù)雜，它涉及多方面的約束條件與用戶需求，包括貨物需求斌、發(fā)送量、車輛容量限制、時(shí)間限制等等。根據(jù)這些分析，本文對(duì)優(yōu)化調(diào)度問題的界定如下：在一個(gè)存在供求關(guān)系的系統(tǒng)中，有一個(gè)配送企業(yè)、若干個(gè)客戶，該配送企業(yè)配有若干輛車，在營(yíng)業(yè)時(shí)間內(nèi)，配送企業(yè)對(duì)一定區(qū)域范圍內(nèi)的客戶進(jìn)行物流配送服務(wù)，根據(jù)客戶要求向貨物需求點(diǎn)執(zhí)行配送任務(wù)。車輛從配送企業(yè)出發(fā)依次訪問各個(gè)客戶，每輛車的一次載重量不能超過其額定載重星，且每個(gè)貨物要在客戶要求的時(shí)間范圍內(nèi)得到配送，要求合理調(diào)度車輛，安排車輛裝載和乍輛的出行時(shí)間及行車路線，使整個(gè)配送過程實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。3.4.13.4.1 模型構(gòu)造模型構(gòu)造為建立接近實(shí)際情況的物流配送車輛優(yōu)化調(diào)度模型，現(xiàn)假設(shè)配送企業(yè)位置、需求點(diǎn)位置和道路等己知的情況下，對(duì) m 輛車，n 個(gè)客戶點(diǎn)，確定車輛分配(每輛車負(fù)責(zé)的客戶點(diǎn))及每輛車的行駛路線，同時(shí)滿足下列條件：(l)所有車輛路線的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)都是配送始發(fā)點(diǎn) O；(2)每個(gè)客戶有一個(gè)非負(fù)的貨物需求量；(3)一輛車可以為多個(gè)客戶服務(wù)；(4)每輛車要在客戶要求的時(shí)間范圍內(nèi)送到各客戶點(diǎn)。變量和參數(shù)符號(hào)說明:n：表示配送需求點(diǎn)的數(shù)目(即客戶點(diǎn))；i，j:均表示車輛需要經(jīng)過的某個(gè)客戶點(diǎn)(i，j=0，l，2，3n);其中，將配送企業(yè)看作一個(gè)特殊客戶點(diǎn)，當(dāng) i=0 或 j=0 時(shí)，該點(diǎn)表示為配送企業(yè)點(diǎn)；k：表示執(zhí)行配送任務(wù)的某一輛車(k=l，2，K)；K：表示使用的車輛數(shù)目；qi：表示客戶點(diǎn) i 的貨物重量；vi:表示客戶點(diǎn) i 的貨物體積大小; GIS 在物流配送中的應(yīng)用16ETi，LTi：為客戶點(diǎn) i 要求貨物送到的時(shí)間范圍(其中，ETi 為最早到達(dá)時(shí)間，LTi 為最晚到達(dá)時(shí)間)；STi：表示車輛在客戶點(diǎn) i 服務(wù)的時(shí)間，通常服務(wù)時(shí)間與客戶點(diǎn) i 的貨物量有關(guān)系，為方便表達(dá)，本文以正比關(guān)系表示兩者的關(guān)系；Qk：表示車輛 k 的最大載重，為方便計(jì)算，可將車輛看為同一型號(hào)的車，載重量相同；Vk：表示車輛 k 的最人體積容量，同一型號(hào)的車輛，其體積容最相同；Cij：表示客戶點(diǎn) i 到客戶點(diǎn) j 的運(yùn)輸成本(它也可表示為客戶點(diǎn) i 到 j 的運(yùn)輸距離、運(yùn)輸時(shí)間等，但通常認(rèn)為運(yùn)輸成本是與運(yùn)輸距離成一定比例關(guān)系，因此，本模型中直接以距離表示來說明問題，即 i 到 j 的距離與 Cij 為 l:1 關(guān)系)，而當(dāng) i=j 時(shí)，Cij = 0；Si：車輛到達(dá)客戶點(diǎn) i 的時(shí)間；w1：車輛剩余載重的懲罰系數(shù)；w2：早到等待的懲罰系數(shù)；w3：遲到的懲罰系數(shù)；b：裝卸耗時(shí)與貨物量的比率關(guān)系，b0。3.4.23.4.2 數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型：3.4.33.4.3 模型說明：模型說明：式(1)為目標(biāo)函數(shù)，它將各項(xiàng)最低化目標(biāo)綜合進(jìn)行考慮，包括距離最少化、 GIS 在物流配送中的應(yīng)用17空載率最低化和配送時(shí)間最準(zhǔn)時(shí)化：其中 表示車輛運(yùn)輸距離或運(yùn)輸成本，這與 Cij 所代表的意義相關(guān)(為清晰地說明問題，本文直接以 Cij 表示 i 到 j 的距離進(jìn)行問題研究)：表示車輛的剩余載重代價(jià)： 表示車輛到達(dá)每個(gè)客戶點(diǎn) i 的時(shí)間，應(yīng)該在客戶 i 要求的時(shí)間范圍ETi，LTi內(nèi)到達(dá)，否則對(duì)其進(jìn)行懲罰，當(dāng)懲罰系數(shù)為無(wú)窮大時(shí)，即為硬時(shí)間窗問題，表示不滿足時(shí)間要求的話，即為不可行解。