GIS在物流配送信息系统中的应用研究二六年四月三十日34A Research on the Application of GIS in Logistics Distribution Information System摘 要在市场经济条件下，越来越多的企业对其生产运作中的流通环节产生了高度重视，物流逐渐成为企业管理中充满活力的研究方向。和企业管理的其他部门一样，物流也需要采用信息技术来提高管理水平，以实现更高的客户满意度并以此为途径创造利润。企业的生产经营活动都是发生在地球表面的，而物流业务与企业的其他经营活动相比，和地理空间信息的联系更为密切。故企业越来越多地要求在物流管理中采用空间信息技术，如地理信息系统（Geographic Information System, GIS），全球定位系统（Global Positioning system, GPS）等。在物流管理的诸多功能要素中，配送这一环节中GIS的应用尤为突出，配送路径选择、物流中心选址等问题都需要GIS理论的支持。可以说，物流配送信息系统的研究是物流管理学和空间信息科学的交叉领域。在现有的物流系统中，存在着诸多问题，如配送路径计算量太大而且耗时太长、路径选择中没有考虑道路转向、路径权值设置不合理等等。本文的研究目的就是在这种背景下提出一种新的基于GIS的物流配送信息系统。现代物流中企业发车一次给多个客户送货的多品种小批量配送成为越来越常用的送货形式，因此物流系统需要提供多个目的环游的最短路径。这就是图论中的旅行商问题（Traveling Salesman Problem, TSP）。目前，除了穷举法之外，尚未找到TSP的精确解法，实际的应用都是采用近似的解法，得到接近最优解的满意解。况且现代城市交通状况非常复杂，而且有明显的动态变化，使得理论上计算出的最短路径在实际中也未必是最优的。所以本文提出的最短路径算法也不追求最优解，其基本思路是，将单源单目的地最短路径分析问题的经典算法Dijkstra算法与TSP问题的最临近算法相结合，以计算比较满意的环游路径。考虑到道路的转向限制、单行道等情况在原始的道路拓扑图不能表达出来，在进行分析时，将原始路网转化成对偶图，在对偶图中进行分析。经过实验，本算法得到了正确的实现，并实现了应有的合理的应用效果。关键词：物流配送，最短路径，最临近算法，Dijkstra算法AbstractUnder the circumstance of market economy, more and more enterprises have concentrated on the transportation part of its producing and operating process, and LOGISTICS has become an active research field. Like any other parts of enterprise management, logistics needs to enhance its management by using information technology so as to achieve higher consumer satisfaction and make more benefit. All the production and management activities take place on the surface of the earth, among which logistics has a closer relationship with geospatial information compared with the other ones. Therefore, enterprises are required more and more to adopt geospatial information technology, such as Geographic Information System (GIS), Global Positioning system (GPS). In particular, delivery uses more GIS technologies than any other factors of logistics. Vehicle routing and Distribution Center (DC) Positioning need the application of GIS theory. It can be said that Logistics Delivery Information System (LDIS) is the intersection of Logistics management and Geospatial Information Science.The current LDIS have many shortcomings: routing algorithms are always complicated and time-consuming, road turnings are always not taken into consideration, and the weight of path is always not reasonable. This thesis presents a new LDIS based on GIS under this background.In modern logistics, delivery of many types and small bulks, which means one vehicle delivers to multiple consumers at once has become more and more popular, so shortest path for the overall journey is needed. This is Traveling Salesman Problem (TSP) in Graph Theory. Until now, no algorithm has been found to solve the problem, all of the practical solutions are approximate ones. In addition, traffic condition in modern cities is very complex and dynamic, which makes the theoretically shortest path not always best in practice. This thesis does not aim at the best solution either, and its idea is to combine the classic single source single destination shortest path algorithm Dijkstra algorithm with the nearest algorithm of TSP, and calculate a rather satisfactory round path. Since road turning restrict and direction restrict cannot be demonstrated by the original road topology, the allelomorph graph is generated from the original graph, and routing is done on the controversial graph. This algorithm is proved sound by experiments.Key words: Logistics Delivery Shortest Path Nearest Algorithm Dijkstra Algorithm目 录摘 要IAbstractII第一章物流信息化与GIS应用1第一节物流概述11.1.1 物流的概念和发展11.1.2 企业物流21.1.3 物流配送31.1.4 物流配送的合理化4第二节企业信息化概述61.2.1 企业信息化的产生61.2.2 信息与信息系统61.2.3 企业信息化的要素71.2.4 企业信息化建设的原则8第三节物流信息系统101.3.1 物流信息及其特征101.3.2 物流信息系统12第四节 地理信息系统在物流配送中的应用131.4.1 地理信息系统概述131.4.2 GIS与企业信息化相结合181.4.3 GIS与GPS在物流配送中的应用191.4.4 用于物流分析的常用GIS模型21第二章物流配送的路径计算23第一节图及其数据结构232.1.1 图论概述232.1.2 图的数据结构25第二节两点间最短路径问题及Dijkstra算法262.2.1 Dijkstra算法的基本原理262.2.2 Dijkstra算法的多种实现方法27第三节车辆调度问题及其研究292.3.1 车辆调度问题概述292.3.2 欧拉图、汉密尔顿图与旅行商问题302.3.3 TSP的常用算法31第四节基于Dijkstra算法的车辆调度问题解决方案332.4.1 问题的提出332.4.2 对已有研究成果的分析342.4.3 将Dijkstra算法与最临近算法真正结合起来35第三章配送路径的特征表达37第一节道路网的表达方法373.1.1 对道路网表达方法的要求373.1.2 改变路网的拓扑结构403.1.3 对偶图42第二节 道路网的权值评价433.2.1 最优指标的选取433.2.2 本文采取的权值评价方法44第四章基于GIS的物流配送信息系统47第一节 信息系统开发方案474.1.1 信息系统的开发方法474.1.2 GIS开发模式选择494.1.3 本系统方案的提出51第二节 物流配送系统的需求分析514.2.1 我国超市配送的发展现状524.2.2 系统开发任务概述534.2.3 各个模块的详细需求544.2.4 其他要求55第三节 物流配送系统分析564.3.1 业务流程分析564.3.2 数据流程分析564.3.3 数据字典59第四节 系统设计和开发624.4.1 系统的体系结构624.4.2 业务数据库的设计634.4.3 空间数据的设计65第五节 物流配送系统的运行展示66第五章总结和展望69第一节 总结69第二节 进一步的研究内容和方向69参考文献71致 谢74第一章 物流信息化与GIS应用第一节 物流概述1.1.1 物流的概念和发展在市场经济条件下，企业为了扩大利润，一般采用降低物质消耗和提高劳动生产率两种途径，而对物质资料的流动过程中所产生的效益，却鲜有研究。这一部分因此被一些学者称作“经