3S集成技術及其在物流系統中的應用

陳流源，王 卉

（海口經濟學院，海南 海口 571127）

在經濟全球化的今天，物流信息技術不斷發展，推動著物流管理系統由傳統向現代化逐步轉變。其中，以地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）和遙感測繪技術（RS）三大技術為核心的“3S”技術，也稱空間信息技術（Spatial Information Technology），成為物流行業推捧的熱門。應用3S集成技術可以很好地解決物流系統中存在的一些問題，通過空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通信技術等的結合，可以更好地對空間和環境信息進行準確快速的采集和處理，為物流運作提供詳實可靠的信息，在車輛與貨物定位、運輸路線規劃及物流倉儲配送中心選址等方面發揮重要作用。

1.3S集成技術概述

“3S” 技術，由RS、GIS、GPS三大技術構成，是20世紀60年代興起的一門新興技術。“3S”技術中，RS、GIS和GPS三種技術相輔相成，取長補短，相互作用，形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架。“一個大腦”指的是GIS系統，“兩只眼睛”分別指的是RS和GPS系統。RS技術通過遠距離感知確定和發現信息源（目標物），為GIS提供或更新數據；GPS技術向GIS提供空間定位信息；GIS是3S技術的核心部分，它借助數據挖掘技術和空間分析功能從RS和GPS提供的數據中進行提取、分析、綜合集成和動態處理等操作，最終提供可視化的結果展示，為最終的物流決策提供科學依據。

1.1 GPS技術

全球衛星定位系統（GPS）是19世紀由美國軍方研制的，基于衛星通信技術的全球范圍內的實時定位和導航系統。最初主要運用領域在軍事方面，到了21世紀，GPS已經廣泛用于商用和民用。GPS由空間部分（GPS衛星系統）、地面控制系統（地面監控系統）和用戶設備部分（GPS信號接收機）三大部分組成，具有高精度、全方位、全天候、多功能、全時段等特點。其在物流領域的應用，也是不可缺少的。物流企業通過GPS監控管理系統，可實現全面跟蹤貨運車輛與物品的運輸情況，使客戶直觀地了解貨運車與商品的在途情況和物品是否到達，保障整個物流過程的有效監督與快速運轉。GPS在物流中的運用如圖1所示：

圖1 基于GPS的物流管理

1.2 GIS技術

GIS是以地理空間數據為基礎，采用地理模型分析方法，提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。GIS通過計算機控制中心進行數據的接收、發送與傳遞。其運作需要與 GPS、衛星系統相互連接，通過對地表信息進行采集、存儲、管理、運算、分析、展示，向用戶提供所需信息。GPS系統具有數據輸入、數據編輯、數據存儲與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達與輸出等基本功能。用戶可以通過坐標得到相應的地表信息、地理測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。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，技術上表現為坐標和空間拓撲描述屬性。具備二個屬性，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在物流中的應用如圖2所示：

圖2 GIS在物流中的應用

1.3 RS技術

RS技術是通過對地表目標物體自身輻射或反射的電磁波、紅外線、可見光等進行遠距離感知，并進行探測和識別的技術。RS技術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，可以對數據進行提取、接收、記錄、傳輸和加工處理，以便于進行目標勘探、動態監測以及物流管理決策等。RS 技術與GPS、GIS等技術高效融合，可以在空間信息獲取、動態跟蹤以及定位導航等領域發揮更大的作用。RS的工作特點表現為探測范圍大；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技術探測范圍大，從10 km到910 km不等。一張陸地衛星圖像覆蓋的地面范圍可達3萬多平方千米。RS技術獲取資料的速度快、周期短，而實地測繪地圖要幾年、十幾年甚至幾十年。RS技術在物流中的應用如圖3所示：

