GIS在大慶石化物流運(yùn)輸管理中的應(yīng)用探討 .doc

GIS在大慶石化物流運(yùn)輸管理中的應(yīng)用探討肖慶來 馬玉潔 田文超 祝國(guó)瑞摘要分析了GIS在大慶石化物流運(yùn)輸管理中應(yīng)用的可行性，闡述了基于GIS的多種約束條件存在的行車路線最優(yōu)化及時(shí)間表的制定問題，以期使大慶石化物流業(yè)得到健康快速發(fā)展。關(guān)鍵詞GIS；物流；最短路徑分析；優(yōu)化物流管理是現(xiàn)代企業(yè)管理的重要組成部分。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展演變，在美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家已形成了完善的體系，已經(jīng)成為企業(yè)的“第三利潤(rùn)源泉”。21世紀(jì)將是物流管理領(lǐng)域快速發(fā)展的時(shí)代，物流管理將呈現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化和社會(huì)化的特征。大慶是我國(guó)重要的原油、成品油生產(chǎn)基地，其工業(yè)的發(fā)展決定了大量的輔助生產(chǎn)資料外購(gòu)的事實(shí)。在大慶石化地區(qū)，存在分別隸屬于大慶石化總廠和大慶石化分公司的兩家物流企業(yè)，這兩家物流企業(yè)不僅規(guī)模小、難以形成“第三利潤(rùn)源泉”，而且對(duì)主業(yè)產(chǎn)生絕對(duì)依賴，同時(shí)存在不同程度的人員、設(shè)備冗余以及管理的相對(duì)滯后，這不僅不符合現(xiàn)代物流的發(fā)展趨勢(shì)，還造成了大量的人力、物力的浪費(fèi)。因此，優(yōu)化組合大慶石化地區(qū)的物流企業(yè)，使之成為專業(yè)化物流企業(yè)，真正形成企業(yè)的“第三利潤(rùn)源泉”。l GIS在大慶石化物流管理中的應(yīng)用分析傳統(tǒng)物流包括運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸搬運(yùn)、包裝、流通加工等，是普通商務(wù)活動(dòng)中典型的物流作業(yè)。在電子商務(wù)與網(wǎng)絡(luò)支持下，現(xiàn)代的物流不但具備以上這些功能，還增加了對(duì)物流信息加工與處理功能以及一些增值性的物流服務(wù)。增值性的物流服務(wù)包括：(1)增加便利性的服務(wù)。一切能夠手續(xù)簡(jiǎn)化操作的服務(wù)都是增值性服務(wù)。例如：推行一條龍的門到門服務(wù)，提供完備的操作或作業(yè)提示，自動(dòng)訂貨，傳遞信息和轉(zhuǎn)帳物流全過程追蹤等都是有用的增值性服務(wù)；(2)加快反應(yīng)速度的服務(wù)。快速反應(yīng)已經(jīng)成為物流發(fā)展的動(dòng)力之一。傳統(tǒng)觀點(diǎn)和做法將加快反應(yīng)速度變成單純對(duì)快速運(yùn)輸?shù)囊环N要求，但在需求方對(duì)速度的要求越來越高的情況下，它也變成了一種約束，因此必須使用其他的辦法來提高速度；(3)降低成本的服務(wù)。可以通過采用投資比較少的物流技術(shù)和設(shè)施設(shè)備或推行物流管理技術(shù)，如運(yùn)籌學(xué)中的管理技術(shù)、單品管理技術(shù)和信息技術(shù)等，提高物流的效率和效益，降低物流成本等等。顯然，在現(xiàn)代物流中，貨物運(yùn)輸路徑、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)，從而縮短物流時(shí)間，降低成本的問題。GIS(Geographical Information System地理信息系統(tǒng))是在計(jì)算機(jī)硬、軟件支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、分析和表達(dá)的空間信息系統(tǒng)，它集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科于一體的新興邊緣科學(xué)，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)字化過程。GIS不僅具有對(duì)空間和屬性的數(shù)據(jù)采集、輸人、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)。可見，將其應(yīng)用于物流配送系統(tǒng)中，大大加強(qiáng)對(duì)物流過程的全面控制和管理實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)的物流配送服務(wù)。目前的GIS物流分析系統(tǒng)主要集成了車輛路線模型、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。但是對(duì)于在現(xiàn)實(shí)條件下多種約束條件存在的行車路線及時(shí)間表的制定問題研究的不多。為此，現(xiàn)針對(duì)這一問題提出一種新的解決辦法，即利用成熟的地圖的模型以及各點(diǎn)間最短路徑算法，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)中的節(jié)約思想，從而在一定程度上解決了帶軟時(shí)間窗的車輛路線問題。這在面積廣闊、通行道路選擇對(duì)運(yùn)行時(shí)間影響極大的大慶來說，具有現(xiàn)實(shí)意義。