CN101561897A

CN101561897A - 一种物流信息分析建模方法

Info

Publication number: CN101561897A
Application number: CNA2008101043189A
Authority: CN
Inventors: 马玉清
Original assignee: BEIJING ZHONGSHI XINHUA TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING ZHONGSHI XINHUA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2009-10-21

Abstract

为了找到一种与现有国内物流现状相匹配的物流模型，本发明提供了一种物流信息分析方法，该方法通过以下子模型完成：车辆路线子模型、设施定位子模型、分配集合子模型和GIS电子地图管理子模型，其中，车辆路线子模型用于设计物流路线，设施定位子模型用于优化包括物流仓库在内的物流辅助设施的最佳地理位置，分配集合子模型完成对物流资源的调度设计和分析，GIS电子地图管理子模型负责对上述其他三个子模型的输出数据进行GIS地图显示，该方法的四个模型之间依上述关系依次是按照从下至上的顺序建立的。

Description

一种物流信息分析建模方法

技术领域

[001]本发明涉及物流领域中的物流信息分析方法，更具体地，涉及一种物流信息分析建模方法。

背景技术

[002]随着我国现代商业的发展，在各大中城市均将逐渐形成、新建大型的物流中心，并且拥有大型的物流公司，大型物流中心和物流企业发展，对物流效率的要求变得迫在眉睫。因此地理信息系统(GIS)的应用是个物流中心、物流企业、配送中心提高效率的不可缺少的工具。互联网的发展和通信技术的进步，以及跨平台、组件化的GIS(地理信息系统)和GPS(全球定位系统)技术的逐步成熟，使得基于GIS/GPS的应用可以构造具有竞争力的透明物流企业。物流也是电子商务的重要基础，物流管理信息化基础平台建设和可视化程度已成为企业是否具备竞争力和实现电子商务的关键因素之一。

[003]GIS(Geographical Information System，地理信息系统)，是本世纪60年代开始迅速发展起来的地理学研究新技术，是多种学科交叉的产物，它以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。地理信息系统的外观，表现为计算机硬件系统；其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统，从视觉、计量和逻辑上对地理系统进行模拟，信息的流动以及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据的变换来仿真，地理学家可以在GIS支持下提取地理系统各不同侧面、不同层次的空间和时间特征，也可以快速地模拟自然过程的演变和思维过程的结果，取得地理预测或“实验”的结果，选择优化方案，这种信息模拟可以在很大程度上避免错误决策带来的损失。

[004]GIS具有其他信息管理系统所不可比拟的优点，其最大的特点就是具备对空间数据的管理功能。具体来讲包括如下几个方面：

[005](1)共同管理空间数据和属性数据

[006]这是GIS最显著的特点之一。它不仅仅具有管理属性数据的功能，还能采集、管理、分析和输出多种地理空间信息，并且将属性数据集成到空间数据之上，不仅仅直观易读，而且还可以实现两者互相查询，共同参与空间分析与决策。

[007](2)具备强大的空间分析能力

[008]GIS强调空间分析。由于空间数据和属性数据的连接，再加上地理空间模型方法的应用，使GIS具备空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力，能够满足地理研究和辅助决策的目的，产生高层次的地理信息。

[009]地理信息系统(GIS)的基本功能是将表格型数据(无论它来自数据库、电子表格文件或直接在程序中输入)转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操纵和分析。其显示范围从洲际地图到非常详细的街区地图，显示对象包括人口、输入、销售情况、运输线路以及其他内容。它以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间的和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策，GIS应用于物流分析，主要是指利用GIS强大的地理数据功能来完善物流分析技术。

[010]在许多情况下，这些地图能比一般表格或图形更为有效地帮助我们进行趋势和策略方面的研究，而且更易于将这类信息转化为其他形式的信息。一个优秀的GIS子模块具有如下功能：

