3S集成技术及其在物流系统中的应用

陈流源，王 卉

（海口经济学院，海南 海口 571127）

在经济全球化的今天，物流信息技术不断发展，推动着物流管理系统由传统向现代化逐步转变。其中，以地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和遥感测绘技术（RS）三大技术为核心的“3S”技术，也称空间信息技术（Spatial Information Technology），成为物流行业推捧的热门。应用3S集成技术可以很好地解决物流系统中存在的一些问题，通过空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通信技术等的结合，可以更好地对空间和环境信息进行准确快速的采集和处理，为物流运作提供详实可靠的信息，在车辆与货物定位、运输路线规划及物流仓储配送中心选址等方面发挥重要作用。

1.3S集成技术概述

“3S” 技术，由RS、GIS、GPS三大技术构成，是20世纪60年代兴起的一门新兴技术。“3S”技术中，RS、GIS和GPS三种技术相辅相成，取长补短，相互作用，形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架。“一个大脑”指的是GIS系统，“两只眼睛”分别指的是RS和GPS系统。RS技术通过远距离感知确定和发现信息源（目标物），为GIS提供或更新数据；GPS技术向GIS提供空间定位信息；GIS是3S技术的核心部分，它借助数据挖掘技术和空间分析功能从RS和GPS提供的数据中进行提取、分析、综合集成和动态处理等操作，最终提供可视化的结果展示，为最终的物流决策提供科学依据。

1.1 GPS技术

全球卫星定位系统（GPS）是19世纪由美国军方研制的，基于卫星通信技术的全球范围内的实时定位和导航系统。最初主要运用领域在军事方面，到了21世纪，GPS已经广泛用于商用和民用。GPS由空间部分（GPS卫星系统）、地面控制系统（地面监控系统）和用户设备部分（GPS信号接收机）三大部分组成，具有高精度、全方位、全天候、多功能、全时段等特点。其在物流领域的应用，也是不可缺少的。物流企业通过GPS监控管理系统，可实现全面跟踪货运车辆与物品的运输情况，使客户直观地了解货运车与商品的在途情况和物品是否到达，保障整个物流过程的有效监督与快速运转。GPS在物流中的运用如图1所示：

图1 基于GPS的物流管理

1.2 GIS技术

GIS是以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。GIS通过计算机控制中心进行数据的接收、发送与传递。其运作需要与 GPS、卫星系统相互连接，通过对地表信息进行采集、存储、管理、运算、分析、展示，向用户提供所需信息。GPS系统具有数据输入、数据编辑、数据存储与管理、空间查询与空间分析、可视化表达与输出等基本功能。用户可以通过坐标得到相应的地表信息、地理测绘和高清拍摄等直观影像，在定位和信息共享方面具有突出表现。GIS的核心原理是空间性，其在软件上包括空间位置和空间属性，技术上表现为坐标和空间拓扑描述属性。具备二个属性，使用一定的算法就可以完成空间分析操作，常用的有三维视域分析、立体剖面分析、地形因子分析和路径分析等。GIS在物流中的应用如图2所示：

图2 GIS在物流中的应用

1.3 RS技术

RS技术是通过对地表目标物体自身辐射或反射的电磁波、红外线、可见光等进行远距离感知，并进行探测和识别的技术。RS技术具有获取信息速度快、范围广、受地面条件限制少、获取信息量大等特点，可以对数据进行提取、接收、记录、传输和加工处理，以便于进行目标勘探、动态监测以及物流管理决策等。RS 技术与GPS、GIS等技术高效融合，可以在空间信息获取、动态跟踪以及定位导航等领域发挥更大的作用。RS的工作特点表现为探测范围大；获取资料的速度快、周期短；受地面条件限制少；方法多，获取的信息量大。RS技术探测范围大，从10 km到910 km不等。一张陆地卫星图像覆盖的地面范围可达3万多平方千米。RS技术获取资料的速度快、周期短，而实地测绘地图要几年、十几年甚至几十年。RS技术在物流中的应用如图3所示：

