基于GIS的物流信息平台框架结构

GIS技术与物流管理技术的集成

　　1、物流管理技术。
　　1915年美国人间奇·萧首先提到Physical　　Distribution的概念，随着科学技术的不断发展和物流需求的逐步改变，Physical　　Distribution演变为Logistics的原型。从Physical　　Distribution到Logistics原型以至于到目前的物流(Logistics)，出于习惯，我国学者一直将上述两个词译为“后勤”或“物流”，虽然其含义已经发生了根本的改变。
　　中国物流术语国家标准定义“物流”是以最小的总费用，按用户的要求，将物质资料从供应地向需要地转移的过程，主要包括运输、包装、装卸、配送、流通加工、信息处理等活动。美国物流管理协会(CLM)将物流定义为是供应链程序的一部分，包括物品、服务及相关信息，从起点到终点有效流通及储存的企业计划、执行与管理，以满足顾客的要求。
　　现代科学技术的迅速发展，尤其是信息技术的迅速发展，极大地促进了物流管理技术的发展。现代物流管理作为传统物流管理技术与ERP技术结合的典范，被认为是企业在降低物资消耗、提高劳动生产率以外的重要利润源泉。在供应链的“四流”，即物流、商流、资金流、信息流中，信息流提升到了前所未有的高度，信息获取和处理的实时性和准确性是物流管理成败的关键。

　　2．GIS技术。
　　地理信息系统(GIS)技术作为地理数据获取、存储、分析、处理等的工具，将多种地理数据以不同层次联系构成现实世界模型，具有强大的空间数据管理、地理分析和空间分析的能力。
　　目前GIS重要的研究成果主要表现在：OpenGIS的研究保证了用户可以存取在网络上的异构GIS数据和处理单元；关系数据库(RDBMS)和GIS的有效结合，使得许多RDBHS也将支持新的对象一关系模型，从而可以更好地支持空间数据类型；GIS构件(Component)的开发使得原来的大型GIS系统正迅速走向构件化，分解为基本的GIS构件；WEB　　(Internet／Intranet)已经成为GIS的新的操作平台；数据挖掘(Data　　Mining)技术的发展，为知识发现提供了新的工具。GIS的最新研究成果为GIS技术引入物流管理提供了基础的技术条件。

　　3．GIS技术与物流管理技术的集成。
　　异构性是系统集成的根源，不同系统由于存在着异构的成分导致了各个系统无法实现有效的交互，才有了系统集成的必要。物流作为物体在时间和空间上的位移，对地理空间具有较大的依赖性，基于GIS技术的物流管理系统对于物流的可视化、实时动态管理和辅助决策分析等具有重大的意义。GIS技术与现代物流管理技术的飞速发展，使二者集成成为其发展的必然趋势，空间物流信息系统作为一个新的研究领域应运而生。
　　空间物流信息系统可以理解为从地理分析或空间分析以及可视化管理的角度出发，以GIS技术为基础，辅助以定位技术、通信技术、WEB技术等，进行物流作业和物流辅助决策的实时、动态的物流管理信息系统。
　　GIS与物流管理技术集成，构造物流信息平台需要三个阶段：数据库建设、分布式信息系统的实现、信息提取和表现以及分析应用。技术关键在于两点：数据集成和功能集成。数据集成主要包括异构数据的集成和同构数据的集成；功能集成主要是根据物流操作模式对其功能进行的规划和重组。

　　基于GIS的物流信息平台的数据组织
　　GIS使用的数据大多为空间数据，其基本构成单元可以分为点(Point)、线(Line)、面(Polygon)、复杂物体(Complex　　Object)等，并以空间数据库的形式进行数据组织，空间实体的属性信息作为属性项进行存储和管理。传统物流管理采用的数据大多是非空间数据，通常可以以二维表格的形式进行数据组织，可以采用通用的关系数据库进行数据的存储和管理，构成非空间数据库。
　　GIS的数据基础与传统物流管理信息系统的数据基础显然有巨大的差异，基于GIS的物流信息平台建设的关键问题之一是对异构数据的处理。数据集成需要将异构数据规划为同构数据，如基于元数据的系统集成、基于RDBMS的集成等；或者将异构数据规划为同构的过渡数据，如基于SQL和DLL的集成等，其目的在于形成的数据或过渡数据可以直接被系统所使用。比较理想的方式是基于RDBMS的集成方式，在同一数据库中采用同构的方式同时存储空间数据、非空间数据、影象数据等，采用标准SQL语言可以实现DB与DBNS的分离，Oracle、DB2、Informix等均支持上述操作。图1显示了基于GIS的物流信息平台的数据组织模式基于GIS的物流信息平台的功能组织
　　在数据处理的基础上，基于GIS的物流信息平台建设的重心就是功能的组织，也就是GIS功能与物流管理功能的规划和重构。系统的重建显然是不可取的，目前主要的技术方法有：GIS系统与物流管理信息系统相对独立的模式、基于OLE技术的操作模式、基于C0M技术的操作模式、基于CORBA技术的操作模式和基于AGENT下技术的操作模式等。

