GIS技術在物流規劃中的應用

王兆華

The Application of GIS Technique in Logistics Planning

WANG Zhao-hua

摘要:探討基于GIS的物流規劃方法,以此開拓GIS的功能、創新物流規劃的方法。通過對物流規劃實質、GIS根本功能的剖析,明確了應用瓶頸所在,指出了廣泛的應用可能性,設計并實現了GIS技術在基礎條件分析、目標確定、設施定位、信息系統、策略規劃等物流規劃環節中的具體應用。得出GIS技術在物流規劃中的深入應用主要取決于人們的思維方式與結合方法的結論。

關鍵詞:GIS;物流規劃;應用

中圖分類號:F253.9文獻標識碼: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

伴隨社會的發展和全球化進程的到來,物流業成為國民經濟的主要經濟增長點和重要組成部分,成為提升區域競爭力的有效手段。如何合理規劃物流,以提高物流效率,引導物流業的可持續發展,成為各級政府的當務之急;怎樣采用先進的技術手段,以提高規劃的科學性和準確性,則是規劃工作者重點探討的內容。

物流規劃工作者在確定需求、布局設施、安排運作、制定策略等規劃過程中,大多沿用傳統的城市和區域規劃手法。而物流的實質是物資與人員在空間上的位移,物流規劃的實質是空間決策問題。地理信息系統(Geographic Information System,GIS)正是解決空間問題的專業技術。GIS廣泛的數據融合、高效的數據管理、直觀的空間再現、準確的空間定位等能力,均能在物流規劃工作中發揮重要作用。

廣大的規劃工作者和GIS學者都試圖將GIS技術運用于物流規劃中,這方面已有不少成功的案例[1-4],從中不難發現GIS技術的應用主要限于空間分析和運營管理環節。本文擬探討GIS技術在物流規劃中的全方位應用方法。

1物流規劃過程

1.1物流系統

物流,即物資流通。1915年出現于美國,稱為“Physical Distribution”(簡稱PD),即“實物分配”或“貨物配送”。

第二次世界大戰中,美國軍隊提出了“Logistics”(后勤)理論,原始含義為軍事后勤保障。這里的“后勤”是指將戰時物資生產、采購、運輸、配給等活動作為一個整體進行統一布置,以求戰略物資補給的費用更低、速度更快、服務更好。后來這一概念被企業廣泛應用,又有商業后勤、流通后勤的提法,這時的后勤包含了生產過程和流通過程的物流,因而是一個包含更廣泛的物流內涵。

中華人民共和國物流術語國家標準(GB/T18354-2001修訂第三稿)[5]3.2條目統一了物流(logistics)的定義:為物品及其信息流動提供相關服務的過程。物品從供應地向接收地的實體流動過程。根據實際需要,將運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、回收、信息處理等基本功能實施有機結合。

物流是指物質實體從供應者向需求者的物理移動,它由一系列創造時間價值和空間價值的經濟活動組成,包括運輸、保管、配送、包裝、裝卸、流通加工及物流信息處理等多項基本活動,是這些活動的統一。

物流功能的完成依賴于一個完善的物流系統。物流系統是以完成物流服務為目的的物流功能單元構成的有機集合體。

1.2物流規劃的內容與環節

對物流系統及引導政策的設定構成物流規劃的內容,既包含為提供物流相關功能和組織物流服務的物流設施(作業系統),如物流園區、物流中心、配送中心,各類運輸樞紐、場站港、倉庫等,也包括交通網絡、相關的配套政策、信息服務等。系統中任何層次或環節的不協調,都會降低系統的工作效率。其中物流園區、物流中心、配送中心的規模由大到小,設置數量由多到少,承擔功能依次變化,構成完整的體系。

物流規劃按空間范圍、規劃主體和指導方針可劃分不同層級或類型,但規劃內容甚至規劃目的都大體相同,區別更多地在于復雜和詳細程度。

規劃即決策,它要求以最小的投入,達到既定的目標;或者以一定的條件下,去取得最大化的收益。這兩種規劃的思路雖有差異,但在科學決策指導下的規劃流程仍大體相似。按規劃工作的先后順序,可劃分為目標確定、基礎設施規劃、信息系統規劃和策略規劃等流程。目標確定是在基礎條件分析、物流現狀分析、物流需求預測的前提下,來確定今后一定時期物流應該達到的目標。基礎設施規劃包括物流節點規劃和通道規劃,物流節點規劃包含對應區域所應設立的物流園區、物流中心、配送中心的數量、規模和空間位置,通道規劃包含對外通道、對內通道、車站、碼頭、航站的設立、規格、布置等。信息系統是有效整合資源,提高物流運營效率,提供優質物流服務所必須的,信息系統規劃就是設定資源整合方案、構建統一的信息管理平臺。策略規劃是設定實現目標所需的方針與政策。