式(2)(7)為模型的約束條件：式(2)表示車輛 k 是否從客戶點(diǎn) i 處行駛至客戶點(diǎn) j 處，如果是則為 1，否則為 0；式(3)表示客戶點(diǎn) i 的貨物是否由車輛 k 來運(yùn)輸，如果是則為 1，否則為 0；式(4)表示車輛 k 運(yùn)輸?shù)呢浳镏亓靠偤筒荒艹^車輛 k 的最大載重能力；式(5)表示一乍輛 k 運(yùn)輸?shù)呢浳矬w積總和不能超過車輛 k 的體積裝載能力；式(6)表示車輛 k 在客戶點(diǎn) i 停留的時(shí)間，與該客戶的貨物需求童成正比；式(7)表示使用的車輛數(shù)目 K 應(yīng)不超過配送企業(yè)的現(xiàn)有車輛數(shù)目 m。該模型具有一定的通用性，根據(jù)現(xiàn)實(shí)中不同的需求情況，可以對(duì)日標(biāo)函數(shù)中的懲罰系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，將其轉(zhuǎn)化為不同類型的問題。即對(duì)w1，w2，w3 的值根據(jù)追求的目標(biāo)不同，進(jìn)行改變。其中，當(dāng) w1，w2，w3 極小時(shí)，目標(biāo)函數(shù)可以簡(jiǎn)化為當(dāng) w1，w2，w3 極大時(shí)，目標(biāo)函數(shù)可以簡(jiǎn)化為具體的參數(shù)設(shè)置需根據(jù)具體應(yīng)用的要求來設(shè)定。隨著越來越多的客戶對(duì)物流配送企業(yè)提出即時(shí)配送的配送要求，是否能做到準(zhǔn)時(shí)配送成為考查現(xiàn)代配送企業(yè)服務(wù)水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，因此，客戶所提出的時(shí)間表，將成為配送企業(yè)對(duì)配送車輛制定調(diào)度計(jì)劃的重要依據(jù)。 GIS 在物流配送中的應(yīng)用183.5 目標(biāo)適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計(jì)從前面的模型構(gòu)造中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)求解優(yōu)化調(diào)度模型的目標(biāo)是多樣化的，可以是費(fèi)用最少，車輛使用率最大，也可以是服務(wù)窗時(shí)間最優(yōu)先滿足。通用的目標(biāo)函數(shù)如下式所示，在各子目標(biāo)前修改適當(dāng)?shù)臋?quán)重，可以得到不同的優(yōu)化日標(biāo)。其中，當(dāng) w1，w2，w3 極小或者極大時(shí)，目標(biāo)函數(shù)會(huì)成為僅考慮運(yùn)輸距離的問題或者不考慮距離而僅考慮車輛載重率及配送時(shí)間的問題。因此，為了使各子目標(biāo)不被邊緣化，需要平衡各自之間的比重。為了能與配送行駛距離更好的聯(lián)系起來，可以令 w2=車輛的平均行駛速度(李怡，2006)，同時(shí)另 w3 為無(wú)窮大，即必須在規(guī)定的最晚時(shí)間內(nèi)到達(dá)，可以早到等待，但不能延遲到達(dá)。以一個(gè)例子模擬上面所設(shè)計(jì)的算法的執(zhí)行步驟，基本數(shù)據(jù)為:設(shè)有一個(gè)貨物調(diào)度中心，營(yíng)業(yè)時(shí)間為 8:0022:00，現(xiàn)有 8 個(gè)需求客戶，各客戶的需求量為qi(單位：噸)，服務(wù)時(shí)間窗范圍ETi，LTi，客戶需求信息由表 33 給出，調(diào)度中心及各客戶之間的距離由表 34 給出，假設(shè)客戶點(diǎn)配送停留時(shí)間 STi (單位：小時(shí))與 qi 成 3:10 比例，這些客戶需求由容量為 5 噸的同種類車輛完成服務(wù)，汽車平均速度為 40km/h，迭代次數(shù)設(shè)為 100，且調(diào)度中心派出車輛執(zhí)行調(diào)度的時(shí)間根據(jù)需求不斷變化。