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基于GIS的汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)的開發(fā)研究
隨著汽車工業(yè)快速發(fā)展，汽車的產(chǎn)量和保有量急劇上升，報(bào)廢汽車的數(shù)量也隨之不斷增長(zhǎng)，由此所產(chǎn)生的資源短缺和報(bào)廢汽車遺留垃圾對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染等一系列問題，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何進(jìn)行報(bào)廢車輛的回收并盡可能地提高其再利用率己成為當(dāng)前汽車工業(yè)所面臨的重要課題。本文針對(duì)汽車逆向物流在物流對(duì)象、目標(biāo)和處理過程方面的特殊性，及其較強(qiáng)的空間分布特性，分析了地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用于汽車逆向物流的必要性。同時(shí)，提出基于GIS 的汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)集成開發(fā)的方法和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。
1 前言
隨著汽車工業(yè)快速發(fā)展，汽車的產(chǎn)量和保有量急劇上升，報(bào)廢汽車的數(shù)量也隨之不斷增長(zhǎng)，由此所產(chǎn)生的資源短缺和報(bào)廢汽車遺留垃圾對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染等一系列問題，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何進(jìn)行報(bào)廢車輛的回收并盡可能地提高其再利用率己成為當(dāng)前汽車工業(yè)所面臨的重要課題。目前，我國(guó)大部分城市的汽車逆向物流管理水平較落后，既缺乏削減汽車廢棄物排放的激勵(lì)措施，又缺乏對(duì)汽車廢棄物的收集/中轉(zhuǎn)/運(yùn)輸/處理等全過程的科學(xué)規(guī)劃和管理，導(dǎo)致汽車廢棄物處理過程中的資源浪費(fèi)和二次污染。由于汽車逆向物流過程中具有的地理信息特點(diǎn)，本文將探討GIS(Geographic Information System--地理信息系統(tǒng))技術(shù)在汽車逆向物流管理中的應(yīng)用，并建立基于GIS的汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)，這對(duì)于提高汽車逆向物流管理決策的科學(xué)性、可靠性和方便性具有十分重要的意義。
2 汽車逆向物流綜述
2.1 汽車逆向物流概念
汽車逆向物流是以滿足顧客和保護(hù)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)汽車產(chǎn)品實(shí)行從下游到上游的物流活動(dòng)，如圖1所示。它包括回收逆向物流和廢棄物逆向物流兩大部分�；厥漳嫦蛭锪髦覆缓细衿返姆敌�、退貨以及周轉(zhuǎn)使用的包裝物等從需方返回到供方的物流活動(dòng)。廢棄物逆向物流則指將己失去經(jīng)濟(jì)活動(dòng)價(jià)值的原使用物品進(jìn)行回收、檢測(cè)、處理，并將其送到專門的處理中心所進(jìn)行的物流活動(dòng)[1]。
2.2 汽車逆向物流的特征
(1)隨機(jī)性。即退回或回收汽車的來源地點(diǎn)、回收數(shù)量、召回時(shí)間等的不確定性。
(2)復(fù)雜性。由于汽車逆向物流的不確定因素很多，預(yù)測(cè)困難，同時(shí)回收產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊等特點(diǎn)，決定了其規(guī)劃操作和控制相對(duì)于汽車正向物流變的更加困難和復(fù)雜。
(3)物流成本較高。汽車制造業(yè)不同于其他的行業(yè)，它不僅生產(chǎn)工序復(fù)雜，而且對(duì)專業(yè)化程度的要求非常高。同時(shí)，隨機(jī)性也使得規(guī)模效應(yīng)難以發(fā)揮，最終導(dǎo)致物流成本偏高。除此之外，對(duì)回收汽車進(jìn)行人工檢測(cè)費(fèi)用也是導(dǎo)致高成本的一個(gè)重要因素。
(4)價(jià)值遞增性。即報(bào)廢汽車在消費(fèi)者手中是零價(jià)值，但隨著逆向回流，報(bào)廢汽車的價(jià)值逐級(jí)遞增，最終在逆向物流的終端—生產(chǎn)商那里實(shí)現(xiàn)價(jià)值再造。
(5)風(fēng)險(xiǎn)逐級(jí)放大性。雖然汽車逆向物流可以使下游消費(fèi)者規(guī)避經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，但由于采取了相對(duì)寬松的回收政策會(huì)加大企業(yè)自身的風(fēng)險(xiǎn)。此外，供應(yīng)鏈中的“牛鞭效應(yīng)”也會(huì)導(dǎo)致上游汽車制造企業(yè)信息失真，風(fēng)險(xiǎn)加大。
3 GIS在汽車逆向物流系統(tǒng)中的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)(GIS)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)，是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)地理數(shù)據(jù)的采集、輸入、存儲(chǔ)、檢索、操作和分析，迅速地獲取滿足應(yīng)用需要的信息，并以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式輸出[2]。