　　1．独立操作模式。
　　基于GIS的物流信息平台对于GIS系统与物流信息系统的功能要求具有较强的独立性时，GIS系统和物流信息系统的原有功能经过组合基本上可以满足物流信息平台的需要时，可以采用独立操作模式，即原有的GIS系统和物流信息系统在功能上仍然保持相对的独立性，它们之间的通信可以采
　　用文件交换等方式实现，对于GIS功能要求比较简单、物流信息平台规模较小的情况比较适用，是GIS与物流信息系统集成的初级方式。该方法虽然技术简单，但是仍然具有一定的实用性。

　　2．基于0LE技术的操作模式。
　　0LE(Object　　Linking　　and　　Embedding，对象的链接与嵌入)是Windows操作系统过时但仍被广泛采用的一项技术，是应用程序交换数据和相互操纵的一种方式。通过0LE一个应用程序可以指挥其他多个应用程序的运行。OLE技术的实现方法是首先建立0LE容器，即一个包含0LE对象的公共用户界面，通过OLE　　Automation建立不同应用程序之间的通信和调度，利用OLE接口实现自动化客户对自动化服务器的访问。
　　目前绝大多数应用软件支持OLE2．0，即允许其他应用程序通过0LE的方式将其嵌入到自己的系统中。0LE可以实现GIS与物流管理系统在功能上的有效集成，在一定程度上采用了面向对象的设计思想，但是OLE的实现方式几乎将一个应用系统完整地嵌入到了另外一个系统中，包括需要的部分和不需要的部分，因而集成后的系统不但比较庞大，而且对集成后系统的稳定性、可维护性、可重用性等均带来了一定程度的负面影响，因此该方案是可行的方案，但不是较好的功能集成模式。

　　3．基于COM技术的操作模式。
　　控件(COM)是具有如下特点的程序块：具有一定结构和功能；遵循一定的接口标准：即插即用；单独或与其他构件一起共同完成特定的功能；内部实现完全封装。控件是典型的面向对象思想的实现，GIS控件将数据和操作紧密结合，空间数据、属性信息、数据操作封装在一个对象中，在数据库中存储统一的地理对象，功能集成只是实现不同的对象之间的消息通信。
　　目前GIS厂商提供了许多优秀的控件，如ESRI的MapObject、Mapinfo的MapX等。采用控件的方法是实现功能集成较好的一种方法，集成后系统有较好的性能、功能、可继承性、可维护性等。该方法的主要问题是，集成系统的功能受控件功能的约束，几乎无法添加和修改原有控件的功能，因此集成系统的功能很大程度上受到了所采用控件功能的制约。

　　4．基于CORBA技术的操作模式。
　　目前实现分布式系统的主要技术有三种：OMG的CORBA(Common　　0bject　　Request　　Broker　　Architecture)、Microsoft的DCOM(Distributed　　Component　　Object　　Model)和SUN的Java。
　　COR8A是计算机工业从事的最重要的中间件项目，其关键在于CORBA定义了包含几乎现有C／S模式中间件每一种格式的一个中间件。COR8A将对象作为一个整体的隐象征，将现有应用软件都规划到对象总线上来。CORDA对于系统是自描述的，服务规范与实现分离，允许将现有系统合并到对象总线上。
　　采用CORBA技术进行物流信息平台的建设具有良好的开放性和扩展性，是建造分布式信息系统的一种重要技术规范。信息的分布性是基于GIS的物流信息平台的基本特点，物流信息平台要实现对现有不同类型信息系统的集成，从异构的系统中获取有关信息，对信息资源进行合理共享和优化利用，CORBA技术无疑是当前解决分布、异构问题的最有效的技术。

