基于GIS烟草配送线路优化技术研究

摘要：主要是针对烟草行业的具体配送业务，分析了GIS在烟草配送线路中的背景、线路系统优化的结构和流程以及基于GIS烟草配送线路优化系统设计。

关键词：烟草企业；GIS系统；线路优化

中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：16727800（2011）012006702

作者简介：宋海松(1975-)，男，吉林九台人，硕士，中国烟草总公司北京市公司讲师，研究方向为软件工程。1GIS系统背景分析

基于GIS的烟草线路优化系统是烟草物流信息系统的子系统。烟草信息系统是根据烟草行业发展的特点并结合国家烟草局和各省市烟草的管理目标，利用现代物流管理和供应链思想，建立的高效、先进、灵活、精细、开放、集成和安全的物流管理平台，从而适应烟草企业业务发展和多种业务模式并存的变化需要。一般来说，烟草信息系统包括两方面的内容：省公司和地市物流中心。

省公司层面的物流信息系统提供各地市公司物流信息系统运行的框架，具有对各地市物流信息系统的数据集中、监控运行的功能。

地市物流中心层面的物流信息系统担负日常运营的各种事物的处理，其核心包括物流仓储管理系统、分拣管理系统和送货管理系统。同时还包括人员管理系统、物流成本管理系统、车辆管理系统、设备管理系统、调度管理系统和可视化CRM系统。其中可视化CRM系统又称为GCRM，具有可视化的送货路线优化、跟踪、回放、模拟送货和综合分析等功能。

省烟草信息系统要求能够通过行业物流项目的实施，建设各地市统一的物流仓储配送体系，应用系统应至少包括仓储管理子系统、配送管理子系统、分拣管理子系统和综合管理子系统。其中综合管理子系统又包含有智能调度、物流费用管理等功能模块。

2基于CIS烟草配送路线优化系统结构和流程分析线路优化系统通过由POI采集提供完整准确的道路数据和客户数据对线路进行优化，并且为GPS监控模块和车辆的调动提供优化后的数据。在进行线路优化时，可以将现有配送路线导入系统生成原有的配送方案，按照不同的参数设置形成新的配送方案并进行方案间的指标统计，能够在与第三方签订配送服务合同时，对总成本的预算提供指导。

线路优化系统的基本流程是首先采集与客户相关的数据并保存到CIS系统中，并在地图中用MapInfo显示出来。然后将配送中心相关数据调入优化算法中，进行优化计算并就计算结构是否合理进行判断。若不合理，可进行手工调整数据，或者直接在地图上调整路线，直至得到比较满意的线路为止。用数据的形式保存优化的结果，在电子地图中展示，并将结果提交给车辆调度人员作为车辆调度的依据。

3GIS系统构架分析

基于CIS烟草配送线路系统是在GIS系统的基础上进行开发的，GIS系统的架构为烟草物流信息系统的各个模块提供一个较好的平台。通常GIS系统功能由基于CIS的系统平台和基于GIS系统平台的应用两大部分构成。

(1)基于GIS的系统平台

基于GIS的系统平台应该搭建在Web/GIS技术构架之内，能方便快捷的进行应用扩展。平台由GIS服务器、地图引擎和导航引擎、地图数据库和GIS地图展示等部分组成。GIS地图展示软件是一个通用的应用系统界面，在此之上可以建立不同功能的应用。GIS地图展示软件主要包括地图展示、地图放大和缩小这几个基本的功能。地图展示功能是指将地图数据库中指定地图或是指定图层，按照设定的初始显示比例，调入软件中进行展示。地图的放大或是缩小功能指可以按照设定值对地图进行放大或是缩小。

(2)基于GIS系统平台的应用。GIS系统平台应该贯穿于专卖、销售、烟叶、网上订货等整个烟草行业的各个系统之中，是建立在Maplnfo、ArcGIS或其他GIS平台基础之上，利用标准的GIS地图构建而成的系统应用平台。

GIS系统与其他系统之间构成独立的支撑环境，搭建GIS服务支持服务器、GIS应用服务器和GIS引擎及地图数据库服务器，使得面向不同对象和应用的服务器分别进行部署，使配置环境的复杂度降低，提高各系统的应用效率，方便对系统进行维护和管理。并且要支撑GIS系统运行，至少需要配置2~3台得PC服务器来分别运行和存储GIS引擎、地图空间数据及GPS/GIS应用服务。另外，还需有专门的计算机通过GPRS协议与车载终端进行信息互换。

4基于GIS烟草配送线路优化系统设计

(1)设计总体原则

计算机软件涉及到额总体原则是，软件系统要具备很强的移植性、适用性和可扩性。优化系统针对烟草行业各种业务的具体要求而灵活的应用，随着具体问题的改变而具有较好的稳定性，能够适应相应需求变化下的软件应用，对线路优化能给出满意的解。设计的算法要能满足实际需求并具有一定的通用性，代码具有复用性，提供相应的标准接口，根据业务需求的转变有一定的可扩展性。通过VRPTW遗传算法，结合烟草线路优化中的实际问题，能够合理的划分区域并利用本地网络资源，计算出合理的配送顺序和配送路线，使烟草企业的配送成本降低，提高其经济效益。

