基于GIS的校园物流管理信息系统的设计与实现

基于GIS的校园物流管理信息系统的设计与实现一、前言随着现代信息网络技术的日益完善和世界运输业的自由化，现代物流作为一种先进的组织方式和管理技术，已被认为是企业在降低物资消耗、提高劳动生产率以外重要的“第三利润源”。今后物流产业发展的主导方向将是物流内涵的拓展、过程的延伸、范围的扩大及管理的专业化、标准化与信息化。现代物流在我国才刚刚起步，管理信息化程度低，发展过程中存在许多问题，如：中小物流企业的信息化程度低、缺乏拥有自主知识产权的物流信息系统、提供基础信息和公共服务的平台发展缓慢等等。为适应我国经济快速发展及物流产业信息化的基本要求，利用现代信息网络与GIS技术，建立一个集科学化、可视化、智能化于一体的物流管理系统，为物流企业科学、高效管理物流物资配送过程，提供方便快捷的管理决策工具。针对目前尚不成熟的校园物流管理系统，本文以高校为研究对象，将数字校园与物流管理系统相结合，立足于国内外物流产业信息化现状和未来趋势的分析，参考借鉴国内一些典型的物流信息系统设计思想，吸收国外先进的物流管理理念，在此基础上完成基于GIS的校园物流管理信息系统的设计。以集美大学为例，构建基于GIS的现代仓储及物流管理信息系统，完成了系统的设计，并初步实现了物流信息管理，其包括空间定位，地图查询、物流配送，最短路径等功能。将该系统应用于校园实践中，在一定程度上提高物流企业的生产效率，从而最大化物流企业的经济效益。二、国内外物流产业信息化现状我国传统的物流业存在的问题主要有以下几个方面:1.管理体制落后。我国物流社会化程度低，物流管理体制混乱,物流体系的建设上长期处于一种无序的状态。2.粗放经营。中国物流的基础设施和装备已初具规模,但内在质量差,运作效益低。3.第三方物流市场发育不足。据有关专家统计,独立于供给方和需求方的第三方物流市场的比重,日本为80%,美国为57%,而中国仅为18%面对中国物流业如此巨大的市场,第三方物流市场明显发育不足。进入新世纪，信息化成为物流产业的支柱，物流的信息化的特点在于在物流过程中进行信息采集、管理、分析和调度，并根据反馈情况及时进行调整。与传统物流相比，信息化管理能最大限度地利用有效信息对物流活动进行指导和管理，并能即时监控输送过程，事后及时进行反馈分析。随着客户对所购买商品或者服务的要求越来越高，在物流过程中，物流必须在有限的资源限制下满足顾客对速度与可获得性的需求。而以信息化为支柱的物流则在降低成本的同时，保证了供货速度的可获得性以及良好的服务品质，增加了客户的满意度，提高了商品销售额，从而提高了企业的竞争力。可见物流信息化是现代物流发展的必然趋势和现代物流业务的神经中枢。我国只有39%的物流供给企业拥有物流信息系统，说明我国物流供给市场的信息化程度较低，不能满足客户需求。基于GIS的校园物流管理信息系统就是为了提高物流企业的生产效率所研制开发的一个实用信息系统。三、基于GIS的校园物流管理信息系统的关键技术3.1GIS概述地理信息系统(GIS)是集计算机科学、地理学、信息科学等学科为一体的新兴边缘科学，它着重对信息进行加工、处理、应用、融合、交叉渗透，并实现各种信息的可视化［２］。GIS能将空间信息和属性信息以地理实体为主线组织起来，使其支持一般管理信息系统所不能支持的空间查询和空间分析功能，便于制定规划和决策。现代网络地理信息系统(WebGIS)的兴起更使其成为商业领域一种新兴的信息查询和信息分析工具，应用的范围不断拓展。凡是涉及到地理分布的领域都可以应用GIS技术。它为用户提供了一种高度可视化的方法，显示和分析与地理位置相关的数据，从而更好地为客户服务进行决策，管理资产和运营。其特有的功能可使程序开发人员将地图化功能嵌入实际应用中［２］，开发人员可在他们熟悉的环境中工作，用户则可通过应用程序访问地图数据。3.2.最短路径算法要提高物流管理系统的工作效率，需要将GIS技术中的最短路径应用于其中，从而使得物品能在最短的时间内送到客户手中。计算最短路径时，常采用经典图论中的Dijstra算法，也称为标号法。Dijstra算法把道路节点标主为临时性的T标号点集和最终选定的P标号点集，并把起点作为第一个P标号点集，然后根据最短路径的原则逐个选出T标号点集中的P标号点，并按P标号点扩展T标号点集，直到全部目标被标为P标号点集。从起点到终点的P标号就代表了所求的最短路径。最短路径算法可以弥补重心法的不足，比重心法更加符合实际的路网要求。