圖3 RS技術在物流中的應用

2.3S集成技術在物流系統中的應用

2.1 3S集成技術在運輸管理方面的應用

3S集成技術可以為物流企業和部門提供車輛導航、車輛跟蹤與定位以及車輛信息管理等服務，為物流決策提供參考依據。首先，在車輛導航方面。RS技術可通過遙感器對地表物體，如地表、建筑物等完成遠距離識別，并提取這些物體的信息，通過軟硬件系統的處理（如幾何校正、濾波等）對接收到的遙感圖像信息進行分析和判讀，為GIS系統提供信息源。GIS對空間中的地理信息等數據進行運算和分析，可構建出直觀、可視化的地圖、影像以及多媒體等，幫助運輸車輛和船舶優化運輸作業流程，通過導航迅速到達指定交貨地點，減少運輸時間。其次，車輛跟蹤與定位方面。利用3S技術，與電子地圖、無線電通信網絡、計算機車輛管理信息系統相結合，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行軌跡，預估到達指定目的地的具體時間，有助于安排接貨事項和準備。通過將 3S 技術可用于物流系統的實時監控，讓物流管理透明化、實時化，使物流發貨方、收貨方以及承運方都可以及時了解信息、應用信息。再次，在車輛信息管理方面。借助3S地理信息系統數據庫，可及時查看并更新所有運輸車輛的類型、配載、位置、型號和狀態等信息，為物流主管部門進行調度、協調和指揮車輛提供有效依據。

2.2 3S集成技術在配送管理方面的應用

3S技術對于物流體系的構建，物流園區、中轉倉庫、物流中心等節點的選址起到關鍵作用。GIS系統綜合RS和GPS提供的有效信息數據，可建立各候選配送中心站點的綜合評估模型，在地理信息系統中標出要規劃選擇的站點方案，并在電子地圖上進行查詢和顯示，由綜合評估模型給出各配送中心站點的評估值，從科學的角度幫助客戶研究地理位置，以便選出最優的配送中心選址方案，有助于優化物流配送決策。3S集成系統可根據送貨車輛的裝載量、客戶分布、配送訂單、送貨路線交通狀況等因素進行計算，自動完成配送路線規劃和人工線路設計。通過路徑優化，可以合理規劃路線，合理避開擁堵路段、事故路段等，以減少運輸時間，提高車輛的利用率。

2.3 3S集成技術在信息管理方面的應用

3S集成技術具有強大的信息存儲和查詢功能。首先，其擁有的大型關系型數據庫系統可統一管理車輛信息、配送中心信息、配送路線規劃信息等數據信息，并實現對電子地圖和衛星圖片信息的有效管理。物流公司及用戶可以根據需要對目標車輛的運行信息及具體位置動態進行查詢，查詢結果可以以文字、語言和圖像的形式顯示，使物流公司和貨主可以對貨物及車輛動態進行實時追蹤，掌握及時有效的數據。為了使物流活動更加順暢地進行，3S系統可使用無線局域網向車輛發出相關指令，并允許車輛向物流管理中心發送裝載報告，以便彈性地調整運輸及配送計劃方案。

2.4 3S集成技術在應急監控方面的應用

在特定情況下，物流需要應對各種突發和緊急情況的物資保障。這時需要借助3S空間信息集成技術搭建應急信息平臺，實現應急物資的快速供應。在物流運輸過程中，運輸車輛遭遇突發狀況時也可借助3S技術向管理單位發出越界報警、超速報警、遇劫報警、遠程熄火和遠程監聽等報警求救信號。物流公司可以通過GPS定位和遙感監控系統對有緊急情況或發生事故的車輛進行緊急援助，并規劃最優援助方案。也可以通過話務指揮功能與被救助目標車輛進行通話，實行在線實時輔助，并實時監測報警車輛運行狀況，保障人員、車輛及貨物的安全。

3.結語

將3S集成技術應用到現代物流系統中，可實現對各種空間信息和環境信息的快速、準確、可靠的收集和處理，為物流管理決策提供科學依據。并能縮短物流運行周期，提高物流企業競爭力和經濟效益。在高新技術不斷應用的今天，3S集成技術與物流系統的結合，必將為物流系統的效率和服務水平帶來顯著的提高，使物流系統向智能化現代化方向轉變。