最早的物流規劃從屬于經濟規劃或城市規劃,獨立的物流規劃則以區域和城市物流規劃常見,因此使物流規劃更多地沿襲區域與城市規劃的傳統手法。

常應用調查法、系統分析法、目標規劃法、CAD制圖法等定性方法。在定量分析中常應用模型技術,如SWOT法等。GIS技術的全面引進將使這一狀況得以改善。

2GIS技術

2.1GIS功能

GIS以地理空間數據為基礎,采用地理模型分析方法,專業提供空間信息與服務,支持空間決策。GIS的外觀表現為人和軟硬件,其內涵卻是由程序和地理數據組成的一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統,可以從視覺、計量和邏輯上對地理系統進行模擬,在GIS支持下提取地理系統各不同側面、不同層次的空間和時間特征,也可以快速地模擬自然過程的演變和思維過程的結果,取得預測或“實驗”的結果,選擇優化方案,這種信息模擬可以在很大程度上避免錯誤決策帶來的損失。

對空間數據的格式轉換、存儲管理、加工處理、顯示輸出是GIS的基本功能,其中的可視化能力,往往能更為有效地幫助人們進行趨勢和策略方面的研究,從而為決策、分析提供支持,這是GIS的根本目標。

GIS以提取準確信息見長,并以可視化和過程模擬表現人類的思維。

2.2GIS在物流規劃中的應用現狀

GIS在物流規劃中的成功應用主要集中在定位和基于GIS的信息系統規劃中。

服務中心選址是GIS網絡分析的基本功能,被廣泛應用于物流園區、物流中心、配送中心的位置確定,是基于網絡數據結構和最短距離的空間分析,亦可采用其它空間分析手段完成。

在GIS平臺上構筑的物流管理信息系統,比傳統信息系統提供的信息更加直觀,運行效率更高,管理更趨科學。

隨GIS應用研究的深入,已深刻認識到GIS可以應用到所有與位置有關的場合,并可作為工具完美地支持決策過程。

現實中的GIS全方位應用尚有瓶頸,這一情況的造成概因對GIS技術的把握不足或對應用領域的專業知識了解不夠,從而導致找不到結合點。只要解決了這些問題,GIS就可以被廣泛應用于物流規劃中。

以下將結合實例分別討論GIS在物流規劃各環節中的具體應用。

3GIS在物流規劃中的應用

3.1GIS在物流規劃基礎條件分析中的應用

以GIS制作的各種現狀圖具有位置準確、格局清晰、內容豐富等特點,更便于進行各類分析。

圖1顯示了蘇州市區的對外交通格局、主要的對外通道和存在的東、西北、北、南4個對外溝通方向。圖2準確顯示了“長三角”地區經濟發展水平、產業結構情況以及蘊含的物流類型、物流方向。

使用GIS制作的區位圖有明確優勢,圖3顯示了蘇州(市區)在該區域中的中心地位,以50公里(半小時車輛行程)為半徑,生成的緩沖區,準確顯示了受蘇州強烈影響的范圍(最直接經濟腹地)涉及蘇北、上海西部、浙北和蘇南大部分,這一范圍就是一個聯系極為緊密的一體化區域,在此凸顯空間定量的優勢。

GIS還可以制作現有物流企業分布圖、地區經濟密度圖、內部路網分布圖等,由此進行詳盡的基礎分析。

3.2GIS在物流規劃目標確定中的應用

規劃目標是在統領經濟社會發展全局的前提下,對未來狀況的設想與安排,根據現狀、限制條件、可能投入、市場需求經科學預測而確定的。

確定目標最核心的內容是物流量預測。GIS借助屬性數據的管理,以空間統計分析和插值功能支持物流預測;也可以調用外部的復雜預測模型進行,并能用時間序列地圖或專題地圖形式加以直觀表示。

