基于GIS技术的农村物流可持续发展研究
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摘要：随着电商逐渐渗透到农村社会经济的诸多领域中，农村物流也在逐步发展完善。构建以GIS技术为支撑的农村物流配送系统，优化包裹运输路径，实时监控运输车辆，充分发挥GIS技术的优势，实现对包裹配送过程的全程管理，从而保证农村物流的可持续发展。
关键词：地理信息系统（GIS）;农村物流;全程管理
中图分类号：F252 文献标识码：A
文章编号：0439-8114（2020）19-0195-04
Abstract： With the increasing penetration of e-commerce into many areas of rural society and economy， rural logistics is also gradually developing and improving. This study builds a rural logistics distribution system supported by GIS technology， optimizes the package transport path， monitors the transportation vehicles in real time， gives full play to the advantages of GIS technology， and realizes the whole processing management of parcel distribution， so as to ensure the sustainable development of rural logistics.
Key words： geographic information system（GIS）; rural logistics; whole processing management
中國是农业大国，发达的物流产业是农村地区经济发展的支柱。但是，由于农村地区人口相对分散，配送地点分散，物流基础设施落后甚至缺乏、信息化程度落后等增加了农村物流的运营成本，使得农村物流配送时间长、取件难度大，农村物流行业很难发展壮大。同时，相较于苏宁等大型企业，其他小型物流企业资金有限、规模较小，只能通过降低成本来发展农村物流，解决农村“最后一公里”的问题难度还很大。地理信息系统（Geographic information system，GIS）可以存储、显示并分析地理数据，运用GIS相关技术在农村物流信息服务平台上对运输车辆和相关货物等信息进行高效管理，优化运输路径，在农村物流配送中科学地调度有限的车辆与人员，最大限度地利用人力、物力、财力资源，优化配送复杂而庞大的乡村包裹。运用GIS强大的空间分析能力进行农村物流派送，可以提高物流公司的控制和管理水平，降低运输成本，进而解决“最后一公里”问题，提升市场竞争力，同时也能提高农村人口的生活水平，具有非常重要的社会和经济价值。本研究基于GIS技术，从农村物流的现实需求与物流业务流程出发，介绍GIS系统数据的获取、处理机制，阐述GIS系统的主要功能，借助其功能将GIS系统应用于农村物流，对农村物流的发展具有明显的作用。
1 农村物流需求与物流业务流程
1.1 农村物流需求分析
当包裹到达目的地网点后，派送人员根据快递单的具体收货地址进行货物的派送，如果派送点是市区，则问题不大，但如果派送点是农村就需要更多的成本支撑。农村物流由于服务面积较广，客户群体数量多且下单具有不确定性（包括时间和地点的不确定），再加上经常性的物流高峰期，如双十一、双十二引发的全球购物狂潮等，导致快递的配送量非常大，而中国农村人口数量众多且分布分散，需要同时分配更多车辆进行快递的配送，还要合理地选择运输时间和路线，因此，农村物流的问题急需解决。要解决农村物流的“最后一公里”问题，就要将一个出发点多个终点的包裹通过货物的目的地来科学确定运输路线、车辆的分配以及车辆的行驶路线。因此，农村快递业非常需要一个类似GIS的信息系统平台，帮助处理庞大且复杂的空间数据和属性数据。
GIS技术与农村快递行业的管理相结合是农村物流发展的客观需要。该技术作为地理数据获取、存储、分析和处理等的工具，将各种地理数据以不同层次联系构成现实模型，具有强大的空间数据管理、地理分析和空间分析能力，可以有效降低运输成本，节省运输时间，提高服务质量[1]。
1.2 物流业务流程
物流业务流程规定了快递运输整个过程的程序。一个客观、合理的业务流程能够控制员工操作的随意性，加强各部门之间的合作交流，避免工作漏洞的出现，减少不必要的损失，提高效率。