在汽車逆向物流系統(tǒng)中，汽車廢棄物的產(chǎn)量和分布、收運(yùn)設(shè)施、處理處置設(shè)施以及交通狀況、區(qū)域功能等，都具有很強(qiáng)的空間分布特性。對(duì)汽車廢棄物物流進(jìn)行設(shè)計(jì)、規(guī)劃時(shí)，利用GIS強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)功能，能更方便地處理汽車廢棄物物流的收集、裝卸、運(yùn)送、儲(chǔ)存等各環(huán)節(jié)的分析和規(guī)劃，不僅可以實(shí)現(xiàn)汽車廢棄物物流系統(tǒng)管理區(qū)域的地圖矢量化，還可以對(duì)系統(tǒng)中的汽車廢棄物收運(yùn)路線選擇、汽車廢棄物收運(yùn)設(shè)施的選址、運(yùn)輸車輛的調(diào)度等進(jìn)行有效的管理和決策分析 [3]。
隨著地理信息系統(tǒng)的迅速發(fā)展，GIS技術(shù)越來越多地應(yīng)用到各種物流系統(tǒng)規(guī)劃中。比如鮑婧(2007)將GIS運(yùn)用于農(nóng)產(chǎn)品物流配送決策支持系統(tǒng)的開發(fā)中。
4 基于GIS的汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成
4.1 基于GIS的汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
系統(tǒng)選用ESRI推出的GIS組件MapObjects，同時(shí)應(yīng)用Visual Basic 6.0作為開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于GIS的汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)的集成開發(fā)。其基本思路是先對(duì)采集的地理空間數(shù)據(jù)和物流信息數(shù)據(jù)集成;再在此基礎(chǔ)上加入 GIS組件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析和管理，然后應(yīng)用Visual Basic 6.0和MapObjects相結(jié)合，進(jìn)行二次開發(fā)，將MapObjects引入到傳統(tǒng)的MIS平臺(tái)中，進(jìn)行無縫的系統(tǒng)集成，使得用戶面對(duì)一個(gè)屏蔽了技術(shù)細(xì)節(jié)的操作方式簡(jiǎn)單、系統(tǒng)功能齊全的可視化界面。
4.2 基于GIS的汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的選擇
管理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)共分為四種，分別是：主機(jī)/終端結(jié)構(gòu)、File/Server結(jié)構(gòu)、Client/Server結(jié)構(gòu)和Brower/Server結(jié)構(gòu)。
主機(jī)/終端結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)過分依賴于主機(jī)，主機(jī)價(jià)格昂貴，對(duì)技術(shù)人員和環(huán)境要求較高;File/Server結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的完整性難以控制，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求比較高，容易造成網(wǎng)絡(luò)瓶頸，不能滿足數(shù)據(jù)傳輸量大、用戶多的現(xiàn)在企事業(yè)單位的需求;當(dāng)今系統(tǒng)開發(fā)過程中，應(yīng)用比較廣泛的是 Client/Server結(jié)構(gòu)和Brower/Server結(jié)構(gòu)，下面表1總結(jié)了這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)分析[4]。
本系統(tǒng)針對(duì)為汽車逆向物流設(shè)計(jì)的管理信息系統(tǒng)，考慮到交互能力和數(shù)據(jù)處理能力等因素，本系統(tǒng)選用Client/Server結(jié)構(gòu)體系。
4.2.2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
汽車逆向物流管理信息系統(tǒng)的信息包括汽車廢棄物從產(chǎn)生、收集、暫存、加工、運(yùn)輸、中間加工利用與處理、直到最終處置的全過程的所有相關(guān)信息。根據(jù)汽車廢棄物物流系統(tǒng)的特征，本管理信息系統(tǒng)將由五大子系統(tǒng)組成，分別為電子地圖子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策子系統(tǒng)。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
4.2.3 系統(tǒng)的總體功能設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循科學(xué)性、實(shí)用性、規(guī)范性和可擴(kuò)充性原則。以下是各子系統(tǒng)的功能描述。
(1)電子地圖子系統(tǒng)：系統(tǒng)的電子地圖模塊。其功能是對(duì)地圖實(shí)現(xiàn)分層綜合顯示，以及無極縮放、任意漫游、直接選擇定位等功能;還可以對(duì)地圖進(jìn)行地理編碼，將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)與地圖有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。