表表 3 33 3 客戶需求信息客戶需求信息客戶點(diǎn) i12345678需求量 qi（噸）0.710.50.71.52.50.251配送停留時(shí)間STi（小時(shí)）0.210.30.150.210.450.750.0750.3預(yù)定配送到達(dá)時(shí)間范圍ETi，LTi09:0010:0011:0013:0014:0017:0013:0015:0009:0012:0010:0014:0012:0015:0009:0012:00表表 3 3 一一 4 4 距離信息距離信息(km(km GIS 在物流配送中的應(yīng)用19距離Cij01234567800203038451005080401200332050253855502303303850503838383382038050254545754455050500503838505100255025500354538650383845383503550780553845384535050840503875503850500計(jì)算結(jié)果為：考慮時(shí)間窗的情況下：計(jì)算結(jié)果為 01582730640，即共需要 2 輛車，路徑總長(zhǎng) 375km。車輛 1 的行駛順序?yàn)?配送中心 0客戶 l客戶 5客戶 8客戶2客戶 7客戶 3配送中心 0，最佳出發(fā)時(shí)間為 8:55，車輛 2 的行駛順序?yàn)?配送中心 0客戶 6客戶 4配送中心 0，最佳出發(fā)時(shí)間為 12:18。根據(jù)生成的配送路線，則客戶貨物的裝載也可以得到，車輛 1 的客戶貨物裝載順序?yàn)椋嚎蛻?3客戶 7，客戶 2客戶 8客戶 5客戶 1；車輛 2 的客戶貨物裝載順序?yàn)椋嚎蛻?4客戶 6。車輛 l 的裝載任務(wù)必須在 8:55 之前完成，車輛 2 的裝載任務(wù)必須在 12:18 之前完成，不耽誤車輛的最佳出發(fā)時(shí)間。不考慮時(shí)間窗的情況下，將時(shí)間懲罰系數(shù)設(shè)為 0，則計(jì)算結(jié)果為01358027640，即共需 2 輛車，路徑總長(zhǎng)為 329km。車輛 1 的行駛順序?yàn)椋号渌椭行?0客戶 1客戶 3客戶 5客戶 8配送中心 0，車輛 2 的行駛順序?yàn)椋号渌椭行?0客戶 2客戶 7客戶 6客戶 4配送中心 0。同樣的，車輛 1 的客戶貨物裝載順序?yàn)椋嚎蛻?8客戶 5客戶 3客戶 1；車輛 2 的貨物裝載為：客戶 4客戶 6客戶 7客戶 2。算法生成的裝載順序是根據(jù)貨物送達(dá)順序， “先送后裝”的原則給出的參考裝載順序，在實(shí)際裝載過程中，還需要通過人 l:的干預(yù)，考慮:貨物重不壓輕，大不壓小，貨物堆放重心平衡等因素，進(jìn)行實(shí)際的裝載工作。3.6 優(yōu)化調(diào)度模型算法的應(yīng)用(l)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面中加入 GIS 組件，以實(shí)現(xiàn)物流地理數(shù)據(jù)的顯示、分析(2)基于 GIS 提供的實(shí)際地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度的基本問題:最短路徑 GIS 在物流配送中的應(yīng)用20問題在進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度決策時(shí)，首先要確定調(diào)度模型涉及的算法參數(shù)。在 GIS 中，距離參數(shù)必須通過空間數(shù)據(jù)的計(jì)算得到客戶點(diǎn)及配送企業(yè)點(diǎn)的兩兩之間的實(shí)際路徑距離。兩點(diǎn)之間的路徑可以有很多條，在進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的時(shí)候，必須保證車輛走最短的路程，這是總成本最低的保證，同時(shí)也是總路徑最短的保證。那么求解任意兩點(diǎn)之間的最短路徑就成了解決優(yōu)化調(diào)度問題的基礎(chǔ)。最短路徑不僅僅指一般地理意義上的距離最短，還可以引中到其他的度量，如時(shí)間、費(fèi)用、線路容量等。相應(yīng)地，最短路徑問題就成為最快路徑問題、最低費(fèi)用問題等。無(wú)論是計(jì)算最短路徑還是最佳路徑，其算法都是一致的，不同之處在于有向圖中每條弧段的權(quán)值設(shè)置。如果需要計(jì)算最短路徑，則權(quán)值設(shè)置為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際距離:而要計(jì)算最佳路徑，則可以將權(quán)值設(shè)置為從起點(diǎn)到終點(diǎn)的時(shí)間或費(fèi)用。因此，無(wú)論是距離最短、時(shí)間最快還是費(fèi)用最低，它們的核心算法都是最短路徑算法。假設(shè)道路的通行質(zhì)量是相同的，而且是隨時(shí)間也沒有變化。