GIS在大庆石化物流运输管理中的应用探讨.doc

GIS在大庆石化物流运输管理中的应用探讨肖庆来 马玉洁 田文超 祝国瑞摘要分析了GIS在大庆石化物流运输管理中应用的可行性，阐述了基于GIS的多种约束条件存在的行车路线最优化及时间表的制定问题，以期使大庆石化物流业得到健康快速发展。关键词GIS；物流；最短路径分析；优化物流管理是现代企业管理的重要组成部分。经过半个多世纪的发展演变，在美国等西方发达国家已形成了完善的体系，已经成为企业的“第三利润源泉”。21世纪将是物流管理领域快速发展的时代，物流管理将呈现信息化、网络化、智能化、柔性化、标准化和社会化的特征。大庆是我国重要的原油、成品油生产基地，其工业的发展决定了大量的辅助生产资料外购的事实。在大庆石化地区，存在分别隶属于大庆石化总厂和大庆石化分公司的两家物流企业，这两家物流企业不仅规模小、难以形成“第三利润源泉”，而且对主业产生绝对依赖，同时存在不同程度的人员、设备冗余以及管理的相对滞后，这不仅不符合现代物流的发展趋势，还造成了大量的人力、物力的浪费。因此，优化组合大庆石化地区的物流企业，使之成为专业化物流企业，真正形成企业的“第三利润源泉”。l GIS在大庆石化物流管理中的应用分析传统物流包括运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工等，是普通商务活动中典型的物流作业。在电子商务与网络支持下，现代的物流不但具备以上这些功能，还增加了对物流信息加工与处理功能以及一些增值性的物流服务。增值性的物流服务包括：(1)增加便利性的服务。一切能够手续简化操作的服务都是增值性服务。例如：推行一条龙的门到门服务，提供完备的操作或作业提示，自动订货，传递信息和转帐物流全过程追踪等都是有用的增值性服务；(2)加快反应速度的服务。快速反应已经成为物流发展的动力之一。传统观点和做法将加快反应速度变成单纯对快速运输的一种要求，但在需求方对速度的要求越来越高的情况下，它也变成了一种约束，因此必须使用其他的办法来提高速度；(3)降低成本的服务。可以通过采用投资比较少的物流技术和设施设备或推行物流管理技术，如运筹学中的管理技术、单品管理技术和信息技术等，提高物流的效率和效益，降低物流成本等等。显然，在现代物流中，货物运输路径、仓库地址的选择等，都涉及到如何处理大量的空间数据与属性数据，从而缩短物流时间，降低成本的问题。GIS(Geographical Information System地理信息系统)是在计算机硬、软件支持下，对整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据进行采集、储存、管理、分析和表达的空间信息系统，它集计算机科学、地理学、信息科学等学科于一体的新兴边缘科学，可作为应用于各领域的基础平台。这种集成是对信息的各种加工、处理过程的应用、融合和交叉渗透，并且实现各种信息的数字化过程。GIS不仅具有对空间和属性的数据采集、输人、编辑、存储、管理、空间分析、查询、输出和显示功能，而且可为系统用户进行预测、监测、规划管理和决策提供科学依据。可见，将其应用于物流配送系统中，大大加强对物流过程的全面控制和管理实现高效优质的物流配送服务。目前的GIS物流分析系统主要集成了车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等。但是对于在现实条件下多种约束条件存在的行车路线及时间表的制定问题研究的不多。为此，现针对这一问题提出一种新的解决办法，即利用成熟的地图的模型以及各点间最短路径算法，并在此基础上运用运筹学中的节约思想，从而在一定程度上解决了带软时间窗的车辆路线问题。这在面积广阔、通行道路选择对运行时间影响极大的大庆来说，具有现实意义。2 GIS系统功能分析把GIS技术融人到物流运输业务的过程中，可以更容易地处理物流配送中货物的运输、仓储、装卸、送递等各个环节，并对其中涉及的如运输路线的选择、仓库位置的选择、仓库的容量设置、合理装卸策略、运输车辆的调度和投递路线的选择等问题进行有效管理和决策分析，有助于物流配送企业有效地利用现有资源，降低消耗，提高效率。基于GIS的物流配送系统应实现5个功能。(1)车辆和货物追踪。利用GIS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；(2)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。查询资料可以以文字、语音及图像的形式显示，并在电子地图上显示其位置；(3)物流决策模拟与支持。如可利用长期客户、车辆、定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，以提供更有效且直观的决策依据；(4)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；(5)车辆路径规划。进行车辆的形成安排和出发(到达)时间预测，从而为物流企业的高效、稳定运作提供精确的决策依据。3 技术关键31 基础模型的建立从物流运输的业务实际出发，在进行基于GIS技术的物流运输管理系统设计和开发过程中，需要建立三个基础模型。(1)车辆路线模型。用于解决一个起始点、多个终点的货物运输中，如何降低物流作业费用，并保证服务质量的问题；(2)网络物流模型。用于最有效地进行货物路径分配，也就是物流网点的布局问题。如将货物从N个仓库运往M个用户，每个用户都有相对固定的需求量，因此需要确定由哪个仓库提货送给哪个用户，所耗的运输代价最小。其中还包括使用多少车辆，每辆车输代价最小。其中还包括使用多少车辆，每辆车的路线等；(3)空间查询模型。如可查询以某一个物流节点为圆心某半径内配送点数目，以此判断哪一个配送中心距离最近，为安排配送做准备。物流活动中的路线分析，有众多的约束条件，例如：时间、人工、车辆的合理安排以及道路条件的限制等。只有充分地考虑每一个与现实相关的约束条件。才能得到真正具有实际意义的最优化结果，使得资源利用达到最优化。当然仅使用各点间最短路径算法很难满足这些复杂的约束条件的要求。出于对这些约束条件的考虑。应当主要采用下面两种路径分析算法：即节约算法和扫描算法。当节点数目很多的时候(例如在配送中心总部进行行车路线与时间表的安排)节约法的运行速度会比较慢。这是因为在使用节约法之前，必须首先得到各节点之间的路径距离，而在有多个节点的时候，例如5 000个节点，存贮它们间最短距离就至少需要100 Mb的内存，如果要存贮它们所经过的路径则内存所需量更大，节约法对于过多节点使用起来比较困难。而扫描法是基于对节点位置的判断，即使有很多个节点，运行速度也不会很慢。因此，在算法使用的时候，应该根据实际情况进行考虑，在需要配送站点数目非常多的情况下，例如大于500个，可以考虑使用扫描算法。否则，应尽量采用节约算法达到行车路线与行车时间表安排最佳的目的。4 结束语通过上述的理论探讨及进行的各种路径优化算法的分析，在大庆石化可以通过对物流系统业务辖区所在地的基础地理数据的收集、量化之后，形成可以利用的GIS基础数据模型。再通过一定的优化算法，可以获得能够指导石化物流运输实际作业的结论，有利于大庆石化物流企业做好、做大、作强，形成优势力量，并摆脱对主业绝对依赖，这样就可以以大庆石化为中心，逐步建设一个辐射周边进而覆盖全省、乃至东北的大型物流基地真正形成“第三利润源泉”。