[011]·存储和分析客观实体(具有特定位置和形状的地理要素，如点、线、面等)间的空间关系，或使它们相互连接并进行拓扑计算的功能；

[012]·存储和分析各实体所附大量属性数据的功能；

[013]·比简单的数据管理和查询更为强大的多层分析功能，使以图层形式组成的地图多层可视并进行多样化统计和逻辑操作；

[014]·整理来源不同或范围不等的数据，以多种方式使之可视化的功能；

[015]·强大的地理图形和图像处理功能。

[016]总之，使现实世界中具有地理属性的信息实现数据地图化、数据可视化和思维可视化，从而为决策、分析提供支持，是GIS的根本目标。未来的地理信息系统更要求能产生和显示计划和决策带来的城市景观和区域景观的变化，并能够运用人工智能和专家系统进行决策支持。

[017]GIS应用于物流分析，主要就是指利用GIS这种特有的强大的地理数据处理功能来完善物流分析技术中的“软技术”。物流技术是物流现代化的关键，也可分为狭义和广义两种。狭义的物流技术是指与物流诸要素全部活动的有关的专业技术的总称，即根据物流活动实践经验和自然科学原理发展而成的各种操作方法和技能，如包装技术、流通加工技术等；而广义的物流技术，则既包括物流设备等“硬技术”，又包括物流规划、物流设计、物流评价等“软技术”，例如物流策略、物流结构等。传统的物流分析主要是针对狭义的物流技术而言，只有计算机等技术出现并逐渐在科研工作中发挥重要作用后，广义物流技术中的“软技术”的高度发展才能成为可能。GIS应用于物流分析，主要是指利用GIS强大的地理数据功能来完善物流分析技术。GPS在物流领域的应用可以实时监控车辆等移动目标的位置，根据道路交通状况向移动目标发出实时调度指令。而GIS、GPS和无线通信技术的有效结合，再辅以车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合子模型和设施定位子模型等，能够建立功能强大的物流信息系统，使物流变得实时并且成本最优。GIS/GPS在物流企业应用的优势主要体现在以下几个方面：

[018]1.GIS/GPS的应用，必将提升物流企业的信息化程度，使企业日常运作数字化，包括企业拥有的物流设备或者客户的任何一笔货物都能用精确的数字来描述，不仅提高企业运作效率，同时提升企业形象，能够争取更多的客户。

[019]2.GIS/GPS和无线通信的结合，使得流动在不同地方的运输设备变得透明而且可以控制。结合物流企业的决策模型库的支持，根据物流企业的实际仓储情况，并且由GPS获取的实时道路信息，可以计算出最佳物流路径，给运输设备导航，减少运行时间，降低运行费用。利用GPS和GIS技术可以对车辆进行实时定位、跟踪、报警、通信等，能够满足掌握车辆基本信息、对车辆进行远程管理的需要，有效避免车辆的空载现象，同时客户也能通过互联网技术，了解自己货物在运输过程中的细节情况。比如在草原牧场收集牛奶的车辆在途中发生故障，传统物流企业往往不能及时找到故障车辆而使整车的原奶坏掉，损失惨重。而GIS/GPS能够方便的解决这个问题。另外，人的因素也处处存在，而GIS/GPS能够有效的监控司机的行为。

[020]3.通过对物流运作的协调，促进协同商务发展，让物流企业向第四方物流角色转换。由于物流企业能够实时地获取每部车辆的具体位置、载货信息，故物流企业能用系统的观念运作企业的业务，降低空载率。这一职能的转变，物流企业如果为某条供应链服务，则能够发挥第四方物流的作用。物流企业通过无线通信、GIS/GPS能够精确地获取运输车辆的信息，再通过Internet让企业内部和客户访问，从而把整个企业的操作，业务变得透明，为协同商务打下基础。

[021]但是，将地理信息系统(GIS)、卫星定位系统(GPS)、无线通信(WAP)与互联网技术(web)集成一体，应用于物流和供应链管理信息技术领域，国内还没有完全成熟。

