GIS技术在物流规划中的应用

王兆华

The Application of GIS Technique in Logistics Planning

WANG Zhao-hua

摘要:探讨基于GIS的物流规划方法,以此开拓GIS的功能、创新物流规划的方法。通过对物流规划实质、GIS根本功能的剖析,明确了应用瓶颈所在,指出了广泛的应用可能性,设计并实现了GIS技术在基础条件分析、目标确定、设施定位、信息系统、策略规划等物流规划环节中的具体应用。得出GIS技术在物流规划中的深入应用主要取决于人们的思维方式与结合方法的结论。

关键词:GIS;物流规划;应用

中图分类号:F253.9文献标识码:A

Abstract: This paper discusses the logistics planning method of GIS-based, develop GIS functionality, bring new method of logistics planning. Based on the analysis in real terms of logistics planning and the basic functions of GIS, pointing out possibility of application, design and implementation of GIS technology in the basic conditions for analysis, target identification, facilities, location, information systems, strategic planning, logistics planning session in the specific application. Obtained GIS technology in the logistics planning of deep application depends largely on people's ways of thinking and integration of methods conclusions.

Key words: GIS; logistics planning; application

伴随社会的发展和全球化进程的到来,物流业成为国民经济的主要经济增长点和重要组成部分,成为提升区域竞争力的有效手段。如何合理规划物流,以提高物流效率,引导物流业的可持续发展,成为各级政府的当务之急;怎样采用先进的技术手段,以提高规划的科学性和准确性,则是规划工作者重点探讨的内容。

物流规划工作者在确定需求、布局设施、安排运作、制定策略等规划过程中,大多沿用传统的城市和区域规划手法。而物流的实质是物资与人员在空间上的位移,物流规划的实质是空间决策问题。地理信息系统(Geographic Information System,GIS)正是解决空间问题的专业技术。GIS广泛的数据融合、高效的数据管理、直观的空间再现、准确的空间定位等能力,均能在物流规划工作中发挥重要作用。

广大的规划工作者和GIS学者都试图将GIS技术运用于物流规划中,这方面已有不少成功的案例[1-4],从中不难发现GIS技术的应用主要限于空间分析和运营管理环节。本文拟探讨GIS技术在物流规划中的全方位应用方法。

1物流规划过程

1.1物流系统

物流,即物资流通。1915年出现于美国,称为“Physical Distribution”(简称PD),即“实物分配”或“货物配送”。

第二次世界大战中,美国军队提出了“Logistics”(后勤)理论,原始含义为军事后勤保障。这里的“后勤”是指将战时物资生产、采购、运输、配给等活动作为一个整体进行统一布置,以求战略物资补给的费用更低、速度更快、服务更好。后来这一概念被企业广泛应用,又有商业后勤、流通后勤的提法,这时的后勤包含了生产过程和流通过程的物流,因而是一个包含更广泛的物流内涵。

中华人民共和国物流术语国家标准(GB/T18354-2001修订第三稿)[5]3.2条目统一了物流(logistics)的定义:为物品及其信息流动提供相关服务的过程。物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要,将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、回收、信息处理等基本功能实施有机结合。

物流是指物质实体从供应者向需求者的物理移动,它由一系列创造时间价值和空间价值的经济活动组成,包括运输、保管、配送、包装、装卸、流通加工及物流信息处理等多项基本活动,是这些活动的统一。

物流功能的完成依赖于一个完善的物流系统。物流系统是以完成物流服务为目的的物流功能单元构成的有机集合体。

1.2物流规划的内容与环节

对物流系统及引导政策的设定构成物流规划的内容,既包含为提供物流相关功能和组织物流服务的物流设施(作业系统),如物流园区、物流中心、配送中心,各类运输枢纽、场站港、仓库等,也包括交通网络、相关的配套政策、信息服务等。系统中任何层次或环节的不协调,都会降低系统的工作效率。其中物流园区、物流中心、配送中心的规模由大到小,设置数量由多到少,承担功能依次变化,构成完整的体系。

物流规划按空间范围、规划主体和指导方针可划分不同层级或类型,但规划内容甚至规划目的都大体相同,区别更多地在于复杂和详细程度。

规划即决策,它要求以最小的投入,达到既定的目标;或者以一定的条件下,去取得最大化的收益。这两种规划的思路虽有差异,但在科学决策指导下的规划流程仍大体相似。按规划工作的先后顺序,可划分为目标确定、基础设施规划、信息系统规划和策略规划等流程。目标确定是在基础条件分析、物流现状分析、物流需求预测的前提下,来确定今后一定时期物流应该达到的目标。基础设施规划包括物流节点规划和通道规划,物流节点规划包含对应区域所应设立的物流园区、物流中心、配送中心的数量、规模和空间位置,通道规划包含对外通道、对内通道、车站、码头、航站的设立、规格、布置等。信息系统是有效整合资源,提高物流运营效率,提供优质物流服务所必须的,信息系统规划就是设定资源整合方案、构建统一的信息管理平台。策略规划是设定实现目标所需的方针与政策。