(2)优化方案管理模块

优化方案管理模块将原有的线路导入到优化系统形成优化方案，或是根据设定的参数形成新的配送方案，方便方案间进行成本和效率指标的对比，得到最优方案。

优化方案管理模块的功能有：通过与优化系统相对应的字段进行匹配后，将现有配送线路的车次信息和配送线路信息导入GIS系统中，并维护方案的名称备注等常规信息；配置新的方案名称来创建新的优化方案，并删除已有的优化方案；对方案中优化产生的相关结果进行删除；将原有方案进行复制，复制后可以使用方案相同配送区域和配送区域的不同参数生成可对比的配送方案。

从业务系统通过人工方式处理原有配货车次和配送线路信息；优化方案编号、方案名称、创建人、创建时间、方案备注、方案类型、方案是否已被优化和方案所述分区方案等有关方案表的内容。

优化方案管理模块的约束条件有：优化结果以方案方式存在，当客户删除方案后，其对应的分区方案、车次管理、配车结果和线路优化结果数据都要同时进行删除处理。手工导入的方案由于其不具备配送区域等相关参数，因此也不支持数据复制功能。方案优化结果删除，仅对生成的结果进行删除，而不删除方案所具备的配送区域划分和配送区域配车参数等数据。

(3)分区方案管理模块

这一模块主要是根据经济配送区域划分或是实际的行政区划域划分，对将要优化的方案划分为若干的区域，即配送区域。区域间拥有独立的车次信息等参数并根据这些参数进行配送车辆和配送线路的优化。

这一模块主要有五大功能：配送区域建立，即手工方式套选或读取行政边界建立配送区域；配送区域修改，主要是对配送区域的名称和覆盖范围进行修改；配送区域删除，即删除那些已有的配送区域；客户点与配送区域匹配，系统根据配送区域的划分将客户点自动归属于相对应区域；分区方案的维护，即不同分区对应不同的线路优化方案，分区方案具有删除、新增和修改等操作。

这一模块的单项数据表主要包含配送区域的信息，包括配送区域的编号、区域名称和区域范围经纬度数据。

分区方案管理模块的约束条件主要有：为了对已经进行优化的方案，除了区域名称外，不允许客户再对分区方案的任何数据进行更改，从而保证优化结果和分区方案的完全一致。如果需要对分区方案进行更改的话，则应该对优化数据进行清除，增强对分区方案后果严重性的认识。一旦分区方案产生变更，则相应的该区域内线路应该进行重新优化。对于交叠的配送区域中的客户，系统规则定位其归属于处在区域列表最顶端位置的区域内。

(4)配送车次管理模块

这一模块对于同一方案的不同配送区域进行车次信息的维护，为线路优化和配车优化提供最基本的数据。优化结果将根据车次的相关参数进行约束，保证结果尽量接近实际配货情况。

本模块的表单数据主要是车次信息，包括所述区域编号、车次使用车辆型号、车次的标准装载量和弹性装载量、车次数量、车次配送户数的标准量和弹性量、车次最大配送里程和最长工作时间。

在这一模块需要注意的是，车次概念不等于车辆数量。例如某辆送货车每天送货2次，一周工作5天，那么其实际车次数量应该为10。

(5)客户配车优化及调整模块

在优化过程中对某个配送区域的所有客户先进行车辆的配载优化，优化结束后，系统将分析出某个车次适宜配送这一区域中的哪些客户，但分析的结果不包含配货次序。

这一的模块的主要功能包括：按照区域或是方案优化配车；在区域间或是区域配车之间调整客户；配车过程中，提供车次配载户数和配送量等相关调整信息指导；删除调整后多余的配车车次信息；调整后多余的客户可以利用增加车次功能，新增的车次对客户进行手工配载。

模块表单数据项包括配车信息表和配车车次表。配车信息表主要是所属配车的编号和配车客户编号。配车车次表包括配车编号、所属区域编号、配送使用的车次类型等相关参数。

这一模块的约束条件主要有：当配车优化过程结束后，要根据实际的配车结果删除多余的车次，从而保证区 域管理中的车次与配载结果的一致性。经过调整后的配车结果一旦进行了删除操作，那么相应的在配车结果中也应该进行删除，而经过调整后的配车结果如果有增加车次的话，也应该在配车结果中增加配车数量。参考文献：

[1]时兴.烟草经济地理信息系统的设计与实现[D].济南:山东大学,2008(5).

[2]王变利.GIS在物流配送系统中的应用研究[D].焦作:河南理工大学,2010.

[3]陆琳.烟草物流配送路径研究[J].安徽农业科学,2009(2).