那么，行車時(shí)間和距離之間就存在著簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。要計(jì)算兩點(diǎn)之間的行車時(shí)問，只要知道兩點(diǎn)之間的距離就可以了。這樣，問題就集中在求兩點(diǎn)之間的距離了。最短路徑問題是 GIS 網(wǎng)絡(luò)分析中的最基本最關(guān)鍵的問題。本文研究過程中，采用 GIS 最短路分析功能獲得目標(biāo)點(diǎn)間距離信息，為后續(xù)調(diào)度決策做準(zhǔn)備。(3)將最短路分析得到的實(shí)際路程距離作為優(yōu)化調(diào)度模型中的距離參數(shù) q，對(duì)算法的迭代次數(shù)、車輛速度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，利用采集到的客戶需求信息，如:貨物需求量，配送時(shí)間段等分別對(duì)應(yīng)到模型中的各個(gè)參數(shù)，進(jìn)行算法的運(yùn)算，制定出優(yōu)化調(diào)度的方案。然而，實(shí)際配送過程中，配送企業(yè)的客戶需求信息是不斷變化的，路網(wǎng)中的交通流量也每時(shí)每刻都在變化.初始調(diào)度計(jì)算出的最優(yōu)結(jié)果往往在實(shí)際運(yùn)行中并不是最合適的線路，不能滿足實(shí)際配送業(yè)務(wù)和客觀變化的需求.因此，調(diào)度的過程井不僅僅是事先性和一次性的，需要不斷對(duì)行駛中的車輛進(jìn)行監(jiān)控和實(shí)時(shí)調(diào)度，必須根據(jù)動(dòng)態(tài)條件進(jìn)行運(yùn)輸路線選擇。這一動(dòng)態(tài)調(diào)度的實(shí)現(xiàn)需要在車輛監(jiān)控系統(tǒng)的支持下，依靠 GIS、GPS 等多種技術(shù)來實(shí)現(xiàn).在信息動(dòng)態(tài)變化的條件下解決在途調(diào)度問題，通?？捎脙煞N調(diào)度策略:一種是整體重新調(diào)度策略，另一 GIS 在物流配送中的應(yīng)用21種是局部調(diào)整調(diào)度策略(劉云霞，2004)。所謂整體重新調(diào)度，是當(dāng)出現(xiàn)新的需求或特殊情況時(shí)，按照初始調(diào)度的策略對(duì)所有在途車輛重新生成調(diào)度方案，即將所有在途車輛看作一個(gè)整體，按照靜態(tài)調(diào)度的思想來考慮新情況。這種調(diào)度策略的優(yōu)點(diǎn)是整體調(diào)度策略得到優(yōu)化，但是在這種策略下，在途調(diào)度牽一發(fā)而動(dòng)全身。如果整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)在調(diào)度過程接收新信息比較頻繁，那么其算法調(diào)用的次數(shù)也會(huì)很頻繁，這將可能由于沒有重新優(yōu)化所需時(shí)間和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間導(dǎo)致很多信息無(wú)法進(jìn)行處理，因此整體重新調(diào)度策略在實(shí)際中是不可取的。另一種是局部調(diào)整策略，即在原有初始調(diào)度解的基礎(chǔ)上，對(duì)接收的實(shí)時(shí)信息按照信息的類別不同分別進(jìn)行處理，只針對(duì)出現(xiàn)新情況的某一輛車或者某一個(gè)客戶進(jìn)行局部的調(diào)整，用局部?jī)?yōu)化策略進(jìn)行處理.盡管局部調(diào)整策略下得到的調(diào)度處理方案可能劣于整體重新調(diào)度策略下得到的調(diào)度方案，但是它的涉及面小，對(duì)原有方案的改動(dòng)小，適用于現(xiàn)實(shí)配送過程中的在途調(diào)度。優(yōu)化調(diào)度模型與 GIS 集成的日的是基于 GIS 空間分析功能，形成高效的調(diào)度決策方案.實(shí)現(xiàn)高效、便捷的物流配送。在優(yōu)化調(diào)度模型求解算法的可行性驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，對(duì)優(yōu)化調(diào)度模型與 GIS 的集成進(jìn)行了詳細(xì)分析，包括集成的相關(guān)數(shù)據(jù)分析、集成的功能分析以及集成的具體過程分析。