[022]我国电子商务下的物流发展时间并不长，又由于信息化基础设施薄弱，理论研究不足，专业人才缺乏，使电子商务下的物流管理存在不少问题。

[023](1)企业对市场缺乏高度的敏感性，对各方面的信息不能及时得到反馈。物流过程涉及制造商、经销商、零售商、第三方物流服务商以及用户。对于制造商需要全面准确地把握分布在全国的各个中转仓库、经销商、零售商以及各种运输环节之中的产品流动状况，及时调整市场策略。对于第三方物流服务商、仓储物流中心，不掌握各个库存信息、交通信息、顾客的相关信息就根本不可能拓展业务。对普通用户来说，不能得到快速可靠的物流配送及售后服务，网上购物几乎是不可想象的。这一切都依赖于有效的信息服务，高效的物流管理体系作保障。

[024](2)企业在进行B2B，B2C的电子商务活动中，难以形成集中的、有规模的物流配送体系，成为电子商务发展的瓶颈。

[025](3)电子商务要求物流配送速度快、成本低，要及时准确地将商品送到四面八方的消费者手中，这是原有物流配送体系难以办到的。虽然目前许多电子商务网站采取了一些解决办法，如利用全国性的邮政或速递公司，或自建配送网络，但是这些邮政、快递公司以及自建物流网络进行物流的操作，一般是为了送货而送货，不能为顾客提供各种附加服务，而且在整个过程中存在严重的商业信誉差的问题，迟送、错送或不送现象时有发生，因此上述这些途径目前仍然难以满足配送需求。

[026](4)物流管理控制整个物流过程，要想降低物流费用，选择最优的物流方案，必须选用适合的方法进行物流规划、物流计划和物流评价等。目前常用的如数学规划法、系统优化法等方法拘泥于数学抽象，不能真实地处理空间数据，有一定的局限性。

[027]上述缺陷的主要矛盾在于缺乏与现有国内物流现状相匹配的物流模型以及合适的系统架构。

发明内容

[028]为了找到一种与现有国内物流现状相匹配的物流模型，本发明提供了一种物流信息分析建模方法，该方法通过以下子模型完成：车辆路线子模型、设施定位子模型、分配集合子模型和GIS电子地图管理子模型，其中，车辆路线子模型用于设计物流路线，设施定位子模型用于优化包括物流仓库在内的物流辅助设施的最佳地理位置，分配集合子模型完成对物流资源的调度设计和分析，GIS电子地图管理子模型负责对上述其他三个子模型的输出数据进行GIS地图显示，该方法的四个模型之间依上述关系依次是按照从下至上的顺序建立的。

[029]所述车辆路线子模型在基于GIS的物流分析中，对于网络中最优路径的选择首先要确定影响最优路径选择的因素，如经验时间、几何距离、道路质量、拥挤程度等，采用层次分析法，确定每条道路的权值。

[030]所述设施定位子模型也可以加入经济限定条件，提高该方法的实用性。

[031]所述分配集合子模型对物流资源按种类或者按照物流时限进行调度。

[032]所述GIS电子地图管理子模型采用分布式结构，该子模型包括一数据库，能够按照物流中的专题问题进行分析和显示。

附图说明

[033]图1：本物流信息分析系统的结构图。

[034]图2：本发明中物流信息分析方法的示意框图。

[035]图3：本发明GIS电子地图管理子模型的结构示意图。

具体实施方式

[036]物流信息系统GIS体系结构的实现分WEB层、EJB层和数据层。(1)WEB层位于WEB服务器上。由于考虑到JSP能够嵌2HTML中，具有开放容易和用户界面灵活等优点，故本系统采用JSP实现用户界面。(2)EJB层位于EJB服务器上。系统的事务逻辑和规则在这里实现，EJB组件包括会话EJB和实体EJB。(3)数据层，即数据库服务器。EJB Container的实体EJB是通过数据库连结和数据库管理系统交互信息的，对于不同的数据库系统，其访问形式是不同的，若通过标准的JDBC-ODBC接口来访问数据库，则系统具有很强的扩展性。