3.3GIS在物流節點規劃中的應用

物流園區、物流中心、配送中心有各自的功能、規模,因此物流節點應統籌規劃、合理布局,力爭效率最大化,推動物流目標的實現。

物流節點規劃需首先設定各級節點的數量,一般據階段物流量、參考經驗進行預設。

在對物流節點定位前,還要先確定其布局模式。圖4是經GIS空間抽象后確定布局模式的例子。

對各級節點空間位置的確定方法可能有所不同。

對于單一物流園區節點的定位,要求處于區域的中心。使用GIS找到地理中心或平均質心即可,但常需要向可用地、交通節點作適當偏移,偏移方法對地理中心或可用地、交通節點作距離的緩沖區,通過疊加最終確定。對多物流園區布局模式,可作區域劃分,然后在分區內按單一物流園區的方法來完成。圖5顯示了確定某一區域物流中心的實例,選址由質心向重要交通節點作了偏移,落入交通節點5公里的緩沖區和可用地復合區內。

物流中心面向全區,有近中心、對外交通便捷和與次級節點(配送中心)相銜接等要求。與物流園區選址操作大體相似,但需要對已選定的物流園區再作適當的偏移。

配送中心直接面對較小范圍的服務對象,因此要考慮服務對象的便利程度,也要考慮發揮設施最大效益,配合一、二級節點,形成本區完整的體系框架。一般選在自然形態較完整的服務小區中心,另與交通節點、可用地、服務密度疊加后選定。

三級物流節點定位均可使用網絡分析技術完成,一般是由低級到高級節點的順序進行。

3.4GIS在信息系統規劃中的應用

以GIS技術為基礎,輔助以定位技術、通信技術、web技術等,涵蓋普通物流信息功能的集成系統,可以管理空間數據庫,籍可視化技術進行可視化管理,以此提高物流調撥管理的效率和決策的正確性。

基于GIS的物流系統規劃依賴于數據集成和功能集成兩大技術。數據集成是使用基于RDBMS的集成方式,在同一數據庫中采用同構的方式同時存儲空間數據、非空間數據、影像數據等,從而實現數據的統一管理,為系統實現更多功能提供條件。功能集成實現GIS功能與物流管理功能的規劃和重構,完美集成。圖6是基于GIS物流管理信息系統中確定最佳運送路線的情況。

3.5GIS在物流策略規劃中的應用

物流策略是達到既定物流目標所需的實施步驟、達成途徑、保障政策。常見的有物流發展、資源整合、設施建設、企業培育等幾種策略。

物流發展策略規劃。主要是利用GIS空間化和可視化功能,即將加載在政策上的現狀改變情況,與最終目標的比對。比如依物流分布與城市經濟形態相關圖、物流管理信息系統拓撲結構與物流設施分布比對圖、內(本地)外(引進)新(規劃)舊(已有)物流分布圖等加以識別,導致更加接近目標的政策,就可作為可行的策略。

物流資源整合規劃。就是規劃通用的基礎平臺,讓各類數據和功能兼容,實現統一的數據代碼,即設計一張網、一個中心、一個平臺、一張圖的整合方案。

物流設施建設策略。主要涉及建設時序,可以由規劃設施圖層(多邊形對象)與現有設施圖層(多邊形對象)疊加相減得出待建設施,然后依重要性得建設時序,再依經濟水平和發展策略將建設時間分配到規劃期年份內。參見圖7。

物流企業培育策略。從圖7中得出了節點建設順序和推動方略,可解讀出物流企業培育策略應有:(1)優先吸引大型企業的進駐,積極引導分散的投資項目向產業園區集聚,以推進物流節點的快速形成。(2)堅決貫徹物流規劃方案,避免重復建設和資源浪費。(3)公共信息平臺、企業信息管理平臺與物流園區、物流中心、配送中心的建設并重,以發揮整合效益,提升物流效率。(4)制定財稅、土地、融資、通關、行政管理等方面的激勵性政策,促成快速發展。

4結論

提高GIS軟件空間分析和決策分析的能力是GIS應用的熱點。本文展現了GIS不僅可以應用在物流規劃中的現狀描述、物流分析環節,而且可以廣泛應用于物流規劃的各個方面。

作為實用工具的GIS,提高其應用能力的核心問題是:第一,識別、分離和轉化空間對象以及無形的知識,這是GIS應用的基礎。第二,闡明問題,將普通問題轉化為空間問題,或可視化需求,這里需要注意的是個人有限的知識使提出的問題與良好的分析結果間存在著一定的差距,只有解決這一個問題,GIS才能有廣泛的應用。第三,方法論的問題,即GIS怎樣與實際問題結合,只要解決這一個問題,GIS就有能力解決所有問題。

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