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GIS是一种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。本文以美国Ｇａｌｉｐｅｒ公司开发的ＴｒａｎｓＣＡＤ软件为例，说明ＧＩＳ系统如何为物流分析提供专门的分析工具。
１．ＧＩＳ（地理信息系统）及其与物流分析的结合
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。
地理信息系统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。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软件具有如下功能：
·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；
·存储和分析各实体所附大量属性数据的功能；
·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；
·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；
·强大的地理图形和图像处理功能。
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。
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。
本文以美国Ｇａｌｉｐｅｒ公司开发的ＴｒａｎｓＣＡＤ软件为例，说明ＧＩＳ系统如何为物流分析提供专门的分析工具。ＴｒａｎｓＣＡＤ软件包括以下五个主要组成部分： ·在Ｗｉｎｄｏｗｓ操作环境下使用的具有强大功能的地理信息系统（ＧＩＳ）
·一个能为运输数据和物流信息的显示和操作提供必不可少的工具的扩展数据模式
·迄今为止最大的运输、物流分析集成软件包
·运输、地理和人口统计的综合数据
·功能强大的用于生成宏，ａｄｄ－ｉｎｓ，服务程序和用户接口的开发语言
以上五点是ＴｒａｎｓＣＡＤ的主要组成部分，同时也是ＴｒａｎｓＣＡＤ为适合交通运输、物流分析而区别于其他ＧＩＳ软件的主要方面，其中尤其以扩展数据模式和运输、物流分析模型这二者最为典型。扩展数据模式使得描述和运用在传统ＧＩＳ软件上不能表示的有关运输、物流方面的数据成为可能，从而把传统ＧＩＳ强大的分析、模拟预测功能同运输和物流分析中的特殊的数据结构结合起来；运输网络分析和操作研究模型、先进的专业性分析模型及支持统计和经济分析的模型等运输、物流分析模型一方面使得对某些特殊的交通运输问题和物流问题的处理变得十分方便，同时也为一些运用已提供模型不能直接解决的问题提供了解决的思路；而基于Ｗｉｎｄｏｗｓ环境所具有的开放性和软件本身提供的二次开发工具则为ＴｒａｎｓＣＡＤ在更广阔范围内的应用提供了前提。
２．用于物流分析的ＧＩＳ模型
完整的ＧＩＳ物流分析软件包中除包括为交通运输分析所提供的扩展数据结构、分析建模工具和二次开发工具外，还集成了若干物流分析模型，包括车辆路线模型，最短路径模型，网络物流模型，分配集合模型，设施定位模型等，这些模型既可以单独使用，解决某些实际问题，也可以作为基础，进一步开发适合不同需要的应用程序，这些模型也较有代表性地说明了ＧＩＳ在物流分析中的应用水平。下面就这些模型分别加以介绍。
２．１ 车辆路线模型
车辆路线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模型。
实际问题中，车辆路线问题还应考虑很多影响因素，问题也变得十分复杂。例如：仓库的数量不止一个，而仓库和商店之间不是一一对应的；部分或所有商店对货物送达时间有一定的限制，如某商店上午８点开始营业，因此要求货物在上午５—７点之间运到；仓库的发货时间有一定的限制，如当地交通规则要求卡车上午７点之前不能上路，而司机要求每天下午６点之前完成一天的工作；在每个车站，需要一定的服务时间。最常见的情况是不管卡车所运货物多少，在车站上都需要固定的时间让卡车进站接受检查，当然也有检查时间随着所运货物多少而变化的情况，等等。ＴｒａｎｓＣＡＤ中的车辆路线模型可以综合考虑这些因素加以解决。
２．２ 设施定位模型
设施定位模型用来确定仓库、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。 设施定位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模型均能很容易地得到解决。
设施定位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，ＴｒａｎｓＣＡＤ都可能通过运用现有的模型，或者修改一定的参数加以解决。
２．３ 网络物流模型
ＴｒａｎｓＣＡＤ包括许多解决网络物流问题的程序，这些程序可以用于解决诸如寻求最有效的分配货物路径或提供服务路径问题，即物流分析中的具有战略意义的网点布局问题。ＴｒａｎｓＣＡＤ同时也提供了为解决网络物流问题整理数据的相关程序。下面举例说明网络物流问题的一般应用形式：
·需要把货物从１５个仓库运到１００个零售商店，每个商店有固定的需求量，因此需要确定哪个仓库供应哪个零售商店，从而使运输代价最小；
·在考虑线路上的车流密度前提下，怎样把空的货车从所在位置调到货物所在位置；
在处理网络物流模型时，ＴｒａｎｓＣＡＤ将用到扩展数据结构，这种数据结构是ＴｒａｎｓＣＡＤ自身特有的，是专门为处理交通问题设计的，包括矩阵、网络等等。
ＴｒａｎｓＣＡＤ的网络物流模型可以分为三种类型，第一种用来处理“一对一”的起点终点问题；第二种用来处理“一对一”或者“多对一”的起点终点问题，同时产生一个矩阵，计算出从各个起点到终点的物流；第三种也是用来处理“一对多”或“多对一”的起点终点问题，但是可以考虑网络各段路径的限制运量，其结果也是产生一个表示物流量大小的矩阵。
２．４ 分配集合模型
分配集合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。
在很多物流问题中都涉及分配集合模型，例如：
·某公司要设立１２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；
·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。
ＴｒａｎｓＣＡＤ提供两个程序解决这些问题：区域分散模型和集中模型，在想把某一区域做地理分区时应使用区域分散模型，而想把某一层上的许多小的要素依据他们彼此之间的距离或旅行时间进行组合时则应使用集中模型。
３ 结束语
９０年代以来，地理信息系统在全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域。发达国家和新兴工业国家大多已经建立了本国统一、规范、广泛共享的国家基础地理信息系统，积累了相当规模的数字化专业空间信息，多种形式的数字化地理信息产品广泛进入市场，相关的ＧＩＳ产业也已成为信息产业中一个重要的分支。 第一，建立高层次协调机构，加强国家对ＧＩＳ及其产业的统筹规划和宏观管理，从而为发展应用ＧＩＳ的物流分析技术提供良好的大环境；
第二，增加投入，加速建立我国统一、法定的国家基础地理信息系统。数字化信息资源的数量和质量直接影响一个国家ＧＩＳ应用的广度和深度，在很多区域研究中，统一、标准的数字化信息是影响ＧＩＳ应用水平及其研究成果准确性的重要因素；
第三，从上面分析中我们可以看出，建立、使用模型是应用ＧＩＳ进行物流分析的常用方法，因此，按照模型的具体要求收集、整理、准备数据对于分析结果也将产生重要影响；
第四，现有的物流分析ＧＩＳ软件基本上都是从国外引进的，因此必须处理好已有模型和二次开发的关系。
物流技术 张广军,马立宏 |
