3S集成技術(shù)及其在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳流源，王 卉

（海口經(jīng)濟(jì)學(xué)院，海南 海口 571127）

在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，物流信息技術(shù)不斷發(fā)展，推動(dòng)著物流管理系統(tǒng)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化逐步轉(zhuǎn)變。其中，以地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感測(cè)繪技術(shù)（RS）三大技術(shù)為核心的“3S”技術(shù)，也稱空間信息技術(shù)（Spatial Information Technology），成為物流行業(yè)推捧的熱門。應(yīng)用3S集成技術(shù)可以很好地解決物流系統(tǒng)中存在的一些問題，通過空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等的結(jié)合，可以更好地對(duì)空間和環(huán)境信息進(jìn)行準(zhǔn)確快速的采集和處理，為物流運(yùn)作提供詳實(shí)可靠的信息，在車輛與貨物定位、運(yùn)輸路線規(guī)劃及物流倉(cāng)儲(chǔ)配送中心選址等方面發(fā)揮重要作用。

1.3S集成技術(shù)概述

“3S” 技術(shù)，由RS、GIS、GPS三大技術(shù)構(gòu)成，是20世紀(jì)60年代興起的一門新興技術(shù)。“3S”技術(shù)中，RS、GIS和GPS三種技術(shù)相輔相成，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互作用，形成了“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架。“一個(gè)大腦”指的是GIS系統(tǒng)，“兩只眼睛”分別指的是RS和GPS系統(tǒng)。RS技術(shù)通過遠(yuǎn)距離感知確定和發(fā)現(xiàn)信息源（目標(biāo)物），為GIS提供或更新數(shù)據(jù)；GPS技術(shù)向GIS提供空間定位信息；GIS是3S技術(shù)的核心部分，它借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和空間分析功能從RS和GPS提供的數(shù)據(jù)中進(jìn)行提取、分析、綜合集成和動(dòng)態(tài)處理等操作，最終提供可視化的結(jié)果展示，為最終的物流決策提供科學(xué)依據(jù)。

1.1 GPS技術(shù)

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是19世紀(jì)由美國(guó)軍方研制的，基于衛(wèi)星通信技術(shù)的全球范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)。最初主要運(yùn)用領(lǐng)域在軍事方面，到了21世紀(jì)，GPS已經(jīng)廣泛用于商用和民用。GPS由空間部分（GPS衛(wèi)星系統(tǒng)）、地面控制系統(tǒng)（地面監(jiān)控系統(tǒng)）和用戶設(shè)備部分（GPS信號(hào)接收機(jī)）三大部分組成，具有高精度、全方位、全天候、多功能、全時(shí)段等特點(diǎn)。其在物流領(lǐng)域的應(yīng)用，也是不可缺少的。物流企業(yè)通過GPS監(jiān)控管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全面跟蹤貨運(yùn)車輛與物品的運(yùn)輸情況，使客戶直觀地了解貨運(yùn)車與商品的在途情況和物品是否到達(dá)，保障整個(gè)物流過程的有效監(jiān)督與快速運(yùn)轉(zhuǎn)。GPS在物流中的運(yùn)用如圖1所示：

圖1 基于GPS的物流管理

1.2 GIS技術(shù)

GIS是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。GIS通過計(jì)算機(jī)控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送與傳遞。其運(yùn)作需要與 GPS、衛(wèi)星系統(tǒng)相互連接，通過對(duì)地表信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、展示，向用戶提供所需信息。GPS系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達(dá)與輸出等基本功能。用戶可以通過坐標(biāo)得到相應(yīng)的地表信息、地理測(cè)繪和高清拍攝等直觀影像，在定位和信息共享方面具有突出表現(xiàn)。GIS的核心原理是空間性，其在軟件上包括空間位置和空間屬性，技術(shù)上表現(xiàn)為坐標(biāo)和空間拓?fù)涿枋鰧傩浴＞邆涠€(gè)屬性，使用一定的算法就可以完成空間分析操作，常用的有三維視域分析、立體剖面分析、地形因子分析和路徑分析等。GIS在物流中的應(yīng)用如圖2所示：

圖2 GIS在物流中的應(yīng)用

1.3 RS技術(shù)

RS技術(shù)是通過對(duì)地表目標(biāo)物體自身輻射或反射的電磁波、紅外線、可見光等進(jìn)行遠(yuǎn)距離感知，并進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的技術(shù)。RS技術(shù)具有獲取信息速度快、范圍廣、受地面條件限制少、獲取信息量大等特點(diǎn)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、接收、記錄、傳輸和加工處理，以便于進(jìn)行目標(biāo)勘探、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及物流管理決策等。RS 技術(shù)與GPS、GIS等技術(shù)高效融合，可以在空間信息獲取、動(dòng)態(tài)跟蹤以及定位導(dǎo)航等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。RS的工作特點(diǎn)表現(xiàn)為探測(cè)范圍大；獲取資料的速度快、周期短；受地面條件限制少；方法多，獲取的信息量大。RS技術(shù)探測(cè)范圍大，從10 km到910 km不等。一張陸地衛(wèi)星圖像覆蓋的地面范圍可達(dá)3萬多平方千米。RS技術(shù)獲取資料的速度快、周期短，而實(shí)地測(cè)繪地圖要幾年、十幾年甚至幾十年。RS技術(shù)在物流中的應(yīng)用如圖3所示：

圖3 RS技術(shù)在物流中的應(yīng)用

2.3S集成技術(shù)在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 3S集成技術(shù)在運(yùn)輸管理方面的應(yīng)用