物流公司在揽货点收货后，根据收费标准采用预付款、货到付款或月结等方式对客户进行收费，并按要求填写快递单，同时将相应的信息录入计算机，然后将货物贴上快递单运送至仓库，按目的地进行分拣等待出仓。货物发运时根据快递单的信息将同一目的地的货物归类到同一交接单上，并将这些信息发送至对应的快递网点，根据货物的数量进行人员和车辆的调配。司机将货物送至目的地网点，目的地网点根据交接单接收货物并将货物入库，快递员送货上门，收件人签收货物。具体的物流业务流程见图1。
2 系统数据的获取和处理
系统的数据库主要包括地理空间数据库和农村货物配送信息数据库2个方面的内容。在GIS系统中，最主要的部分是电子地图。GIS系统根据电子地图提供的基础数据，可以很好地完成农村派送线路规划和车辆、人员、包裹等的定位，同时对各乡村之间的道路情况进行描述，如道路的名称、道路的位置信息等，方便派送人员科学地选择路线，降低物流的管理和沟通成本。 地理空间数据库包括空间数据和属性数据，空间数据表示物体的地理实体几何属性，属性数据表示物体的非几何属性。空间数据的主要来源为地图数字化、遥感数据和GPS数据。农村道路网络数据、基本地物信息等交通网电子地图组成了空间数据。一方面农村道路的名称、类型、通行方向和属性等组成了农村道路网络的属性数据;另一方面农村网线和网络节点组成了农村网络拓扑结构，其中网线的起始和终止节点编号以及其他属性信息由农村网线记录，关联的网线数、网线编号及节点属性则由节点记录。农村道路网络和农村网络拓扑结构2个方面的内容组成了农村道路网络数据，而行政界线、村民区及公共设施、河流及植被信息、学校医院等建筑物的位置信息等组成了农村的基本地物信息。货物到达网点后，派送人员将农村客户的收件人信息（姓名、联系方式、收件地址、村子、签收时间等）通过SQL数据库，依据科学的编码体系建立数据表，录入计算机并进行统一的组织和管理[2]，以最优化的方式派送到收件人手中。
3 GIS系统的主要功能
GIS系统主要有数据采集与输入、数据编辑与更新、数据存储与管理、空间查询与分析、空间决策支持、数据显示与输出等功能[3]。GIS系统以电子地图为基础，通过系统数据分析，优化快递配送方案，实现配送方案的可视化和系统数据的可视化，促进包裹运输管理部门的信息化和科学化。在此基础上，进一步全面跟踪和分析运输货物的流向，为物流公司的运营决策提供科学合理的依据。
在GIS系统中，当有农村包裹派送任务时，只需要借助系统录入信息，便可以优化配送方案，制定出货物配送的最短路径。同时，系统可以准确定位配送车辆的位置，实时监控车辆及货物状态，出现突发情况时也方便管理层及时准确地作出判断和方案更改。此外，系统可按照给定的查询条件从不同方面查询用户、车辆、货物等信息，结合地图进行综合信息查询[4]。
物流公司的业务流程主要是包裹到达目的地网点后，派送人员根据快递单的具体收货地址进行货物的派送，应用GIS技术后，在系统中输入各包裹的目的地信息，便可将方案（根据起点和终点设计最短路径）显示在电子地图上，供送件人参考，在计算最短路径时需要运用Dijkstra算法，算法基本过程见图2。由图2可见，Dijkstra算法以起点为中心向外层扩展，直到扩展至终点。其基本思路是将最短路径的路网图中的每个节点都赋予标号（an，bn）。其中，从起点s到节点n的最短路徑长度记为an，从起点s到节点n的最短路径中n点的前一点记为bn，一个节点到其自身的最短路径长度记为0。其核心步骤就是依次查找网络图中每个点到原点的最短路径，从未标记点中选择一个权值最小的路线，直到终点的最短路径已经全部被查到，也就是所有的点都已被标记结束。
送件人根据系统提供的线路图将货物送到指定目的地，交给收货人或放在农村代取点。物流公司也可以通过派件工作人员录入系统的货物签收相关信息进行监督和管理。
GIS系统对车辆具有GPS定位功能，能对车辆的实际运输路线进行实时定位和监控，保证能够及时查询到货物的状态。GPS移动终端用来接受卫星信号，确定三维坐标，通过处理GPS定位信息，计算出农村道路上运输车辆的精准位置。将GPS移动终端数据与电子地图进行匹配，寻找车子的实时位置，定位追踪，为运输可视化提供保障。
GIS空间分析将空间数据和属性数据结合起来查询，可以将查询结果以图形和属性2种方式显示出来。GIS系统能够在车辆监控的基础上实现信息查询功能，操作时在系统中输入快递单号，能够实时查询出运输该货物的车辆和驾驶员，也可以查出包裹在乡村的哪条路上、哪个位置以及是否被签收等。这种功能实现了快递物流信息的共享，也在一定程度上加大了快递公司的运营监管力度。
4 GIS在农村物流的应用
在农村物流中，GIS的应用可以提高农村物流等中小型物流企业的信息化程度，降低物流运输、人工、运营等成本，智能化、合理化地判断运输路径、配送人员等。
4.1 车辆路线规划