[037]该结构充分利用了J2EE标准构架的特点与优点。系统中相关组件还提供了与企业原有信息系统以及客户关系管理系统集成的接口。为了结构清晰和数据的安全，把系统中的组件按功能划分为业务组件和数据库组件，其中，业务组件负责处理业务逻辑，而数据库组件负责对数据库的存取。客户通过浏览器方式访问由JSP生成的客户端界面，JSP调用业务组件处理业务逻辑，再由业务组件调用数据库组件去访问和操纵后台的数据库。

[038]物流信息系统的分布式多层应用GIS体系结构企业内部物流信息系统平台是一个分布式的系统平台，应采用三层或N层的应用体系结构。因为在两层体系结构中，如果把业务逻辑放在客户层，则往往使客户层变得笨重；如果把业务逻辑放在服务器层，则一般较难在数据库系统中实现复杂的应用逻辑。因此，在三层或多层结构中，把业务逻辑从用户界面和数据源中分离出来，构成了中间的一层或多层，才形成了真正的分布式应用系统。客户层只提供应用的用户界面，它根据用户的操作调用相应的业务逻辑，它不直接访问后台数据库；业务逻辑层是应用系统的关键所在，它负责处理所有用户的请求，并且把处理结果返回给表示层。数据服务层提供了数据库的支持，我们可以用存储过程来维护数据。多层应用结构要求层与层之间必须有明确的接口定义，从而保证多层之间可以协作完成应用任务。业务层作为表示层和数据层的中间服务层，必须保证所有的业务逻辑能被正确处理。多层结构比两层结构具有更大的灵活性，例如三层结构可以运行在不同的机器上，如果应用的业务逻辑比较复杂，可以使用高配置的计算机来运行业务层：如果应用的数据量很大，可以采用分布式的数据库作为应用的数据存储结构。另外，只要层与层之间的接口保持不变，那么某一层的变化不会影响到其他层。目前流行的三层Web体系结构有基于微软的Windows DNA，基于COR-BA的和基于SUN公司的J2EE。在这里选择SUN公司的J2EE作为物流信息系统的体系结构。

[039]物流服务中心模块

[040]物流基础信息管理主要有载具信息(能力，型号)管理，线路信息(最优路线的选择)管理，港口，车站，码头信息管理，载具要求及作业规范制度管理。

[041]运输监控中心利用GPS/GIS技术，提供一个动态的电子地图，生动传达全程物流信息，向核心企业物流业务部门，用户，核心企业运输部门，承运商开放界面，为对承运商的综合评价提供深度分析报告等。凡是系统授权用户都可以查看与其有关的动态电子地图，掌握及时准确的地理信息。其主要有车船定位查询，报警系统，辅助调度，区域提示，历史记录，辅助导航，信息交流等管理功能。图3为核心企业运输的部分船泊跟踪图(内河，内海部分)，当鼠标移动到某个船舶标志(方块或箭头时)，系统将自动显示该船舶有关信息和货物信息。船舶信息主要有承运商，船主，船名，制造者，额定载重量，现载重量，吃水情况等；货物信息主要有起止港口，离港时间，计划到港时间，现在预测到港时间，合同号，批次，货主，发货人，接货人及联系方式，每个合同批次的详细货物清单等。

[042]业务管理中心模块

[043]业务管理主要有系统管理，招标管理，单据管理，承运商管理等。系统管理完成权限管理和系统设置。运输招标是选择物流企业的主要模式，所以专门设置了招标管理这个模块。当然也可以不经招标直接选择物流企业或承运商。系统通过对所有单据信息的电子化转换与匹配，实现承运商，配货中心，核心企业之间的单据回流与信息沟通，缩短结算周期。主要有以下功能：提单下载，码单下载，杂费管理，费率管理。承运商管理主要是从核心企业的角度设置，实现对其承运商(供应商)的管理。主要有承运商基础信息管理，运输能力管理，绩效考评，历史信息管理等。