最早的物流规划从属于经济规划或城市规划,独立的物流规划则以区域和城市物流规划常见,因此使物流规划更多地沿袭区域与城市规划的传统手法。

常应用调查法、系统分析法、目标规划法、CAD制图法等定性方法。在定量分析中常应用模型技术,如SWOT法等。GIS技术的全面引进将使这一状况得以改善。

2GIS技术

2.1GIS功能

GIS以地理空间数据为基础,采用地理模型分析方法,专业提供空间信息与服务,支持空间决策。GIS的外观表现为人和软硬件,其内涵却是由程序和地理数据组成的一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统,可以从视觉、计量和逻辑上对地理系统进行模拟,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。

对空间数据的格式转换、存储管理、加工处理、显示输出是GIS的基本功能,其中的可视化能力,往往能更为有效地帮助人们进行趋势和策略方面的研究,从而为决策、分析提供支持,这是GIS的根本目标。

GIS以提取准确信息见长,并以可视化和过程模拟表现人类的思维。

2.2GIS在物流规划中的应用现状

GIS在物流规划中的成功应用主要集中在定位和基于GIS的信息系统规划中。

服务中心选址是GIS网络分析的基本功能,被广泛应用于物流园区、物流中心、配送中心的位置确定,是基于网络数据结构和最短距离的空间分析,亦可采用其它空间分析手段完成。

在GIS平台上构筑的物流管理信息系统,比传统信息系统提供的信息更加直观,运行效率更高,管理更趋科学。

随GIS应用研究的深入,已深刻认识到GIS可以应用到所有与位置有关的场合,并可作为工具完美地支持决策过程。

现实中的GIS全方位应用尚有瓶颈,这一情况的造成概因对GIS技术的把握不足或对应用领域的专业知识了解不够,从而导致找不到结合点。只要解决了这些问题,GIS就可以被广泛应用于物流规划中。

以下将结合实例分别讨论GIS在物流规划各环节中的具体应用。

3GIS在物流规划中的应用

3.1GIS在物流规划基础条件分析中的应用

以GIS制作的各种现状图具有位置准确、格局清晰、内容丰富等特点,更便于进行各类分析。

图1显示了苏州市区的对外交通格局、主要的对外通道和存在的东、西北、北、南4个对外沟通方向。图2准确显示了“长三角”地区经济发展水平、产业结构情况以及蕴含的物流类型、物流方向。

使用GIS制作的区位图有明确优势,图3显示了苏州(市区)在该区域中的中心地位,以50公里(半小时车辆行程)为半径,生成的缓冲区,准确显示了受苏州强烈影响的范围(最直接经济腹地)涉及苏北、上海西部、浙北和苏南大部分,这一范围就是一个联系极为紧密的一体化区域,在此凸显空间定量的优势。

GIS还可以制作现有物流企业分布图、地区经济密度图、内部路网分布图等,由此进行详尽的基础分析。

3.2GIS在物流规划目标确定中的应用

规划目标是在统领经济社会发展全局的前提下,对未来状况的设想与安排,根据现状、限制条件、可能投入、市场需求经科学预测而确定的。

确定目标最核心的内容是物流量预测。GIS借助属性数据的管理,以空间统计分析和插值功能支持物流预测;也可以调用外部的复杂预测模型进行,并能用时间序列地图或专题地图形式加以直观表示。

3.3GIS在物流节点规划中的应用

物流园区、物流中心、配送中心有各自的功能、规模,因此物流节点应统筹规划、合理布局,力争效率最大化,推动物流目标的实现。

物流节点规划需首先设定各级节点的数量,一般据阶段物流量、参考经验进行预设。

在对物流节点定位前,还要先确定其布局模式。图4是经GIS空间抽象后确定布局模式的例子。

对各级节点空间位置的确定方法可能有所不同。

对于单一物流园区节点的定位,要求处于区域的中心。使用GIS找到地理中心或平均质心即可,但常需要向可用地、交通节点作适当偏移,偏移方法对地理中心或可用地、交通节点作距离的缓冲区,通过叠加最终确定。对多物流园区布局模式,可作区域划分,然后在分区内按单一物流园区的方法来完成。图5显示了确定某一区域物流中心的实例,选址由质心向重要交通节点作了偏移,落入交通节点5公里的缓冲区和可用地复合区内。