3S集成技術(shù)可以為物流企業(yè)和部門提供車輛導(dǎo)航、車輛跟蹤與定位以及車輛信息管理等服務(wù)，為物流決策提供參考依據(jù)。首先，在車輛導(dǎo)航方面。RS技術(shù)可通過遙感器對(duì)地表物體，如地表、建筑物等完成遠(yuǎn)距離識(shí)別，并提取這些物體的信息，通過軟硬件系統(tǒng)的處理（如幾何校正、濾波等）對(duì)接收到的遙感圖像信息進(jìn)行分析和判讀，為GIS系統(tǒng)提供信息源。GIS對(duì)空間中的地理信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和分析，可構(gòu)建出直觀、可視化的地圖、影像以及多媒體等，幫助運(yùn)輸車輛和船舶優(yōu)化運(yùn)輸作業(yè)流程，通過導(dǎo)航迅速到達(dá)指定交貨地點(diǎn)，減少運(yùn)輸時(shí)間。其次，車輛跟蹤與定位方面。利用3S技術(shù)，與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，能夠有效確定車輛的位置信息、行駛路徑和行駛速度等，跟蹤車輛及船舶等的運(yùn)行軌跡，預(yù)估到達(dá)指定目的地的具體時(shí)間，有助于安排接貨事項(xiàng)和準(zhǔn)備。通過將 3S 技術(shù)可用于物流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，讓物流管理透明化、實(shí)時(shí)化，使物流發(fā)貨方、收貨方以及承運(yùn)方都可以及時(shí)了解信息、應(yīng)用信息。再次，在車輛信息管理方面。借助3S地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可及時(shí)查看并更新所有運(yùn)輸車輛的類型、配載、位置、型號(hào)和狀態(tài)等信息，為物流主管部門進(jìn)行調(diào)度、協(xié)調(diào)和指揮車輛提供有效依據(jù)。

2.2 3S集成技術(shù)在配送管理方面的應(yīng)用

3S技術(shù)對(duì)于物流體系的構(gòu)建，物流園區(qū)、中轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)、物流中心等節(jié)點(diǎn)的選址起到關(guān)鍵作用。GIS系統(tǒng)綜合RS和GPS提供的有效信息數(shù)據(jù)，可建立各候選配送中心站點(diǎn)的綜合評(píng)估模型，在地理信息系統(tǒng)中標(biāo)出要規(guī)劃選擇的站點(diǎn)方案，并在電子地圖上進(jìn)行查詢和顯示，由綜合評(píng)估模型給出各配送中心站點(diǎn)的評(píng)估值，從科學(xué)的角度幫助客戶研究地理位置，以便選出最優(yōu)的配送中心選址方案，有助于優(yōu)化物流配送決策。3S集成系統(tǒng)可根據(jù)送貨車輛的裝載量、客戶分布、配送訂單、送貨路線交通狀況等因素進(jìn)行計(jì)算，自動(dòng)完成配送路線規(guī)劃和人工線路設(shè)計(jì)。通過路徑優(yōu)化，可以合理規(guī)劃路線，合理避開擁堵路段、事故路段等，以減少運(yùn)輸時(shí)間，提高車輛的利用率。

2.3 3S集成技術(shù)在信息管理方面的應(yīng)用

3S集成技術(shù)具有強(qiáng)大的信息存儲(chǔ)和查詢功能。首先，其擁有的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可統(tǒng)一管理車輛信息、配送中心信息、配送路線規(guī)劃信息等數(shù)據(jù)信息，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電子地圖和衛(wèi)星圖片信息的有效管理。物流公司及用戶可以根據(jù)需要對(duì)目標(biāo)車輛的運(yùn)行信息及具體位置動(dòng)態(tài)進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果可以以文字、語言和圖像的形式顯示，使物流公司和貨主可以對(duì)貨物及車輛動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，掌握及時(shí)有效的數(shù)據(jù)。為了使物流活動(dòng)更加順暢地進(jìn)行，3S系統(tǒng)可使用無線局域網(wǎng)向車輛發(fā)出相關(guān)指令，并允許車輛向物流管理中心發(fā)送裝載報(bào)告，以便彈性地調(diào)整運(yùn)輸及配送計(jì)劃方案。

2.4 3S集成技術(shù)在應(yīng)急監(jiān)控方面的應(yīng)用

在特定情況下，物流需要應(yīng)對(duì)各種突發(fā)和緊急情況的物資保障。這時(shí)需要借助3S空間信息集成技術(shù)搭建應(yīng)急信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物資的快速供應(yīng)。在物流運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸車輛遭遇突發(fā)狀況時(shí)也可借助3S技術(shù)向管理單位發(fā)出越界報(bào)警、超速報(bào)警、遇劫報(bào)警、遠(yuǎn)程熄火和遠(yuǎn)程監(jiān)聽等報(bào)警求救信號(hào)。物流公司可以通過GPS定位和遙感監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)有緊急情況或發(fā)生事故的車輛進(jìn)行緊急援助，并規(guī)劃最優(yōu)援助方案。也可以通過話務(wù)指揮功能與被救助目標(biāo)車輛進(jìn)行通話，實(shí)行在線實(shí)時(shí)輔助，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警車輛運(yùn)行狀況，保障人員、車輛及貨物的安全。

3.結(jié)語

將3S集成技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種空間信息和環(huán)境信息的快速、準(zhǔn)確、可靠的收集和處理，為物流管理決策提供科學(xué)依據(jù)。并能縮短物流運(yùn)行周期，提高物流企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。在高新技術(shù)不斷應(yīng)用的今天，3S集成技術(shù)與物流系統(tǒng)的結(jié)合，必將為物流系統(tǒng)的效率和服務(wù)水平帶來顯著的提高，使物流系統(tǒng)向智能化現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)變。