[044]信息中心模块

[045]信息中心主要有行业动态，信息反馈，物流资源和需求匹配三个模块。信息中心的核心模块是物流资源和需求匹配，此是物流社区的雏形，供，需，仓储，生产等各类企业都可以利用这个平台实现自己的需求。该模块的开发是基于GIS电子地图完成的。

[046]

[047]系统特点

[048](1)功能强大：系统提供了从基本的信息查询统计、到目标位置查询、专题地图分析、到配送路经计算等一列功能，并留有和财务、库存等其它系统的接口。

[049](2)操作简单：系统功能虽然十分强大，但操作非常简洁。

[050](3)安全可靠：系统不论是单机版还是网络版都具有严格的权限设置的安全结构。尤其网络版更有认证等多重保护。

[051](4)扩展方便：系统开发采用模块化、组件化设计。管理员在系统设置时即可控制功能的多少。新开发的功能可以很容易加入系统中。并且系统采用的GIS的平台的升级使系统自动移植无需改动。

[052]

[053]系统功能

[054](1)车辆和货物跟踪：利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆或货物的实际位置，并能查询出车辆和货物的状态，以便进行合理调度和管理。

[055](2)提供运输路线规划和导航：规划出运输线路，使显示器能够在电子地图上显示设计线路，并同时显示汽车运行路径和运行方法。

[056](3)信息查询：对配送范围内的主要建筑、运输车辆、客户等进行查询，查询资料可以文字、语言及图象的形式显示，并在电子地图上显示其位置。

[057](4)模拟与决策：如可利用长期客户、车辆、订单和地理数据等建立模型来进行物流网络的布局模拟，并以此来建立决策支持系统，以提供更有效而直观的决策依据。

[058]

[059]本系统信息中心模块的模型由以下四个子模型构成：

[060]车辆路线子模型

[061]车辆路线子模型用于解决在一个起点、多个终点的货物运输问题中，如何降低操作费用并保证服务质量，包括决定使用多少车辆，每个车辆经过什么路线的问题。物流分析中，在一对多收发货点之间存在着多种可供选择的运输路线的情况下，应该以物资运输的安全性、及时性和低费用为目标，综合考虑，权衡利弊，选择合理的运输方式并确定费用最低的运输路线。例如，一个公司只有一个仓库，而零售店却有三十个，并分布在各个不同的位置上，每天用卡车把货物从仓库运到零售商店，每辆卡车的载重量或者货物尺寸是固定的，同时每个商店所需的货物重量或体积也是固定的，因此，需要多少车辆以及所有车辆所经过的路线就是一个最简单的车辆路线子模型。

[062]物流网络中，无论是供应商发往各分销中心，还是由配送中心发往各连锁点或最终用户，都会涉及到交通运输方式及路线的选择问题。选取的好坏直接影响物流成本的多少。物流网络中最优路径的选择即从起始点出发寻找到达终点的最短等效长度。其间涉及的因素较多，数据量大，数据之间的关系复杂，尤其是在交通网络发达的地方，最优路径的选择就更为困难和重要。在基于GIS的物流分析中，对于网络中最优路径的选择首先要确定影响最优路径选择的因素，如经验时间、几何距离、道路质量、拥挤程度等，采用层次分析法，确定每条道路的权值。

[063]