利用 GIS 能高效處理空間和屬性數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，使得優(yōu)化調(diào)度模型及其算法的實(shí)現(xiàn)不再顯得抽象，即基于 GIS 提供的實(shí)際地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和它的空間分析能力，結(jié)合前面所述的分析方法及算法，實(shí)現(xiàn)配送的優(yōu)化調(diào)度。并基于 GIS 和優(yōu)化調(diào)度模型的集成，在監(jiān)控子系統(tǒng)的支持下，通過對(duì)調(diào)度過程中不同新需求的分析，詳細(xì)的分析了車輛在途調(diào)策略。 GIS 在物流配送中的應(yīng)用224 結(jié)束語(yǔ)當(dāng)今，隨著電子商務(wù)的再次興起和經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，物流業(yè)愈來愈成為熱點(diǎn)。在我國(guó)，GIS 技術(shù)及其軟件的開發(fā)和應(yīng)用目前已經(jīng)引起有關(guān)方面的高度重視，取得了一些重要成果，并開始提供使用。但從整體來看，GIS 的應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大，而且缺乏有效的宏觀調(diào)控。尤其能高效地處理空間和屬性數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)來建立基于 GIS 的物流配送系統(tǒng)雖處于初始階段，但無(wú)疑是有益的嘗試，它必將是以后的發(fā)展趨勢(shì)。 GIS 在物流配送中的應(yīng)用23參 考 文 獻(xiàn)1、張鐸 我國(guó)物流企業(yè)如何迎接電子商務(wù)中國(guó)流通經(jīng)濟(jì) 2001.1，28-302、劉秉鐮，姜國(guó)杰我國(guó)現(xiàn)代物流發(fā)展中的若干問題鐵道物資科學(xué)管理 2001.1，10-123、王平基于 GIS 智能配送系統(tǒng)研究碩士論文 2008.6，10.17-184、葉杰剛關(guān)于物流問題的理論探索當(dāng)代經(jīng)濟(jì)科學(xué) 2001.1，35-375、陳罕琳信息技術(shù)讓物流貨暢路通計(jì)算機(jī)周刊 2001.3，41-426、劉云霞，動(dòng)態(tài)車輛調(diào)度問題分析及算法設(shè)計(jì).西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004.7、金真、王小麗物流信息管理北京電子工業(yè)出版社 2008，121-1238、邵舉平物流管理信息系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社 2005.8，98-1009、張衛(wèi)星，論現(xiàn)代物流中的供應(yīng)鏈管理和供應(yīng)鏈戰(zhàn)略.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)A.2001 年 12 月第 4 期，46-4910、李玲，劉正綱，楊德宏.基于 GIS 技術(shù)物流配送系統(tǒng)的研究.礦山測(cè)量，2007，811、李怡，范軍濤 GIS 技術(shù)與配送車輛路線規(guī)劃問題的一種結(jié)合方法.科技與管理，2006，412、王婷婷.張鐸.物流管理的發(fā)展趨勢(shì).中國(guó)物資流通.2000 年 12 期，14-1713、張鐸.我國(guó)物流企業(yè)如何迎接電子商務(wù)中國(guó)流通經(jīng)濟(jì).2001 年 01 期 12-1314、陳一水，韓江，龔延成.帶時(shí)間窗約束的配載車輛調(diào)度問題研究.物流科技，2009.3，2215、鄧濤，陳瑤.基于專家系統(tǒng)的物流配送智能仿真系統(tǒng)探析.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，2816、李軍，曹立明，王小平. 基于 GIS 的物流配送路徑計(jì)算.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2007，2417、符卓，陳斯衛(wèi).車輛路徑問題的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)第七 GIS 在物流配送中的應(yīng)用24屆學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2004，9971002.18、李從信，孟樣肉，張穎.GIS 超市配送系統(tǒng)開發(fā)及路徑優(yōu)化算法研究.陜西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，21