(2)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)：系統(tǒng)的信息收集模塊。通過采集某城市的基礎(chǔ)地圖(包括行政地圖、等高線、交通地圖等)、汽車廢棄物分布圖(包括汽車廢棄物收集點(diǎn)、中轉(zhuǎn)站以及處理場(chǎng)所等)、收運(yùn)車輛的屬性數(shù)據(jù)(包括車輛的種類、型號(hào)、燃料種類基本技術(shù)資料、駕駛員信息等)以及各種圖形數(shù)據(jù)(包括汽車廢棄物收集點(diǎn)照片、中轉(zhuǎn)站照片、處理場(chǎng)所照片等)，來建立GIS的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣，就可以快速精確地查詢、檢索所需要的圖層。同時(shí)，對(duì)汽車廢棄物進(jìn)行分類，包括鋼板，輪胎，電池，廢油廢液等，并對(duì)這些汽車廢棄物的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
(3)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模塊。具體包括數(shù)據(jù)輸入輸出、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)更新和數(shù)據(jù)維護(hù)等功能，另外，還將為各級(jí)用戶提供信息檢索服務(wù)，實(shí)現(xiàn)包括地理信息在內(nèi)的多種信息的管理、更新及維護(hù)。
(4)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)子系統(tǒng)：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)模塊。該模塊將通過數(shù)據(jù)分析，并運(yùn)用相關(guān)預(yù)測(cè)模型對(duì)未來汽車廢棄物處理情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，包括數(shù)據(jù)加工分析、信息預(yù)測(cè)等功能。
(5)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃決策子系統(tǒng)：這是針對(duì)汽車廢棄物物流系統(tǒng)特點(diǎn)而設(shè)立的模塊，其功能是進(jìn)行汽車廢棄物物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)規(guī)劃和收運(yùn)車輛行車路徑?jīng)Q策。
4.2.4 系統(tǒng)的集成
本系統(tǒng)是利用ESRI提供的建立在OCX(OLE Custom ControlsH OLE自定義控件)技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能控件MapObjects，以Visual Basic 6.0為開發(fā)平臺(tái)，直接將GIS功能嵌入其中，進(jìn)行二者的集成開發(fā)。
在本系統(tǒng)的集成開發(fā)中，最關(guān)鍵的技術(shù)是數(shù)據(jù)的集成。汽車廢棄物物流管理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)主要有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。因?yàn)榭臻g數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化的、不定長(zhǎng)的，而且施加于空間數(shù)據(jù)的操作需要通過MapObjects來實(shí)現(xiàn)，我們采用文件結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式，利用文件存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)，而借助關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)管理屬性數(shù)據(jù)。
在進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、查詢和分析時(shí)，由于空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)是分開存儲(chǔ)管理的，所以需要通過地理編碼來實(shí)現(xiàn)它們之間的關(guān)聯(lián)。即為文件中的每個(gè)地理事物都分配一個(gè)唯一的地理編碼，而在關(guān)系數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)中也對(duì)應(yīng)有一個(gè)編碼，這樣數(shù)據(jù)表中的每條記錄可以通過該編碼確定與文件中對(duì)應(yīng)地理事物的連接關(guān)系。本系統(tǒng)的集成開發(fā)結(jié)構(gòu)按照數(shù)據(jù)流主要分為兩大塊，如圖3所示。
(1)利用MapObjects控件顯示電子地圖數(shù)據(jù)，并對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢;
(2)利用ADO組件訪問電子地圖數(shù)據(jù)的原數(shù)據(jù)，通過對(duì)原數(shù)據(jù)的查詢可以進(jìn)一步查詢地圖數(shù)據(jù)的分類信息。
5 結(jié)語
本文將GIS應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般原理與汽車逆向物流系統(tǒng)的具體實(shí)際相結(jié)合，首先分析了汽車逆向物流系統(tǒng)和GIS的特點(diǎn)并歸納了GIS應(yīng)用于汽車逆向物流的主要問題;然后在分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路，系統(tǒng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從研究的實(shí)際出發(fā)，選擇了C/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成。
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