[064]设施定位子模型

[065]设施定位子模型用来确定仓库、医院、零售商店、加工中心等设施的最佳位置，其目的同样是为了提高服务质量，降低操作费用，以及使利润最大化等。

[066]设施定位子模型可以用于确定一个或多个设施的位置。在物流系统中，仓库和运输线共同组成了物流网络，仓库处在网络的“节点”上，运输线就是连接各个“节点”的“线路”，从这个意义上看，“节点”决定着“线路”。具体地说，在一个具有若干资源点及若干需求点的经济区域内，物资资源要通过某一个仓库的汇集中转和分发才能供应各个需求点，因此，根据供求的实际需要并结合经济效益等原则，在既定区域内设立多少仓库，每个仓库的地理位置在什么地方，每个仓库应有多大规模(包括吞吐能力和存储能力)，这些仓库间的物流关系如何等问题，就显得十分重要。而这些问题运用设施定位子模型均能很容易地得到解决。

[067]设施定位子模型也可以加入经济或者其他限定条件，运用模型的目的也可以是使各服务设施之间的距离最大或使其服务的人数总和最大，同时，也可以是在考虑其他已经存在设施的影响的情况下，确定设施的最佳位置，等等。对于这些形式不一的问题，本系统可通过运用现有的模型，或者修改一定的参数加以解决。

[068]

[069]分配集合子模型

[070]分配集合子模型可以根据各个要素的相似点把同一层上的所有或部分要素分成几组，可以用于解决确定服务范围、销售市场范围等问题。

[071]在很多物流问题中都涉及分配集合子模型，例如：

[072]·某公司要设立8个分销点，要求这些分销点覆盖整个地区，且每个分销点的顾客数目大致相等；

[073]·某既定经济区域(可大至一个国家，小至某一地区、城市)内，考虑各个仓储网点的规模及地理位置等因素，合理划分配送中心的服务范围，确定其供应半径，实现宏观供需平衡。

[074]

[075]GIS电子地图管理子模型

[076]该模型设计为使用

公司的MapX进行开发，该模型具有如下功能：

[077]放大、缩小：可对当前的地图进行无级放大与缩小，以便了解某个移动目标所在位置的详细情况或了解更大区域或全局的整体情况。

[078]漫游：可利用鼠标的移动来实现地图的漫游(地图显示画面随鼠标的拖动自动快速更换)。

[079]图层管理：设置有丰富的图层，系统管理员可方便地命名定义，操作员可通过下拉菜单挑选、隐去来配置所显示的图层，一次选定的图层在程序重新启动时应可保持显示。

[080]用户资料管理：数据库录有车辆及车主的详细资料，包括安装、维修记录等。

[081]资料统计打印：可方便地组织各各种用户资料、接收资料、处警记录等的报表统计。

[082]地图打印：可随时打印实时显示的地图图样及窗口显示的信息。

Claims

1.一种物流信息分析建模方法，该方法通过以下子模型完成：车辆路线子模型、设施定位子模型、分配集合子模型和GIS电子地图管理子模型，其中，车辆路线子模型用于设计物流路线，设施定位子模型用于优化包括物流仓库在内的物流辅助设施的最佳地理位置，分配集合子模型完成对物流资源的调度设计和分析，GIS电子地图管理子模型负责对上述其他三个子模型的输出数据进行GIS地图显示，该方法的四个模型之间依上述关系依次是按照从下至上的顺序建立的。

2.根据权利要求1的物流信息分析方法，所述分配集合子模型对物流资源按种类或者按照物流时限进行调度。

3.根据权利要求1的物流信息分析方法，所述GIS电子地图管理子模型采用分布式结构，该子模型包括一数据库，能够按照物流中的专题问题进行分析和显示。

4.根据权利要求1的物流信息分析方法，所述设施定位子模型也可以加入经济限定条件，提高该方法的实用性。

5.根据权利要求1的物流信息分析方法，所述车辆路线子模型在基于GIS的物流分析中，对于网络中最优路径的选择首先要确定影响最优路径选择的因素，如经验时间、几何距离、道路质量、拥挤程度等，采用层次分析法，确定每条道路的权值。