2 GIS系統(tǒng)功能分析把GIS技術(shù)融人到物流運(yùn)輸業(yè)務(wù)的過程中，可以更容易地處理物流配送中貨物的運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、送遞等各個(gè)環(huán)節(jié)，并對(duì)其中涉及的如運(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問題進(jìn)行有效管理和決策分析，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?；贕IS的物流配送系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)5個(gè)功能。(1)車輛和貨物追蹤。利用GIS和電子地圖可以實(shí)時(shí)顯示出車輛或貨物的實(shí)際位置，并能查詢出車輛和貨物的狀態(tài)，以便進(jìn)行合理調(diào)度和管理；(2)信息查詢。對(duì)配送范圍內(nèi)的主要建筑、運(yùn)輸車輛、客戶等進(jìn)行查詢。查詢資料可以以文字、語音及圖像的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置；(3)物流決策模擬與支持。如可利用長(zhǎng)期客戶、車輛、定單和地理數(shù)據(jù)等建立模型來進(jìn)行物流網(wǎng)絡(luò)的布局模擬，并以此來建立決策支持系統(tǒng)，以提供更有效且直觀的決策依據(jù)；(4)提供運(yùn)輸路線規(guī)劃和導(dǎo)航。規(guī)劃出運(yùn)輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計(jì)線路，并同時(shí)顯示汽車運(yùn)行路徑和運(yùn)行方法；(5)車輛路徑規(guī)劃。進(jìn)行車輛的形成安排和出發(fā)(到達(dá))時(shí)間預(yù)測(cè)，從而為物流企業(yè)的高效、穩(wěn)定運(yùn)作提供精確的決策依據(jù)。3 技術(shù)關(guān)鍵31 基礎(chǔ)模型的建立從物流運(yùn)輸?shù)臉I(yè)務(wù)實(shí)際出發(fā)，在進(jìn)行基于GIS技術(shù)的物流運(yùn)輸管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，需要建立三個(gè)基礎(chǔ)模型。(1)車輛路線模型。用于解決一個(gè)起始點(diǎn)、多個(gè)終點(diǎn)的貨物運(yùn)輸中，如何降低物流作業(yè)費(fèi)用，并保證服務(wù)質(zhì)量的問題；(2)網(wǎng)絡(luò)物流模型。用于最有效地進(jìn)行貨物路徑分配，也就是物流網(wǎng)點(diǎn)的布局問題。如將貨物從N個(gè)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)往M個(gè)用戶，每個(gè)用戶都有相對(duì)固定的需求量，因此需要確定由哪個(gè)倉(cāng)庫(kù)提貨送給哪個(gè)用戶，所耗的運(yùn)輸代價(jià)最小。其中還包括使用多少車輛，每輛車輸代價(jià)最小。其中還包括使用多少車輛，每輛車的路線等；(3)空間查詢模型。如可查詢以某一個(gè)物流節(jié)點(diǎn)為圓心某半徑內(nèi)配送點(diǎn)數(shù)目，以此判斷哪一個(gè)配送中心距離最近，為安排配送做準(zhǔn)備。物流活動(dòng)中的路線分析，有眾多的約束條件，例如：時(shí)間、人工、車輛的合理安排以及道路條件的限制等。只有充分地考慮每一個(gè)與現(xiàn)實(shí)相關(guān)的約束條件。才能得到真正具有實(shí)際意義的最優(yōu)化結(jié)果，使得資源利用達(dá)到最優(yōu)化。當(dāng)然僅使用各點(diǎn)間最短路徑算法很難滿足這些復(fù)雜的約束條件的要求。出于對(duì)這些約束條件的考慮。應(yīng)當(dāng)主要采用下面兩種路徑分析算法：即節(jié)約算法和掃描算法。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目很多的時(shí)候(例如在配送中心總部進(jìn)行行車路線與時(shí)間表的安排)節(jié)約法的運(yùn)行速度會(huì)比較慢。這是因?yàn)樵谑褂霉?jié)約法之前，必須首先得到各節(jié)點(diǎn)之間的路徑距離，而在有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，例如5 000個(gè)節(jié)點(diǎn)，存貯它們間最短距離就至少需要100 Mb的內(nèi)存，如果要存貯它們所經(jīng)過的路徑則內(nèi)存所需量更大，節(jié)約法對(duì)于過多節(jié)點(diǎn)使用起來比較困難。而掃描法是基于對(duì)節(jié)點(diǎn)位置的判斷，即使有很多個(gè)節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行速度也不會(huì)很慢。因此，在算法使用的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行考慮，在需要配送站點(diǎn)數(shù)目非常多的情況下，例如大于500個(gè)，可以考慮使用掃描算法。否則，應(yīng)盡量采用節(jié)約算法達(dá)到行車路線與行車時(shí)間表安排最佳的目的。4 結(jié)束語通過上述的理論探討及進(jìn)行的各種路徑優(yōu)化算法的分析，在大慶石化可以通過對(duì)物流系統(tǒng)業(yè)務(wù)轄區(qū)所在地的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的收集