　　5．基于AGENT技术的操作模式。
　　AGENT技术是当今计算机技术的一个重要研究方向。由于AGENT具有自主性、交互性、反应性、主动性等的特点，采用AGENT技术实现分布式信息系统在网络通讯和协作处理方面有着巨大的优势。ACENT技术运用于基于GIS的分布式物流信息平台建设，不仅可以较好地解决系统数据共享和服务共享，而且更加便于子系统之间的应用协作和智能化信息服务的实现。
　　目前，AGENT技术的研究尚处于理论研究阶段，已有的原型系统大都处于实验阶段，相信不久基于AGLN厂理论的分布式系统的开发模式将会成为物流信息平台开发的主流。
　　B／S结构的空间物流信息平台框架结构设计
　　对于大量共用信息进行组织处理，确保信息流正确、及时、高效、通畅是构筑物流信息平台成败的关键因素。目前，物流信息平台发展规划研究处于起步阶段，没有一个比较完善的范例可资借鉴。
　　物流经过多年的发展，目前传统物流体系结构已经得到了大多数专家学者的认可。王众托、高复先等先后提出和论证了“企业信息系统新的体系结构”的概念，对在信息系统建设中如何进行规划和设计的问题给出了普遍意义上的解答。吴洪庆、段成华提出了物流信息系统结构的定义，物流信息系统结构指构成物流信息系统的各组成部件、部件之间的连接关系，以及部件和连接方式对构建物流信息系统所起的作用，并根据上述研究成果，提出了物流信息系统的总体框架(Logistic　　Information　　System　　Architecture　　LISA)，认为物流信息系统总体框架包括三个组成部分，业务层、管理控制层和战略管理层。
　　基于GIS的物流信息平台应该提供如下功能：支持多种内容、类型、格式的数据和模型，并提供对不同数据的操作功能；考虑到基于GIS的物流信息平台分布式的特点，根据用户的不同而提供不同的用户视图；提供基于GIS并针对物流作业的地理分析和空间分析功能。支持模型分析以及辅助决策；采用面向对象的思想，使平台具有良好的可继承性和可维护性，并使使用者可以透明地操作；提供标准的程序接口和通信服务机制。支持与其他系统的数据交换和功能调用，使平台具备一定的可拓展性。
　　从信息系统的角度，基于GIS的物流信息平台概念结构纵向上可以分为管理层、作业层、用户层，横向上可以分为数据层，功能层、用户(使用)层。从目前分布式信息系统的设计角度，纵向结构遵从横向结构，通常采用身份认证的方式在系统中进行层次划分。
　　基于GIS的物流信息平台是GIS技术支撑下的物流信息平台，是通过建立完善的数据采集，分发、共享、处理、分析、存储的机制构筑的物流操作平台。物流从狭义上可以理解为包括生产、仓储、配送、运输四个主要的过程，辅助决策支持、物流作业管理、企业管理三个层次。图2显示了物流共用平台系统的结构。


　　                           图2　　物流共用平台系统结构图
　　其中，辅助决策支持部分包括：全局或局部物流优化、各级客户地理分析、运输能力模型分析、交通物流资源优化、配送中心能力分析、配送网络方案分析、门到门服务分析优化、联运优化方案分析、代理网点设置优化、物流仿真分析模型、仓储能力分析、仓库选址模型、中转仓库优化方案等等。物流作业管理部分包括：企业物流资源管理、物流服务支持系统、物流资源查询检索、交通资源信息查询、信息发布系统、在线商务交易、仓库可视化管理、货物跟踪监控、海关报通关系统、货物卫生检疫系统、银行支付系统等等。企业内部管理部分包括：企业内部资源管理、财务管理子系统、人力资源子系统等等。
　　从上述三个部分的构成可以看出，GIS技术涉及到辅助决策支持和物流作业管理大部分的内容，企业内部管理实际上完全可以从物流信息系统中剥离。物流活动作为物体在空间上的移动，是时间和空间的集合，因此物流信息系统也可以分为两大部分：物流作业和支持系统、物流商务运行系统。
　　物流具有空间尺度和空间特征的性质是GIS技术与物流管理技术集成的基础。GIS应用于物流，从根本上改变传统物流的管理方式和分析模式，具有广阔的应用前景。但是。目前基于GIS的物流信息平台的研究和实践还处于研究实验阶段，如何建设合理实用的GIS物流信息平台。还有许多的问题需要考虑和实践。

    来源：《中国物流与采购》2002年第20期