GIS在物流配送中的应用

基于GIS的物流配送车辆路线规划问题《基于GIS的物流配送路线规划研究》——参考史亚蓉等著赵娜内容•一、基于GIS的物流配送车辆路线规划问题的主要思想•二、ARCGIS最短路径分析简单操作1、基于GIS的物流配送车辆路线规划问题涉及的概念•1）地理信息系统(简称GIS)•——一种采集、处理、传输、存储、管理、查询、检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统，是分析处理和挖掘海量地理数据的通用技术。•2）车辆路线规划问题（简称VRP问题）•——指在一定的约束下，根据已知的待服务客户的网点布局、物流配送中心的位置、车辆的最大负荷等信息，为车队组织出适当的行车路线分送货物。使得在满足客户的需求的同时，实现诸如路程最短、成本最小、耗费时间最少等目标。2、传统的VRP问题研究存在的不足•1）各个配送点间的距离是以其直线距离作为计算依据，脱离了配送点间的实际路网；•2）现有的车辆路径问题的研究，没有将道路质量、通流能力等地理信息因素考虑进去；•3）现有的研究多是针对网点数据较小的情况(一般不超过20个)，但在网点数目庞大的情况下，从计算量上，很难得到精确解。3、基于GIS的物流配送VRP问题主要思想•1）、针对前两个问题•——地理信息缺失及实际路线与计算脱离问题•基于GIS的物流VRP问题•能将GIS中路径信息有效的利•用起来，不仅包括了路径距离•和客户节点编号，而且还包含•了路径通行能力、单双行等地•理属性特征，大大丰富了传统•VRP的网络图，同时也使VRP•模型更贴合实际。基于GIS的物流配送VRP问题主要思想•图基于GIS获取VRP问题所需具体数据的流程3、基于GIS的物流配送VRP问题主要思想•2）针对第三个问题•——网点数目庞大，难得精确解•基于GIS的物流配送VRP问题，采用了聚类算法求解。将大规模VRP问题的求解过程划分为两个阶段进行。•第一阶段是根据问题的规模将原来大规模的VRP问题运用聚类算法分解成一定数目的子问题，即将所有的客户分解成一定数目的客户群；•第二阶段是将每个客户群看成一个相对小规模的VRP问题，对各个客户群利用遗传算法进行求解4、小结•《基于GIS的物流配送路线规划研究》这篇文章分析了基于GIS的VRP问题与传统VRP问题的异同，阐述了在GIS基础上构建运输网络图的必要性并给出了具体步骤。•可以看出GIS在传统VRP问题中地理信息缺失及实际路线与计算脱离的不足，起到了很大的作用。丰富了传统VRP的网络图，同时也使VRP模型更贴合于实际问题。二、ARCGIS的最短路径分析简单操作——配送路径问题中比较简单的单点对最短路径问题实现1、建立好要分析的道路网络数据集网络数据集是网络分析的数据基础。2、进行最短路径分析找到两地通达的最短路1、建立道路网络数据集•1）、启动ArcCatalog，打开Network_Analyst中的Exercise4的Layers文件，找到•将在这个道路.Shapfile文件基础上建立网络数据集•2）、右键点击streets，找到NewNetworkDataset。如果此工具不可用，就在ArcCatalog的菜单tools点击extensions，添加NetworkAnalyst。•3）、点击NewNetworkDataset后，出现以下窗口，这里可以编辑网络数据集名称，点击进行下一步。•4）、此时出现如下界面，注意界面中的Connectivity按钮，点击后进行连通属性设置。5）点击Connectivity按钮后进行连通属性设置界面如下：•网络数据集的数据源分为边线数据、交汇点数据、转弯数据。•本例比较简单只含有一个Streets的边线数据集，所以这个也只有一个连通组，设置连通策略也只需要设置边线连通策略就够了，边线连通策略分为端点连通和任意节点连通，本例子选择端点连通。•对于点要素的连通策略设置以及多连通组等可以参考Esri(美国环境系统研究所公司)的网络分析的帮助，这里就不讲了。设置完成，点击Ok按钮后关闭设置窗口点击下一步6)进入高程字段设置界面•高程字段设置也是连通性设置的一部分，在右面的界面中可以设置是否需要高程字段，高程字段能表达线要素的高度起伏关系，可以通过高程字段判定边线的连通性，高程字段为数字型，当2条边线的连接点的高程字段值相同时为连通否则为不连通，这个在高架线与普通道路交叉时会有用到。•这里为Streets的边线的开始点选择F_ZLEV为高程字段，为结束点选择T_ZLEV为高程字段。然后点击下一步7）进入转弯数据turns设置界面•turns转弯是用来描述两到多个边线要素的转型特征，如交通网中的道理转弯规则设置，可以根据线创建turn要素，•本例子中没有创建turn要素，采用默认的GlobalTurns，默认的GlobalTurns就是无限制的转弯规则。默认点击下一步8）进入网络数据集属性设置界面•网络数据集属性设置就是根据字段属性控制网络的属性如走向（单行线）、阻值等9）本例子中我们做如下设置，点击Add按钮添加一个名为DriveTime属性，表示行驶该路段所用时间，设置如下：(其中在usebydefault中打钩)10）添加完DriveTime属性后双击进行字段设置如下：•在下面的设置中为Streets顺行花费的时间成本为FT_Minutes,逆行花费的时间成本为TF_Minutes，完成后点击ok按钮。11）路径长度Meters属性设置：12）本例还Add添加了Hierarchy属性（道路等级）设置，道路等级的值，采用field类型，是用VBScript代码对DISP_CODE字段的值和CFCC字段的值进行判断后得到：VBScript代码•res=3•if[DISP_CODE]=10or[DISP_CODE]=20then•res=1•endif•if[DISP_CODE]=30then•res=2•endif•if[CFCC]=A63then•res=1•endif•最后value=res13）Oneway属性(单行线)设置：14）网络数据集所有属性设置完成后如下图：15）进入边线方向性设置界面，这里默认设置就可以了：16）点击下一步然后点击finish完成网络数据集的创建，完成后如下图：2、进行最短路径分析•1）双击ArcMap，点击加载网络数据集如下图：•2）执行菜单命令[tools—extensions]，添加NetworkAnalyst，然后在菜单View—Toolbars—点击[NetworkAnalyst],显示网络分析工具栏。•3）点击图中红色框工具，打开NetworkAnalystWindow即网络分析窗口•4）创建路径分析图层•在网络分析工具栏[NetworkAnalyst]上点击下拉菜单[NewRoute]菜单项。点击[NewRoute]后，在网络分析窗口中包含一个空的列表，显示停靠点(stops),路径(Routes),路障(Barriers)的相关信息。同时，在TOC(图层列表)面板上添加了新建的一个路径分析图层[Route]组合。如下图：•5）添加停靠点•A、在网络分析窗口中选中Stops(0)•B、在网络分析工具栏上点击“新建网络位置”工具•C、在地图的街道网络图层的任意位置点击以定义一个新的停靠点。•6）同样的方法，可以设置路障•A、在网络分析窗口中选中Barriers(0)•B、在网络分析工具栏上点击“新建网络位置”工具，在图层中设置路径不能经过的节点。•7）运行最短路径分析得到结果•在网络分析工具栏上点击[solve]按钮。就可得到所求路径。•其实，在网络分析窗口还可以对所要求的路径属性设置，这里就不具体讲了。END谢谢！