图3 RS技术在物流中的应用

2.3S集成技术在物流系统中的应用

2.1 3S集成技术在运输管理方面的应用

3S集成技术可以为物流企业和部门提供车辆导航、车辆跟踪与定位以及车辆信息管理等服务，为物流决策提供参考依据。首先，在车辆导航方面。RS技术可通过遥感器对地表物体，如地表、建筑物等完成远距离识别，并提取这些物体的信息，通过软硬件系统的处理（如几何校正、滤波等）对接收到的遥感图像信息进行分析和判读，为GIS系统提供信息源。GIS对空间中的地理信息等数据进行运算和分析，可构建出直观、可视化的地图、影像以及多媒体等，帮助运输车辆和船舶优化运输作业流程，通过导航迅速到达指定交货地点，减少运输时间。其次，车辆跟踪与定位方面。利用3S技术，与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，能够有效确定车辆的位置信息、行驶路径和行驶速度等，跟踪车辆及船舶等的运行轨迹，预估到达指定目的地的具体时间，有助于安排接货事项和准备。通过将 3S 技术可用于物流系统的实时监控，让物流管理透明化、实时化，使物流发货方、收货方以及承运方都可以及时了解信息、应用信息。再次，在车辆信息管理方面。借助3S地理信息系统数据库，可及时查看并更新所有运输车辆的类型、配载、位置、型号和状态等信息，为物流主管部门进行调度、协调和指挥车辆提供有效依据。

2.2 3S集成技术在配送管理方面的应用

3S技术对于物流体系的构建，物流园区、中转仓库、物流中心等节点的选址起到关键作用。GIS系统综合RS和GPS提供的有效信息数据，可建立各候选配送中心站点的综合评估模型，在地理信息系统中标出要规划选择的站点方案，并在电子地图上进行查询和显示，由综合评估模型给出各配送中心站点的评估值，从科学的角度帮助客户研究地理位置，以便选出最优的配送中心选址方案，有助于优化物流配送决策。3S集成系统可根据送货车辆的装载量、客户分布、配送订单、送货路线交通状况等因素进行计算，自动完成配送路线规划和人工线路设计。通过路径优化，可以合理规划路线，合理避开拥堵路段、事故路段等，以减少运输时间，提高车辆的利用率。

2.3 3S集成技术在信息管理方面的应用

3S集成技术具有强大的信息存储和查询功能。首先，其拥有的大型关系型数据库系统可统一管理车辆信息、配送中心信息、配送路线规划信息等数据信息，并实现对电子地图和卫星图片信息的有效管理。物流公司及用户可以根据需要对目标车辆的运行信息及具体位置动态进行查询，查询结果可以以文字、语言和图像的形式显示，使物流公司和货主可以对货物及车辆动态进行实时追踪，掌握及时有效的数据。为了使物流活动更加顺畅地进行，3S系统可使用无线局域网向车辆发出相关指令，并允许车辆向物流管理中心发送装载报告，以便弹性地调整运输及配送计划方案。

2.4 3S集成技术在应急监控方面的应用

在特定情况下，物流需要应对各种突发和紧急情况的物资保障。这时需要借助3S空间信息集成技术搭建应急信息平台，实现应急物资的快速供应。在物流运输过程中，运输车辆遭遇突发状况时也可借助3S技术向管理单位发出越界报警、超速报警、遇劫报警、远程熄火和远程监听等报警求救信号。物流公司可以通过GPS定位和遥感监控系统对有紧急情况或发生事故的车辆进行紧急援助，并规划最优援助方案。也可以通过话务指挥功能与被救助目标车辆进行通话，实行在线实时辅助，并实时监测报警车辆运行状况，保障人员、车辆及货物的安全。

3.结语

将3S集成技术应用到现代物流系统中，可实现对各种空间信息和环境信息的快速、准确、可靠的收集和处理，为物流管理决策提供科学依据。并能缩短物流运行周期，提高物流企业竞争力和经济效益。在高新技术不断应用的今天，3S集成技术与物流系统的结合，必将为物流系统的效率和服务水平带来显著的提高，使物流系统向智能化现代化方向转变。