此算法的判断条件不一定要是两点的距离，可以是两个在网络上两点间的任意权值（如运费，到达时间）。3.3选址的实现利用GIS软件选址的一般过程：1.数字化需求点和配送中心及相关道路的数据；2.确定配送中心的覆盖范围及预选点坐标；在确定预选点时，一般要考虑所选地点的经济因素、投资环境情况、是否有现在设施可利用和其它因素（如环保方面的因素）。3.利用GIS软件（如：ArcView,MapObjects等）里网络分析功能对预选点和需求点进行最短路径分析。即使配送的距离最短，暂忽略两节点间的运行时间及运输费用。图3-1集美大学校部物流配送分析上图3-1是以对集美大学送餐点为例，先在图上选好一个预选点（图中蓝色圆形表示），再以500米的范围选出可进行配送的需求点，利用MapObjects2.1的路径分析功能，计算单个配送中心对多个需求点进行配送的最短路径（图中红色的实线）。在实际的工作中，可使用组件编程，求多个预选点进行配送时的最短路径或对某个权值的最优化路径，通过比较后，获得最优的选址方案。而且可在道路网络图层的属性表里添加各种相关的属性作为网络分析时的权，如时间，金钱的开销等。通过建立完整约束的模型，和利用编程进行多次的迭代求解可获得更可靠的结果。以GIS作为基础平台进行分析，除了可使结果可视化外，还可以避免作为结果的后选点落在一些无效的点上，如山脉、湖泊。因为传统的求解过程是以纯数学模型，所以在计算过程中。并没有对所选的地址的地理空间属性计算在内，所以很有可能出现获得的方案把选址定在一些山脉、湖泊之上。四、基于GIS的校园物流管理信息系统的设计4．1数据组织采用的是ESRI公司的ARCSDE空间数据库引擎。本系统使用到的数据主要有三类。第一类是系统的网络分析功能使用到的支持数据（或辅助数据），包括三个表（“道路str”,“结果表”，“道路节点表”）。第二类是物流配送系统的专题数据。它包括（配送点、学生宿舍、教学楼等）。第三类为集美大学校区1：1000背景电子地图数据表，它包括“水系”、“道路面”、“绿地”等要素层。由于校园信息数据库不太大，为了方便用户对数据库的使用和维护，对于数据库内各表格的唯一标识符——主键的代码编制主要是采用了混合码。4.2功能设计基于GIS的物流信息系统是GIS技术支撑下的、通过建立完善的数据采集，分发、共享、处理、分析、存储的机制构筑的物流操作平台。包括系统管理、物流管理、物流配送三方面的功能。如下图所示：图4-1功能设计结构图五、集美大学校园物流管理系统实例分析本系统以VisualBasic6.0作为系统主控程序的开发平台，以MapObjects2.0为GIS基础软件平台，在VisualBasic6.0上添加MO的控件，利用MO的GIS分析功能完成对系统中最佳路径分析、空间查询等功能的开发。在开发之前使用ARCView作为数字化校园地图的工具，保存为Shapefiles格式。MO的特点包括如下几点：1.广泛的数据格式支持，包括ESRIShapefiles,ArcSDE及大量的栅格图像格式；2.支持通过微软ODBC进行外部数据库访问；3.支持扩展的图形数据及操作；4.支持投影；5.具有空间分析功能，可用于合并、交叉和缓冲区操作。5．1系统用户管理为方便系统使用，系统将用户管理分为三个类型：（１）普通用户，可以进行简单的地图操作与所有不伤害基础数据的操作；（２）管理员，实现所有功能操作；（３）主任级管理员，用于创建用户。管理员可以创建普通用户，修改自己的密码；主任级管理员可以实现各种用户添加功能；普通用户不能进入该窗体。物品类别登记数据维护打印设置退出系统5.2物流管理物品登记与物流处理物品流通情况查询物品流通情况总汇5.3物流配送5.3.1电子地图的基本操作视图放大：包括鼠标开窗放大、鼠标点击放大；视图缩小：包括鼠标开窗缩小、鼠标点击缩小；视图平移：将视图外的部分移到视野中心；坐标查询：查询电子地图图面任意一点的地理坐标；5.3.2配送路线优化建立校园物流最佳配送路线设计模型，在已知客户源的前提下（即知道客户源的地理位置），系统自动找到该客户源的最佳配送路径，并提供从配送中心到各配送网点的最佳行车路线，安排好送货次序，以节约企业配送成本；或者通过屏幕在电子地图上指定配送点，系统即给出从配送中心到各配送网点的最佳行车路线。六、结论及展望本文是在MapObjects和ESRI公司ARCView为平台的基础上结合VisualBasic6.0开发而成，通过对集美大学校园资源数据与属性数据的连接建立区域专