GIS技术通过对现有车辆、车型、路线等进行录入和计算，解决农村物流的同一起点和终点或者同一起点、多个顺路终点等重复运输导致费用上升的问题，并且决定使用何种车型、何种车辆以及每辆车的行驶路线。同时，GIS技术进一步节约了企业成本和提升了人力、物力和财力的利用效率，增强了企业对快递和人员的监督管理。
4.2 网点布局
GIS技术对现有网点和未来网点布局进行货物需求量、承载力以及运输成本的分析，寻求最有效分配货物的路径，选择最佳的网点布局，从而提高仓库、代收点等物流设施的利用率，减少资源浪费。
4.3 服务范围划分
GIS技术可以根据各要素的相似点把同一层上所有或部分要素分为几个组，用来确定服务范围和销售市场范围等问题。如某个或者某几个快递公司在某个农村建立一个快递代收点，使其覆盖区域和消费者数量大致相当，增加了工作效率，减少了资源浪费。
5 GIS系统的意义
解决农村物流“最后一公里”问题主要是解决从乡镇代收点到乡村的距离，实现门对门服务，对国内中小型快递物流企业来说，这只有在降低成本的前提下才有可能实现。针对信息化水平低、规模偏小、信息集成能力弱等问题，GIS系统平台可以提供良好的信息交互接口，实现企业内部与企业之间的信息互换和共享，即把不同物流公司的快递集中起来，统一运输分配，其作用具体表现如下。
5.1 降低了中小型物流企业的成本
发展农村物流最大的困难是快递量更少，配送时间更长并且分散。假设各快递公司分散配送，那么相对应的企业成本将会大大增加。运用GIS信息平台可以实现整个农村物流环境下的物流信息数据共享，让各个中小型物流企业花更少的成本提供更优质的服务。通过物流共享数据，能科学地调动人员车辆，最优化地配送包裹，降低企业的服务成本。此外，使用该系统不需要购买昂贵的应用服务器、数据库服务器以及相关的设备等[5]，将节约大量维护信息系统的人力和物力成本。 5.2 促进了中小型物流企业建立双向流通体系
农村物流是一个双向流通的体系，依托GIS系统不仅可以及时将快递运送到村，也可以实现及时地上村取件，将农村商品更好地输送至全国各地。如GIS系统可以与农村当地便利店和邮政网点合作，整合资源建立农村快递合作平台共同集中收发货[6]，同时与多个快递企业合作，共同暂时寄存包裹，实现资源共享，有效利用靠近农村的便利店资源。此外，GIS系统还可以与农村原产地的冷链物流运输体系合作，解决生鲜农产品“走出去”的难题，带动农村经济和冷链市场共同发展。
5.3 加快了中小型物流企业业务重组
目前大多数快递公司只在县城一级有站点，在乡镇大多以加盟代发的合作模式。乡镇快递网点需要每天去县城取快递，然后用系统通知收件人取件[7]。使用GIS信息平台后，中小型物流企业需要重新建立业务流程，让快递从县城到乡镇，从乡镇到农村形成科学合理的物流运输链，这在无形中加快了中小型物流企业内部的业务重组。GIS系统的使用，不但规范了农村物流派送的环节和流程，也减少了很多不确定因素（如乡镇快递点额外收费），保证了包裹派送的准确性和时效性，提高了派送的服务质量和水平，也有效降低了农村物流派送“最后一公里”的成本，进而降低了企业的运营成本。
6 小结
电商在中国的发展有目共睹，很多农户也在慢慢接受这种方式，但目前只停留在乡镇层级，并没有真正下沉到村[7]。电商的核心在于物流，虽然近年来乡村交通状况大幅改善，但由于城乡发展不协调、商品产销信息不对称等多重因素影响，真正实现“村村通”还需要做很多工作。GIS系统可以将各物流企业的物流信息系统与快递物流信息平台有效连接，通过Web服务的统一接口满足不同业务需求的信息交互。本研究通过对农村物流現状进行分析，找到农村物流发展缓慢的原因，以GIS技术为中介，分析其数据的获取、处理以及运行机制，找到GIS技术和农村物流的契合点，发挥GIS技术在农村物流发展上的作用，不仅可以降低物流企业的成本，促进中小型物流企业建立双向流通体系，而且加快了中小型物流企业的业务重组，对于农村中小型物流企业的发展具有重要的现实意义。
参考文献：
[1] 王成金.GIS技术在物流企业信息平台中的应用研究[J].商业研究，2005（19）：205-207.
[2] 王变利，袁占良，郭 敏.GIS在物流配送系统中的应用[J].地理空间信息，2010，8（1）：102-104.
[3] 乔玉洁.基于GPS手持终端的机场净空系统开发[D].北京：北京交通大学，2013.
[4] 易荣贵.基于GIS的混合业务车辆调度问题研究[D].长沙：中南大学，2008.
[5] 董 丽.中小制造业信息化分类和应用方案研究[D].南京：南京理工大学，2010.
[6] 罗松波.基于GIS系统的城市物流配送线路优化研究[D].河北保定：华北电力大学，2015.
[7] 郭 菲.“互联网+”环境下我国农村电商发展对策研究——以山西省为例[J].物流科技，2018，41（4）：59-60.
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