物流中心面向全区,有近中心、对外交通便捷和与次级节点(配送中心)相衔接等要求。与物流园区选址操作大体相似,但需要对已选定的物流园区再作适当的偏移。

配送中心直接面对较小范围的服务对象,因此要考虑服务对象的便利程度,也要考虑发挥设施最大效益,配合一、二级节点,形成本区完整的体系框架。一般选在自然形态较完整的服务小区中心,另与交通节点、可用地、服务密度叠加后选定。

三级物流节点定位均可使用网络分析技术完成,一般是由低级到高级节点的顺序进行。

3.4GIS在信息系统规划中的应用

以GIS技术为基础,辅助以定位技术、通信技术、web技术等,涵盖普通物流信息功能的集成系统,可以管理空间数据库,籍可视化技术进行可视化管理,以此提高物流调拨管理的效率和决策的正确性。

基于GIS的物流系统规划依赖于数据集成和功能集成两大技术。数据集成是使用基于RDBMS的集成方式,在同一数据库中采用同构的方式同时存储空间数据、非空间数据、影像数据等,从而实现数据的统一管理,为系统实现更多功能提供条件。功能集成实现GIS功能与物流管理功能的规划和重构,完美集成。图6是基于GIS物流管理信息系统中确定最佳运送路线的情况。

3.5GIS在物流策略规划中的应用

物流策略是达到既定物流目标所需的实施步骤、达成途径、保障政策。常见的有物流发展、资源整合、设施建设、企业培育等几种策略。

物流发展策略规划。主要是利用GIS空间化和可视化功能,即将加载在政策上的现状改变情况,与最终目标的比对。比如依物流分布与城市经济形态相关图、物流管理信息系统拓扑结构与物流设施分布比对图、内(本地)外(引进)新(规划)旧(已有)物流分布图等加以识别,导致更加接近目标的政策,就可作为可行的策略。

物流资源整合规划。就是规划通用的基础平台,让各类数据和功能兼容,实现统一的数据代码,即设计一张网、一个中心、一个平台、一张图的整合方案。

物流设施建设策略。主要涉及建设时序,可以由规划设施图层(多边形对象)与现有设施图层(多边形对象)叠加相减得出待建设施,然后依重要性得建设时序,再依经济水平和发展策略将建设时间分配到规划期年份内。参见图7。

物流企业培育策略。从图7中得出了节点建设顺序和推动方略,可解读出物流企业培育策略应有:(1)优先吸引大型企业的进驻,积极引导分散的投资项目向产业园区集聚,以推进物流节点的快速形成。(2)坚决贯彻物流规划方案,避免重复建设和资源浪费。(3)公共信息平台、企业信息管理平台与物流园区、物流中心、配送中心的建设并重,以发挥整合效益,提升物流效率。(4)制定财税、土地、融资、通关、行政管理等方面的激励性政策,促成快速发展。

4结论

提高GIS软件空间分析和决策分析的能力是GIS应用的热点。本文展现了GIS不仅可以应用在物流规划中的现状描述、物流分析环节,而且可以广泛应用于物流规划的各个方面。

作为实用工具的GIS,提高其应用能力的核心问题是:第一,识别、分离和转化空间对象以及无形的知识,这是GIS应用的基础。第二,阐明问题,将普通问题转化为空间问题,或可视化需求,这里需要注意的是个人有限的知识使提出的问题与良好的分析结果间存在着一定的差距,只有解决这一个问题,GIS才能有广泛的应用。第三,方法论的问题,即GIS怎样与实际问题结合,只要解决这一个问题,GIS就有能力解决所有问题。

参考文献:

[1] 李贤林,王清蓉,文军. GIS技术在城市物流系统中的应用[J]. 物流技术,2002(11):7-8.

[2] 张席洲,龚奇才. 基于GIS的物流中心选址[J]. 物流技术,2005(l0):249-252.

[3] 宣登殿,胡大伟,蔺宏良. 基于GIS的城市物流配送系统规划方法[J]. 长安大学学报:自然科学版,2006,26(2):84-87.

[4] 程玉,张群,熊英. 基于GIS现代物流信息系统的设计[J]. 湖北工业大学学报,2006(4):18-21.

[5] 中国国家标准化管理委员会. 物流术语(中华人民共和国国家标准)[S]. 北京:中国标准出版社,2007.

[6] 李波. 现代物流系统规划[M]. 北京:中国水利水电出版社,2005.

[7] Michael N. DeMers. 地理信息系统基本原理[M]. 北京:电子工业出版社,2001.

[8] 应申. 空间可视分析的关键技术和应用研究[D]. 武汉:武汉大学,2005.

[9] 郭平,范丽,叶莲. 空间规则的可视化解释[J]. 计算机科学,2004(5):169-172.